O que é excentricidade do rotor? Desequilíbrio geométrico • 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 excentricidade do rotor? Desequilíbrio geométrico • 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 excentricidade do rotor? Desequilíbrio geométrico

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Entendendo a excentricidade do rotor

Definição: O que é excentricidade do rotor?

excentricidade do rotor (também chamado excentricidade ou excentricidade geométrica) é uma condição em que o centro geométrico de um rotor ou o componente do rotor não coincide com o eixo de rotação (a linha central definida pelos mancais de apoio). Esse desalinhamento cria uma situação em que, mesmo que a massa esteja perfeitamente balanceada, a superfície externa do rotor fica "descentralizada", fazendo com que o centro de massa orbite em torno do eixo de rotação à medida que o rotor gira, gerando vibração idêntico à massa desequilíbrio.

A excentricidade é particularmente comum em motores elétricos (devido ao desalinhamento entre o rotor e o furo), bombas e ventiladores (devido ao desalinhamento na montagem do impulsor) e em quaisquer rotores montados onde o acúmulo de tolerâncias de fabricação pode criar desvios geométricos. É uma preocupação significativa em máquinas de precisão, onde manter uma concentricidade rigorosa é fundamental.

Tipos de excentricidade do rotor

1. Excentricidade Estática (Deslocamento Paralelo)

  • Descrição: O centro do rotor está deslocado em relação ao eixo de rotação, mas paralelo a ele.
  • Geometria: Deslocamento radial constante ao longo do comprimento do rotor
  • Efeito: Cria um desequilíbrio de massa (centro geométrico ≠ centro de rotação)
  • Comum em: Componentes de disco único, como impulsores e polias.
  • Correção: Frequentemente corrigível por balanceamento ou remontagem

2. Excentricidade dinâmica (deslocamento angular)

  • Descrição: Linha central do rotor em ângulo com o eixo de rotação
  • Geometria: A excentricidade varia ao longo do comprimento do rotor.
  • Efeito: Cria um desequilíbrio no acoplamento e uma variação na excentricidade.
  • Comum em: Rotores longos com múltiplas etapas de montagem
  • Correção: Requer realinhamento ou balanceamento especializado.

3. Excentricidade Composta

  • Combinação de deslocamento paralelo e angular
  • Condição mais comum no mundo real
  • padrão de escoamento complexo
  • Requer análise cuidadosa para distinguir de outras questões.

Causas comuns

Tolerâncias de fabricação

  • Desvio do diâmetro do cilindro: O furo do rolamento não é concêntrico com o diâmetro externo.
  • Desvio do eixo: Imprecisões de usinagem em mancais de eixo
  • Empilhamento: Vários componentes montados com acúmulo de tolerância
  • Variações de fundição: Deslocamento do núcleo em peças fundidas, criando variação na espessura da parede.

Erros de montagem

  • Montagem descentralizada: Impulsor ou componente do rotor não está centrado no eixo.
  • Instalação com trava: Componente inclinado durante a montagem por pressão
  • Problemas com a chaveta/ranhura da chaveta: Instalação de chaveta de tamanho excessivo ou chaveta excêntrica
  • Problemas de ajuste térmico: Montagem por encaixe por contração ou por expansão criando um deslocamento

Causas operacionais

  • Desgaste do rolamento: Excessivo liberação Permite que o eixo gire fora do centro.
  • Dobramento do eixo: Curvatura permanente ou térmica que cria excentricidade eficaz
  • Deformação plástica: Sobrecarga causando distorção permanente do eixo ou do componente
  • Frouxidão: O componente se soltou e mudou de posição.

Efeitos e sintomas

Sintomas de vibração

  • 1× Vibração Síncrona: O sintoma principal parece idêntico ao desequilíbrio de massa.
  • Alto Acabar: Desvio radial mensurável mesmo em baixas velocidades de rolamento.
  • Fase constante: Ao contrário de algumas outras falhas, a fase é tipicamente estável.
  • Resposta ao quadrado da velocidade: A vibração aumenta com a velocidade², assim como o desequilíbrio.

Efeitos elétricos (motores/geradores elétricos)

  • Variação do espaço de ar: O rotor excêntrico cria um entreferro não uniforme.
  • Força de desequilíbrio magnético (UMP): Forças magnéticas assimétricas
  • Flutuações atuais: A variação na relutância afeta a corrente de saída.
  • Superaquecimento: Aquecimento localizado com espaço de ar mínimo
  • Ruído eletromagnético: 2× vibração e ruído da frequência da linha

Estresse mecânico

  • Aumento das cargas nos mancais devido a forças de desbalanceamento
  • Tensão de flexão cíclica no eixo
  • Folgas reduzidas nos locais de folga mínima
  • Possibilidade de atrito em distâncias curtas

Diagnóstico e Diferenciação

Excentricidade versus Desequilíbrio de Massa

Recurso Desequilíbrio de massa Excentricidade
Frequência de vibração 1× velocidade de corrida 1× velocidade de corrida
Descida lenta Mínimo Alto (proporcional à excentricidade)
Resposta ao Balanceamento Vibração reduzida Melhoria limitada (adiciona desequilíbrio de massa para compensar)
Efeitos Elétricos Nenhum Variação do entreferro, UMP (em motores/geradores)
Correção Adicione contrapesos Remonte o componente ou substitua-o se houver defeito de fabricação.

Testes de Diagnóstico

Medição de excentricidade

  • Meça a excentricidade radial com um relógio comparador ou uma sonda de proximidade.
  • Gire o eixo lentamente (< 100 RPM)
  • Um desvio acentuado (normalmente > 0,05 mm ou 2 milésimos de polegada) indica excentricidade ou eixo torto.
  • A presença de desalinhamento mesmo sem rotação confirma o problema geométrico.

Teste de resposta de equilíbrio

  • Tente equilibrar com pesos de teste
  • A excentricidade limita a qualidade do equilíbrio que pode ser alcançada.
  • Pode atingir um nível de vibração aceitável, mas são necessários pesos de correção elevados.
  • Os pesos “perseguem” o deslocamento geométrico em vez de corrigir a distribuição de massa.

Métodos de correção

Correção mecânica

  • Remontar componente: Remova e reinstale com melhor concentricidade.
  • Superfícies da máquina: Refazer o furo dos mancais ou retificar o eixo para melhorar a excentricidade.
  • Substituir componente: Em caso de defeito de fabricação, a substituição pode ser a única opção.
  • Ajuste de calços: Para componentes montados, ajuste o posicionamento.

Compensação de equilíbrio

  • Adicione contrapesos para criar um desequilíbrio que compense o desequilíbrio existente.
  • Reduz a vibração, mas não corrige o problema geométrico.
  • Aceitável se a excentricidade estiver dentro da tolerância e a vibração for reduzida adequadamente.
  • Limitação documentada para aplicações de precisão

Para motores/geradores elétricos

  • Reposicione o rotor para minimizar a variação do entreferro.
  • Em casos graves, pode ser necessário retificar ou substituir o estator.
  • A compensação eletromagnética às vezes é possível com controles avançados.

A excentricidade do rotor é uma imperfeição geométrica que gera consequências dinâmicas semelhantes ao desbalanceamento de massa, mas com características diagnósticas distintas. Reconhecer a excentricidade por meio da medição do desvio radial e compreender suas limitações no balanceamento permite ações corretivas adequadas — correção mecânica quando viável ou aceitação com compensação de balanceamento quando a modificação geométrica for impraticável.

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