Balanceamento de ventiladores – Elimine a vibração e aumente a vida útil do equipamento

Imagine um ventilador industrial de alta velocidade tremendo violentamente, com parafusos se soltando a cada rotação. Esse cenário de pesadelo geralmente é causado por um leve desequilíbrio no rotor do ventilador. Vibrações e ruídos excessivos são mais do que apenas incômodos — são sinais de alerta de um problema que pode levar a paradas e reparos dispendiosos.

Equilíbrio do ventilador é o processo de correção desse desequilíbrio. É um dos procedimentos mais procurados na manutenção de equipamentos, pois os ventiladores são altamente sensíveis a qualquer distribuição desigual de peso. Mesmo o menor desvio pode levar a vibrações significativas. Um desequilíbrio ocorre quando o centro geométrico do eixo do ventilador não se alinha com seu centro de massa. Quanto maior a velocidade de rotação do ventilador, mais crítico se torna o balanceamento preciso.

Por exemplo, um desequilíbrio de apenas 20 gramas na borda de um grande rotor de ventilador girando a 3.000 RPM pode gerar cerca de 900 N de força centrífuga — aproximadamente como um peso de 90 kg batendo nos rolamentos 50 vezes por segundo. Não é surpresa que, se não for corrigido, esse desequilíbrio cause danos rapidamente.

O que causa o desequilíbrio do ventilador?

As causas mais comuns de desequilíbrio da ventoinha incluem:

• Desgaste abrasivo nas pás da ventoinha
• Acumulação de sujidade nas pás da ventoinha
• Montagem frouxa ou desalinhamento do impulsor no cubo
• Flutuações de temperatura na carcaça ou eixo do ventilador
• Perda de um peso de equilíbrio (adicionado anteriormente)
• Deformação da lâmina (dobramento ou dano)

Por que o balanceamento do ventilador é importante?

Operar um ventilador desbalanceado resulta em vibrações perigosas para toda a estrutura. Vibrações excessivas levam ao aumento do consumo de energia, desgaste acelerado e, muitas vezes, à falha prematura dos rolamentos (no eixo ou nas estruturas de suporte). Pode até causar paradas não planejadas devido a avarias.

Por outro lado, um ventilador bem equilibrado irá:

• Operar com mais eficiência (menos desperdício de energia)
• Coloque menos estresse em seus componentes
• Aumente a vida útil dos rolamentos e outras peças
• Operar de forma mais silenciosa

Resumindo, não importa se você está instalando um novo ventilador ou fazendo a manutenção de um existente, você nunca deve pular a etapa de balanceamento durante a manutenção.

Importante: Embora o desequilíbrio seja a causa mais comum de alta vibração em ventiladores, não é a única. Problemas estruturais, folgas excessivas, problemas com correias de transmissão, desalinhamentos, rachaduras no rotor ou rolamentos defeituosos também podem causar vibrações. É crucial que um especialista experiente em diagnóstico de vibração determine a causa raiz de qualquer aumento de vibração antes de presumir que o balanceamento resolverá o problema.

Comentário do especialista

Como mostra a experiência, as pessoas frequentemente procuram serviços de balanceamento sempre que há um aumento na vibração. No entanto, o balanceamento é, na verdade, a etapa final para reduzir a vibração. Antes de prosseguir para essa etapa, é necessário um exame completo. diagnóstico de vibrações É necessário realizar uma verificação das condições do equipamento. Quaisquer deficiências – como defeitos nos acoplamentos, falta de alinhamento do eixo ou rigidez insuficiente na estrutura de suporte – devem ser identificadas e corrigidas primeiro. Só então, se ainda necessário, deve-se prosseguir para a etapa de balanceamento.

Por exemplo, um cliente solicitou recentemente o balanceamento do ventilador de uma unidade de secagem. Nossas medições de vibração (especificamente o espectro de velocidade de vibração) indicaram a presença de folgas mecânicas. Após a inspeção, descobrimos danos na estrutura de suporte do ventilador fixada à fundação. Após a refixação dos suportes e o novo diagnóstico, constatamos que o desequilíbrio residual estava dentro dos limites aceitáveis. Nesse caso, o balanceamento não era mais necessário. Problemas como fundações soltas ou desalinhamentos impedirão um balanceamento bem-sucedido. Lembre-se: o balanceamento só deve ser realizado em uma máquina que esteja em boas condições mecânicas.

Como o balanceamento do ventilador é realizado

Nossos especialistas normalmente realizam equilíbrio do ventilador (balanceando o impulsor ou toda a roda do ventilador) no local utilizando os próprios rolamentos do ventilador. Essa abordagem in-situ permite máxima precisão e velocidade sem a necessidade de desmontagem, evitando interferências desnecessárias na estrutura do equipamento.

Em cada trabalho de balanceamento, buscamos o menor desequilíbrio residual possível e aderimos aos padrões de qualidade de balanceamento de ISO 1940-1-2007 para a classe de equipamento apropriada. Para isso, utilizamos um dispositivo portátil de balanceamento dinâmico — o analisador de vibração Balanset-1A.

Etapas envolvidas:

O processo de balanceamento consiste em várias etapas. O número de sensores utilizados e sua localização podem ser especificados pelo fabricante do ventilador. Diretrizes gerais recomendam a instalação dos sensores nos mancais do eixo do ventilador e na carcaça. Se isso não for possível devido a restrições de projeto, os sensores devem ser montados em locais o mais diretamente conectados possível aos mancais.

1. Instale os sensores de vibração perpendiculares ao eixo de rotação do rotor.

   

2. Montar o tacómetro no suporte magnético.

   

3. Cole fita reflectora na polia e aponte o sensor de RPM na direção da fita.
4. Conecte os sensores de vibração ao dispositivo de balanceamento e conecte o dispositivo ao laptop.

   

5. Inicie o software de balanceamento no laptop.
6. Selecione o modo de balanceamento de dois planos.

   

7. Digite a identificação do rotor (nome ou número) e sua localização.
8. Pese o peso de teste e insira seu valor e o raio em que ele será instalado.

   

9. Ligue o ventilador (rotor) e meça o nível de vibração inicial (linha de base).

   

10. Instale o peso de teste no primeiro plano de correção no rotor do ventilador.
11. Ligue o ventilador novamente e faça uma segunda medição de vibração.
12. Verifique se a amplitude ou fase da vibração mudou em pelo menos 20% (indicando que o peso de teste teve um efeito mensurável).
13. Remova o peso de teste do primeiro plano e instale-o no segundo plano do rotor.
14. Ligue o ventilador mais uma vez e faça uma terceira medição de vibração.
15. O software então calcula os pesos de correção necessários e os ângulos nos quais eles devem ser colocados no primeiro e no segundo planos.

    

16. Retirar o peso de teste do rotor.
17. Prepare o peso de correção permanente da massa especificada (conforme calculado).
18. Fixe ou solde o(s) peso(s) de correção no rotor nas posições indicadas.

    

19. Ligue o ventilador novamente e verifique se o balanceamento foi bem-sucedido (os níveis de vibração agora estão dentro dos limites aceitáveis).
20. Se o software sugerir pequenos ajustes adicionais, adicione o peso adicional conforme recomendado e verifique novamente o equilíbrio até que a vibração seja minimizada.

Seguindo este procedimento, garantimos um alto nível de precisão no balanceamento do ventilador, o que contribui para a eficiência e confiabilidade a longo prazo do seu equipamento industrial.

Conclusão

O balanceamento adequado do ventilador elimina uma das principais fontes de vibração das máquinas. O resultado é uma operação mais suave e confiável do seu equipamento. Negligenciar esta etapa pode levar a falhas dispendiosas, enquanto implementar o balanceamento regular (após corrigir quaisquer problemas mecânicos subjacentes) economizará tempo e dinheiro a longo prazo. Não espere para um ventilador vibrar e se separar — inclua o balanceamento como parte de rotina do seu programa de manutenção para proteger sua máquina e mantê-la funcionando perfeitamente.

Perguntas frequentes

O que causa o desequilíbrio do ventilador?

O desequilíbrio do ventilador geralmente é causado por uma distribuição desigual de massa nas peças rotativas. Causas comuns incluem desgaste abrasivo nas pás do ventilador, acúmulo de sujeira nas pás, impulsores soltos ou desalinhados, flutuações de temperatura que causam expansão ou contração do material, perda de pesos de balanceamento previamente instalados ou deformação física de uma pá.

Por que o balanceamento do ventilador é importante?

Um ventilador desbalanceado produz vibração excessiva que pode danificar o ventilador e os equipamentos conectados. O balanceamento do ventilador reduz essas vibrações, evitando o desperdício de energia e minimizando o estresse nos rolamentos e outros componentes. Um ventilador devidamente balanceado também opera de forma mais silenciosa e eficiente, prolongando a vida útil do equipamento.

Como você equilibra um ventilador?

O balanceamento do ventilador é realizado adicionando ou removendo peso no rotor (impulsor) do ventilador para corrigir qualquer desequilíbrio de massa. O processo geral envolve medir a vibração do ventilador, determinar onde está o desequilíbrio e, em seguida, fixar pequenos pesos de correção em posições específicas do rotor para neutralizá-lo. Balanceadores portáteis modernos usam sensores e software para orientar esse processo e calcular o peso exato e o posicionamento necessário. (Consulte o procedimento passo a passo acima para obter detalhes.)

Quando um ventilador industrial deve ser balanceado?

Um ventilador industrial deve ser balanceado sempre que notar vibração excessiva ou após qualquer reparo/manutenção que possa perturbar seu equilíbrio (como substituição ou soldagem das pás). Ventiladores novos geralmente são bem balanceados pelo fabricante, mas com o tempo, o desgaste e o acúmulo de material podem causar desequilíbrio. É uma boa prática verificar periodicamente os níveis de vibração como parte da manutenção e realizar o balanceamento se esses níveis excederem os limites recomendados.

O balanceamento do ventilador pode ser feito no local?

Sim. O balanceamento do ventilador pode frequentemente ser feito no local (in situ) usando equipamentos de balanceamento portáteis. O balanceamento no local, como o serviço descrito acima, utiliza os próprios rolamentos do ventilador e não requer a desmontagem da máquina. Isso economiza tempo e garante que o ventilador esteja balanceado em suas condições normais de operação.