O que é um peso de teste no balanceamento de rotores?

Um peso de teste (também chamado de peso de calibração) é uma massa conhecida fixada temporariamente a um rotor em um raio conhecido durante o balanceamento em um plano. Ao medir a variação de vibração causada pelo peso de teste, o instrumento de balanceamento calcula a massa e o ângulo de correção permanentes corretos. O peso de teste é removido após a medição.

Como escolher o peso de teste adequado?

O peso de teste ideal deve produzir uma alteração mensurável na vibração sem sobrecarregar o rotor ou os mancais. Uma diretriz comum em engenharia é usar de 5% a 10% do desbalanceamento residual permitido (conforme ISO 21940) dividido pelo raio de correção. Um peso de teste muito pequeno pode não produzir uma leitura confiável; um peso muito grande pode causar vibração excessiva ou riscos à segurança.

O que acontece se o peso da prova for muito pesado?

Um peso de teste excessivamente pesado pode causar vibrações perigosamente altas durante o teste, danificando potencialmente rolamentos, vedações ou o próprio rotor. Também pode exceder a faixa linear dos sensores de vibração, levando a resultados de balanceamento imprecisos. Sempre comece com o mínimo calculado (5% de U_per / r) e aumente apenas se a mudança na vibração for insuficiente.

Onde devo colocar o peso de teste no rotor?

Posicione o peso de teste no plano de correção — a posição axial onde os pesos de balanceamento permanentes serão adicionados. Para a posição radial, fixe-o no raio máximo disponível para minimizar a massa necessária. Os métodos de fixação comuns incluem parafusar em furos existentes, usar pesos magnéticos ou colar pesos na superfície do rotor com fita adesiva. Certifique-se de que o peso de teste esteja firmemente fixado e não se solte durante a rotação.

Por que usar 5–10% de desequilíbrio permitido para o peso de teste?

A faixa de 5 a 10% é uma diretriz prática de engenharia que equilibra dois requisitos: o peso de teste deve ser suficientemente pesado para produzir uma mudança de vibração claramente mensurável (relação sinal-ruído), mas leve o suficiente para evitar vibração excessiva. Usar o desbalanceamento admissível como referência garante que o peso de teste seja dimensionado adequadamente para a massa, velocidade e grau de balanceamento do rotor.

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Calculadora de peso de teste para equilibragem de rotor

Calcule a massa de teste recomendada para balanceamento 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.

Método Vibromera Rigidez do suporte Nível de vibração

Massa do rotor (Mr) (kg)

Velocidade do rotor (N) (RPM)

Raio de Instalação (Rt) (mm)

Rigidez de suporte (Ksupp) (0,5–5,0)

Nível de vibração (mm/s RMS)

Predefinições rápidas

Resultados

Peso recomendado para o teste (mt)

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Massa do rotor (Mr)

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Raio de teste (Rt)

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Rigidez de suporte (Ksupp)

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Coeficiente de vibração (Kvib)

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Raio em cm (Rt)

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Fator de velocidade (N/100)²

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Fórmula de Peso de Teste

A massa do peso de teste é calculada usando uma fórmula prática de engenharia que leva em consideração as condições de suporte e a intensidade da vibração:

Monte — massa do peso de teste (g)
Senhor — 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
Direita — 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 — necessidade 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. isqueiro Peso de teste suficiente (Ksupp baixo).
0.5	Muito flexível	Suporte suspenso, isoladores macios, dispositivo/berço de balanceamento. 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 do balanceamento:

Kvib	Nível de vibração	Doença
0.5	Bom (≤ 1 mm/s)	Funcionamento muito suave. Utilize um peso de prova leve para que o sinal de vibração, já baixo, não seja dominado.
0.8	Bom (1–2 mm/s)	Funcionamento suave. Apenas afinação fina. Massa de prova ligeira.
1.0	Aceitável (2–3 mm/s)	Vibração percetível, mas aceitável. Trabalho de balanceamento padrão.
1.2	Aceitável (3–4,5 mm/s)	Desequilíbrio moderado. Cenário típico em campo.
1.5	Elevado / Alto (4,5–11 mm/s)	Desequilíbrio claro e significativo. O caso mais comum de balanceamento em campo — o intervalo predefinido.
2.0	Perigoso (11–18 mm/s)	Desequilíbrio elevado, balanceamento urgente. Peso de prova mais pesado aceitável — a vibração já é elevada.
2.5	Perigoso (18–28 mm/s)	Desequilíbrio grave. Peso de prova mais pesado aceitável para garantir uma variação de vetor mensurável.
3.0	Extremo (> 28 mm/s)	Vibração extrema. Inspecione a máquina antes de balancear; banda de peso de prova mais pesada.

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

Exemplo — Ventilador centrífugo

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

Etapa 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 balanceamento G para calcular o desbalanceamento admissível e, em seguida, considera 5–10% como peso de teste. Esta fórmula da Vibromera é um atalho prático para uso em campo que fornece resultados semelhantes, levando em conta diretamente as condições reais (rigidez do suporte e nível de vibração atual) que o método ISO assume como ideais.