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O que é correção de divisão no balanceamento de rotores?

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Entendendo a correção de divisão no balanceamento de rotores

Definição: O que é correção de divisão?

Correção de divisão é prático equilíbrio técnica na qual um único calculado peso de correção é dividido em dois ou mais pesos menores colocados em diferentes posições angulares no rotor. As massas e os ângulos desses pesos divididos são calculados usando adição de vetores princípios de modo que seu efeito combinado seja equivalente ao peso de correção único original.

Este método é utilizado quando as limitações físicas impedem a colocação de um peso de correção no local ideal calculado, mas os pesos podem ser colocados em dois ou mais locais acessíveis que, quando combinados vetorialmente, produzem a correção desejada.

Quando se utiliza a correção dividida?

A correção de divisão torna-se necessária em diversas situações comuns de balanceamento de campo:

1. Obstruções no local ideal

O ângulo de correção calculado pode coincidir com um furo de parafuso, rasgo de chaveta, porta de óleo, ponto de montagem do sensor ou outra característica onde adicionar ou remover massa seja impossível ou desaconselhável.

2. Espaço limitado para um único peso grande

A correção calculada pode exigir um único peso grande que, fisicamente, não caberá no local especificado devido a restrições de espaço, mas dois pesos menores podem ser acomodados em ângulos próximos.

3. Balanceamento nas pás ou impulsores do ventilador

Em equipamentos como ventiladores, sopradores ou rotores de turbinas, os contrapesos de correção geralmente precisam ser fixados nas pontas ou cavidades das pás. A correção dividida permite que a correção necessária seja distribuída entre duas ou mais pás posicionadas em lados opostos do ângulo ideal.

4. Furos ou pontos de montagem em intervalos angulares fixos

Muitos rotores possuem furos pré-perfurados ou posições de montagem em intervalos regulares (a cada 15°, 30° ou 45°, por exemplo). Se o ângulo de correção calculado ficar entre dois furos, a correção dividida permite que o peso seja distribuído entre as duas posições adjacentes disponíveis.

5. Remoção de Peso (Remoção de Material)

Quando a correção é realizada por meio de perfuração ou desbaste, limitações de acesso ou problemas estruturais podem impedir a remoção da massa no ângulo exato calculado. A correção dividida permite a remoção de material em dois locais acessíveis.

A Matemática da Correção Dividida

A correção por divisão baseia-se no princípio de que vetores (neste caso, vetores de desequilíbrio) podem ser somados e decompostos em componentes. O processo utiliza matemática vetorial para garantir que os pesos divididos produzam o mesmo efeito líquido que o peso único original.

Princípio básico

Se for necessário um peso de correção de magnitude W no ângulo θ, ele pode ser substituído por dois pesos W₁ e W₂ nos ângulos θ₁ e θ₂, onde:

  • W₁ e W₂ são escolhidos com base em restrições geométricas e práticas.
  • A soma vetorial de W₁ em θ₁ e W₂ em θ₂ é igual a W em θ

Divisão igual em ângulos simétricos

O caso mais simples e comum é dividir um peso igualmente em dois ângulos simetricamente posicionados em torno do ângulo desejado. Por exemplo, se a correção calculada for de 100 gramas a 45°, mas os pesos só puderem ser colocados a 30° e 60°:

  • Coloque o peso W₁ a 30°
  • Coloque o peso W₂ a 60°.
  • Calcule W₁ e W₂ de forma que a soma vetorial deles seja igual a 100g a 45°.

Para divisões simétricas (separação angular igual), o cálculo é simples e pode ser realizado graficamente ou usando trigonometria.

Divisão assimétrica

Se os ângulos disponíveis não forem simétricos em relação ao ângulo ideal, o cálculo torna-se mais complexo e normalmente exige que o software do instrumento de balanceamento calcule os pesos de divisão apropriados usando matemática vetorial completa.

Procedimento prático para correção de fenda

A maioria dos instrumentos de balanceamento modernos inclui calculadoras de correção de divisão que automatizam o processo:

Passo 1: Calcular a correção original

Complete o normal coeficiente de influência Procedimento de balanceamento para determinar o peso e o ângulo de correção necessários.

Etapa 2: Identificar locais disponíveis

Determine onde os pesos podem ser efetivamente colocados no rotor. Observe as posições angulares dos pontos de montagem acessíveis, furos para parafusos ou locais das pás.

Etapa 3: Inserir parâmetros de divisão

Insira o peso e o ângulo de correção calculados na função de correção dividida do instrumento de balanceamento. Em seguida, especifique os dois (ou mais) ângulos disponíveis onde os pesos podem ser colocados.

Etapa 4: Calcular os pesos divididos

O instrumento calcula as massas necessárias em cada um dos ângulos especificados para produzir o equivalente à correção original.

Etapa 5: Instalar e verificar

Instale os contrapesos divididos nas posições calculadas e execute um teste de verificação para confirmar se a vibração foi reduzida conforme o esperado.

Exemplo: Divisão de fluxo de ar em duas vias em um ventilador

Considere um cenário de balanceamento em um ventilador de 12 pás:

  • Correção calculada: 50 gramas a 35°
  • Restrição: Os pesos só podem ser fixados nas pontas das lâminas, que estão localizadas a cada 30° (a 0°, 30°, 60°, 90°, etc.).
  • Lâminas disponíveis: Lâmina a 30° e lâmina a 60° (abraçando o alvo de 35°)

Utilizando correção de divisão:

  • Peso a 30° = 30 gramas
  • Peso a 60° = 25 gramas

Esses dois pesos, quando combinados vetorialmente, produzem uma correção equivalente de aproximadamente 50 gramas a 35°, alcançando o efeito de equilíbrio desejado, apesar de não se ter acesso ao ângulo ideal exato.

Divisões em três e várias vias

Embora a divisão em duas partes seja a mais comum, os pesos de correção podem, teoricamente, ser divididos entre três ou mais locais. No entanto:

  • Complexidade aumentada: Os cálculos tornam-se mais complexos e existem múltiplas soluções possíveis.
  • Rendimentos decrescentes: Cada divisão adicional aumenta a complexidade sem um benefício proporcional.
  • Acumulação de erros: Mais locais divididos significam mais oportunidades para que erros de instalação se acumulem.

Na prática, divisões em três vias são ocasionalmente usadas em equipamentos como turbinas ou ventiladores com múltiplas pás, mas qualquer coisa além de três divisões é rara e geralmente indica que uma abordagem diferente deve ser considerada.

Vantagens e Limitações

Vantagens

  • Flexibilidade prática: Permite que o balanceamento seja concluído mesmo quando o local ideal for inacessível.
  • Mantém a eficácia: Quando calculada corretamente, a correção por divisão de pontos é matematicamente equivalente à correção por ponto único.
  • Comum no balanceamento de campo: Técnica essencial para equilíbrio de campo onde as restrições do mundo real são comuns.

Limitações

  • Aumento da complexidade de instalação: É necessário manusear, medir e instalar mais pesos, aumentando a probabilidade de erros.
  • Possibilidade de erros: Erros no cálculo ou na instalação de contrapesos podem resultar em correção incompleta ou até mesmo em aumento da vibração.
  • Nem sempre é possível: Se os ângulos disponíveis estiverem muito distantes do ângulo ideal, a correção por divisão pode não ser prática, sendo necessário considerar planos de correção alternativos.
  • Sensibilidade de posição radial: A correção de divisão pressupõe que os pesos estejam no mesmo raio. Se os pontos de montagem disponíveis estiverem em raios diferentes, cálculos adicionais serão necessários.

Melhores Práticas

Para garantir uma correção de divisão bem-sucedida:

  • Utilizar o software do instrumento: Utilize sempre a calculadora de correção de divisão integrada no instrumento de balanceamento, em vez de tentar cálculos manuais, que são propensos a erros.
  • Minimizar o desvio angular: Escolha ângulos de divisão o mais próximos possível do ângulo ideal calculado. Grandes desvios exigem uma massa total maior e aumentam a sensibilidade a erros.
  • Verificar posições angulares: Meça e marque cuidadosamente os ângulos exatos onde os pesos divididos serão colocados. Mesmo pequenos erros angulares podem afetar significativamente os resultados.
  • Manter a consistência radial: Sempre que possível, posicione todos os contrapesos à mesma distância radial do eixo central do rotor.
  • Documente minuciosamente: Registre todos os cálculos de correção de divisão e as posições de instalação para referência futura e solução de problemas.

Relação com outros conceitos de equilíbrio

A correção de divisão baseia-se em princípios fundamentais da matemática vetorial utilizados em todo o trabalho de balanceamento. Compreender adição de vetores, relações de fase, e gráficos polares É essencial para a correta aplicação de técnicas de correção de divisão, especialmente em situações de resolução de problemas onde as correções de divisão não produzem os resultados esperados.

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