Neste artigo, explicaremos o processo de balanceamento dos rotores de cortadores de grama e mulchers florestais em termos simples. Responderemos às perguntas mais frequentes e forneceremos várias dicas úteis. Vamos começar entendendo o que é vibração, seus perigos, o que é balanceamento, por que ele é necessário e como ele pode ser feito de forma independente.
Balanceamento do rotor é o processo de ajuste da distribuição de massa do rotor para reduzir ou eliminar as vibrações que ocorrem durante sua rotação. O balanceamento realizado adequadamente prolonga a vida útil do mecanismo, reduz o ruído e a vibração e evita o desgaste prematuro dos rolamentos e de outros componentes da máquina.
O aumento da vibração é frequentemente subestimado pelos mecânicos e operadores de mulchers e cortadores de grama; no entanto, a vibração pode ter sérias consequências negativas:
- Aumento do desgaste do equipamento. A vibração constante acelera o desgaste de componentes mecânicos, como rolamentos, engrenagens e outras peças rotativas. Isso pode levar a reparos e substituições frequentes, aumentando os custos operacionais gerais.
- Rolamentos e assentos de rolamentos. Os rolamentos frequentemente quebram, criando folga que aumenta a vibração. Os rolamentos precisam ser substituídos. Uma bagatela, algumas horas por semana. Os assentos dos rolamentos quebram, exigindo a restauração dos furos. Esse procedimento já exige a remoção da unidade, o transporte até a oficina de reparos, a desmontagem do rotor, o trabalho de restauração e a instalação subsequente. Você concordará que isso já é desagradável.
- Rachaduras e vazamentos. Formam-se rachaduras no corpo do mulcher ou do cortador de grama. Há o risco de interrupção da geometria. Além disso, o aumento da vibração leva a vazamentos no sistema hidráulico, com todos os problemas decorrentes.
- Afrouxamento de conexões aparafusadas. As conexões parafusadas se soltam constantemente, o que pode causar situações de emergência.
- Consumo ineficiente de energia. Rotores desbalanceados requerem mais energia para a rotação, o que leva a um maior consumo de combustível.
- Desconforto para o operador. O aumento da vibração pode causar desconforto para o operador, piorando as condições de trabalho e aumentando a fadiga. Isso também pode aumentar o risco de erros operacionais.
- Risco de situações de emergência. A vibração pode levar ao afrouxamento de fixadores e conexões, aumentando o risco de emergências, especialmente ao trabalhar com equipamentos de alta velocidade, como mulchers e cortadores de grama.
- Transmissão de vibração para o trator. A vibração do rotor é transmitida ao trator, onde há muitos parafusos e várias conexões. Há muitas coisas que podem se quebrar e se soltar.
- Tempo de inatividade. E, no final, o equipamento é parado para reparos no meio do trabalho.
Conheci uma empresa cuja mecânica começava quase todas as manhãs com a substituição dos rolamentos. Eles compravam os rolamentos mais baratos e os trocavam quase todos os dias, porque os rolamentos caros, devido à vibração extremamente alta, se desintegravam da mesma forma que os baratos em alguns dias. Fiquei chocado com o estado do equipamento. Não se tratava de um triturador, mas de uma peça forjada, rasgada e soldada, reforçada por todos os lados com canais e ângulos, apenas para não se desfazer. O plástico no trator fluía em ondas, e o pobre operador continuou a vibrar por algum tempo depois de sair do trator.
Então, por que um cortador de grama não pode ser balanceado sem um dispositivo portátil para balanceamento dinâmico ou uma máquina de balanceamento? Eu ouço com frequência: "Eu mesmo equilibrarei o rotor, como sempre fiz antes, sem nenhum dispositivo, usando o antigo método comprovado. Colocarei o rotor em facas e, quando ele cair com a ponta pesada, soldarei um peso na parte superior até que ele pare de girar!"
Sim, esse método funciona bem com desequilíbrio estático. O desequilíbrio estático do rotor se manifesta sem que ele gire, quando, sob a ação da gravidade, o rotor se torna pesado e aponta para baixo. Esse tipo de desequilíbrio pode ser eliminado pelo método tradicional: colocar o rotor em guias horizontais e adicionar massa como contrapeso até que ele pare de girar. Esse método é eficaz para rotores estreitos, em que o diâmetro excede significativamente o comprimento, por exemplo, para discos de freio, polias de correia única e discos de retificação.
No entanto, quando se trata de balancear rotores longos, como eixos de cortadores de grama ou mulchers, esse método é ineficaz. Considere a situação em que o ponto pesado está na parte superior de um lado do rotor e na parte inferior do outro. Em uma posição estática, as forças da gravidade se equilibram e o rotor permanece imóvel. Porém, assim que o rotor começa a girar, a força centrífuga atua sobre esses pontos, puxando-os em direções diferentes e causando vibração. Esse tipo de desequilíbrio, que só aparece durante a rotação, é chamado de **desequilíbrio dinâmico** e não pode ser corrigido por métodos de balanceamento estático.
Para eliminar o desequilíbrio dinâmico, são necessários dispositivos portáteis para balanceamento dinâmico ou máquinas de balanceamento, que permitem a identificação precisa do local do desequilíbrio e a instalação de pesos de compensação em ambas as extremidades do rotor para sua neutralização.
Portanto, o uso de equipamentos especializados para balanceamento dinâmico é uma condição necessária para eliminar a vibração em rotores longos.
Processo de balanceamento dinâmico usando o Balanset-1A Dispositivo
- Os sensores de vibração são instalados nas extremidades do rotor, o mais próximo possível das unidades de rolamento. A orientação dos sensores deve ser perpendicular ao eixo de rotação do rotor.
- Um marcador refletivo é colado no rotor ou na polia.
- O tacômetro é colocado em um suporte magnético e direcionado de forma que o feixe de laser atinja o marcador reflexivo.
- Os sensores são conectados ao Balanset-1A que, por sua vez, está conectado a um laptop.
- É lançado um programa de balanceamento especializado.
- No programa, a opção de balanceamento em dois planos é selecionada.
- O peso de calibração é pesado, e as informações sobre o peso e o raio de instalação são inseridas no programa.
- O rotor é ligado e o nível inicial de vibração é medido.
- O peso de calibração é colocado no rotor no primeiro plano (correspondente ao lado da primeira instalação do sensor).
- O rotor é reiniciado para medir a vibração. É importante que as alterações na vibração ou na fase constituam pelo menos 20%.
- O peso de calibração é movido para o segundo plano do rotor (correspondente ao lado da instalação do segundo sensor) e uma terceira medição de vibração é feita durante a rotação.
- O programa calcula qual peso e em que ângulo os pesos de compensação precisam ser instalados em ambos os planos. O ângulo é contado na direção da rotação do rotor a partir da posição do peso de calibração.
- O peso de calibração é removido.
- Os pesos de compensação são pesados.
- Os pesos de compensação são soldados nos locais calculados.
- O rotor é iniciado para verificar os resultados do balanceamento. Se necessário, se o programa mostrar que uma correção adicional é necessária, pesos adicionais são adicionados e o balanceamento é verificado novamente.
Viva, nosso cortador de grama rotativo está equilibrado!
Mas então você se tornou o feliz proprietário de um dispositivo de balanceamento de cortador de grama. Você conectou o dispositivo, repetiu tudo conforme descrito acima, mas a vibração não só não diminuiu, como ficou ainda pior! Por que isso acontece?
Em um mundo ideal, tudo aconteceria como descrito acima. Mas nosso mundo, infelizmente, não é perfeito. Tanto é assim que essa parte do artigo é provavelmente a maior.
Vamos considerar os principais problemas que surgem durante o balanceamento dinâmico de um cortador de grama rotativo.
O balanceamento pode ser impossível devido a três motivos principais: mau funcionamento do mecanismo, condições inadequadas de balanceamento e erros na operação do dispositivo.
Mau funcionamento do mecanismo que impede o balanceamento do rotor
- Rolamentos danificados, incluindo desgaste, aperto excessivo, folgas ou desgaste da área de assentamento.
- Flexão do eixo.
- Folga nos pontos de fixação do cortador de grama, parafusos soltos, folga nas áreas da cortina frontal (abaixamento) ou na estrutura do empurrador ao usar mulchers.
- Rotor atingindo partes imóveis da estrutura.
- Rachaduras no corpo do cortador.
- Casos em que a areia entra no tubo, o que pode ser detectado girando o rotor várias vezes sem alterações. Nesse caso, a fase e o nível de vibração mudarão.
Condições inadequadas de balanceamento
- Ressonância na frequência de rotação do rotor e presença de elementos estruturais soltos.
- Alterações nas condições durante o balanceamento, como alterações na massa ou na rigidez do mecanismo, colocação de um suporte sob o cortador ou alterações na estrutura (remoção de elementos, adição de ângulos para rigidez).
- Rotações irregulares. O rotor deve girar na mesma frequência a cada partida.
Erros na operação do dispositivo
- Incorrect installation of vibration sensors. The surface must be flat and free of contaminants, the sensor must fit tightly, the magnet must be securely fastened, and the sensor should not touch the edges of the mechanism.
- Deslocamento do tacômetro durante a operação. Devem ser evitadas alterações na posição do tacômetro durante o balanceamento.
- Cálculo incorreto do ângulo para a instalação de pesos. O ângulo é medido a partir da posição do peso de teste na direção da rotação do rotor; geralmente ocorre um erro ao contar os graus na direção oposta.
- Massa inadequada do peso de teste quando a massa do peso se mostra insuficiente.
- Exposição do elemento sensível do tacômetro. Esse problema pode ocorrer durante o balanceamento sob a luz do sol ou quando há uma fonte de luz brilhante em frente ao tacômetro, afetando a precisão das medições.
Conclusão
O balanceamento dinâmico de rotores de cortadores de grama e mulchers florestais é um processo complexo que exige atenção aos detalhes e o uso correto de equipamentos especializados. O mau funcionamento do mecanismo, condições inadequadas de balanceamento e erros na operação do dispositivo podem complicar significativamente o processo de balanceamento e até mesmo torná-lo impossível. Entretanto, com a abordagem correta e a adesão a todos os procedimentos necessários, é possível eliminar efetivamente a vibração, prolongar a vida útil do equipamento, reduzir o desgaste dos componentes e melhorar a condição geral do maquinário. É importante lembrar que o balanceamento dinâmico é um investimento na operabilidade e confiabilidade de longo prazo do seu equipamento.
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