Ferramenta de engenharia gratuita · #008
Calculadora de Frequência Harmónica
Converte RPM em Hz e apresenta harmónicos de 1× a 20×. Essencial para a análise de vibração e o diagnóstico de máquinas.
Resultados
| Ordem (harmónica) | Frequência (Hz) | CPM | Período (ms) |
|---|
Conversão de RPM para Hz
A frequência fundamental (ordem 1×) em Hz é igual à velocidade de rotação dividida por 60:
Frequências Harmónicas
Cada harmónico (ordem) é um múltiplo inteiro da frequência fundamental:
onde n é a ordem harmônica (1, 2, 3, …).
Velocidade angular
Fontes Harmónicas Comuns em Vibração
| Ordem (harmónica) | Fonte comum |
|---|---|
| 1× | Desequilíbrio, eixo torto, excentricidade |
| 2× | Desalinhamento (angular/paralelo), folga |
| 3× | Desalinhamento (grave), folga |
| N× | Passagem da lâmina/palheta (N = número de lâminas) |
| Z× | Frequência de engrenamento (Z = número de dentes) |
| ½× | Redemoinho de óleo, atrito |
| 0,43× | Chicote de óleo |
Exemplo prático
Dado: Velocidade = 3000 RPM
1× = 3000 / 60 = 50 Hz (3000 CPM)
2× = 2 × 50 = 100 Hz (6000 CPM)
3× = 3 × 50 = 150 Hz (9000 CPM)
Período = 1 / 50 = 20 ms
ω = 2π × 50 = 314,16 rad/s
💡 Dica: Na análise de vibração, o padrão do espetro harmónico é uma ferramenta de diagnóstico fundamental. O desequilíbrio apresenta um pico dominante de 1×, o desalinhamento apresenta um pico forte de 2× (e por vezes de 3×), e os defeitos nos rolamentos geram frequências não síncronas relacionadas com a geometria do rolamento.
Basta dividir as RPM por 60:
Hz = RPM / 60
Por exemplo: 3000 RPM / 60 = 50 Hz. Isto dá a frequência de rotação fundamental (1×).
As harmónicas são múltiplos inteiros da frequência fundamental (1×):
- 1× = fundamental = um evento por rotação
- 2× = segunda harmónica = dois eventos por rotação
- 3× = terceira harmónica = três eventos por rotação
Diferentes avarias produzem padrões harmónicos característicos. O desequilíbrio é predominantemente 1×, o desalinhamento apresenta forte componente 2× e por vezes 3×, e a frequência de passagem de pás é igual ao número de pás × 1×.
A frequência 1× (uma vez por rotação) é a componente de vibração mais fundamental. Fontes comuns de 1×:
- Desequilíbrio de massa — a fonte mais comum
- Veio empenado — cria 1× com componente axial
- Rotor excêntrico — máquinas elétricas
- Ressonância — se a frequência natural coincidir com 1×
A fase da vibração a 1× é crucial para a equilibragem — indica a direção do ponto pesado.
As harmónicas superiores revelam avarias mecânicas específicas:
- 2×: Desalinhamento (angular e paralelo), folga mecânica, veio fissurado
- 3× e superiores: Desalinhamento severo, folga mecânica
- Passagem de pás (N×): Problemas nas pás do impulsor/ventilador
- Engrenamento (Z×): Problemas nos dentes das engrenagens
A razão entre as amplitudes das harmónicas e a amplitude a 1× é um indicador de diagnóstico fundamental.
Hz (Hertz) = ciclos por segundo. Unidade de frequência absoluta.
CPM (Ciclos Por Minuto) = Hz × 60. Numericamente igual às RPM para a ordem 1×.
Ordens (1×, 2×, ...) = múltiplos da velocidade do veio. Normalizadas à velocidade — mantêm-se iguais independentemente das RPM.
Exemplo a 3000 RPM: 1× = 50 Hz = 3000 CPM; 2× = 100 Hz = 6000 CPM.
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.
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Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko é engenheiro de análise de vibrações e fundador e diretor executivo da Vibromera. Há mais de 15 anos que equilibra equipamentos rotativos no terreno e não numa bancada de ensaio: destroçadores, ventiladores industriais, britadeiras, centrifugadoras, veios e fusos. Foi desse trabalho que nasceram os instrumentos Balanset — foram concebidos como uma ferramenta que o técnico pode levar até à máquina e utilizar sozinho, no local, e não como equipamento de laboratório. A Vibromera foi fundada em 2017 e, desde 2023, está sediada no Porto, em Portugal. É aqui que decorrem o desenvolvimento, a montagem e o apoio à linha Balanset. O instrumento de referência é o Balanset-1A, um analisador portátil para equilibragem em um e dois planos e para diagnóstico de vibrações. Nikolai participa pessoalmente no apoio ao cliente, na resolução de casos de equilibragem difíceis e no desenvolvimento do software. Trabalha com clientes em todo o mundo, em qualquer idioma.
