O que é um diagrama de Campbell?

Um diagrama de Campbell (também chamado de diagrama de interferência) representa graficamente as frequências de excitação (harmônicos da velocidade de movimento) em função das frequências naturais. Onde as linhas harmônicas cruzam as linhas de frequência natural, existe uma ressonância potencial ou velocidade crítica.

O que são ordens harmônicas?

As ordens harmônicas representam múltiplos da velocidade de rotação. 1× é a fundamental (1 por revolução), 2× é duas vezes por revolução (comum em casos de desalinhamento), e ordens superiores estão relacionadas à passagem da lâmina, engrenamento, etc.

Como encontro as velocidades críticas a partir do diagrama?

As velocidades críticas ocorrem onde as linhas de ordem harmônica cruzam as linhas de frequência natural. A rotação de cruzamento é dada por RPM = fn × 60 / ordem, onde fn é a frequência natural em Hz e ordem é o número harmônico.

Por que as velocidades críticas são perigosas?

Em velocidades críticas, uma excitação harmônica coincide com uma frequência natural, causando ressonância. Isso leva à amplificação da vibração, potencial dano estrutural e desgaste acelerado de rolamentos/componentes.

Como evitar velocidades críticas?

Certifique-se de que a velocidade de operação esteja a pelo menos 20% de qualquer velocidade crítica. As opções incluem alterar as frequências naturais (alterações de rigidez/massa), adicionar amortecimento ou ajustar a faixa de velocidade de operação.

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Calculadora de Diagrama de Campbell

Trace o gráfico da interferência entre ordens de excitação harmónica e frequências naturais. Identifique os pontos críticos de cruzamento de velocidade para máquinas rotativas.

Até 5 frequências naturais Harmónicos 1×–10× Velocidades Críticas

Cruzamentos em velocidade crítica

Total de cruzamentos na faixa de velocidade

—

Gama de velocidades

—

Frequências Naturais

—

Diagrama de Campbell

Princípio do Diagrama de Campbell

O diagrama de Campbell representa a frequência de excitação em função da velocidade de rotação. Para cada ordem harmónica k, a frequência de excitação na velocidade n é:

Um cruzamento (velocidade crítica) ocorre quando uma excitação harmónica coincide com uma frequência natural:

Ordens Harmónicas Comuns

Ordem (harmónica)	Fonte
1×	Desequilíbrio, curvatura, excentricidade
2×	Desalinhamento, rolamento elíptico, folga
3×	Desalinhamento (grave), defeitos de acoplamento
k× (passagem da lâmina)	Número de lâminas × RPM
k× (engrenagem)	Número de dentes × RPM

Exemplo prático

Exemplo — Bomba centrífuga

Dado: f_n1 = 25 Hz, f_n2 = 48 Hz, Harmónicos: 1×, 2×, 3×

1× cruzamento em f_n1 RPM = 25 × 60 / 1 = 1500 rpm

2× cruzamento em f_n1 RPM = 25 × 60 / 2 = 750 RPM

1× cruzamento em f_n2: RPM = 48 × 60 / 1 = 2880 RPM

⚠️ Nota: Mantenha a velocidade de operação a pelo menos 20% de distância de qualquer velocidade crítica. Se uma velocidade crítica precisar ser ultrapassada durante a partida, acelere rapidamente através da zona de ressonância.

Um diagrama de Campbell representa graficamente as frequências de excitação (harmónicas da velocidade de rotação) em função das frequências naturais. As interseções indicam potenciais ressonâncias — velocidades críticas onde pode ocorrer vibração amplificada.

As ordens harmónicas são múltiplos da frequência de rotação do veio. 1× = uma vez por rotação (desequilíbrio), 2× = duas vezes por rotação (desalinhamento), ordens superiores relacionam-se com a passagem de pás, engrenamento, etc.

Velocidade crítica em RPM = f_n × 60 / ordem. Por exemplo, se f_n = 50 Hz e a ordem = 2×, a velocidade crítica = 50 × 60 / 2 = 1500 RPM.

Nas velocidades críticas, a frequência de excitação coincide com uma frequência natural, causando ressonância, vibração amplificada, possíveis danos estruturais e desgaste acelerado dos rolamentos.

Mantenha uma margem de separação de pelo menos 20%. Opções: alterar a rigidez/massa (deslocar as frequências naturais), adicionar amortecimento, modificar a gama de velocidades de funcionamento ou atravessar a ressonância rapidamente durante o arranque/paragem.

Os procedimentos descritos nesta página foram desenvolvidos e testados em campo pela equipa da Vibromera com o Balanset-1A, um equilibrador de dois canais e analisador de vibrações portátil para equilibragem de rotores no local.