Entendendo o balanceamento em um único plano
Definição: O que é balanceamento em um único plano?
Balanceamento de plano único é um balanceamento Procedimento no qual o desbalanceamento do rotor é corrigido adicionando ou removendo massa em apenas um plano radial perpendicular ao eixo de rotação. Este método é apropriado quando o desbalanceamento é predominantemente radial. estático Na natureza, isso significa que o centro de massa do rotor está deslocado em relação ao eixo de rotação, mas não há nenhum binário ou momento significativo que faça o rotor oscilar.
O balanceamento em um único plano é o método de balanceamento mais simples e econômico, exigindo apenas um único contato. plano de correção e normalmente apenas um peso de teste Execute até concluir.
Quando usar o balanceamento de plano único
O balanceamento em plano único é adequado para tipos específicos de rotores e condições de operação:
1. Rotores do tipo disco
Rotores onde o comprimento axial (espessura) é pequeno em comparação com o diâmetro são candidatos ideais. Estes são frequentemente chamados de rotores "estreitos" ou "finos". Exemplos incluem:
- Rodas de moagem
- Lâminas de serra circular
- Impulsores de ventilador ou soprador de estágio único
- Volantes
- Discos de freio
- Polias simples
2. Rotores rígidos operando abaixo da primeira velocidade crítica
Para rotores rígidos que operam bem abaixo de seu primeiro velocidade crítica, O balanceamento em um único plano pode ser suficiente mesmo que o rotor tenha algum comprimento axial. O essencial é que o rotor não sofra flexão ou deformação significativa durante a operação.
3. Quando o desequilíbrio é conhecido por ser estático
Se a condição de desequilíbrio for causada por uma única fonte localizada — como acúmulo de material, uma pá de ventilador ausente ou uma montagem excêntrica — e as medições de vibração mostrarem movimento predominantemente em fase em todos os locais dos mancais, o balanceamento em um único plano é apropriado.
Procedimento de balanceamento de plano único
O procedimento segue uma abordagem direta e sistemática, utilizando o método do coeficiente de influência:
Etapa 1: Medição inicial
Com o rotor operando em sua velocidade normal, meça e registre o vetor de vibração inicial (amplitude e fase) em um ou mais pontos de apoio. Isso representa a vibração causada pela vibração original. desequilíbrio.
Etapa 2: Fixar o peso de teste
Pare a máquina e conecte um cabo conhecido peso de teste em uma posição angular conveniente (normalmente 0°) no plano de correção escolhido. O peso de teste deve ter magnitude suficiente para produzir uma mudança perceptível na vibração — normalmente de 25 a 50 µT do nível de vibração inicial.
Etapa 3: Teste prático
Reinicie a máquina e meça o novo vetor de vibração no(s) mesmo(s) local(is). Essa medição representa o efeito combinado do desequilíbrio original mais o peso de teste.
Etapa 4: Calcular o peso de correção
O instrumento de balanceamento realiza adição de vetores e calcula o coeficiente de influência. Em seguida, calcula a massa exata e a localização angular do objeto permanente. peso de correção Isso minimizará a vibração.
Etapa 5: Instale a correção e verifique.
Remova o peso de teste, instale o peso de correção calculado permanentemente (adicionando ou removendo massa no local especificado) e ligue a máquina para verificar se a vibração foi reduzida a um nível aceitável. Se necessário, um balanceamento de precisão pode ser realizado para ajustar o resultado com maior exatidão.
Vantagens do balanceamento em um único plano
- Simplicidade: Requer apenas um plano de correção, o que facilita a implementação e a compreensão.
- Speed: O procedimento normalmente requer apenas duas ou três execuções (inicial, teste e verificação), economizando tempo e reduzindo o tempo de inatividade da máquina.
- Custo-benefício: Menos medições e cálculos mais simples significam custos de mão de obra mais baixos e equipamentos de balanceamento menos dispendiosos.
- Acessibilidade: Diversos locais no rotor podem ser acessíveis para a adição de pesos de correção, proporcionando flexibilidade na colocação dos pesos.
Limitações e quando não usar o balanceamento de plano único
O balanceamento em um único plano apresenta limitações importantes que devem ser compreendidas:
1. Não é possível corrigir o desequilíbrio do casal
Se o rotor tiver um valor significativo desequilíbrio do casal—onde existem forças de desbalanceamento em extremidades opostas do rotor, mas em posições angulares opostas—o balanceamento em um único plano não será eficaz. Essa condição exige balanceamento dinâmico com correções em pelo menos dois planos.
2. Não é adequado para rotores longos.
Rotores com uma relação comprimento/diâmetro superior a aproximadamente 0,5 a 1,0 geralmente requerem balanceamento em dois planos. Exemplos incluem armaduras de motores, eixos de bombas e rotores de ventiladores longos.
3. Pode não reduzir a vibração em todos os rolamentos.
Uma correção de plano único otimizada para uma determinada localização de mancal pode não reduzir adequadamente a vibração em outras localizações de mancais, principalmente se o rotor for longo ou estiver operando próximo a uma velocidade crítica.
4. Ineficaz para rotores flexíveis
Rotores que operam acima de sua primeira velocidade crítica sofrem flexão e requerem técnicas de balanceamento em múltiplos planos que levam em consideração os modos de vibração do rotor.
Relação com o balanceamento estático
O balanceamento em um único plano está intimamente relacionado a balanceamento estático. Na verdade, o balanceamento em um plano realizado em uma máquina rotativa é essencialmente uma medição dinâmica do desbalanceamento estático. O balanceamento estático pode ser realizado com o rotor em repouso (sobre lâminas ou roletes), enquanto o balanceamento em um plano é realizado com o rotor girando, permitindo uma medição mais precisa em condições reais de operação.
Aplicações e setores típicos
O balanceamento em plano único é amplamente utilizado em diversos setores industriais para tipos de rotores apropriados:
- Trabalho em madeira e metal: Lâminas de serra circular, rebolos, discos de corte
- HVAC: Ventiladores e sopradores centrífugos de estágio único
- Equipamentos agrícolas: Componentes de colheitadeira, polias simples
- Automotivo: Volantes, discos de freio, polias simples
- Manuseio de materiais: Polias transportadoras, roletes guia
Para essas aplicações, o balanceamento em plano único oferece um equilíbrio ideal entre eficácia, simplicidade e custo, tornando-se uma técnica fundamental na área de balanceamento de rotores.
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