Uma nova fábrica industrial estava a preparar-se para iniciar a produção, e o rotor do seu britador de martelos tinha de ser equilibrado antes de a linha entrar em funcionamento contínuo. Fizemos o trabalho no local, nos próprios rolamentos do britador, com o equilibrador portátil Balanset-1A e um portátil. Esta página mostra a máquina, cada passo que demos com o instrumento e o que a fábrica obteve.
A máquina e a tarefa
O britador é um moinho de martelos. Fiadas de martelos oscilantes estão penduradas em cavilhas entre discos de aço, e todo o rotor é acionado diretamente, através de um acoplamento, por um motor AC-Motoren. A placa de características indica 55 kW e 2970 rpm a 50 Hz, pelo que o rotor gira a quase 3000 rpm.
A essa velocidade, mesmo um pequeno erro de massa no rotor transforma-se numa grande força rotativa sobre os rolamentos, a estrutura e a fundação; a força cresce com o quadrado da velocidade. A fábrica queria um arranque suave. Um rotor desequilibrado funciona de forma ineficiente, causa problemas mecânicos e pode perturbar a produção logo após a entrada em serviço. É por isso que o rotor foi equilibrado antes de a fábrica arrancar, e não depois da primeira avaria.
Como utilizámos o Balanset-1A, passo a passo
O Balanset-1A mede o rotor nos seus próprios rolamentos, à sua velocidade de funcionamento. O programa guia-o ao longo dos ensaios e calcula ele próprio a correção; a pessoa no local monta os sensores e fixa os pesos.
Sensores e tacómetro
Os sensores de vibração são colocados nas caixas dos rolamentos, estritamente na direção radial, em ângulo reto com o veio, e sobre metal sólido, não sobre proteções nem coberturas. Uma tira de fita refletora no veio serve de referência de fase: o tacómetro laser lê-a uma vez por rotação. A partir daqui, nem os sensores nem a fita podem mover-se, porque o programa conta todos os ângulos a partir dessa marca.
Run 0: a vibração inicial
O britador é posto a funcionar com os martelos montados e levado à velocidade de funcionamento. Uma pressão em F7 regista a amplitude, a fase e a velocidade da vibração à frequência de rotação. Este é o retrato "antes" do desequilíbrio.
Peso de teste e Run 1
Com a máquina parada e bloqueada contra um arranque acidental, fixa-se ao rotor um peso de teste de massa conhecida, a um raio conhecido, e marca-se a sua posição. A massa é escolhida em função da força: à velocidade de funcionamento, a sua força centrífuga deve ser de cerca de 7 % do peso do rotor (5–10 % é uma gama razoável).
O "First trial weight estimate" do programa, ou a nossa calculadora de peso de teste gratuita, indica o valor para uma dada massa, raio e velocidade do rotor.
Depois o rotor volta a funcionar. Se o peso de teste alterar demasiado pouco a vibração, o programa não aceita o ensaio e pede um peso maior.
Cálculo
A partir da diferença entre o Run 0 e o Run 1, o programa calcula os coeficientes de influência e mostra a correção: a massa em gramas e o ângulo, contado a partir da posição do peso de teste no sentido de rotação. O diagrama polar mostra onde o peso deve ser colocado.
Peso de correção
O peso de teste é retirado e o peso de correção é fixado ao mesmo raio e no ângulo indicado. O raio é importante: a massa calculada só é válida ao raio onde estava o peso de teste.
Ensaio de ajuste fino
Mais um ensaio à mesma velocidade mostra a vibração residual e o desequilíbrio residual. Com uma tolerância ISO 21940-11 definida, o programa marca o resultado a verde ou a vermelho. Se for necessário um pouco mais de correção, calcula o acréscimo de imediato; não é preciso um novo ensaio com peso de teste.
Verificações do britador segundo o manual do Balanset-1A
- Equilibre apenas com os martelos montados. Sem eles, o desequilíbrio regressa assim que forem montados.
- Os martelos oscilantes podem assentar numa nova posição entre ensaios. Um ensaio de paragem e arranque, dois ensaios sem alterar nada, mostra se as leituras se repetem.
- Muitas harmónicas com uma pequena componente à frequência de rotação indicam normalmente um problema na transmissão, não desequilíbrio. Verifique a cadeia de transmissão, incluindo o acoplamento, antes de adicionar peso.
Resultado
Depois da correção, voltámos a pôr o britador a funcionar e verificámo-lo de acordo com as normas de funcionamento. A vibração ficou significativamente mais baixa, o rotor cumpriu as normas, e o britador foi autorizado para funcionamento contínuo desde o primeiro dia de produção.
O que o programa regista após o ensaio de verificação
- Vibração antes e depois, e a redução em percentagem.
- Desequilíbrio inicial e residual em g·mm, verificado em relação à tolerância ISO 21940-11: aprovado ou reprovado.
- Um relatório HTML pronto e um registo de arquivo do rotor, com os coeficientes de influência guardados para a próxima equilibragem.
O que a fábrica ganhou
- O britador entrou em produção equilibrado, em vez de ser equilibrado após a primeira falha de rolamentos.
- O trabalho foi feito no local, nos próprios rolamentos da máquina: o rotor não foi retirado nem enviado para uma oficina de equilibragem.
- Um registo ao qual regressar: a sessão guardada é o ponto de partida para futuras verificações do mesmo rotor.
Sobre o instrumento
O Balanset-1A é um equilibrador portátil de dois canais e analisador de vibrações. Equilibra rotores em um ou dois planos nos seus próprios rolamentos, e o mesmo kit funciona como medidor de vibrações e analisador de espetro. Um britador, um ventilador, um separador ou um destroçador é equilibrado com o mesmo procedimento desta página.
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.
