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Calculadora de peso de teste para equilibragem de rotor
Calcule a massa de teste recomendada para equilibragem de rotor em plano único. Considere a massa do rotor, a velocidade, o raio de correção, a rigidez do suporte e a severidade da vibração.
Resultados
Fórmula do Peso de Teste
A massa do peso de teste é calculada usando uma fórmula prática de engenharia que considera as condições de suporte e a severidade da vibração:
- Mt — massa do peso de teste (g)
- Mr — Massa do rotor (g) — insira em kg, convertida internamente para gramas
- Ksupp — coeficiente de rigidez de suporte (0,5–5,0)
- Kvib — coeficiente de nível de vibração (0,5–3,0) — derivado da vibração medida em mm/s
- Rt — Raio de instalação do peso de teste (cm) — insira em mm, convertido para cm internamente
- N — velocidade do rotor (RPM)
Coeficiente de rigidez de suporte (Ksupp)
Este coeficiente leva em consideração como a estrutura de suporte da máquina afeta a resposta vibratória ao desbalanceamento:
| Ksupp | Tipo de suporte | Descrição |
|---|---|---|
| 5.0 | Muito rígido | Bloco de concreto maciço, estrutura rígida de aço. A vibração praticamente não muda com o desequilíbrio — é necessário um mais pesado peso de teste (Ksupp alto). |
| 4.0 | Rígido | Fundação de concreto, pedestal rígido. Típico para bombas e compressores de grande porte. |
| 2,0–3,0 | Médio | Montagem industrial padrão, com base em concreto. Aplicação mais comum para ventiladores, motores e máquinas em geral. |
| 1.0 | Flexível | Suportes de mola, isoladores de borracha. A máquina vibra livremente. mais leve Peso de teste suficiente (Ksupp baixo). |
| 0.5 | Muito flexível | Suporte suspenso, isoladores macios, dispositivo/berço de equilibragem. Resposta máxima à vibração — peso de teste mais leve. |
Regra prática: Suportes rígidos (Ksupp = 4–5) “absorvem” a vibração, portanto, é necessário um peso de teste maior para produzir uma mudança mensurável. Suportes flexíveis (Ksupp = 0,5–1) amplificam a resposta, portanto, um peso de teste mais leve funciona.
Coeficiente de nível de vibração (Kvib)
Este coeficiente reflete a severidade atual da vibração da máquina antes da equilibragem:
| Kvib | Nível de vibração | Estado |
|---|---|---|
| 1 | Baixo (< 2 mm/s) | A máquina funciona sem problemas. Apenas ajustes finos. Use um peso de teste mais leve — caso contrário, pode sobrepor-se ao sinal de desequilíbrio existente. |
| 2 | Moderado (2–4,5 mm/s) | Vibração percetível. Serviço de equilibragem padrão. |
| 3 | Elevado (4,5–7,1 mm/s) | Problema evidente de desequilíbrio. Cenário típico de equilibragem no local. Opção padrão. |
| 5 | Alto (7,1–11 mm/s) | Desequilíbrio significativo. É necessária equilibragem urgente. Peso de teste maior aceitável — a vibração já está alta. |
| 8 | Muito alto (> 11 mm/s) | Nível perigoso. Grande desequilíbrio. Peso de teste mais elevado é aceitável para garantir uma mudança vetorial mensurável. |
Por que essa fórmula funciona
A fórmula Mt = Mr × Ksupp × Kvib / (Rt × (N/100)²) captura a física fundamental:
- Rotores mais pesados São necessários pesos de teste mais pesados (lineares com Mr)
- Velocidades mais altas gera mais força centrífuga por grama, portanto, é necessário menos peso de teste (inverso do quadrado de N).
- Raio maior Significa mais momento por grama, portanto, menos peso necessário (inverso de Rt).
- Suportes mais rígidos É necessário mais peso para produzir uma mudança de vibração detectável (Ksupp mais alto = 4–5)
- Suportes flexíveis amplificar a resposta, de modo que seja necessário menos peso (Ksupp menor = 0,5–1)
- Vibração existente mais elevada Significa um desequilíbrio existente maior — peso de teste proporcionalmente maior (Kvib mais alto)
Exemplo prático
Dado: Mr = 111 kg = 111.000 g, N = 1111 RPM, Rt = 111 mm = 11,1 cm, Ksupp = 1,0, Vibração = 11 mm/s → Kvib = 1,5
Passo 1: Fator de velocidade: (N/100)² = (1111/100)² = 11,11² = 123,43
Passo 2: Denominador: Rt(cm) × (N/100)² = 11,1 × 123,43 = 1.370,1
Passo 3: Numerador: Mr(g) × Ksupp × Kvib = 111.000 × 1,0 × 1,5 = 166.500
Passo 4: Mt = 166.500 / 1.370,1 = 121,5 g
Resultado: Use aproximadamente 122 g Peso de teste com raio de 111 mm.
⚠️ Nota de segurança: Um peso de teste excessivamente pesado pode causar vibrações perigosamente altas. Se o peso calculado parecer muito grande, comece com metade e aumente gradualmente. Certifique-se sempre de que o peso de teste esteja firmemente preso e não se solte durante a rotação.
Comparação com o método ISO 21940
A abordagem clássica da ISO utiliza o grau de equilibragem G para calcular o desequilíbrio admissível e, em seguida, considera 5–10% como peso de teste. Esta fórmula da Vibromera é um atalho prático para uso no terreno que fornece resultados semelhantes, tendo diretamente em conta as condições reais (rigidez do suporte e nível de vibração atual) que o método ISO assume como ideais.
Um peso de ensaio (também chamado peso de teste ou peso de calibração) é uma massa conhecida, fixada temporariamente a um rotor a um raio conhecido durante o ensaio de equilibragem num único plano. Ao medir a alteração da vibração causada pelo peso de ensaio, o instrumento de equilibragem calcula a massa de correção permanente adequada e o ângulo.
O peso de ensaio é retirado após o ensaio de medição e substituído pelo peso de correção calculado.
Ksupp tem em conta a forma como a estrutura de suporte da máquina afeta a sensibilidade da vibração ao desequilíbrio:
- Ksupp = 5 (muito rígidos) — Fundações maciças de betão, pedestais pesados. Estes apoios “absorvem” as forças de desequilíbrio, pelo que é necessário um peso de ensaio mais pesado para produzir uma alteração mensurável da vibração.
- Ksupp = 2–3 (médios) — Apoios industriais convencionais. Caso mais comum.
- Ksupp = 0,5–1 (flexíveis) — Isoladores de molas, apoios de borracha, berços de equilibragem. A máquina vibra livremente, pelo que mesmo um peso de ensaio pequeno produz uma resposta clara.
Ksupp mais elevado → peso de ensaio mais pesado. Ksupp mais baixo → peso de ensaio mais leve.
Kvib reflete a intensidade atual da vibração antes da equilibragem:
- Vibração baixa (Kvib=1) — A máquina já funciona de forma bastante suave. É necessário um peso de ensaio menor porque o sinal existente é baixo — não se pretende que o peso de ensaio domine.
- Vibração elevada (Kvib=5–8) — Existe um grande desequilíbrio. É aceitável um peso de ensaio maior porque a máquina já vibra intensamente. O peso de ensaio tem de produzir uma alteração percetível relativamente à vibração existente.
A força centrífuga resultante do desequilíbrio aumenta com o quadrado da velocidade: F = m×r×ω². A velocidades mais elevadas, mesmo uma massa pequena cria uma força grande. Por isso, o peso de ensaio pode ser proporcionalmente menor a RPM elevadas.
O fator (N/100)² normaliza a velocidade para que a fórmula dê o resultado diretamente em gramas. A 1000 RPM, (N/100)² = 100. A 3000 RPM, (N/100)² = 900 — exigindo um peso de ensaio 9× menor.
Coloque o peso de ensaio no plano de correção (posição axial onde serão colocados os pesos permanentes) e ao raio máximo disponível para minimizar a massa necessária. Métodos de fixação comuns:
- Perno/parafuso — Fixação mais fiável; utilize os furos roscados existentes, se disponíveis
- Peso magnético — Fixação rápida em rotores de aço, limitada a baixas velocidades
- Fita adesiva — Fixação temporária, apenas para aplicações a baixa velocidade
- Abraçadeira de mangueira + parafusos — Para veios sem furos
Verifique sempre se o peso de ensaio não se pode soltar à velocidade de funcionamento!
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.
Instrumentos e software profissionais para equilibragem no terreno. Obtenha a conformidade com a norma ISO 21940-11 no local com os dispositivos da série Balanset. Utilizados em mais de 50 países.
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.
