O Método do Coeficiente de Influência para Balanceamento de Campo

Definição: O que é um coeficiente de influência?

Um coeficiente de influência é um vetor complexo (contendo uma amplitude e um ângulo de fase) que descreve como um sistema de rotor responde a um desequilíbrio conhecido. Especificamente, ele representa a variação da vibração em um ponto de medição específico, resultante da adição de um peso de teste conhecido em um local específico em um plano de correção. Em termos mais simples, o coeficiente indica: "Para um peso de teste deste tamanho, posicionado neste ângulo, a vibração no mancal variou nesta quantidade e nesta direção."

Este método é a base do balanceamento de campo moderno porque permite um balanceamento preciso sem a necessidade de conhecer as propriedades físicas complexas do rotor (como sua massa, rigidez ou amortecimento).

Por que o Método do Coeficiente de Influência é tão eficaz?

O poder deste método reside no fato de que ele trata a máquina como uma "caixa preta". Em vez de tentar modelar o rotor teoricamente, ele usa um teste prático para medir diretamente a resposta única do sistema. As principais vantagens incluem:

• Alta precisão: Ele leva em conta todos os efeitos dinâmicos do sistema no mundo real, incluindo rigidez do rolamento, flexibilidade da estrutura de suporte e forças aerodinâmicas.
• Versatilidade: Ele funciona igualmente bem para problemas de balanceamento de plano único e de múltiplos planos complexos em rotores rígidos e flexíveis.
• Não é necessária desmontagem: É o padrão para balanceamento in situ ou em campo, permitindo que as máquinas sejam balanceadas em sua condição final instalada sob cargas e temperaturas operacionais normais.

Procedimento de balanceamento de plano único (passo a passo)

Para um equilíbrio simples de plano único, o método do coeficiente de influência segue um processo claro e lógico:

1. Execução inicial (Execução 1): Com a máquina em condições normais de operação, meça o vetor de vibração inicial (amplitude A1 e fase P1) no mancal. Isso representa a vibração causada pelo desbalanceamento original (O).
2. Teste de Peso (Corrida 2): Pare a máquina e fixe um peso de teste conhecido (T) em uma posição angular conhecida (por exemplo, 0 graus) no plano de correção.
3. Meça a nova resposta: Ligue a máquina e meça o novo vetor de vibração (amplitude A2 e fase P2). Essa nova vibração é a soma vetorial do desequilíbrio original mais o efeito do peso de teste (O+T).
4. Calcule a mudança de vibração: O instrumento de balanceamento realiza uma subtração vetorial (A2 – A1) para encontrar o vetor que representa o efeito do peso de teste sozinho (T_effect).
5. Calcule o Coeficiente de Influência (α): O coeficiente de influência é calculado dividindo o efeito do peso do teste pelo próprio peso do teste: α = T_efeito / T. Este vetor agora representa a resposta de vibração por unidade de desequilíbrio (por exemplo, mm/s por grama).
6. Calcule a correção necessária: Para cancelar o desequilíbrio original, precisamos de um peso de correção que produza um vetor de vibração exatamente oposto à vibração inicial (-A1). O peso de correção necessário (W) é calculado como: W = -A1 / α.
7. Instalar correção e verificar: O peso de teste é removido e o peso de correção calculado (W) é instalado permanentemente. Uma execução final é realizada para verificar se a vibração foi reduzida a um nível aceitável.

Balanceamento multiplano

O mesmo princípio se aplica ao balanceamento de dois e múltiplos planos, mas a matemática se torna mais complexa. Para uma balança de dois planos, o instrumento calcula quatro coeficientes de influência (o efeito de um peso no plano 1 em ambos os mancais e o efeito de um peso no plano 2 em ambos os mancais). Em seguida, ele resolve um conjunto de equações simultâneas para encontrar os pesos corretos para ambos os planos. Esse poderoso recurso permite que ele seja usado em praticamente qualquer tipo de máquina rotativa.

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