Compreender o desequilíbrio de binário
Desequilíbrio de binário é uma forma específica de desequilíbrio dinâmico em que um rotor transporta dois iguais desequilíbrio massas posicionadas a 180° de distância, em duas planos de correcção. Quando o rotor gira, estas duas forças centrífugas opostas formam um momento de rotação — um “binário” — que tenta torcer o rotor, fazendo-o oscilar ou balançar de ponta a ponta em torno do seu centro de gravidade. Uma caraterística que define o desequilíbrio de binário puro é o facto de o centro de gravidade continuar a situar-se sobre no eixo de rotação, pelo que o rotor está equilibrado estaticamente: colocado sobre o gume de uma faca, não rolaria para um ponto pesado. A condição só pode ser detetada quando o rotor está a rodar e só pode ser corrigida com pesos em dois planos diferentes.
1. Definição: O que é o desequilíbrio de binário?
A palavra “binário” é emprestada da mecânica, onde designa um par de forças iguais, opostas e paralelas separadas por uma distância — um sistema que produz rotação pura, sem translação resultante. É exatamente isso que acontece aqui. Cada massa descentrada gera uma força centrífuga à medida que o rotor gira; como as duas são iguais e têm direcções opostas, mas estão separadas axialmente, anulam-se como uma força líquida, mas adicionam-se como um momento. O rotor não sofre qualquer impulso lateral no seu centro, mas sente um binário de oscilação implacável que se inverte duas vezes por rotação.
2. Visualizar o desequilíbrio de binário
Imagine um rotor longo e fino. Coloque um peso de 10 g na parte superior (0°) da extremidade esquerda e, em seguida, coloque um segundo peso de 10 g na parte inferior (180°) da extremidade direita:
- Verificar se há equilíbrio estático e parece perfeitamente equilibrado - os dois pesos anulam-se e o centro de gravidade situa-se no eixo.
- Roda-o e o peso da esquerda puxa a extremidade esquerda para cima, enquanto o peso da direita puxa a extremidade direita para baixo. O resultado é um poderoso movimento de balanço, ou binário de balanço.
Esta condição produz alta vibração a 1× o velocidade de funcionamento, e - o que é crucial para o diagnóstico - o fase As leituras nos dois rolamentos estão aproximadamente 180° fora de fase uma da outra, porque as duas extremidades se movem em direcções opostas em qualquer instante.
3. Desequilíbrio de binário vs. estático vs. dinâmico
Compreender a relação entre as três classes é a chave para escolher a correção correta:
| Tipo | Descrição da massa | Centro de gravidade | Relação de fase do rolamento | Correção |
|---|---|---|---|---|
| Desequilíbrio estático | Ponto pesado único | Desvio do eixo | Em fase | Um peso, um plano |
| Desequilíbrio de binário | Dois pontos pesados iguais e opostos em dois planos | No eixo | 180° fora de fase | Dois pesos, dois planos |
| Desequilíbrio dinâmico | Combinação de estática e binário | Deslocado e inclinado | Um ângulo intermédio | Dois pesos, dois planos |
O desequilíbrio dinâmico é a condição mais comum em rotores reais e consiste simplesmente no desequilíbrio estático e de binário a ocorrerem em simultâneo; corrigi-lo exige, por isso, medição e colocação de pesos em pelo menos dois planos separados. Uma pista de campo útil é a comparação de fases: rolamentos quase em fase apontam para um componente estático dominante, enquanto uma divisão próxima de 180° aponta para um binário dominante.
4. Correção do desequilíbrio de binário
Para remover um binário, o máquina de equilibragem ou o analisador calcula a dimensão e a localização angular de dois pesos de correção:
- Um peso de correcção vai para o primeiro plano para se opor à força aí existente.
- Um segundo vai para o segundo plano para se opor à força igual e oposta na outra extremidade.
Com ambas as forças neutralizadas, o momento de torção desaparece e o rotor funciona sem problemas. Note-se que quanto mais afastados estiverem os dois planos, menor pode ser o peso de cada um para o mesmo momento de correção - braço de alavanca longo, menos massa - razão pela qual maximizar a separação dos planos é uma boa prática. Numa máquina montada, esta correção de dois planos é efectuada sem desmontagem, utilizando um instrumento portátil de dois canais, como o Balanset-1A, que mede a amplitude 1× e a fase em cada rolamento, deriva o funcionamento do rotor coeficientes de influência de um peso experimental e resolve os dois pesos de uma só vez. A tarefa termina com a verificação do desequilíbrio residual contra um ISO 21940-11 grau de equilíbrio.
5. Porque é que o desequilíbrio de binário é fácil de ignorar
Uma vez que um rotor com desequilíbrio de binário passa numa verificação estática (plano único), confiar apenas num teste estático pode fazer com que um defeito prejudicial não seja detetado. Apenas uma medição em rotação que leia ambos os rolamentos — e compare a sua fase — expõe o binário de balanço. Esta é a razão fundamental pela qual equilibragem em dois planos existe e porque é que a maioria dos rotores industriais de uso geral, desde as armaduras dos motores aos veios de transmissão, são equilibrados dinamicamente e não estaticamente.
