Balanset-1A

Balanset-1A: Visão geral técnica e manual de operação

Equilibrador de campo portátil "Balanset-1A"

Documentação Técnica e Manual de Operação

1. Introdução

O Balanset-1A é um balanceador dinâmico portátil, projetado para balancear rotores rígidos em seus próprios mancais (in-situ), ou servir como sistema de medição em máquinas de balancear. Oferece serviços de balanceamento dinâmico em um e dois planos para uma variedade de máquinas rotativas, incluindo ventiladores, rebolos, fusos, trituradores e bombas. O software de balanceamento que a acompanha fornece automaticamente a solução de balanceamento correta tanto para o balanceamento em um plano quanto para o balanceamento em dois planos.

Facilidade de utilização

O Balanset-1A foi concebido para ser simples de utilizar, mesmo para aqueles que não são especialistas em vibrações.

Procedimento de compensação

O procedimento de equilibragem emprega um método de 3 execuções, incorporando a adição de uma massa de teste em cada ponto de equilíbrio, também conhecido como o Método do Coeficiente de Influência. O software calcula automaticamente os pesos de equilíbrio e a sua colocação (ângulo), apresentando os resultados numa tabela e guardando-os num ficheiro de arquivo.

Histórico técnico

O princípio da metodologia baseia-se na instalação de pesos de teste e no cálculo dos coeficientes de influência do desequilíbrio. O instrumento mede a vibração (amplitude e fase) de um rotor em rotação, após o que o usuário adiciona sequencialmente pequenos pesos de teste em planos específicos para "calibrar" a influência da massa adicional na vibração. Com base nas mudanças na amplitude e fase da vibração, o instrumento calcula automaticamente a massa e o ângulo de instalação necessários dos pesos corretivos para eliminar o desequilíbrio.

Relatórios e visualização de dados

O sistema permite a impressão de um relatório de equilibragem. Adicionalmente, estão disponíveis gráficos de forma de onda e de espetro de vibração para uma análise mais aprofundada.

O Balanset-1A é uma solução completa para balanceamento dinâmico, oferecendo uma gama de recursos para garantir o balanceamento preciso e eficiente de máquinas rotativas. Sua interface amigável e software avançado o tornam a escolha ideal para especialistas e não especialistas na área de análise de vibração.

Kit completo Balanset-1A

Kit completo Balanset-1A com todos os componentes

Componentes incluídos:

  • Unidade de interface
  • Dois sensores de vibração
  • Sensor ótico (tacómetro laser) com suporte magnético
  • Escala
  • Software (Observação: Notebook não incluso, disponível mediante pedido adicional)
  • Caixa de plástico para transporte

Especificações

Especificações básicas:

  • Sensores de vibração: Dois acelerômetros vibratórios com cabo de 4 m de comprimento (10 m opcionalmente disponível).
  • Sensor ótico (tacómetro laser): Faixa de distância de 50 a 500 mm com comprimento de cabo de 4 m (10 m opcionalmente disponível).
  • Módulo de interface USB: Vem com software para conexão com PC.
  • Capacidades de software: Mede vibração, ângulo de fase e calcula o valor e o ângulo da massa de correção.

Especificações detalhadas:

Parâmetro Valor
Faixa de vibração de amplitude 0,05-100 mm/seg
Faixa de frequência de vibração 5 - 300 Hz
Precisão 5% em escala real
Planos de correção 1 ou 2
Medição de velocidade de rotação 150-60000 rpm
Precisão da medição do ângulo de fase ±1 grau
Poder 140-220 VCA 50 Hz
Peso 4 kg

O Balanset-1A é uma solução abrangente para a equilibragem dinâmica, oferecendo uma gama de características para garantir uma equilibragem precisa e eficiente de máquinas rotativas.

2. Preparação para o balanceamento de dois planos com o Balanset-1A

2.1. Instalação do controlador e do software

  1. Instalar os controladores e o software Balanset-1A a partir do disco flash de instalação.
  2. Introduzir o cabo USB na porta USB do computador. O módulo de interface será alimentado a partir da porta USB.
  3. Utilização o atalho para executar o programa.

2.2. Instalação do sensor

  1. Instale os sensores conforme indicado nas Figuras 1, 2 e 3.
Cabos de ligação
  • Conecte os sensores de vibração aos conectores X1 e X2.
  • Conecte o sensor de fase do laser ao conector X3.
Esquema de balanceamento de dois planos

fig.1 Esquema de equilíbrio de dois planos

  • Instale uma marca refletora no rotor.
  • Verifique o valor de RPM no sensor de fase quando o rotor estiver girando.
Montagem do sensor de fase Instalação do sensor de fase

fig.2 Configurações do sensor de fase

Verificações importantes de pré-balanceamento

Antes de conectar o instrumento, é necessário realizar um diagnóstico completo do mecanismo e a preparação. O sucesso do balanceamento do 80% depende da minuciosidade do trabalho preparatório. A maioria das falhas não está relacionada ao mau funcionamento do instrumento, mas à negligência de fatores que afetam a repetibilidade da medição.

  • Rotor: Limpe completamente todas as superfícies do rotor, removendo sujeira, ferrugem e resíduos de produtos. Verifique se há elementos quebrados ou ausentes.
  • Rolamentos: Verifique os conjuntos de rolamentos quanto a folga excessiva, ruído estranho e superaquecimento.
  • Fundação: Certifique-se de que a unidade esteja instalada sobre uma base rígida. Verifique o aperto dos chumbadores.
  • Segurança: Garantir a presença e a operacionalidade de todas as proteções.

3. Procedimento de equilibragem com o Balanset-1A

Janela principal para balanceamento de dois planos

fig.3 Janela principal para o equilíbrio de dois planos

Configuração de parâmetros de balanceamento

  1. Depois de instalar os sensores, clique no botão "F7 - Equilíbrio".
  2. Definir os parâmetros de equilíbrio conforme necessário.
  3. Clique em "F9-Next" para prosseguir.
Definições de equilíbrio

fig.4 Definições de equilíbrio

Quadro 1: Operações passo a passo para o equilíbrio

Execução inicial (Execução 0) - Arranque sem peso de ensaio
  1. Fazer funcionar a máquina à sua velocidade de funcionamento (assegurar que a velocidade está longe da frequência de ressonância da construção).
  2. Clicar em F9-Iniciar para medir o nível de vibração e o ângulo de fase sem um peso de teste.
  3. O processo de medição pode durar entre 2 e 10 segundos.
Medição de vibração original

fig.7 Janela de equilibragem de dois planos. Vibração original

Primeiro ciclo (ciclo 1) - Peso de ensaio no plano 1
  1. Parar a máquina e montar um peso de teste de tamanho adequado arbitrariamente no Plano 1.
  2. Ligar a máquina, clicar em F9-Run, e medir o novo nível de vibração e o novo ângulo de fase.
  3. O processo de medição pode durar entre 2 e 10 segundos.
  4. Parar a máquina e retirar o peso de ensaio.
Crítico: A massa do peso de teste deve ser suficiente para causar uma alteração perceptível nos parâmetros de vibração (alteração de amplitude de pelo menos 20-30% OU mudança de fase de pelo menos 20-30 graus). Se a alteração for muito pequena, a precisão do cálculo será baixa.
Segunda execução (execução 2) - Peso de ensaio no plano 2
  1. Montar um peso experimental de tamanho adequado no Plano 2.
  2. Ligar novamente a máquina, clicar em F9-Run e medir novamente o nível de vibração e o ângulo de fase.
  3. Parar a máquina e retirar o peso de ensaio.
Etapa de cálculo (etapa 4)
  1. Os pesos e ângulos de correção serão calculados automaticamente e apresentados num formulário pop-up.
Cálculo de pesos de correção

fig.5 Equilíbrio de dois planos. Cálculo dos pesos de correção

Montagem de peso de correção

fig.6 Equilibragem em dois planos. Montagem do peso de correção

Corrida de correção (RunC)
  1. Montar os pesos de correção nas posições indicadas no formulário pop-up, no mesmo raio que os pesos de teste.
  2. Ligar novamente a máquina e medir a quantidade de desequilíbrio residual no rotor para avaliar o sucesso do trabalho de equilibragem.
Acções pós-equilíbrio
  1. Após o balanceamento, é possível salvar o balanceamento do coeficiente de influência (F8-coeficientes) e outras informações (F9-Adicionar ao arquivo) para uso futuro.

Seguindo estas operações passo a passo, pode obter um equilíbrio preciso e reduzir significativamente os níveis de vibração nas suas máquinas rotativas.

Equilibrando os Padrões de Qualidade

O uso da norma ISO 1940-1 transforma a avaliação subjetiva de "vibração ainda muito alta" em um critério objetivo e mensurável. Se o relatório final de balanceamento gerado pelo software do instrumento mostrar que o desequilíbrio residual está dentro da tolerância ISO, o trabalho é considerado executado com qualidade.

Procedimento de balanceamento - vídeo

Equilíbrio de campo

Ver demonstração de balanceamento de campo

4. Características adicionais do Balanset-1A

4.1. Modo Vibrométrico

Ativar o modo Vibrometer
  • Para ativar o modo Vibrômetro, clique no botão "F5-Vibrômetro" na janela principal para balanceamento de dois planos (ou um plano).
  • Para iniciar o processo de medição, clique em "F9-Executar".
Compreender as leituras do vibrometro

V1s (V2s): Representa a vibração resumida no Plano 1 (ou Plano 2) calculada como média quadrática.
V1o (V2o): Indica a vibração 1x no Plano 1 (ou Plano 2).

Janela do espetro

No lado direito da interface, você pode visualizar a janela de espectro, que fornece uma representação gráfica das frequências de vibração.

Arquivamento de dados

Todos os arquivos de dados de medição podem ser salvos no arquivo para referência ou análise futura.

Software para a balança e analisador de vibrações portátil Balanset-1A. Modo vibrométrico.

Software para a balança e analisador de vibrações portátil Balanset-1A. Modo vibrométrico.

4.2. Coeficientes de Influência

Utilização de coeficientes gravados para balanceamento

Se você salvou os resultados de execuções de balanceamento anteriores, você pode ignorar a execução de teste de peso e balancear a máquina diretamente usando esses coeficientes salvos.
Para fazer isso, selecione "Secundário" na janela "Tipo de balanceamento" e clique no botão "Selecionar F2" para escolher o tipo de máquina anterior na lista.

Seleção de balanceamento secundário
Gravação de coeficientes após o balanceamento

Após concluir o processo de balanceamento, clique em "F8-Coeficientes" na janela pop-up de resultado do balanceamento (consulte a Tab.1).
Em seguida, clique no botão "F9-Salvar".
Você será solicitado a inserir o tipo de máquina ("Nome") e outras informações relevantes na tabela.

Coeficientes de influência de economia

Utilizando os coeficientes de influência, é possível simplificar o procedimento de balanceamento, tornando-o mais eficiente e menos demorado. Esta caraterística é particularmente útil para máquinas que requerem balanceamento frequente, permitindo uma configuração mais rápida e menos tempo de paragem.

4.3. Arquivos e relatórios

Guardar informações de equilíbrio nos arquivos

Para salvar as informações de balanceamento, clique em "F9-Adicionar ao arquivo" na janela pop-up de resultado do balanceamento (consulte a Tab.1).
Você será solicitado a inserir o tipo de máquina ("Nome") e outras informações relevantes na tabela.

Aceder a arquivos guardados

Para acessar arquivos salvos anteriormente, clique em "F6-Report" na janela principal.

Impressão de relatórios

Para imprimir o relatório de balanceamento, basta clicar em "F9-Relatório".

Utilizando eficazmente as funcionalidades de arquivo e relatório, é possível manter um registo completo de todas as actividades de equilibragem. Isto é inestimável para acompanhar o desempenho da sua máquina ao longo do tempo, facilitando futuros procedimentos de equilibragem e fornecendo documentação para controlo de qualidade e planeamento de manutenção.

Relatório de balanço

Exemplo de relatório de balanceamento

Arquivo de equilíbrio de dois planos

Arquivo de equilíbrio de dois planos

4.4. Gráficos

Visualização de gráficos de vibração

Para visualizar gráficos de vibração, clique em "F8-Diagramas".

Tipos de gráficos disponíveis

Estão disponíveis três tipos de gráficos para a sua análise:

  1. Vibração comum: Este gráfico fornece uma visão geral dos níveis gerais de vibração.
  2. Vibração na frequência de revolução do rotor (1x vibração): Este gráfico se concentra nas vibrações que ocorrem na frequência de revolução do rotor.
  3. Espectro: Este gráfico oferece uma análise das vibrações baseada em frequência. Por exemplo, para uma velocidade do rotor de 3000 rpm, a frequência seria de 50 Hz.

Ao utilizar estes gráficos, pode obter uma compreensão mais profunda das características de vibração da sua máquina. Isto é crucial para diagnosticar problemas, planear a manutenção e assegurar um desempenho ótimo.

Gráfico de vibrações comuns

Gráfico de vibrações comuns

1x gráfico de vibração

1x gráfico de vibração

Gráficos de espectro de vibração

Gráficos de espectro de vibração

Contexto Teórico

Tipos de Desequilíbrio

No cerne de qualquer vibração em equipamentos rotativos está o desequilíbrio, ou desbalanceamento. Desbalanceamento é uma condição em que a massa do rotor é distribuída de forma desigual em relação ao seu eixo de rotação. Essa distribuição desigual leva à ocorrência de forças centrífugas, que por sua vez causam vibração nos suportes e em toda a estrutura da máquina.

Desequilíbrio estático (plano único)

Caracterizado pelo deslocamento do centro de massa do rotor paralelo ao eixo de rotação. Dominante para rotores finos em forma de disco, onde L/D < 0,25. Pode ser eliminado instalando um peso corretivo em um plano de correção.

Desequilíbrio Dinâmico

O tipo mais comum, representando uma combinação de desequilíbrios estáticos e de acoplamento. Requer correção de massa em pelo menos dois planos. O Balanset-1A foi projetado especificamente para este tipo.

Rotores rígidos vs. flexíveis

Rotor rígido

Um rotor é considerado rígido se sua frequência de rotação operacional for significativamente menor que sua primeira frequência crítica e não sofrer deformações elásticas significativas sob a ação de forças centrífugas. Os instrumentos Balanset-1A são projetados principalmente para trabalhar com rotores rígidos.

Rotor Flexível

Um rotor é considerado flexível se operar a uma frequência de rotação próxima a uma de suas frequências críticas. Tentar balancear um rotor flexível usando a metodologia para rotores rígidos frequentemente leva ao fracasso. Antes de iniciar o trabalho, é extremamente importante classificar o rotor correlacionando sua velocidade de operação com frequências críticas conhecidas.

Norma ISO 1940-1

A norma ISO 1940-1 é o documento fundamental para determinar o desequilíbrio residual admissível. Ela introduz o conceito de grau de qualidade de balanceamento (G), que depende do tipo de máquina e da sua frequência de rotação operacional.

Balanceamento de níveis de qualidade conforme ISO 1940-1
Grau de qualidade G Desequilíbrio Específico Admissível (mm/s) Exemplos de aplicação
G6.3 6.3 Rotores de bombas, impulsores de ventiladores, armaduras de motores elétricos, rotores de trituradores
G2.5 2.5 Rotores de turbinas a gás e a vapor, turbocompressores, motores para fins especiais
G1 1 Acionamentos de retificadoras, fusos

Exemplo de cálculo

Para um rotor de motor elétrico: - Massa: 5 kg - Velocidade de operação: 3000 rpm - Grau de qualidade: G2,5 e_per = (2,5 × 9549) / 3000 ≈ 7,96 μm U_per = 7,96 × 5 = 39,8 g·mm Resultado: O desequilíbrio residual não deve exceder 39,8 g·mm

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