Instrumento de balanceamento pelo preço de um vibrômetro

É possível? Com determinação - SIM!

Os instrumentos de balanceamento ocupam, por direito, um lugar especial na ampla gama de equipamentos usados para medições vibroacústicas. Isso se deve, em grande parte, ao fato de que essa classe de instrumentos, além de desempenhar funções metrológicas, também cumpre um papel tecnológico. Essencialmente, é um equipamento tecnológico usado para reduzir o desequilíbrio de mecanismos rotativos.

Como resultado, ele oferece alta eficiência econômica, permitindo a melhoria significativa da qualidade dos produtos com investimentos de capital relativamente pequenos ao implementar equipamentos de balanceamento. Isso é especialmente verdadeiro para os setores em que uma quantidade significativa de equipamentos rotativos é operada ou fabricada (por exemplo, empresas de moagem, fábricas que produzem ventiladores etc.).

Nessas empresas, o período de retorno do investimento em um equipamento de balanceamento de preço moderado, que varia de 2.500 a 10.000 euros, normalmente não ultrapassa 6 a 7 meses.

Entretanto, há muitas empresas de pequeno e médio porte interessadas em equilibrar seus próprios produtos, para as quais até mesmo essas despesas relativamente pequenas são onerosas. Essas empresas podem incluir oficinas de reparo de automóveis, instalações de reparo e manutenção de motores elétricos, oficinas de reparo de bombas e ventiladores, etc. Para elas, a compra de equipamentos de balanceamento a preços atuais de mercado é muitas vezes difícil, se não impossível.

Para referência, a Tabela 1 fornece informações sobre alguns dos instrumentos de balanceamento mais conhecidos para equipamentos rotativos atualmente no mercado. Conforme mostrado na tabela, os preços desses instrumentos podem variar de 2500 a 25000 euros, dependendo do fabricante e de sua funcionalidade.

Tabela 1. Os preços são obtidos de fontes públicas: sites dos fabricantes, ebay, alibaba.com, etc.

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

Assinatura

Conta + Atualizações + Suporte Direto

€18.00

À primeira vista, na era do rápido desenvolvimento da eletrônica moderna, esses preços podem parecer excessivamente altos. Entretanto, vários fatores objetivos limitam a possibilidade de minimizar o custo dos instrumentos de balanceamento e dos vibrômetros.

Em primeiro lugar, os equipamentos de balanceamento não são demandados em volumes comparáveis aos da produção de computadores, telefones celulares ou televisores. Geralmente, são produzidos em lotes pequenos e médios, o que naturalmente afeta seu custo.

Em segundo lugar, o preço desse equipamento é significativamente influenciado pelo custo de pelo menos dois sensores de vibração incluídos em sua composição, que são bastante caros. Por exemplo, o custo de sensores bem conhecidos varia em média de 300 a 900 euros cada.

Em terceiro lugar, despesas significativas são direcionadas ao desenvolvimento de software especializado para instrumentos de balanceamento, o que, devido aos volumes de produção relativamente pequenos, também contribui para o aumento de seu custo.

No entanto, existem reservas para reduzir o custo do equipamento de balanceamento, e tentamos usá-las no desenvolvimento de nosso novo instrumento, denominado "Balanset-1A".

Seguimos essas diretrizes:

• Tentativa de implementar um esquema estrutural do instrumento que utilize ao máximo os componentes produzidos em massa por outros fabricantes.
• Explorar a opção de usar sensores de vibração mais baratos para reduzir o custo do nosso equipamento.
• Utilizar ao máximo os algoritmos de gerenciamento de instrumentos de balanceamento desenvolvidos por nossos especialistas nos últimos 20 anos e implementados com sucesso em projetos anteriores.

Como resultado da implementação dos princípios descritos acima, foi desenvolvido o conjunto de balanceamento "Balanset-1A", que consiste nas seguintes unidades principais:

• Uma unidade de medição microprocessada com uma saída USB para conexão a um computador.
• Um computador portátil equipado com software especializado para resolver tarefas de balanceamento.
• Dois sensores de vibração relativamente baratos.
• Um sensor de ângulo de fase de laser.

A unidade de medição do instrumento foi desenvolvida com base na CPU Atmel SAM3X8E ARM Cortex-M3 produzida em série. A unidade de medição é conectada a um computador (geralmente um netbook ou laptop) por meio de um canal USB, pelo qual o processo de balanceamento é gerenciado e os resultados de medição e cálculo são exibidos.

A implementação dessa estrutura do instrumento de balanceamento, baseada no uso de componentes produzidos em série, nos permitiu reduzir significativamente os custos de desenvolvimento e fabricação de sua parte de hardware.

Um elemento igualmente importante na redução do custo do nosso produto foi o uso de acelerômetros capacitivos como sensores de vibração, que atualmente são produzidos em massa por vários fabricantes e têm baixo custo.

Além disso, conforme mencionado anteriormente, o desenvolvimento do software para o novo instrumento de balanceamento utilizou amplamente os algoritmos desenvolvidos por nossos especialistas nos últimos 20 anos. Isso reduziu significativamente a intensidade da mão de obra de desenvolvimento e depuração de software, afetando positivamente o custo do equipamento.

O resultado abrangente de nosso trabalho é que o custo de nosso conjunto de balanceamento proposto (sem computador) com todos os acessórios necessários (incluindo ímãs para montagem de sensores de vibração, um suporte magnético para o sensor de ângulo de fase, uma unidade flash com software e um estojo de transporte) não ultrapassa 2.000 euros (1.500 para o conjunto Balanset-oem) atualmente.

Concluindo, podemos afirmar que nosso conjunto de balanceamento "Balanset" proposto é significativamente mais barato do que os equipamentos disponíveis de finalidade semelhante (consulte a Tabela 1). Na prática, seu preço é frequentemente comparável ao custo dos vibrômetros comuns atualmente disponíveis no mercado.