Balanceamento dinâmico (balanceamento de dois planos) explicado

Definição: O que é balanceamento dinâmico?

Equilíbrio dinâmico é um procedimento para corrigir o desequilíbrio em um rotor fazendo correções de massa em um mínimo de dois planos separados ao longo de sua extensão. É a forma mais abrangente de balanceamento, pois resolve ambos os tipos de desequilíbrio simultaneamente: desequilíbrio estático (ou de força) e desequilíbrio do casal. Um rotor que foi balanceado dinamicamente não terá tendência a vibrar ou “oscilar” devido a um ponto pesado ou a um movimento de balanço quando gira.

Desequilíbrio estático vs. dinâmico: a principal diferença

Para entender o balanceamento dinâmico, é crucial distinguir entre as duas formas de desequilíbrio:

• Desequilíbrio estático: Esta é uma condição em que o centro de massa do rotor está deslocado do seu eixo de rotação. Ele age como um único ponto pesado. Isso pode ser corrigido com um único peso em um único plano e pode até ser detectado com o rotor em repouso (estaticamente).
• Desequilíbrio de casal: Isso ocorre quando um rotor tem dois pontos pesados iguais em extremidades opostas, posicionados a 180° de distância. Essa condição é estaticamente equilibrada (ele não rola para um ponto pesado quando em repouso), mas quando gira, os dois pontos pesados criam uma força de rotação, ou "acoplamento", que faz o rotor oscilar de ponta a ponta. O desequilíbrio de acoplamento *somente* pode ser detectado quando o rotor está girando e pode *somente* ser corrigido colocando pesos em dois planos diferentes para criar um acoplamento oposto.

Desequilíbrio dinâmico, a condição mais comum em máquinas do mundo real, é uma combinação de desequilíbrio estático e de acoplamento. Portanto, sua correção requer ajustes em pelo menos dois planos, o que é a essência do balanceamento dinâmico.

Quando o balanceamento dinâmico é necessário?

Embora o balanceamento de plano único (estático) seja suficiente para objetos estreitos em forma de disco, o balanceamento dinâmico é essencial para a maioria dos rotores industriais, especialmente quando:

• O comprimento do rotor é significativo quando comparado ao seu diâmetro. Uma regra prática comum é que, se o comprimento for maior que a metade do diâmetro, o balanceamento dinâmico será necessário.
• O rotor opera em altas velocidades. Os efeitos do desequilíbrio do casal se tornam muito mais severos à medida que a velocidade de rotação aumenta.
• A massa é distribuída de forma desigual ao longo do comprimento do rotor. Componentes como impulsores de bombas multiestágios ou armaduras de motores longos exigem correção de dois planos.
• É necessária alta precisão. Para atender a rigorosos níveis de qualidade de balanceamento (por exemplo, G2.5 ou melhor), o balanceamento dinâmico quase sempre é necessário.

Exemplos de rotores que sempre exigem balanceamento dinâmico incluem armaduras de motores, ventiladores industriais, turbinas, compressores, eixos longos e virabrequins.

O procedimento de balanceamento de dois planos

O balanceamento dinâmico é realizado em uma máquina de balanceamento ou em campo, utilizando um analisador de vibração portátil. O processo, normalmente utilizando o método do coeficiente de influência, envolve:

1. Execução inicial: Meça a vibração inicial (amplitude e fase) em ambos os locais dos mancais.
2. Primeira execução de teste: Adicione um peso de teste conhecido ao primeiro plano de correção (Plano 1) e meça a nova resposta de vibração em ambos os rolamentos.
3. Segundo teste: Remova o primeiro peso de teste e adicione um novo peso de teste ao segundo plano de correção (Plano 2). Meça a resposta de vibração em ambos os rolamentos novamente.
4. Cálculo: A partir dessas três execuções, o instrumento de balanceamento calcula quatro "coeficientes de influência". Esses coeficientes caracterizam como um peso no Plano 1 afeta a vibração em ambos os mancais e como um peso no Plano 2 afeta a vibração em ambos os mancais. Usando essas informações, o instrumento resolve um conjunto de equações simultâneas para determinar o tamanho e a localização precisos dos pesos de correção necessários para ambos os planos, a fim de eliminar o desbalanceamento inicial.
5. Correção e Verificação: Os pesos de teste são removidos, os pesos de correção permanentes calculados são instalados em ambos os planos e uma execução final é realizada para confirmar que a vibração foi reduzida dentro da tolerância especificada.

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