O que é balanceamento em dois planos? Correção dinâmica de rotores • Balanceador portátil e analisador de vibração "Balanset" para balanceamento dinâmico de britadores, ventiladores, trituradores, roscas transportadoras em colheitadeiras, eixos, centrífugas, turbinas e muitos outros rotores. O que é balanceamento em dois planos? Correção dinâmica de rotores • Balanceador portátil e analisador de vibração "Balanset" para balanceamento dinâmico de britadores, ventiladores, trituradores, roscas transportadoras em colheitadeiras, eixos, centrífugas, turbinas e muitos outros rotores.

O que é balanceamento em dois planos? Correção dinâmica do rotor

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Entendendo o balanceamento em dois planos

Definição: O que é balanceamento em dois planos?

Equilíbrio em dois planos é um equilíbrio dinâmico procedimento em que pesos de correção são colocados em dois planos separados ao longo do comprimento do rotor para eliminar o desbalanceamento estático e desequilíbrio do casal. Este método é necessário para a maioria das máquinas rotativas industriais, particularmente para rotores onde o comprimento axial é comparável ou maior que o diâmetro.

Diferente balanceamento de plano único, que aborda apenas o deslocamento do centro de massa do rotor, o balanceamento em dois planos corrige tanto o desequilíbrio da força translacional quanto o momento (binário) que faz o rotor oscilar ou balançar durante a rotação.

Quando é necessário o balanceamento em dois planos?

O balanceamento em dois planos é necessário nas seguintes situações:

1. Rotores longos ou finos

Qualquer rotor com uma relação comprimento/diâmetro superior a aproximadamente 0,5 a 1,0 requer balanceamento em dois planos. Isso inclui:

  • armaduras de motores elétricos
  • Eixos de bombas e compressores
  • Rotores de ventilador de múltiplos estágios
  • Eixos de transmissão e acoplamentos
  • Eixos e ferramentas rotativas
  • Rotores de turbina

2. Presença de desequilíbrio conjugal

Quando as medições de vibração mostram um movimento significativamente defasado entre os dois suportes do rolamento (indicando um movimento de balanço ou inclinação), desequilíbrio do casal Está presente e deve ser corrigido usando balanceamento em dois planos.

3. Quando o balanceamento em um único plano é inadequado

Se uma tentativa de balanceamento de plano único Se a vibração em um rolamento diminui, mas aumenta em outro, isso indica claramente a necessidade de balanceamento em dois planos.

4. Rotores rígidos com massa distribuída

Mesmo para rotores rígidos operando abaixo de seu primeiro velocidade crítica, Se a massa estiver distribuída ao longo de um comprimento axial significativo, o balanceamento em dois planos garante que a vibração seja minimizada em todos os pontos de apoio.

O procedimento de balanceamento de dois planos

O balanceamento em dois planos é mais complexo do que o balanceamento em um único plano, pois as correções em um plano afetam a vibração em ambos os mancais. O procedimento utiliza o método do coeficiente de influência com múltiplos pesos de teste:

Etapa 1: Medição inicial

Execute a máquina na sua velocidade de balanceamento e meça os vetores de vibração iniciais (amplitude e fase) em ambos os locais dos mancais. Identifique-os como “Mancal 1” e “Mancal 2”. Esses dados representam o efeito combinado de todo o desbalanceamento presente no rotor.

Etapa 2: Definir planos de correção

Selecione duas planos de correção ao longo do rotor, onde pesos podem ser adicionados ou removidos. Esses planos devem estar o mais afastados possível, dentro dos limites práticos e acessíveis. Locais comuns incluem perto de cada extremidade do rotor, nos flanges de acoplamento ou nos cubos das ventoinhas.

Etapa 3: Peso de teste no plano 1

Pare a máquina e fixe um peso de teste em uma posição angular conhecida no primeiro plano de correção. Ligue a máquina e meça a nova vibração em ambos os mancais. A variação da vibração em cada mancal, causada pelo peso de teste no Plano 1, é registrada. Isso estabelece dois coeficientes de influência: o efeito do Plano 1 no Mancal 1 e o efeito do Plano 1 no Mancal 2.

Etapa 4: Peso de teste no plano 2

Remova o primeiro peso de teste e fixe um peso de teste em uma posição conhecida no segundo plano de correção. Execute a máquina novamente e meça a vibração em ambos os rolamentos. Isso estabelece mais dois coeficientes de influência: o efeito do Plano 2 no Rolamento 1 e o efeito do Plano 2 no Rolamento 2.

Etapa 5: Calcular os pesos de correção

O instrumento de balanceamento agora possui quatro coeficientes de influência, formando uma matriz 2×2 que descreve como o sistema do rotor responde aos pesos em cada plano. matemática vetorial e inversão de matriz, o instrumento resolve um sistema de equações simultâneas para calcular a massa e o ângulo exatos necessários em cada plano de correção para minimizar a vibração em ambos os mancais simultaneamente.

Etapa 6: Instale as correções e verifique.

Instale os dois pesos de correção calculados permanentemente e ligue a máquina para verificação final. Idealmente, a vibração em ambos os rolamentos deve ser reduzida a níveis aceitáveis. Caso contrário, um balanceamento de ajuste fino pode ser realizado para refinar as correções.

Entendendo a Matriz de Coeficientes de Influência

O poder do balanceamento em dois planos reside na matriz de coeficientes de influência. Cada plano de correção influencia a vibração em ambos os mancais, e esses efeitos de acoplamento cruzado devem ser considerados:

  • Efeitos diretos: Um peso no Plano 1 tem a maior influência na vibração do rolamento 1 próximo, e um peso no Plano 2 tem o maior efeito no rolamento 2 próximo.
  • Efeitos de acoplamento cruzado: No entanto, um peso no Plano 1 também afeta o Rolamento 2 (embora geralmente em menor grau), e um peso no Plano 2 também afeta o Rolamento 1.

Os cálculos do instrumento de balanceamento levam em consideração todos esses quatro efeitos simultaneamente, garantindo que os pesos de correção trabalhem em conjunto para minimizar a vibração em todos os pontos de medição.

Vantagens do balanceamento em dois planos

  • Correção completa: Aborda tanto o desequilíbrio estático quanto o de binário, proporcionando uma solução de balanceamento completa para a maioria dos tipos de rotores.
  • Minimiza a vibração em todos os rolamentos: Diferentemente do balanceamento em um único plano, o balanceamento em dois planos otimiza a redução da vibração em todo o sistema do rotor.
  • Prolonga a vida útil dos componentes: Ao reduzir a vibração em ambos os pontos de apoio, o desgaste dos rolamentos, vedações e acoplamentos é minimizado.
  • Padrão da indústria: O balanceamento em dois planos é a abordagem padrão para a maioria das máquinas industriais e é exigido por muitos fabricantes de equipamentos e normas da indústria.
  • Adequado para rotores rígidos: Equilibra eficazmente rotores rígidos operando abaixo de sua primeira velocidade crítica, o que representa a grande maioria dos equipamentos industriais.

Comparação com balanceamento de plano único e multiplano

  • vs. Plano único: O balanceamento em dois planos é mais complexo e demorado, mas proporciona uma redução de vibração superior para todos os rotores, exceto os rotores de disco mais estreitos.
  • vs. Multiplano: Para rotores flexíveis Operando acima de velocidades críticas, três ou mais planos de correção podem ser necessários. No entanto, o balanceamento em dois planos é suficiente para a grande maioria das máquinas industriais.

Desafios e soluções comuns

1. Planos de correção inacessíveis

Desafio: Às vezes, as localizações ideais do plano de correção não são acessíveis em uma máquina montada.
Solução: Utilize locais disponíveis, como cubos de acoplamento, pás de ventiladores ou flanges externas. Os instrumentos modernos conseguem compensar matematicamente o espaçamento entre planos abaixo do ideal.

2. Resposta insuficiente ao peso de teste

Desafio: Se o peso de teste produzir pouca alteração na vibração, os coeficientes de influência serão imprecisos.
Solução: Utilize um peso de teste maior ou coloque-o em um raio maior para aumentar seu efeito.

3. Comportamento de Sistemas Não Lineares

Desafio: Alguns rotores (especialmente aqueles com componentes soltos, base macia ou que operam perto da ressonância) não respondem linearmente aos pesos de correção.
Solução: Resolva primeiro os problemas mecânicos (aperte os parafusos, corrija a folga excessiva) e, sempre que possível, faça o balanceamento longe de velocidades críticas.

Aplicações de balanceamento de campo

O balanceamento em dois planos é o método padrão para equilíbrio de campo de máquinas industriais. Com analisadores de vibração portáteis e instrumentos de balanceamento, os técnicos podem realizar o balanceamento em dois planos diretamente no local, sem desmontar ou enviar o rotor para uma oficina de balanceamento. Essa abordagem economiza tempo, reduz custos e garante que o rotor seja balanceado em condições reais de operação, levando em consideração fatores como rigidez dos mancais, flexibilidade da fundação e cargas do processo.

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