Entendendo o Desequilíbrio Inicial
Definição: O que é desequilíbrio inicial?
Desequilíbrio inicial (também chamado de desequilíbrio original ou desequilíbrio de referência) é o desequilíbrio condição que existe em um rotor antes de qualquer equilíbrio Correções foram aplicadas. Representa o estado inicial do rotor e é medido durante a primeira execução de um procedimento de balanceamento. A magnitude e a localização angular do desbalanceamento inicial são determinadas por meio de medições. vibração amplitude e fase enquanto o rotor opera em sua velocidade de equilíbrio.
O desequilíbrio inicial é o ponto de partida para todos os cálculos de balanceamento e fornece a referência para medir a eficácia do procedimento de balanceamento. Após a conclusão do balanceamento, qualquer desequilíbrio remanescente é denominado desequilíbrio residual.
Fontes de desequilíbrio inicial
O desequilíbrio inicial pode surgir de diversas fontes durante a fabricação, montagem e operação:
1. Tolerâncias de fabricação
Mesmo com fabricação de precisão, a simetria perfeita é impossível. As fontes incluem:
- Variações na densidade do material: Materiais não homogêneos ou vazios e inclusões internas criam assimetrias de massa.
- Tolerâncias de usinagem: Pequenos desvios da concentricidade perfeita, como desalinhamento ou excentricidade, resultam em desbalanceamento.
- Variações na espessura da parede: Em rotores fundidos ou fabricados, as variações na espessura da parede criam uma distribuição de massa desigual.
- Porosidade e defeitos de fundição: Bolsões de ar, contração ou inclusões de escória em peças fundidas afetam a distribuição de massa.
2. Erros e variações de montagem
Quando os rotores são montados a partir de múltiplos componentes, pode ocorrer desbalanceamento:
- Acúmulo de tolerâncias: Os componentes individuais podem estar bem equilibrados, mas, quando montados, seus pequenos desequilíbrios podem se somar vetorialmente, criando um desequilíbrio total significativo.
- Conexões com chave: Chavetas, rasgos de chaveta e ranhuras inerentemente criam assimetria.
- Furos para parafusos e fixadores: Furos para parafusos distribuídos de forma irregular ou fixadores ausentes/diferentes criam desequilíbrio.
- Ajustes térmicos e ajustes por pressão: Componentes encaixados por contração ou prensados podem não ser perfeitamente concêntricos.
3. Causas Operacionais
O desequilíbrio pode surgir durante a operação, aumentando em relação ao estado balanceado original do rotor:
- Acúmulo de material: Acúmulo de sujeira, poeira, incrustações ou resíduos do processo nas pás do ventilador, impulsores ou superfícies do rotor.
- Erosão e desgaste: Perda desigual de material devido à abrasão, corrosão ou cavitação.
- Peças quebradas ou em falta: Perda de pás do ventilador, quebra de palhetas do impulsor ou componentes deslocados.
- Deformação: Dobramento, empenamento ou deformação plástica causados por impactos, superaquecimento ou sobrecarga.
- Componentes soltos: Peças que se soltaram e mudaram de posição.
4. Atividades de Manutenção e Reparo
Ironicamente, trabalhos de manutenção podem, por vezes, causar desequilíbrios:
- Substituição de componentes por peças com massa ou distribuição de massa diferentes.
- Reparos de soldagem que adicionam massa de forma assimétrica
- Retrabalho ou usinagem que remove material de forma irregular.
- Pintura ou revestimento aplicado de forma não uniforme
Como o desequilíbrio inicial é medido
O desequilíbrio inicial é quantificado durante a primeira medição de um procedimento de balanceamento:
Parâmetros de medição
- Amplitude de vibração: A magnitude da componente de vibração 1X (uma vez por revolução), normalmente medida em mm/s, pol/s ou mils, está diretamente relacionada com a gravidade do desbalanceamento.
- Ângulo de fase: A localização angular da mancha espessa, medida em graus em relação a uma marca de referência (normalmente detectada por um...). chave fasor ou tacômetroO ângulo de fase indica onde está localizada a massa de desequilíbrio.
- Velocidade: A velocidade de rotação na qual as medições são feitas, pois a força de desequilíbrio depende da velocidade.
Representação vetorial
O desequilíbrio inicial é representado por um vetor “O” (de “Original”) com magnitude e direção. Esse vetor é normalmente exibido em um gráfico. diagrama polar, onde:
- O comprimento do vetor representa a amplitude da vibração.
- O ângulo do vetor representa a fase (localização do ponto mais intenso).
Importância no processo de equilíbrio
A medição inicial do desequilíbrio desempenha diversas funções críticas:
1. Linha de base para correções
Todos os cálculos de balanceamento são referenciados ao desequilíbrio inicial. O objetivo do balanceamento é adicionar... pesos de correção que produzem um vetor de vibração igual e oposto ao vetor de desequilíbrio inicial, cancelando-o assim.
2. Avaliação da Gravidade
A magnitude do desequilíbrio inicial indica a gravidade do problema e ajuda a determinar:
- Se o balanceamento é necessário ou se outros problemas mecânicos devem ser resolvidos primeiro.
- O tamanho apropriado de pesos de teste para usar
- Se o desequilíbrio pode ser corrigido em uma única tentativa de balanceamento ou se requer múltiplas iterações.
3. Acompanhamento do progresso
Ao comparar o desequilíbrio inicial com desequilíbrio residual Após as correções serem aplicadas, a eficácia do procedimento de balanceamento pode ser quantificada. Um bom balanceamento normalmente reduz a vibração em 70-90% ou mais em relação ao nível inicial.
4. Cálculo do Coeficiente de Influência
No método do coeficiente de influência, o vetor de desequilíbrio inicial é subtraído do vetor de vibração medido durante a execução do peso de teste para isolar o efeito do peso de teste: T = (O+T) – O, onde O é o desequilíbrio inicial e T é o efeito do peso de teste.
Relação com o desequilíbrio residual
O objetivo final do balanceamento é reduzir o desequilíbrio inicial a um nível aceitavelmente baixo. desequilíbrio residual. A relação é a seguinte:
- Desequilíbrio inicial: A condição “antes”
- Correção: O procedimento de balanceamento e instalação de contrapesos
- Desequilíbrio residual: A condição “posterior”
Idealmente, o desbalanceamento residual deve ser inferior a 10-30% do desbalanceamento inicial, sendo o valor específico determinado de acordo com os requisitos de qualidade de balanceamento do rotor, conforme normas como ISO 21940-11.
Níveis típicos de desequilíbrio inicial
A magnitude do desequilíbrio inicial varia bastante dependendo do tipo de equipamento e do histórico de manutenção:
Rotores novos ou recentemente balanceados
A vibração normalmente varia de 0,5 a 2,0 mm/s (0,02 a 0,08 pol/s) para máquinas industriais. Isso representa condições de equilíbrio boas a aceitáveis.
Rotores moderadamente desbalanceados
Vibrações na faixa de 2,0 a 7,0 mm/s (0,08 a 0,28 pol/s) indicam que o rotor precisa ser balanceado em breve. Essa é uma condição comum em equipamentos que necessitam de manutenção de rotina.
Rotores Severamente Desbalanceados
Vibrações acima de 7,0 mm/s (0,28 pol/s) indicam desequilíbrio severo que requer atenção imediata. Isso pode ser resultado de uma lâmina ausente, acúmulo excessivo de material ou danos graves em algum componente.
Nota: Estes valores são diretrizes gerais para máquinas industriais típicas. Os níveis aceitáveis específicos dependem do tipo, tamanho, velocidade e montagem da máquina, conforme definido por normas como a ISO 20816.
Documentação e Relatórios
As medições iniciais de desequilíbrio devem sempre ser documentadas como parte do registro de balanceamento:
- Amplitude e fase da vibração em cada ponto de medição
- Velocidade de operação durante a medição
- Identificação de data e equipamento
- Quaisquer causas visíveis de desequilíbrio observadas durante a inspeção
Esta documentação fornece um registro histórico da condição do rotor e ajuda a identificar tendências ao longo do tempo, como, por exemplo, se o desbalanceamento está aumentando lentamente devido a causas operacionais.
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