Neste artigo, explicaremos o processo de equilibrar os rotores das gadanheiras e dos trituradores florestais em termos simples. Responderemos a perguntas frequentes e forneceremos várias dicas úteis. Comecemos por compreender o que é a vibração, os seus perigos, o que é a equilibragem, porque é necessária e como pode ser efectuada de forma independente.
Equilibragem do rotor é o processo de ajuste da distribuição de massa do rotor para reduzir ou eliminar as vibrações que ocorrem durante a sua rotação. Uma equilibragem corretamente efectuada prolonga a vida útil do mecanismo, reduz o ruído e as vibrações e evita o desgaste prematuro dos rolamentos e de outros componentes da máquina.
O aumento da vibração é frequentemente subestimado pelos mecânicos e operadores de ceifeiras-debulhadoras e ceifeiras-debulhadoras; no entanto, a vibração pode ter consequências negativas graves:
- Aumento do desgaste do equipamento. A vibração constante acelera o desgaste dos componentes mecânicos, tais como rolamentos, engrenagens e outras peças rotativas. Isto pode levar a reparações e substituições frequentes, aumentando os custos globais de funcionamento.
- Rolamentos e assentos de rolamentos. As chumaceiras avariam frequentemente, criando folgas que aumentam a vibração. As chumaceiras têm de ser substituídas. Uma ninharia, um par de horas por semana. Os assentos dos rolamentos avariam, exigindo a restauração dos orifícios. Este procedimento já requer a remoção da unidade, o transporte para a oficina de reparação, a desmontagem do rotor, o trabalho de restauro e a subsequente instalação. Concordará que isto já é desagradável.
- Fissuras e fugas. Formam-se fissuras no corpo do triturador ou do cortador de folhas. Existe o risco de rutura da geometria. Além disso, o aumento da vibração leva a fugas no sistema hidráulico, com todos os problemas daí resultantes.
- Afrouxamento das ligações aparafusadas. As ligações aparafusadas soltam-se constantemente, o que pode causar situações de emergência.
- Consumo ineficiente de energia. Os rotores desequilibrados requerem mais energia para rodar, o que leva a um maior consumo de combustível.
- Desconforto para o operador. O aumento da vibração pode causar desconforto ao operador, piorando as condições de trabalho e aumentando a fadiga. Isto pode também aumentar o risco de erros operacionais.
- Risco de situações de emergência. A vibração pode levar ao afrouxamento de fixadores e ligações, aumentando o risco de emergências, especialmente quando se trabalha com equipamento de alta velocidade, como trituradores e cortadores de relva.
- Transmissão de vibrações ao trator. A vibração do rotor é transmitida ao trator, onde existem muitos parafusos e várias ligações. Há muita coisa que se pode partir e soltar.
- Tempo de inatividade. E, no final, o equipamento pára para ser reparado a meio do trabalho.
Conheci uma empresa cuja mecânica começava quase todas as manhãs com a substituição de rolamentos. Compravam as chumaceiras mais baratas e trocavam-nas quase todos os dias, porque as chumaceiras caras, devido à vibração extremamente elevada, desfaziam-se da mesma forma que as baratas num par de dias. Fiquei chocado com o estado do equipamento. Não se tratava de um triturador, mas sim de uma peça forjada, rasgada e soldada, reforçada por todos os lados com canais e ângulos, só para não se desfazer. O plástico no trator escorria em ondas e o pobre operador continuou a vibrar durante algum tempo depois de sair do trator.
Então, porque é que um cortador de relva não pode ser equilibrado sem um dispositivo portátil de equilibragem dinâmica ou uma máquina de equilibragem? Oiço muitas vezes dizer: "Eu próprio equilibrarei o rotor, como sempre fiz antes, sem quaisquer dispositivos, utilizando o velho método comprovado. Coloco o rotor em cima de facas e, quando ele cair com a ponta pesada, soldo um peso em cima até parar de rodar!"
Sim, este método funciona bem com desequilíbrio estático. O desequilíbrio estático do rotor manifesta-se sem a sua rotação, quando, sob a ação da gravidade, o rotor se torna pesado para baixo. Este tipo de desequilíbrio pode ser eliminado pelo método tradicional - colocar o rotor em guias horizontais e adicionar massa como contrapeso até parar de rodar. Este método é eficaz para rotores estreitos, em que o diâmetro excede significativamente o seu comprimento, por exemplo, para discos de travão, polias de correia simples e discos de moagem.
No entanto, quando se trata de equilibrar rotores longos, tais como eixos de cortadores de relva ou trituradores, este método é ineficaz. Considere a situação em que o ponto pesado está na parte superior de um lado do rotor e na parte inferior do outro. Numa posição estática, as forças da gravidade equilibram-se mutuamente e o rotor permanece imóvel. Mas assim que o rotor começa a rodar, a força centrífuga actua sobre estes pontos, puxando-os em direcções diferentes e provocando vibrações. Este tipo de desequilíbrio, que só aparece durante a rotação, é designado por **desequilíbrio dinâmico** e não pode ser corrigido por métodos de equilibragem estática.
Para eliminar o desequilíbrio dinâmico, são necessários dispositivos portáteis de equilibragem dinâmica ou máquinas de equilibragem, que permitam identificar com precisão a localização do desequilíbrio e instalar pesos de compensação em ambas as extremidades do rotor para a sua neutralização.
Por conseguinte, a utilização de equipamento especializado para a equilibragem dinâmica é uma condição necessária para eliminar a vibração em rotores longos.
Processo de balanceamento dinâmico com a utilização do Balanset-1A Dispositivo
- Os sensores de vibração são instalados nas extremidades do rotor, tão perto quanto possível das unidades de rolamento. A orientação dos sensores deve ser perpendicular ao eixo de rotação do rotor.
- Um marcador refletor é colado no rotor ou na polia.
- O tacómetro é colocado num suporte magnético e orientado de modo a que o seu raio laser atinja o marcador refletor.
- Os sensores estão ligados ao Balanset-1A que, por sua vez, está ligado a um computador portátil.
- É lançado um programa de equilíbrio especializado.
- No programa, é selecionada a opção de equilibrar em dois planos.
- O peso de calibração é pesado e a informação sobre o seu peso e o raio de instalação é introduzida no programa.
- O rotor é ligado e o nível inicial de vibração é medido.
- O peso de calibração é colocado no rotor no primeiro plano (correspondente ao lado da primeira instalação do sensor).
- O rotor é posto de novo em funcionamento para medir a vibração. É importante que as mudanças de vibração ou de fase constituam pelo menos 20%.
- O peso de calibração é deslocado para o segundo plano do rotor (correspondente ao lado da instalação do segundo sensor) e é efectuada uma terceira medição da vibração durante a rotação.
- O programa calcula o peso e o ângulo em que os pesos de compensação devem ser instalados em ambos os planos. O ângulo é contado na direção de rotação do rotor a partir da posição do peso de calibração.
- O peso de calibração é retirado.
- Os pesos de compensação são pesados.
- Os pesos de compensação são soldados nos locais calculados.
- O rotor é ligado para verificar os resultados da equilibragem. Se necessário, se o programa mostrar que é necessária uma correção adicional, são adicionados pesos adicionais e o equilíbrio é novamente verificado.
Viva, o nosso cortador de relva rotativo está equilibrado!
Mas depois tornou-se o feliz proprietário de um dispositivo de equilibragem de cortadores de relva. Ligou o aparelho, repetiu tudo como descrito acima, mas a vibração não só não diminuiu, como ainda piorou! Porquê?
Num mundo ideal, tudo aconteceria como descrito acima. Mas o nosso mundo, infelizmente, não é perfeito. Tanto assim é que esta parte do artigo é provavelmente a maior.
Vejamos quais são os principais problemas que surgem durante o equilíbrio dinâmico de um cortador de folhas rotativo.
O equilíbrio pode ser impossível devido a três razões principais: mau funcionamento do mecanismo, condições de equilíbrio inadequadas e erros na operação do dispositivo.
Avarias do mecanismo que impedem o equilíbrio do rotor
- Rolamentos danificados, incluindo desgaste, aperto excessivo, folgas ou desgaste da zona de assentamento.
- Flexão do veio.
- Folga nos pontos de fixação da ceifeira-debulhadora, parafusos soltos, folga nas zonas da cortina frontal (descida) ou na estrutura do empurrador quando se utilizam trituradores.
- O rotor bate em partes imóveis da estrutura.
- Rachaduras no corpo do cortador.
- Casos em que a areia entra no tubo, o que pode ser detectado rodando o rotor várias vezes sem alterações. Neste caso, a fase e o nível de vibração alteram-se.
Condições de equilíbrio inadequadas
- Ressonância na frequência de rotação do rotor e presença de elementos estruturais soltos.
- Alterações nas condições durante a equilibragem, tais como alterações na massa ou rigidez do mecanismo, colocação de um suporte sob o cortador ou alterações na estrutura (remoção de elementos, adição de ângulos para rigidez).
- Rotações irregulares. O rotor deve rodar com a mesma frequência em cada arranque.
Erros no funcionamento do dispositivo
- Instalação incorrecta de sensores de vibração. A superfície tem de ser plana e isenta de contaminantes, o sensor tem de encaixar bem, o íman tem de estar bem fixo e o sensor não deve tocar nos bordos do mecanismo.
- Deslocamento do tacómetro durante o funcionamento. Devem ser evitadas alterações na posição do tacómetro durante a equilibragem.
- Cálculo incorreto do ângulo de instalação dos pesos. O ângulo é medido a partir da posição do peso de ensaio na direção da rotação do rotor, ocorrendo frequentemente um erro ao contar os graus na direção oposta.
- Massa inadequada do peso de ensaio quando a massa do peso se revela insuficiente.
- Exposição do elemento sensível do tacómetro. Este problema pode ocorrer durante a equilibragem à luz do sol ou quando existe uma fonte de luz brilhante em frente ao tacómetro, afectando a precisão das medições.
Conclusão
A equilibragem dinâmica de rotores de cortadores de relva e de trituradores florestais é um processo complexo que requer atenção aos detalhes e a utilização correcta de equipamento especializado. O mau funcionamento do mecanismo, condições de equilibragem inadequadas e erros na operação do dispositivo podem complicar significativamente o processo de equilibragem e até mesmo torná-lo impossível. No entanto, com a abordagem correcta e o cumprimento de todos os procedimentos necessários, é possível eliminar eficazmente as vibrações, prolongar a vida útil do equipamento, reduzir o desgaste dos componentes e melhorar o estado geral da máquina. É importante lembrar que o balanceamento dinâmico é um investimento na operacionalidade e fiabilidade a longo prazo do seu equipamento.
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