Balanceamento de rotores em tornos: Uma solução económica para melhorar a qualidade do produto

No fabrico moderno, onde a qualidade do produto é da maior importância, a equilibragem de rotores torna-se uma parte essencial do processo tecnológico. No entanto, a aquisição de equipamento de equilibragem especializado pode ser dispendiosa para as pequenas e médias empresas. Neste artigo, exploramos a possibilidade de utilizar tornos para o balanceamento de rotores, o que pode reduzir significativamente os custos do equipamento e melhorar a eficiência da produção.

O torno como ferramenta de balanceamento

O torno, devido ao seu design e funcionalidade, pode ser utilizado com sucesso para equilibrar rotores de vários tipos e tamanhos. A principal vantagem desta abordagem é a redução de custos, uma vez que não há necessidade de adquirir equipamento especializado dispendioso. Além disso, a utilização de um torno permite que a equilibragem seja efectuada diretamente durante o processo de fabrico do rotor, o que reduz o tempo de produção e melhora a qualidade do produto. É importante notar que, para um balanceamento eficaz, a massa do rotor deve ser comparável à massa do eixo do torno.

Preparação para o equilíbrio

Antes de iniciar o processo de equilíbrio, devem ser tomadas várias medidas preparatórias:

Escolher o torno adequado: O torno deve ter rigidez e precisão suficientes para garantir uma montagem fiável do rotor e medições precisas das vibrações.
Instalação do sistema de medição: Para medir a vibração do rotor no torno, pode ser utilizado um equilibrador portátil, como o Balanset-1A. Inclui sensores de vibração, um tacómetro e software para análise de dados e cálculo da massa correctiva.
Equilibrar o fuso: Um passo importante na preparação é equilibrar o próprio fuso do torno. Isto é necessário para eliminar a influência do seu próprio desequilíbrio nos resultados da medição.

Neste artigo, irei detalhar a nossa experiência e metodologia no equilíbrio dinâmico de veios com borracha numa máquina de torno - uma solução em relação à qual, admito, estava inicialmente cético devido à rigidez inerente e ao peso substancial deste tipo de maquinaria. Surpreendentemente, a operação foi executada sem problemas, atingindo um nível de precisão de g 6,3, de acordo com as normas ISO 1940.

Processo de equilibragem do rotor num torno em teoria

O processo de equilibragem do rotor num torno envolve os seguintes passos:

Fixação do rotor

O rotor é montado de forma segura no mandril do torno ou em centros para garantir a estabilidade durante o processo de equilibragem.

Instalação de sensores

Os sensores de vibração são instalados nos apoios das chumaceiras ou no corpo do torno e um tacómetro é apontado a uma fita reflectora fixada ao rotor.

Medição da vibração inicial

O nível de vibração inicial do rotor é medido na sua velocidade de funcionamento.

Instalação de um peso de teste

Um peso de teste de massa conhecida é instalado no rotor e a vibração é medida novamente.

Cálculo das massas de correção

O software Balanset-1A analisa os resultados da medição e calcula as massas correctivas necessárias e os respectivos ângulos de colocação.

Correção da massa do rotor

Dependendo do desenho do rotor e das capacidades do torno, a correção de massa pode ser realizada por perfuração, fresagem, soldadura ou outros métodos.

Verificação do equilíbrio

Após as correcções, é efectuada uma medição das vibrações de controlo. O processo é repetido, se necessário, até se atingir o nível de equilíbrio pretendido.

Contabilização da excentricidade

Após o balanceamento, é importante levar em conta a excentricidade, girando o rotor no dispositivo de fixação em 180 graus e repetindo a medição. O software Balanset-1A inclui uma função especial para compensação de excentricidade.

Processo de equilíbrio dinâmico na prática:

Frequência de rotação: Normalmente, a velocidade de rotação de trabalho destes veios varia entre 300 e 500 rotações por minuto (rpm). Neste caso específico, efectuámos a equilibragem a 550 rpm.
Instalação: O eixo emborrachado foi montado na máquina de torno, seguido da colocação estratégica de sensores, conforme ilustrado nas fotografias em anexo.

Balanceamento dinâmico no local de eixos com borracha usando uma máquina de torno

Balanceamento dinâmico de eixos com borracha

- Leituras iniciais de vibração: Antes da equilibragem, as leituras de vibração eram de 9 mm/seg. e 17 mm/seg.
- Peso de ensaio: Foi soldado um peso experimental de 340 gramas. Este peso foi suficiente para alterar as leituras de vibração e de fase em cerca de 10%.

Ajustamentos de equilíbrio: Após os ensaios com o peso de teste, o nosso Balanset-1A O instrumento indicou a necessidade de adicionar 3100 gramas num lado do veio e 4300 gramas no outro. Após estes ajustamentos, os níveis de vibração diminuíram para 2 mm/seg. e 4 mm/seg.

Balanceamento dinâmico no local de eixos com borracha usando uma máquina de torno

Afinação: Para otimizar ainda mais os resultados, procedemos à adição de pesos de 400 e 700 gramas. Subsequentemente, foi executada outra ronda de afinação, adicionando 200 gramas e 400 gramas. Devido a restrições de espaço, os pesos foram soldados uns sobre os outros. Por fim, estes pesos temporários foram substituídos por contrapesos cortados com precisão e esteticamente agradáveis, criados especificamente para este eixo. As leituras finais de vibração foram de uns impressionantes 0,1 mm/seg em ambos os planos.

Balanceamento dinâmico no local de eixos com borracha usando uma máquina de torno

Equilibrador portátil, analisador de vibrações

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