ISO 1940-2 — Vocabulário para equilibrar
O "dicionário" internacional para balanceamento de rotores — definições padronizadas para tipos de desbalanceamento, classificações de rotores, métodos de correção, tipos de máquinas e terminologia de qualidade. Agora incorporado à ISO 21940-2.
Principais termos de balanceamento em resumo
As definições mais importantes da ISO 1940-2 — os termos que todo profissional de balanceamento deve conhecer.
Referência completa de terminologia
Todos os principais termos da ISO 1940-2 / ISO 21940-2, organizados por categoria.
| Prazo | Definição | Significado |
|---|---|---|
| Rotor Rotor | Um corpo capaz de girar em torno de um eixo definido. No contexto do balanceamento, inclui qualquer componente rotativo: eixos, impulsores, armaduras, tambores, fusos. | O objetivo fundamental do balanceamento. Todos os outros termos descrevem propriedades ou ações sobre o rotor. |
| Rotor Rotor rígido | Um rotor cujo desbalanceamento pode ser corrigido em quaisquer dois planos arbitrários e, após a correção, o desbalanceamento residual não se altera significativamente em nenhuma velocidade até a velocidade máxima de serviço. | Determina que ISO 1940-1 O sistema de classificação G se aplica. O balanceamento em baixa velocidade em uma máquina de oficina é válido. A grande maioria dos rotores industriais é rígida. |
| Rotor Rotor Flexível | Um rotor que se deforma elasticamente em sua velocidade de serviço, de modo que seu estado de desbalanceamento se altera. Deve ser corrigido na velocidade de serviço ou próximo a ela em mais de dois planos. | Requer ISO 21940-12. Turbinas de alta velocidade, grandes geradores, compressores multiestágios. Necessita de equipamento especializado de balanceamento de alta velocidade. |
| Rotor Eixo do eixo | A linha reta que une os centros dos mancais. O eixo geométrico de rotação. | Eixo de referência para todas as medições de desbalanceamento. O desvio radial dos mancais afeta a precisão da medição. |
| Rotor Eixo principal de inércia | O eixo em torno do qual o rotor giraria livremente sem produzir força ou momento centrífugo. Coincide com o eixo de rotação de um rotor perfeitamente balanceado. | A discrepância entre o eixo principal e o eixo do eixo é Desequilíbrio. Todas as correções visam alinhar esses dois eixos. |
| Rotor Centro de Massa (Gravidade) | O ponto onde toda a massa do rotor pode ser considerada concentrada. Para um rotor balanceado, esse ponto situa-se exatamente no eixo do rotor. | Desbalanceamento estático = centro de massa deslocado em relação ao eixo do eixo. Desbalanceamento específico (e) = distância de deslocamento. |
| Rotor Velocidade de serviço | A velocidade máxima de rotação na qual o rotor opera em sua aplicação pretendida. | Crítico para o cálculo da tolerância: Upor = (9 549 × G × M) / n. Use sempre a velocidade de serviço, não a velocidade de balanceamento. |
| Rotor Velocidade Crítica | Velocidade de rotação na qual um sistema rotor-mancal entra em ressonância, resultando em vibração amplificada significativamente. | Determina a classificação rígido/flexível. Um rotor rígido opera bem abaixo da primeira velocidade crítica de flexão. |
| Prazo | Definição | Fórmula / Unidades |
|---|---|---|
| Desequilíbrio Desequilíbrio | Condição em que o eixo principal de inércia não coincide com o eixo de rotação. Causa uma força centrífuga proporcional ao quadrado da massa, da excentricidade e da velocidade. | U = m × r (g·mm ou kg·m) |
| Desequilíbrio Desequilíbrio estático | Eixo principal paralelo ao eixo de rotação, porém deslocado. Equivalente a uma única massa em um único raio. Detectável sem rotação (bordas afiadas). Vibração em fase do rolamento. | Corrigido em 1 avião |
| Desequilíbrio Desequilíbrio de casal | O eixo principal intercepta o eixo de rotação no centro de massa, mas está inclinado. Dois pontos pesados iguais e opostos em planos diferentes criam um momento de oscilação. Detectável apenas durante a rotação. | Corrigido em 2 aviões |
| Desequilíbrio Desequilíbrio Dinâmico | Caso geral: eixo principal que não é paralelo nem intercepta o eixo de rotação. Combinação de forças estáticas e de momento. A condição mais comum no mundo real. | Corrigido em 2 aviões |
| Desequilíbrio Desequilíbrio específico | Relação entre o desbalanceamento e a massa do rotor. Representa a excentricidade — o deslocamento do centro de massa em relação ao eixo do rotor. Permite a comparação da qualidade entre rotores de diferentes tamanhos. | e = U / M (µm ou g·mm/kg) |
| Desequilíbrio Desequilíbrio Residual | O desbalanceamento remanescente em um rotor após o processo de balanceamento. Não deve exceder o valor permitido (U).por) para o especificado Grau G. | Ures ≤ Upor |
| Desequilíbrio Desequilíbrio Inicial | Desbalanceamento do rotor no estado em que foi recebido, antes de qualquer correção de balanceamento. Medido na primeira execução. | Linha de base para o procedimento de balanceamento |
| Desequilíbrio Vetor de desequilíbrio | A magnitude e a posição angular do desequilíbrio em um determinado plano. Representado como um vetor polar com amplitude (g·mm) e ângulo de fase (°). | U∠θ (g·mm a ° da referência) |
| Prazo | Definição | Notas práticas |
|---|---|---|
| Processo Equilíbrio | O processo de verificação e ajuste da distribuição de massa de um rotor para que o desbalanceamento residual esteja dentro de uma tolerância especificada. | Iterativo: medir → calcular → corrigir → verificar. |
| Processo Plano de correção | Um plano perpendicular ao eixo do rotor no qual se adiciona ou remove massa. O local fisicamente acessível para a colocação do peso. | Pode diferir dos planos de tolerância (de apoio) — requer conversão geométrica. |
| Processo Plano de tolerância | O plano no qual o desbalanceamento permitido é especificado — normalmente o plano do mancal. O desbalanceamento aqui afeta diretamente as cargas do mancal. | Upor É especificado para planos de tolerância; deve ser convertido em planos de correção. |
| Processo Massa de correção | A massa física (peso) adicionada ou removida do rotor em um raio e ângulo específicos dentro do plano de correção. | Adicionado: encaixe por pressão, fixação por parafusos, solda, epóxi. Removido: furação, fresagem, retificação. |
| Processo Peso de teste | Uma massa de tamanho conhecido é fixada temporariamente ao rotor em um raio e ângulo conhecidos durante o procedimento de balanceamento. É utilizada para determinar a resposta do rotor (coeficiente de influência). | O método de ponderação de ensaio Balanset-1A: execução → anexar ensaio → execução → o software calcula a correção. |
| Processo Coeficiente de influência | A variação na resposta vibratória (amplitude e fase) em um ponto de medição causada por um desbalanceamento da unidade em uma localização específica. Caracteriza a sensibilidade do rotor-mancal. | Calculado a partir de simulações com pesos de teste. O balanceamento em dois planos requer uma matriz de influência 2×2. |
| Processo Balanceamento de Plano Único | Procedimento para correção do desbalanceamento estático em um plano de correção. Adequado para rotores curtos (em formato de disco) com L/D < 0,5. | Balanset-1A Modo F2. Um sensor, um avião. |
| Processo Balanceamento de dois planos | Procedimento para correção do desequilíbrio estático e de momento em dois planos de correção. Necessário para rotores alongados ou quando o desequilíbrio de momento é significativo. | Balanset-1A Modo F3. Dois sensores, dois planos. |
| Processo Balanceamento de ajuste | Um ajuste final e fino de balanceamento é realizado em um rotor montado para compensar o desbalanceamento introduzido pela montagem (desvio de acoplamento, tolerâncias de ajuste). | Geralmente realizado em campo, na máquina instalada. |
| Processo Divisão de Peso | Distribuir uma massa de correção calculada entre duas localizações adjacentes acessíveis (por exemplo, dois furos de parafuso ou posições de lâmina) quando a posição angular exata não é acessível. | O Balanset-1A realiza o cálculo automático da divisão de peso. |
| Prazo | Definição | Comparação |
|---|---|---|
| Máquina Máquina de balanceamento | Um dispositivo que mede o desbalanceamento em um rotor (magnitude e posição angular) para que a distribuição de massa possa ser corrigida. | Com base em loja (estacionário) ou em campo (portátil como) Balanset-1A). |
| Máquina Máquina de rolamento macio | A suspensão é muito flexível. O rotor gira acima da frequência natural da suspensão. Mede o deslocamento físico. Deve ser calibrado para cada geometria de rotor. | Menos comum hoje em dia. Custo mais baixo, mas o operador precisa recalibrar para cada rotor. Sensor de deslocamento. |
| Máquina Máquina de rolamento rígido | A suspensão é muito rígida. O rotor gira abaixo da frequência natural da suspensão. Os sensores medem a força centrífuga diretamente. Calibração permanente — aceita uma ampla gama de rotores sem necessidade de configuração específica. | Tipo dominante Na indústria moderna. Mais versátil, configuração mais rápida. Sensor de força. |
| Máquina Balanceador de campo | Instrumento portátil utilizado para balancear rotores in situ (instalado na máquina) sem desmontagem. Utiliza sensores de vibração e um tacômetro. Método de peso de teste. | Balanset-1A (2 canais) e Balanset-4 (4 canais). Calculadora de tolerância ISO 1940 integrada. |
| Máquina Mandril (Arbor) | Eixo ou adaptador no qual um rotor é montado para balanceamento em uma máquina. Deve ser precisamente concêntrico e ter excentricidade desprezível. | A excentricidade do mandril é uma das principais fontes de erro sistemático de balanceamento. Verificado por teste de índice. |
| Prazo | Definição | Fórmula / Padrão |
|---|---|---|
| Qualidade Classificação de qualidade de equilíbrio (G) | Uma classificação que especifica a velocidade máxima permitida do centro de massa do rotor. G = epor × ω. As notas formam uma escala logarítmica com fator 2,5. | G 0,4 … G 4000 Definido em ISO 1940-1 |
| Qualidade Desequilíbrio Residual Permitido (U)por) | Desbalanceamento residual máximo permitido para a classe G especificada, massa do rotor e velocidade de serviço. Critério de aceitação. | Upor = (9549 × G × M) / n |
| Qualidade Tolerância de equilíbrio | A faixa dentro da qual o desequilíbrio residual deve se situar para atender ao requisito de qualidade especificado. Igual a Upor. | Especificado por avião após a alocação. |
| Qualidade Taxa de redução de desequilíbrio (URR) | Relação entre o desequilíbrio inicial e o desequilíbrio residual após um ciclo de correção. Indica a eficiência da máquina/procedimento de balanceamento. | URR = Uinicial / Uresidual Típico: 5–50× |
| Medição Ângulo de fase | A posição angular do vetor de desbalanceamento em relação a uma marca de referência no rotor (medida por tacômetro). Combinada com a amplitude, define o vetor de desbalanceamento completo. | ° (graus, 0–360) |
| Medição Velocidade de vibração (RMS) | Valor RMS (raiz quadrada média) da velocidade de vibração em uma caixa de rolamento. O parâmetro de medição padrão para avaliação da condição da máquina por ISO 10816. | mm/s RMS (10–1000 Hz) |
| Medição Teste de índice | Procedimento de verificação: gire o rotor em um ângulo definido (por exemplo, 180°) em relação aos suportes da máquina e meça novamente. Detecta erros no mandril e na fixação. | Requerido para verificação formal conforme ISO 1940-1 Capítulo 10 |
| Medição Desequilíbrio Residual Mínimo Atingível (Umar) | O menor desbalanceamento residual possível em uma determinada máquina de balanceamento para um rotor específico. Determinado pela sensibilidade da máquina, nível de ruído e condições dos mancais. | Umar deve ser ≤ Upor para que a máquina seja adequada para a classificação G exigida. |
O que é a norma ISO 1940-2?
ISO 1940-2 (Vibração mecânica — Requisitos de qualidade de balanceamento — VocabulárioA norma internacional que define a terminologia usada no balanceamento de rotores é a NR-1 (Rotor Balanceing Standard). Ela fornece definições precisas e baseadas em princípios físicos para todos os termos-chave — desde a análise de balanceamento de rotores até a definição da terminologia utilizada no balanceamento de rotores. desequilíbrio tipos (estático, acoplado, dinâmico) para classificações de rotores (rígido, flexível), métodos de correção, tipos de máquinas, e classificações de qualidade. É o "dicionário" essencial que apoia ISO 1940-1 e todos os outros padrões de balanceamento. Substituído por ISO 21940-2 com terminologia idêntica.
Quando um engenheiro na Alemanha especifica "correção de desbalanceamento dinâmico para G 6,3 em dois planos", um técnico no Japão precisa entender exatamente o que é necessário — a mesma condição do rotor, o mesmo procedimento de balanceamento e o mesmo critério de aceitação. A ISO 1940-2 torna isso possível ao fornecer um vocabulário único e internacionalmente aceito para toda a área.
A norma não é um procedimento ou uma especificação de tolerância — é uma padrão de terminologia. Seu papel é eliminar a ambiguidade para que outros padrões (ISO 1940-1 para tolerâncias, ISO 14694 Para os fãs, ISO 10816 (para avaliação de vibração) pode usar linguagem precisa e inequívoca.
Análise detalhada dos termos
A distinção entre rígido e flexível
Esta é a classificação mais importante no balanceamento. A distinção determina tudo: qual norma se aplica, qual equipamento é necessário, quantas superfícies são requeridas e a que velocidade o balanceamento deve ser realizado.
Um rotor cujo desbalanceamento pode ser corrigido em quaisquer dois planos arbitrários e, após a correção, o desbalanceamento residual não se altera significativamente em nenhuma velocidade até a velocidade máxima de serviço. Teste prático: se a primeira dobra velocidade crítica se a velocidade estiver bem acima da velocidade máxima de serviço (normalmente > 1,5× ou mais), o rotor fica rígido.
Um rotor que se deforma elasticamente em sua velocidade de serviço, de modo que seu estado de desbalanceamento se altere. Deve ser balanceado na velocidade de serviço ou próximo a ela em mais de dois planos. Aplica-se a: Turbogeradores de grande porte, compressores de alta velocidade em múltiplos estágios, bobinas longas de máquinas de papel em alta velocidade. Abrangido pela norma ISO 21940-12.
A grande maioria dos rotores industriais — motores elétricos, ventiladores, bombas, volantes, eixos — são rotores rígidos. ISO 1940-1 O sistema de classificação G aplica-se diretamente a rotores rígidos.
Os três tipos de desequilíbrio
A norma ISO 1940-2 define três tipos fundamentais com base na relação geométrica entre o eixo principal de inércia e o eixo de rotação. Compreender esses tipos é essencial para selecionar o procedimento de balanceamento correto:
- Desequilíbrio estático produz um vigor — ambos os mancais vibram em fase a 1× RPM. O rotor pode ser detectado como desbalanceado mesmo sem rotação (a gravidade o revela nas arestas de corte). Um plano de correção é suficiente. Típico para rotores estreitos em forma de disco (L/D < 0,5): polias estreitas, impulsores de ventiladores, volantes finos.
- Desequilíbrio do casal produz um momento — Os rolamentos vibram com uma defasagem de 180° a 1× RPM. A força resultante é zero (o centro de massa está no eixo), mas dois pontos pesados iguais e opostos em diferentes posições axiais criam um binário de oscilação. Detectável apenas durante a rotação. Requer dois planos de correção.
- Desequilíbrio dinâmico = estática + momento combinados. O caso geral para todos os rotores reais que não são perfeitamente simétricos. Tanto a força quanto o momento estão presentes. Os mancais vibram a 1× sem relação de fase nem defasagem exata de 180°. Requer balanceamento em dois planos.
Desequilíbrio específico e a conexão de grau G
Desequilíbrio específico (e = U/M) é a métrica fundamental que permite a comparação universal da qualidade do balanceamento. Um rotor de 5 kg com desbalanceamento de 50 g·mm tem e = 10 µm. Um rotor de 500 kg com desbalanceamento de 5 000 g·mm também tem e = 10 µm — qualidade de balanceamento idêntica apesar da diferença de massa de 100 vezes.
O Grau G amplia isso incorporando a velocidade: G = e × ω, resultando em um único número (mm/s) que caracteriza a qualidade do equilíbrio independentemente da massa e da velocidade. Este é o fundamento do ISO 1940-1 sistema de tolerância.
Planos de correção versus planos de tolerância
A norma ISO 1940-2 estabelece uma distinção crucial que muitas vezes passa despercebida na prática:
- Planos de tolerância = os planos de apoio onde a vibração e as cargas dinâmicas são mais críticas. Desbalanceamento admissível Upor está especificado aqui.
- Planos de correção = locais fisicamente acessíveis onde os pesos podem ser colocados (cubo do ventilador, anéis de extremidade do motor, ressaltos do eixo). Frequentemente em posições axiais diferentes das dos rolamentos.
Convertendo Upor A conversão de planos de tolerância para planos de correção exige conhecimento da geometria do rotor. Para rotores assimétricos ou com balanço excessivo, essa conversão pode alterar significativamente as tolerâncias por plano. Balanset-1A Essa conversão é feita automaticamente quando as dimensões do rotor são inseridas.
Tipos de máquinas de balanceamento
Os dois tipos fundamentais de máquinas refletem diferentes princípios de medição física:
- Rolamento macio: Frequência natural da suspensão bem abaixo da velocidade de operação → medidas da máquina deslocamento. Requer calibração para cada novo rotor. Historicamente significativo; seu uso está em declínio.
- Rolamento duro: Frequência natural da suspensão bem acima da velocidade de operação → medidas da máquina vigor. Calibrado permanentemente — aceita rotores diferentes sem necessidade de calibração individual. O tipo moderno dominante.
Instrumentos de balanceamento de campo como o Balanset-1A Utilizam um princípio diferente: não são uma "máquina" no sentido da norma ISO, mas usam os próprios rolamentos e suportes do rotor como sistema de medição, empregando o método do peso de teste (coeficiente de influência) para determinar a correção sem a necessidade de uma máquina de balanceamento dedicada.
Referência cruzada: onde cada termo é usado
ISO 1940-1 / ISO 21940-11: Utiliza todos os termos de tolerância e qualidade — grau G, Upor, tolerância de equilíbrio, desequilíbrio residual. O principal consumidor deste vocabulário.
ISO 14694: Utiliza termos de rotor (rígido), termos de desbalanceamento e se estende com categorias BV/FV específicas para ventiladores, baseadas em classes G.
ISO 10816 / ISO 20816: Utiliza termos de medição — velocidade de vibração, RMS, pontos de medição da caixa de rolamentos.
ISO 21940-12: Amplia a definição flexível do rotor com procedimentos de múltiplas velocidades e múltiplos planos.
API 610 / API 617: As normas para o setor petrolífero fazem referência às classes G da norma ISO 1940 e à terminologia de desequilíbrio para especificações de bombas e compressores.
ISO 1940-2 → ISO 21940-2: Transição
A norma ISO 21940-2 substituiu formalmente a ISO 1940-2. A terminologia é idêntica — todas as definições permanecem inalteradas. A numeração ISO 21940 reflete a integração à abrangente série ISO 21940, que cobre todos os aspectos de vibração mecânica e balanceamento. Ambas as designações são aceitas na prática industrial.
Padrão oficial: ISO 1940-2 na Loja ISO →
Perguntas frequentes — ISO 1940-2
Equilibrando vocabulário e terminologia
▸ O que é a norma ISO 1940-2?
▸ Qual a diferença entre desequilíbrio estático e desequilíbrio dinâmico?
▸ Qual a diferença entre um rotor rígido e um rotor flexível?
▸ O que é desequilíbrio residual?
▸ Qual a diferença entre plano de correção e plano de tolerância?
▸ Máquina de balanceamento com rolamentos macios versus máquina de balanceamento com rolamentos rígidos?
▸ O que é desequilíbrio específico (excentricidade)?
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