Balanceamento de Exaustores Industriais: Guia Completo da Teoria à Prática

Seção 1: Princípios Fundamentais do Desequilíbrio - Compreendendo o "Porquê"

O balanceamento de massas rotativas é uma das operações-chave na manutenção e reparação de equipamentos industriais, particularmente crucial para balanceamento de escapamento Aplicações. Para a eliminação eficaz e informada de problemas relacionados à vibração excessiva, é necessária uma compreensão profunda dos processos físicos subjacentes ao desequilíbrio, suas variedades, causas e consequências destrutivas.

1.1. Física do Desequilíbrio: A Ciência da Vibração

Em um mundo ideal, um corpo rotativo, como o rotor de um exaustor, estaria perfeitamente equilibrado. Do ponto de vista mecânico, isso significa que seu eixo central principal de inércia coincide completamente com o eixo geométrico de rotação. No entanto, na realidade, devido a imperfeições de fabricação e fatores operacionais, ocorre uma condição chamada desequilíbrio, em que o centro de massa do rotor fica desbalanceado em relação ao seu eixo de rotação.

Quando um rotor desbalanceado começa a girar, esse deslocamento de massa gera força centrífuga. Essa força muda continuamente de direção, atuando perpendicularmente ao eixo de rotação e sendo transmitida através do eixo para os mancais de apoio e, em seguida, para toda a estrutura. Essa força cíclica é a causa raiz da vibração.

Onde F é a força centrífuga, m é a magnitude da massa desequilibrada, ω é a velocidade angular e r é a distância do eixo de rotação até a massa desequilibrada (excentricidade).

O aspecto fundamental dessa relação é que a força inercial cresce proporcionalmente ao quadrado da velocidade de rotação (ω²). Isso tem enorme significado prático para balanceamento de escapamento procedimentos. Por exemplo, dobrar a velocidade do exaustor aumentará a força vibracional em quatro vezes. Esse crescimento não linear explica por que um exaustor que opera de forma aceitável em baixas velocidades pode apresentar níveis de vibração catastróficos ao atingir a velocidade nominal ou aumentada, como quando controlado por conversores de frequência.

1.2. Classificação de Desequilíbrio: Três Tipos de Problemas

O desequilíbrio do rotor, dependendo do arranjo mútuo do eixo de inércia e do eixo de rotação, é dividido em três tipos principais:

Desequilíbrio Estático (Força/Desequilíbrio Estático)

Definição: Ocorre quando o eixo de inércia é deslocado paralelamente ao eixo de rotação. Isso pode ser visualizado como a presença de um "ponto pesado" no rotor.

Diagnóstico: Esse tipo de desequilíbrio é único, pois se manifesta mesmo em repouso. Se tal rotor for colocado em suportes horizontais com baixo atrito (chamados de "lâminas de faca"), ele sempre girará sob a ação da gravidade e parará com a ponta pesada voltada para baixo.

Correção: Eliminado de forma relativamente simples pela adição (ou remoção) de massa corretiva em um plano, 180 graus oposto ao ponto pesado identificado. O desequilíbrio estático é característico de rotores estreitos em forma de disco com baixas relações comprimento-diâmetro (C/D) (por exemplo, menores que 0,5).

Desequilíbrio de casal

Definição: Ocorre quando o eixo de inércia intercepta o eixo de rotação no centro de massa do rotor. Fisicamente, isso equivale a ter duas massas desequilibradas, localizadas em dois planos diferentes ao longo do rotor e posicionadas a 180 graus uma da outra.

Diagnóstico: Em posição estática, esse rotor está equilibrado e não tenderá a ocupar nenhuma posição específica. No entanto, durante a rotação, esse par de massas cria um momento de "balanço" ou "oscilação" que tende a girar o rotor perpendicularmente ao eixo de rotação, causando fortes vibrações nos suportes.

Correção: Requer correção em pelo menos dois planos para compensar esse momento.

Desequilíbrio dinâmico

       

Definição: Este é o caso mais geral e frequentemente encontrado na prática, em que o eixo de inércia não é paralelo nem intercepta o eixo de rotação, mas sim oblíquo com ele no espaço. O desequilíbrio dinâmico é sempre uma combinação de desequilíbrios estáticos e de acoplamento.

Diagnóstico: Manifesta-se apenas durante a rotação do rotor.

Correção: Sempre requer balanceamento em pelo menos dois planos de correção para compensar simultaneamente os componentes de força e momento.

1.3. Causas-raízes dos problemas: de onde vem o desequilíbrio?

As causas do desequilíbrio podem ser divididas em dois grandes grupos, particularmente relevantes para balanceamento de escapamento aplicações:

Fatores operacionais (mais comuns):

• Acumulação de material: Causa mais comum para exaustores operando em ambientes contaminados. O acúmulo irregular de poeira, sujeira, tinta, produtos de processo ou umidade nas pás do rotor altera a distribuição de massa.
• Desgaste e corrosão: Desgaste abrasivo irregular das lâminas, erosão de gotículas devido à entrada de líquidos ou corrosão química levam à perda de massa em algumas áreas e consequente desequilíbrio.
• Deformação térmica: O aquecimento ou resfriamento irregular do rotor, especialmente durante paradas prolongadas de equipamentos quentes, pode levar à entortamento temporário ou permanente do eixo ou do impulsor.
• Perda de pesos de equilíbrio: Pesos corretivos instalados anteriormente podem se soltar devido à vibração, corrosão ou impacto mecânico.

Defeitos de fabricação e montagem:

• Defeitos de fabricação: Não uniformidade do material (por exemplo, porosidade da fundição), imprecisões na usinagem ou montagem de lâminas de baixa qualidade no impulsor.
• Erros de montagem e instalação: Encaixe inadequado do impulsor no eixo, desalinhamento, afrouxamento da fixação do cubo, desalinhamento dos eixos do motor e do ventilador.
• Problemas de componentes relacionados: Uso de correias de transmissão desgastadas ou fora do padrão, defeitos nos rolamentos, afrouxamento da montagem da unidade na fundação (condição conhecida como "pé manco").

1.4. Consequências do Desequilíbrio: Reação em Cadeia de Destruição

Ignorar problemas de desequilíbrio leva a uma reação em cadeia de consequências destrutivas que afetam tanto os componentes mecânicos do equipamento quanto o desempenho econômico, particularmente crítico em sistemas de exaustão:

Consequências mecânicas:

• Vibração e ruído: O aumento acentuado da vibração e do ruído é a consequência mais óbvia, levando à deterioração das condições de trabalho e servindo como o primeiro sinal de mau funcionamento.
• Desgaste acelerado do rolamento: A consequência mais frequente, cara e perigosa. Cargas cíclicas da força centrífuga causam fadiga acelerada e destruição dos elementos rolantes e das pistas, reduzindo a vida útil do rolamento em dezenas de vezes.
• Falha por fadiga: A exposição prolongada à vibração leva ao acúmulo de fadiga no metal, podendo causar destruição de eixos, estruturas de suporte, soldas e até mesmo quebra de chumbadores que prendem a unidade à fundação.
• Danos aos componentes adjacentes: A vibração também destrói conexões de acoplamento, acionamentos por correia e vedações de eixo.

Consequências econômicas e operacionais:

• Aumento do consumo de energia: Uma parcela significativa da energia do motor não é gasta na movimentação do ar, mas na criação de vibração, o que leva a perdas financeiras diretas.
• Desempenho reduzido: A vibração pode prejudicar as características aerodinâmicas do impulsor, levando à redução do fluxo de ar e da pressão criada pelo exaustor.
• Tempo de inatividade de emergência: Em última análise, o desequilíbrio leva ao desligamento emergencial do equipamento, resultando em reparos caros e perdas por tempo de inatividade da linha de produção.
• Ameaças à segurança: Em casos críticos, é possível a destruição do impulsor em altas velocidades, representando ameaças diretas à vida e à saúde do pessoal.

Seção 2: Diagnóstico de vibração - A arte do diagnóstico preciso

O diagnóstico adequado é a base para um balanceamento bem-sucedido. Antes de prosseguir com a correção da massa, é necessário estabelecer com alta segurança que o desequilíbrio é de fato a causa primária da vibração excessiva. Esta seção é dedicada a métodos instrumentais que permitem não apenas a detecção de problemas, mas também a identificação precisa de sua natureza.

2.1. Por que a vibração nem sempre é um desequilíbrio: Diagnóstico diferencial

Um princípio fundamental que todo especialista em manutenção deve entender: vibração excessiva é um sintoma, não um diagnóstico. Embora o desequilíbrio seja uma das causas mais comuns de vibração do exaustor, vários outros defeitos podem criar padrões semelhantes que devem ser descartados antes de iniciar o trabalho. balanceamento de escapamento trabalhar.

Principais defeitos "mascarados" de desequilíbrio:

• Desalinhamento: Desalinhamento do eixo entre o motor e o ventilador. No espectro de vibração, caracterizado por pico significativo no dobro da frequência de operação (2x), especialmente na direção axial.
• Frouxidão mecânica: Afrouxamento dos parafusos de suporte do mancal, rachaduras na estrutura da fundação. Manifestam-se como uma série de harmônicos de frequência de operação (1x, 2x, 3x, etc.) e, em casos graves, subharmônicos (0,5x, 1,5x).
• Defeitos em rolamentos: Lascamento, rachaduras em pistas ou elementos rolantes. Geram vibração em componentes característicos de alta frequência, não síncronos (não múltiplos da frequência de rotação), calculados a partir da geometria do rolamento.
• Eixo Curvo: Cria vibração tanto na frequência de operação (1x) quanto na de operação dupla (2x), complicando muito o diagnóstico e exigindo aplicação obrigatória de análise de fase para distinguir desequilíbrio e desalinhamento.
• Ressonância: Amplificação brusca e múltipla da vibração quando a frequência de rotação operacional coincide com uma das frequências naturais da estrutura. Essa condição extremamente perigosa não é eliminada pelo balanceamento.

2.2. Kit de ferramentas do especialista: olhos e ouvidos do engenheiro

Diagnóstico preciso de vibração e subsequente balanceamento de escapamento requerem equipamento especializado:

• Sensores de vibração (acelerômetros): Meios primários de coleta de dados. Para obter uma imagem tridimensional completa da vibração da máquina, sensores são instalados em mancais de rolamento em três direções perpendiculares entre si: horizontal, vertical e axial.
• Analisadores/balanceadores de vibração portáteis: Instrumentos modernos como Balanset-1A Combinam funções de vibrômetro (medição geral do nível de vibração), analisador de espectro por Transformada Rápida de Fourier (FFT), medidor de fase e calculador de balanceamento. Permitem diagnósticos e balanceamentos completos diretamente no local de operação do equipamento.
• Tacômetro (Óptico ou Laser): Parte integrante de qualquer kit de balanceamento. Necessário para medição precisa da velocidade de rotação e sincronização da medição de fase. Para a operação, um pequeno pedaço de fita refletiva é aplicado no eixo ou em outra parte rotativa.
• Software: Softwares especializados permitem manter bancos de dados de equipamentos, analisar tendências de vibração ao longo do tempo, realizar diagnósticos de espectro aprofundados e gerar relatórios de trabalho automaticamente.

2.3. Leitura de Espectros de Vibração (Análise FFT): Decifrando Sinais de Máquinas

O sinal de vibração medido pelo acelerômetro representa uma complexa dependência amplitude-tempo. Para diagnósticos, esse sinal é pouco informativo. O principal método de análise é a Transformada Rápida de Fourier (FFT), que decompõe matematicamente o sinal complexo de tempo em seu espectro de frequência. O espectro mostra exatamente quais frequências contêm energia de vibração, permitindo a identificação dessas fontes de vibração.

O principal indicador de desequilíbrio no espectro de vibração é a presença de um pico dominante com frequência exatamente igual à frequência de rotação do rotor. Essa frequência é designada como 1x. A amplitude (altura) desse pico é diretamente proporcional à magnitude do desequilíbrio.

2.4. Papel fundamental da análise de fases: confirmação do diagnóstico

A análise de fase é uma ferramenta poderosa que permite a confirmação definitiva do diagnóstico de "desequilíbrio" e o distingue de outros defeitos que também se manifestam na frequência de execução 1x.

Fase é essencialmente a relação temporal entre dois sinais de vibração de frequência idêntica, medida em graus. Ela mostra como diferentes pontos da máquina se movem em relação uns aos outros e em relação à marca reflexiva no eixo.

Determinando o tipo de desequilíbrio por fase:

• Desequilíbrio estático: Ambos os suportes de rolamento se movem sincronizadamente, "em fase". Portanto, a diferença de ângulo de fase medida em dois suportes na mesma direção radial será próxima de 0° (±30°).
• Desequilíbrio de casal ou dinâmico: Os suportes realizam movimento oscilatório "em antifase". Consequentemente, a diferença de fase entre eles será próxima a 180° (±30°).

Dispositivos

Balanceador portátil e analisador de vibração Balanset-1A

€1,751.00

Peças

Sensor de vibração

€90.00

Peças

Sensor óptico (tacômetro a laser).

€124.00

Dispositivos

Balanset-4

€6,803.00

Peças

Tamanho do suporte magnético-60-kgf

€46.00

Peças

Fita reflexiva

€10.00

Dispositivos

Balanceador dinâmico "Balanset-1A" OEM

€1,561.00

Seção 3: Guia Prático de Balanceamento - Métodos Passo a Passo e Dicas Profissionais

Esta seção apresenta orientações detalhadas, passo a passo, para a execução balanceamento de escapamento trabalho, desde operações preparatórias até técnicas especializadas para diferentes tipos de exaustores.

3.1. Etapa Preparatória - 50% de Sucesso

A preparação de qualidade é a chave para uma preparação bem-sucedida e segura balanceamento de escapamento. Negligenciar esta etapa muitas vezes leva a resultados incorretos e perda de tempo.

Segurança em primeiro lugar:

Antes de iniciar qualquer trabalho, o equipamento deve ser completamente desenergizado. Procedimentos padrão de bloqueio/etiquetagem (LOTO) são aplicados para evitar partidas acidentais. A ausência de tensão nos terminais do motor deve ser verificada.

Limpeza e Inspeção Visual:

Esta não é uma operação preliminar, mas sim primária. O impulsor deve ser completamente limpo de qualquer acúmulo – sujeira, poeira, produto. Em muitos casos, uma limpeza de qualidade por si só elimina completamente ou reduz significativamente o desequilíbrio, tornando desnecessário um balanceamento adicional. Após a limpeza, é realizada uma inspeção visual cuidadosa das pás, discos e soldas em busca de rachaduras, amassados, deformações e sinais de desgaste.

Verificação Mecânica ("Hierarquia de Intervenção"):

Antes de corrigir a distribuição de massa, a solidez mecânica de todo o conjunto deve ser verificada:

• Aperto da conexão do parafuso: Verifique e, se necessário, aperte os parafusos que prendem o impulsor ao cubo, o cubo ao eixo, as caixas de mancal à estrutura e os parafusos de ancoragem da estrutura à fundação.
• Verificação de geometria: Utilizando relógios comparadores, verifique a excentricidade radial e axial do eixo e do impulsor. Também visualmente ou utilizando gabaritos e ferramentas de medição, verifique o alinhamento das pás e a uniformidade do ângulo de ataque.

3.2. Balanceamento Estático: Métodos Simples para Casos Simples

O balanceamento estático é aplicado a rotores estreitos em forma de disco (por exemplo, impulsores com pequena relação L/D) quando o balanceamento dinâmico é tecnicamente impossível ou economicamente impraticável.

Método da lâmina da faca:

Método clássico e muito preciso. O rotor (removido da unidade) é colocado sobre dois prismas perfeitamente horizontais, paralelos e lisos ou sobre dois suportes de baixo atrito. Sob a ação da gravidade, o "ponto mais pesado" do rotor sempre tenderá a ocupar a posição inferior. O peso corretivo é instalado estritamente oposto (a 180°) a esse ponto. O processo se repete até que o rotor permaneça em equilíbrio neutro em qualquer posição.

Método de Rotação Livre ("Linha de Prumo"):

Método simplificado aplicável a ventiladores com pás diretamente no lugar. Após a remoção das correias de transmissão (se presentes), o rotor é girado lentamente e liberado. A pá mais pesada cairá. A correção é feita adicionando pequenos pesos (por exemplo, usando fita adesiva ou ímãs) às pás mais leves até que o rotor pare de buscar qualquer posição específica.

3.3. Balanceamento Dinâmico de Campo: Abordagem Profissional

Este é o método principal para a indústria balanceamento de escapamento, realizado com instrumentos especializados como Balanset-1A sem desmontagem do equipamento. O processo consiste em várias etapas obrigatórias.

Etapa 1: Medição inicial (execução inicial)

• Sensores de vibração são instalados nas caixas de mancal e fita refletiva é aplicada no eixo do tacômetro.
• O exaustor é ligado e levado à velocidade nominal de operação.
• Utilizando um analisador de vibração, os dados iniciais são registrados: amplitude (geralmente em mm/s) e ângulo de fase (em graus) da vibração na frequência de operação 1x. Esses dados representam o vetor de desequilíbrio inicial.

Etapa 2: Teste de Peso

Lógica: Para que o instrumento calcule exatamente como corrigir o desequilíbrio, é necessário introduzir uma mudança conhecida no sistema e observar sua reação. Este é o objetivo da instalação do peso de teste.

• Seleção de massa e localização: O peso de teste é escolhido de forma a causar uma alteração perceptível, porém segura, no vetor de vibração (por exemplo, alteração de amplitude de 20-30% e/ou deslocamento de fase de 20-30°). O peso é fixado temporariamente no plano de correção selecionado em uma posição angular conhecida.
• Medição: Repita a inicialização e a medição realizada, registrando novos valores de amplitude e fase.

Etapa 3: Cálculo do peso de correção e instalação

Instrumentos de equilíbrio modernos como Balanset-1A Realiza automaticamente a subtração vetorial do vetor de vibração inicial do vetor obtido com o peso de teste. Com base nessa diferença (vetor de influência), o instrumento calcula a massa e o ângulo precisos onde o peso corretivo permanente deve ser instalado para compensar o desequilíbrio inicial.

A correção pode ser feita adicionando massa (soldando chapas metálicas, instalando parafusos com porcas) ou removendo massa (perfurando furos, retificando). Adicionar massa é preferível, pois é um processo reversível e mais controlado.

Etapa 4: Verificação de execução e balanceamento de corte

• Após instalar o peso corretivo permanente (e remover o peso de teste), é realizada uma execução de verificação para avaliar o resultado.
• Se o nível de vibração diminuir, mas ainda exceder os padrões aceitáveis, o balanceamento de compensação é realizado. O procedimento é repetido, mas os resultados da verificação são usados como dados iniciais. Isso permite uma abordagem iterativa e passo a passo para a qualidade de balanceamento necessária.

3.4. Balanceamento de um ou dois planos? Critérios práticos de seleção

A escolha entre balanceamento de plano único e de dois planos é uma decisão fundamental que afeta o sucesso de todo o procedimento, particularmente importante para balanceamento de escapamento aplicações.

Critério principal: Relação entre o comprimento (L) e o diâmetro (D) do rotor.

• Se L/D < 0,5 e velocidade de rotação menor que 1000 RPM, o desequilíbrio estático geralmente domina, e o balanceamento de plano único é suficiente.
• Se L/D > 0,5 ou a velocidade de rotação for alta (>1000 RPM), o desequilíbrio do casal começa a desempenhar um papel significativo, exigindo balanceamento de dois planos para eliminação.

3.5. Peculiaridades do balanceamento do ventilador em balanço

Ventiladores de exaustão do tipo saliente, onde a roda de trabalho (impulsor) está localizada além dos suportes dos mancais, apresentam complexidade especial para balanceamento.

Problema: Tais sistemas são inerentemente instáveis dinamicamente e extremamente sensíveis a desequilíbrios, especialmente do tipo de acoplamento. Isso frequentemente se manifesta como vibração axial anormalmente alta.

Complicações: A aplicação de métodos padrão de dois planos a rotores em balanço frequentemente leva a resultados insatisfatórios ou exige a instalação de pesos corretivos inadequadamente grandes. A reação do sistema ao peso de teste pode não ser intuitiva: por exemplo, a instalação de um peso no impulsor pode causar maior variação de vibração no apoio mais distante (no motor) do que no apoio mais próximo.

Recomendações: O balanceamento de exaustores em balanço exige maior experiência especializada e conhecimento de dinâmica. Frequentemente, é necessário o uso de módulos de software especializados em analisadores de vibração que aplicam o método de separação de forças estáticas/de acoplamento para um cálculo mais preciso da massa corretiva.

Seção 4: Casos Complexos e Técnicas Profissionais

Mesmo com a adesão rigorosa aos procedimentos, os especialistas podem se deparar com situações em que as abordagens padrão não produzem resultados. Esses casos exigem uma análise mais aprofundada e a aplicação de técnicas não padronizadas.

4.1. Erros típicos e como evitá-los

Erro 1: Diagnóstico incorreto

Erro mais frequente e custoso: tentar equilibrar a vibração causada por desalinhamento, folga mecânica ou ressonância.

Solução: Comece sempre com uma análise completa da vibração (análise de espectro e fase). Se o espectro não apresentar dominância clara de pico 1x, mas houver picos significativos em outras frequências, o balanceamento não poderá ser iniciado até que a causa principal seja eliminada.

Erro 2: Ignorar a fase preparatória

Pular etapas de limpeza do impulsor ou verificação do aperto das conexões dos parafusos.

Solução: Siga rigorosamente a "hierarquia de intervenção" descrita na seção 3.1. Limpeza e aperto não são opções, mas sim primeiros passos obrigatórios.

Erro 3: Remover todos os pesos de equilíbrio antigos

Essa ação destrói resultados de balanceamento anteriores (possivelmente de fábrica) e muitas vezes complica significativamente o trabalho, pois o desequilíbrio inicial pode se tornar muito grande.

Solução: Nunca remova todos os pesos sem um bom motivo. Se o impulsor tiver acumulado muitos pesos pequenos de balanceamentos anteriores, eles podem ser removidos, mas depois combine a soma vetorial em um peso equivalente e instale-o no lugar.

Erro 4: Não verificar a repetibilidade dos dados

Início do balanceamento com leituras iniciais instáveis de amplitude e fase.

Solução: Antes da instalação do peso de teste, realize 2 a 3 partidas de controle. Se a amplitude ou a fase "flutuarem" de uma partida para a outra, isso indica a presença de um problema mais complexo (ressonância, arco térmico, instabilidade aerodinâmica). O balanceamento nessas condições não proporcionará resultados estáveis.

4.2. Balanceamento de ressonância próxima: quando a fase está

Problema: Quando a velocidade de operação do exaustor está muito próxima de uma das frequências de vibração naturais do sistema (ressonância), o ângulo de fase torna-se extremamente instável e muito sensível às menores flutuações de velocidade. Isso torna os cálculos vetoriais padrão baseados na medição de fase imprecisos ou totalmente impossíveis.

Solução: Método de quatro execuções

Essência: Este método exclusivo de balanceamento não utiliza medições de fase. O cálculo do peso corretivo é realizado exclusivamente com base nas mudanças na amplitude da vibração.

Processo: O método requer quatro execuções sequenciais:

1. Medir a amplitude de vibração inicial
2. Medir a amplitude com o peso de teste instalado na posição condicional 0°
3. Medir amplitude com o mesmo peso movido para 120°
4. Medir amplitude com o mesmo peso movido para 240°

Com base nos quatro valores de amplitude obtidos, é construída uma solução gráfica (método de intersecção do círculo) ou realizado um cálculo matemático, permitindo a determinação da massa necessária e do ângulo de instalação do peso corretivo.

4.3. Quando o Problema Não É o Equilíbrio: Forças Estruturais e Aerodinâmicas

Problemas Estruturais:

Fundação fraca ou rachada e suportes soltos podem ressoar com a frequência de operação do exaustor, multiplicando a vibração muitas vezes.

Diagnóstico: Para determinar as frequências naturais estruturais no estado desligado, aplica-se um teste de impacto (bump test). Ele é realizado com um martelo modal especial e um acelerômetro. Se uma das frequências naturais encontradas estiver próxima da frequência de rotação operacional, o problema é, de fato, ressonância.

Forças aerodinâmicas:

A turbulência do fluxo de ar na entrada (devido a obstáculos ou amortecedor excessivamente fechado, a chamada "falta de ventilação") ou na saída pode causar vibração de baixa frequência, muitas vezes instável, não relacionada ao desequilíbrio de massa.

Diagnóstico: É realizado um teste com variação de carga aerodinâmica a uma velocidade de rotação constante (por exemplo, abrindo/fechando gradualmente o amortecedor). Se o nível de vibração mudar significativamente, sua natureza é provavelmente aerodinâmica.

4.4. Análise de Exemplos Reais (Estudos de Caso)

Exemplo 1 (Ressonância):

Em um caso documentado, o balanceamento do ventilador de alimentação usando o método padrão não produziu resultados devido a leituras de fase extremamente instáveis. A análise mostrou que a velocidade de operação (29 Hz) estava muito próxima da frequência natural do impulsor (28 Hz). A aplicação do método de quatro etapas, independente da fase, permitiu a redução bem-sucedida da vibração para um nível aceitável, fornecendo uma solução temporária até a substituição do ventilador por um mais confiável.

Exemplo 2 (Defeitos Múltiplos):

A análise de vibração de exaustores de uma usina de açúcar revelou problemas complexos. Um espectro de ventiladores indicou desalinhamento angular (picos altos de 1x e 2x na direção axial), enquanto outro mostrou folga mecânica (harmônicos uniformes de 1x, 2x e 3x). Isso demonstra a importância da eliminação sequencial de defeitos: primeiro, foram realizados o alinhamento e o aperto das fixações e, somente então, se necessário, o balanceamento.

Seção 5: Padrões, Tolerâncias e Manutenção Preventiva

A etapa final de qualquer trabalho técnico é avaliar sua qualidade de acordo com os requisitos regulatórios e desenvolver estratégias para manter o equipamento em condições adequadas a longo prazo.

5.1. Visão geral dos principais padrões (ISO)

Vários padrões internacionais são usados para avaliar a qualidade do balanceamento e a condição de vibração dos exaustores.

ISO 14694:2003:

Norma principal para ventiladores industriais. Estabelece requisitos para balanceamento de qualidade e níveis máximos de vibração permitidos, dependendo da categoria de aplicação do ventilador (BV-1, BV-2, BV-3, etc.), potência e tipo de instalação.

ISO 1940-1:2003:

Esta norma define graus de qualidade de balanceamento (G) para rotores rígidos. O grau de qualidade caracteriza o desequilíbrio residual admissível. Para a maioria dos exaustores industriais, aplicam-se os seguintes graus:

• G6.3: Qualidade industrial padrão, adequada para a maioria das aplicações industriais gerais.
• G2.5: Qualidade aprimorada, necessária para ventiladores de exaustão de alta velocidade ou particularmente críticos, onde os requisitos de vibração são mais rigorosos.

ISO 10816-3:2009:

Regulamenta a avaliação das condições de vibração de máquinas industriais com base em medições em peças não rotativas (por exemplo, mancais de rolamento). A norma introduz quatro zonas de condição:

• Zona A: "Bom" (equipamento novo)
• Zona B: "Satisfatório" (operação ilimitada permitida)
• Zona C: "Aceitável por tempo limitado" (identificação e eliminação da causa necessárias)
• Zona D: "Inaceitável" (a vibração pode causar danos)

ISO 14695:2003:

Esta norma estabelece métodos e condições unificados para medições de vibração de ventiladores industriais, necessários para garantir a comparabilidade e a reprodutibilidade dos resultados obtidos em diferentes momentos e em diferentes equipamentos.

5.2. Estratégia de Longo Prazo: Integração ao Programa de Manutenção Preditiva

Balanceamento de escape Não deve ser considerado uma operação de reparo única. É parte integrante da estratégia moderna de manutenção preditiva.

A implementação regular do monitoramento de vibração (por exemplo, por meio da coleta de dados de rota usando analisadores portáteis) permite o acompanhamento das condições do equipamento ao longo do tempo. A análise de tendências, particularmente o crescimento gradual da amplitude de vibração na frequência de operação 1x, é um indicador confiável do desenvolvimento de desequilíbrio.

Esta abordagem permite:

• Planeje o balanceamento com antecedência, antes que o nível de vibração atinja os valores críticos estabelecidos pela norma ISO 10816-3.
• Evitando danos secundários a rolamentos, acoplamentos e estruturas de suporte que inevitavelmente ocorrem durante operação prolongada com vibração excessiva.
• Eliminar o tempo de inatividade emergencial não planejado convertendo o trabalho de reparo em categoria preventiva planejada.

A criação de um banco de dados eletrônico das principais condições de vibração dos equipamentos e análises regulares de tendências constitui a base para a tomada de decisões de manutenção tecnicamente sólidas e economicamente eficazes, aumentando, em última análise, a confiabilidade e a eficiência geral da produção.