Compreendendo o balanceamento estático (balanceamento de plano único)

Definição: O que é balanceamento estático?

Balanceamento estático é a forma mais simples de balanceamento do rotor. É um processo que corrige desequilíbrio estático, uma condição em que o centro de massa de um rotor é deslocado de seu eixo de rotação, criando um único "ponto pesado". Esse tipo de balanceamento pode, em teoria, ser realizado com o rotor em repouso (estaticamente). Se um rotor com desequilíbrio puramente estático fosse colocado sobre uma superfície sem atrito (como lâminas de facas), ele giraria até que o ponto pesado se fixasse no ponto mais baixo devido à gravidade.

O balanceamento estático envolve fazer uma correção em um plano único para neutralizar esse ponto pesado. A correção é um único peso colocado 180° oposto ao ponto pesado para trazer o centro de massa de volta ao centro de rotação.

Desequilíbrio estático vs. desequilíbrio dinâmico

O desequilíbrio estático também é conhecido como “desequilíbrio de força” porque cria uma força centrífuga que atua radialmente para fora a partir do centro de rotação. No entanto, não cria nenhum “acoplamento” ou movimento de balanço. Isso contrasta com desequilíbrio dinâmico, que é uma combinação de força e desequilíbrio de binário e requer correções em pelo menos dois planos para ser totalmente resolvido. Um rotor pode estar perfeitamente equilibrado estaticamente, mas ainda apresentar um desequilíbrio de binário significativo que o fará vibrar severamente ao girar.

Quando o balanceamento estático é suficiente?

O balanceamento estático é um método apropriado e suficiente apenas para uma classe específica de rotores. Geralmente, é reservado para componentes muito estreitos ou em forma de disco, onde o comprimento axial é muito pequeno em comparação com o diâmetro. Para esses tipos de rotores, é improvável que haja um desequilíbrio significativo no binário.

Exemplos comuns de rotores onde o balanceamento estático de plano único geralmente é suficiente incluem:

• Rodas de moagem
• Rodas e pneus automotivos
• Rodas de ventilador ou soprador estreitas e simples
• Volantes
• Polias e roldanas

Para qualquer rotor que tenha um comprimento significativo (por exemplo, uma armadura de motor, uma bomba multiestágio ou um eixo longo), o balanceamento estático por si só é inadequado e equilíbrio dinâmico é necessário.

Métodos de Balanceamento Estático

1. Balanceamento de lâmina de faca

Este é o método clássico, sem rotação. O rotor é colocado sobre um par de lâminas paralelas, niveladas e de baixo atrito. O rotor rola até que seu ponto mais pesado esteja na parte inferior. Um peso temporário é então adicionado à parte superior (180° oposto) até que o rotor permaneça em qualquer posição em que for colocado sem rolar. Esse peso torna-se então permanente.

2. Máquina de balanceamento vertical

O balanceamento estático moderno é frequentemente realizado em uma máquina de balanceamento vertical. O rotor (como um volante ou um pneu) é colocado em uma placa horizontal apoiada por sensores de força. A máquina gira o rotor em baixa velocidade, e os sensores medem a direção e a magnitude da força de desequilíbrio, exibindo a correção necessária em uma tela.

3. Balanceamento de campo de plano único

O balanceamento estático também pode ser realizado em campo, em uma máquina montada, utilizando um analisador de vibração portátil. Esta é uma versão de plano único do método do coeficiente de influência. Uma leitura de vibração é feita, um peso de teste é adicionado, uma segunda leitura é feita e o instrumento calcula o peso de correção único necessário e seu ângulo.

Limitações

A principal limitação do balanceamento estático é sua incapacidade de detectar ou corrigir o desequilíbrio do acoplamento. Aplicar um balanceamento estático a um rotor que, na verdade, apresenta um desequilíbrio dinâmico pode, às vezes, agravar a vibração, corrigindo o componente de força, mas ignorando ou exacerbando o componente de acoplamento. Por esse motivo, para a maioria das máquinas industriais, o balanceamento dinâmico de dois planos é a prática padrão e obrigatória.

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