Como distinguir desequilíbrio de desalinhamento: sinais, fase e a ordem correta dos trabalhos

A bomba começou a fazer barulho um mês depois de uma reparação. O vibrómetro no apoio do rolamento indica 7 mm/s, e sugerem-lhe retirar o impulsor e equilibrá-lo. Antes de concordar, gaste vinte minutos em três medições adicionais. O desequilíbrio e o desalinhamento dão números parecidos num único canal, mas corrigem-se de formas opostas: um com massas de correção no rotor, o outro deslocando o motor sobre a fundação.

Atualizado em 27 de agosto de 2026 · por AXILINE · Vila Nova de Gaia

Porque estes dois defeitos se confundem, e porque o erro é caro

Os dois defeitos produzem vibração na frequência de rotação. Os dois aumentam quando a rotação aumenta. Os dois são, na maioria das vezes, avaliados da mesma forma: encosta-se o vibrómetro ao apoio do rolamento na horizontal, obtém-se um número em mm/s e vai-se pensar. Com um único canal e sem fase, estes dois defeitos são, em princípio, indistinguíveis.

A partir daqui começa a divergência. O desequilíbrio é uma distribuição desigual de massa em relação ao eixo de rotação do rotor: o centro de massa está deslocado, e ao girar surge uma força centrífuga que gira junto com o rotor. Só se elimina com massa: acrescentando metal em contrafase ou retirando-o no ponto pesado. O desalinhamento é a falta de coincidência entre os eixos de rotação de dois eixos ligados por um acoplamento. Aqui, a força não vem da massa: o acoplamento, a cada rotação, força os eixos para uma posição em que eles não querem estar.

Um erro de diagnóstico custa mais do que um turno de trabalho. Equilibrar um equipamento desalinhado geralmente agrava a situação, e a seguir explicamos exatamente porquê. O alinhamento dos eixos de uma máquina perfeitamente equilibrada é inútil, mas pelo menos é inofensivo. Por isso, se tiver dúvidas sobre a ordem dos trabalhos, comece pelo alinhamento, e não pelas massas de correção.

O equipamento não faz o diagnóstico. Dá-lhe números: amplitude, fase, espectro (a decomposição da vibração por frequências). O diagnóstico resulta da comparação entre vários pontos e vários regimes.

Tabela: nove sinais em que os defeitos se distinguem

Nenhum sinal da tabela funciona isoladamente. Leia-a como um conjunto: três ou quatro coincidências no mesmo sentido dão uma hipótese de trabalho; uma única coincidência não dá nada.

A vibração axial é o sinal mais rápido e o mais subestimado. Uma única medição ao longo do eixo, no apoio do rolamento junto ao acoplamento, resolve metade da questão em dois minutos.

Direção e fase: três medições que estabelecem o diagnóstico

A diferença entre «mais ou menos claro» e «claro» é a fase: o ângulo que indica em que ponto da rotação a vibração atinge o máximo. O equipamento fornece-a junto com a amplitude do 1x, e num sistema de dois canais obtém a fase em dois pontos simultaneamente, o que permite comparar os pontos entre si. O Balanset-1A mede a fase com um erro de cerca de ±1°, por isso distinguir 90° de 180° não é problema.

Há uma única condição: os sensores têm de estar montados da mesma forma. A mesma direção, a mesma orientação, o mesmo método de fixação, o mesmo sensor laser de fase e a mesma marca refletora no eixo. Se inverter o sensor, a fase desloca-se 180°, e obtém um belo sinal falso de desalinhamento.

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   Horizontal contra vertical no mesmo apoio

   Coloque os sensores no mesmo apoio de rolamento: um na horizontal, outro na vertical, ambos o mais próximo possível do rolamento. Registe a fase do 1x em ambos. Uma diferença de cerca de 90° é um forte argumento a favor do desequilíbrio: a força gira junto com o rotor, por isso o canal vertical atrasa-se em relação ao horizontal aproximadamente um quarto de rotação. Uma diferença mais próxima de 0° ou 180° indica que a vibração está dirigida segundo uma única linha, o que já é desalinhamento, folga mecânica ou ressonância do apoio numa única direção.

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   Direção axial entre os dois lados do acoplamento

   Passe os dois sensores para a direção axial: um no apoio do rolamento do motor, junto ao acoplamento, o outro no apoio da bomba, junto ao acoplamento. A orientação é igual, ambos apontam ao longo do eixo, no mesmo sentido. Um desvio de fase de cerca de 180° significa que, a cada rotação, uma metade do equipamento avança, e a outra recua. É assim que se comporta precisamente um acoplamento que está a ser forçado a um desvio angular. Este é o sinal isolado mais forte de desalinhamento que se pode obter com um equipamento portátil.

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   Fase radial dos dois lados do acoplamento

   Os dois sensores na horizontal: um no apoio do motor, junto ao acoplamento, o outro no apoio da bomba, junto ao acoplamento. Uma diferença de cerca de 180° na horizontal é característica do desalinhamento paralelo. Fases próximas indicam que as duas metades do equipamento oscilam como um todo, o que é mais indicativo de desequilíbrio ou de uma estrutura comum solta.

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   Verifique a estabilidade antes de confiar nos números

   Observe as leituras durante algumas dezenas de segundos. A amplitude e a fase do 1x não devem variar mais de 10–15 %. Se os números saltarem, a máquina está a funcionar próxima da ressonância, ou existe uma folga em algum ponto, e qualquer conclusão sobre a fase, a partir desses dados, é pouco fiável. Sobre os sinais de ressonância e a verificação por desaceleração, temos um artigo separado.

A convenção de referência da fase varia de equipamento para equipamento. O que interessa não é o valor absoluto, mas a diferença entre dois pontos, medidos com o mesmo equipamento num único arranque. Por isso, a aquisição de dois canais é aqui mais prática do que medições sucessivas.

Tipos de desalinhamento: paralelo, angular, combinado

O desalinhamento apresenta-se em três tipos, e a vibração de cada um é diferente. Vale a pena conhecer a diferença: ela indica para onde deslocar o motor e que calços mudar.

As causas dos três tipos são as mesmas: montagem imprecisa, dilatação térmica desigual ao atingir o regime, afundamento da fundação, tensão imposta por uma tubagem rigidamente ligada, pé mole.

A dilatação térmica significa que uma máquina alinhada a zero, a frio, vai ficar desalinhada no regime de trabalho. A abordagem correta é alinhar com desvios a frio predefinidos, que compensam a dilatação calculada, ou então verificar o alinhamento com a máquina já aquecida.

Pé mole (soft foot): o duplo do desalinhamento

O pé mole é a situação em que um dos pés de apoio da máquina não assenta bem na estrutura ou na fundação. Sob o pé há uma folga, um desnivelamento, sujidade, um calço antigo esquecido ou uma estrutura deformada. Enquanto o parafuso está desapertado, tudo parece normal. No momento em que o aperta, a carcaça da máquina deforma-se.

Depois disso acontece aquilo que torna o pé mole tão difícil de encontrar. A carcaça deformou-se, o que significa que os alojamentos dos rolamentos deixaram de estar no mesmo eixo. Ou seja, o próprio eixo dentro da máquina já está desalinhado, ainda antes de qualquer acoplamento. Obtém um desalinhamento induzido, uma deformação dos ajustes, um aumento do 1x e do 2x, e um quadro falso de folga mecânica. O sistema laser vai mostrar desalinhamento, corrige-o de boa-fé, e, um turno depois, o nível volta, porque a causa continua debaixo do pé.

Há ainda outro problema: o pé mole não permite alinhar a máquina corretamente. Desloca o motor, aperta os parafusos, e as leituras alteram-se, porque a carcaça se deforma de forma diferente a cada vez. Por isso, o soft foot verifica-se antes do alinhamento, e não depois.

• Desaperte os parafusos de todos os pés e inspecione as superfícies de apoio: sujidade, rebarbas, tinta, calços antigos, marcas de assentamento apenas numa parte da superfície.
• Aperte todos os pés. Depois, desaperte um parafuso de cada vez e observe como a máquina reage. Um relógio comparador no pé mostra o levantamento, e um vibrómetro mostra a alteração do nível e da fase do 1x.
• Um levantamento do pé, ao desapertar o parafuso, superior a alguns centésimos de milímetro é motivo para rever o conjunto de calços. Oriente-se pelos requisitos do fabricante da máquina.
• Utilize calços inteiros, de aço inoxidável, sem um conjunto de dezenas de folhas finas. Um pacote de muitas folhas funciona como uma mola.
• Verifique se a tubagem não está a puxar a máquina. Desligue o flange e veja se o tubo de ligação se deslocou. A tensão imposta pela tubagem funciona exatamente como um pé mole.
• Verifique a estrutura e a fundação: fissuras, betão degradado, argamassa de assentamento descolada, chumbadouros soltos.

Uma fixação solta, um pé mole e fissuras nos pés do apoio produzem um espectro com todo um pente de harmónicas e uma fase instável e não repetível. Se a fase do 1x não se repetir de arranque para arranque, não faz sentido continuar a discutir desequilíbrio ou desalinhamento: primeiro a mecânica.

Porque é prejudicial equilibrar uma máquina desalinhada

Esta é a ideia central de todo o artigo, e não é uma questão de cuidado, mas de aritmética de vetores.

O equipamento mede, na frequência de rotação, uma única grandeza: o vetor total do 1x. Nele somam-se todas as forças que atuam uma vez por rotação. Um desequilíbrio real do rotor contribui com o seu próprio vetor. O desalinhamento também contribui para o 1x, com a sua própria fase. O equipamento não os distingue, e não pode distingui-los: para ele, é uma única flecha no diagrama polar.

Faz um arranque de prova, o programa calcula o coeficiente de influência (a relação «colocou a massa — a vibração mudou») e indica uma massa de correção. Essa massa é escolhida de forma a anular o vetor total. Ou seja, a sua massa compensa não só o desequilíbrio real, mas também a contribuição do desalinhamento. A vibração baixa mesmo, o programa indica «dentro da tolerância», e vai-se embora.

Agora imagine que, um mês depois, alguém alinha corretamente este equipamento. A contribuição do desalinhamento para o 1x desaparece. Mas a massa que a compensava continua no rotor. E ela passa a funcionar como um desequilíbrio real, fisicamente introduzido, do mesmo valor e em fase oposta. A vibração, depois de um alinhamento correto, fica mais alta do que estava antes de todo o trabalho. O mecânico que fez o alinhamento acaba a receber a queixa de que «depois do seu trabalho, ficou pior».

• A massa de correção compensa uma força que não é sua, por isso está a introduzir um desequilíbrio real onde ele não existia.
• O desalinhamento não desapareceu: o acoplamento, os vedantes e o rolamento do lado do acionamento continuam a desgastar-se sob a carga lateral; só removeu o indicador.
• O resultado não se mantém. O desalinhamento varia com o aquecimento e com a carga, o que significa que a compensação foi ajustada para um único estado térmico e desfaz-se num estado diferente.
• Se a correção foi feita por furação, o erro é irreversível: o metal não se volta a soldar, e, numa roda de parede fina, os furos ainda reduzem a resistência.
• Perde a oportunidade de identificar a causa a tempo. O desalinhamento revela-se muitas vezes a causa raiz de vários defeitos ao mesmo tempo, e a sua eliminação resolve-os todos de uma vez.

A situação inversa também ocorre. Se alinhou o equipamento, e o 1x se manteve elevado enquanto a axial baixou para valores normais, significa que, sob o desalinhamento, esteve sempre escondido um desequilíbrio real. Isto é um desenvolvimento normal, e a equilibragem é adequada nesse caso.

A ordem correta: do pé às massas de correção

A ordem não é arbitrária. Cada passo seguinte só faz sentido quando o anterior estiver resolvido; caso contrário, vai andar a compensar uma coisa com a outra, em círculo.

1. Passo 1

   Pé mole, fixação, tensão da tubagem

   Verifique o assentamento de todos os pés, o momento de aperto, o estado da estrutura, dos chumbadouros e da argamassa de assentamento. Elimine a tensão imposta por tubagens e condutas rigidamente ligadas. Este é o passo mais barato, e é também o que, com mais frequência, resolve a questão por completo. Enquanto a carcaça se deformar ao apertar, nem o alinhamento nem a equilibragem se mantêm.

2. Passo 2

   Alinhamento dos eixos, tendo em conta a dilatação térmica

   Alinhe segundo os desvios a frio que compensam a dilatação térmica calculada da máquina, ou verifique o resultado com a máquina aquecida. Aproveite para inspecionar o acoplamento: substitua o elemento elástico desgastado e os pinos e buchas danificados, em vez de tentar esperar até à próxima manutenção programada.

3. Passo 3

   Medição depois do alinhamento, no regime de trabalho

   Aqueça a máquina, atinja a rotação de trabalho e meça de novo: a vibração total — o nível global em todas as frequências — em mm/s RMS (valor eficaz), a amplitude e a fase do 1x, o espectro e a componente axial. Muitas vezes, tudo termina aqui: o nível já está normal, e não há nada para equilibrar. Não salte esta medição; é ela que separa o trabalho necessário do trabalho a mais.

4. Passo 4

   Decisão: equilibrar ou não

   Compare a vibração total com o 1x. Se o 1x representar a maior parte do nível, e a axial tiver baixado e o 2x se tiver tornado insignificante, a equilibragem do rotor no local vai reduzir a vibração. Se o total continuar muito maior do que o 1x, procure rolamentos, roçamento, causas hidráulicas ou ressonância. Sobre este critério e os seus limites, temos artigos separados sobre a relação entre o total e o 1x, e sobre os casos em que a equilibragem não resolve.

5. Passo 5

   Equilibragem nos apoios próprios da máquina

   Escolha o número de planos de correção segundo a geometria do rotor, faça um arranque de prova, verifique que a reação é suficiente, instale as massas de correção e faça um arranque de controlo. Se necessário, faça o ajuste fino com trim balancing (um acerto com massas pequenas) a partir dos coeficientes de influência guardados.

6. Passo 6

   Medição de controlo e relatório

   Registe o 1x residual, a vibração total pelas zonas, a rotação, os pontos e as direções de medição, o estado dos apoios. Duas a quatro semanas depois, repita a medição: é precisamente isto que distingue um resultado estável de um resultado temporário.

Um truque prático: se o equipamento já foi equilibrado antes de si, sem que o desalinhamento tenha sido corrigido, encontre e retire as massas de correção instaladas anteriormente antes do alinhamento. Caso contrário, depois do alinhamento, vai obter exatamente aquele aumento de vibração e vai ter de procurar a causa outra vez.

Onde os sinais enganam: o que mais produz 2x e vibração axial

Para ser honesto sobre os limites do método: um 2x percetível e uma vibração axial elevada não são uma assinatura exclusiva do desalinhamento. Há pelo menos seis situações em que se obtém o mesmo quadro sem qualquer desalinhamento, e ainda mais uma em que existe desalinhamento, mas quase não há 2x.

• Eixo empenado. O 1x domina, a axial é elevada, as fases axiais ao longo do eixo divergem de forma característica. No espectro, isto parece ao mesmo tempo desequilíbrio e desalinhamento. Distingue-se pelo batimento do eixo, medido com um relógio comparador, e por inspeção visual.
• Fixação solta. Pente de harmónicas 2x, 3x e acima, semi-harmónicas e sub-harmónicas (componentes a metade da frequência de rotação e abaixo), direcionalidade marcada da vibração e fase instável. Verifica-se apertando e desapertando os parafusos, um a um.
• Ressonância do apoio na frequência dupla. Se a frequência natural do apoio do rolamento ou da estrutura estiver próxima do 2x da rotação, um 2x modesto amplifica-se várias vezes. Verifica-se com um teste de impacto (bump test) ou com uma desaceleração, registando a amplitude e a fase em função da frequência.
• Frequência das pás ou das lâminas. Num exaustor de fumos com seis pás, a frequência das pás dá um pico em 6x, e não uma harmónica de desalinhamento. Calcule sempre o múltiplo e confirme com o número de pás ou de lâminas.
• Causa eletromagnética no motor. A componente no dobro da frequência de alimentação, 100 Hz numa rede de 50 Hz, num motor de dois polos, situa-se muito próxima do 2x da rotação. Distingue-se pelo facto de desaparecer instantaneamente quando se corta a alimentação durante a desaceleração, e pela resolução do espectro.
• Acoplamento rígido de flanges. Pode transmitir forças elevadas quase sem aumento do 2x, porque não tem como se deformar. Aqui, o diagnóstico apoia-se na vibração axial, na fase e na medição direta do alinhamento.
• Rotor flexível. Se a rotação de trabalho estiver próxima da frequência crítica (a rotação na qual o rotor entra em ressonância própria e começa a curvar-se), a forma do rotor muda com a rotação, e os sinais registados numa velocidade têm outro aspeto numa velocidade diferente. Para estas máquinas aplicam-se as regras dos rotores flexíveis, e não os critérios simples para rotores rígidos.

Daqui resulta uma regra simples: o diagnóstico de vibrações dá uma hipótese, não uma sentença. O desalinhamento confirma-se com a medição direta do alinhamento, não apenas com o espectro. O desequilíbrio confirma-se com um arranque de prova: se o sistema for linear e a reação à massa de prova for previsível, a hipótese está correta.

Fontes: ISO 13373-3:2015 · ISO 13373-5:2020 · ISO 20816-1:2016 · ISO 281:2007 · ISO 21940-12:2016

O que faz a AXILINE nas suas instalações

É possível distinguir desequilíbrio de desalinhamento por si próprio: precisa de um equipamento de dois canais com medição de fase, meia hora de tempo e disciplina na instalação dos sensores. É exatamente para isso que fazemos o Balanset-1A. O conjunto inclui dois acelerómetros, um sensor laser de fase e de rotação, um módulo USB de dois canais com pré-amplificadores, integradores e conversor A/D, e um programa para Windows. O equipamento mostra a vibração total e o 1x separadamente, a amplitude e a fase nos dois canais simultaneamente, o sinal no domínio do tempo e o espectro FFT. Este conjunto é suficiente tanto para distinguir os defeitos como para a própria equilibragem, num ou em dois planos.

Se não houver tempo para investigar no local, nós vamos até lá. Os nossos engenheiros desenvolvem e fabricam os equipamentos Balanset e utilizam-nos pessoalmente para equilibrar no local, por isso o diagnóstico e o trabalho vêm das mesmas pessoas. A ordem no local é a mesma que foi descrita acima: primeiro a medição e a distinção das causas, depois a mecânica e o alinhamento dos eixos, depois, se necessário, a equilibragem do rotor nos apoios próprios da máquina, e no final um arranque de controlo e um relatório com números. Se, depois da medição, se verificar que não é necessário equilibrar, diremos isso mesmo.

Para questões sobre o equipamento e sobre a metodologia, damos apoio de consultoria: como colocar os sensores na sua máquina, que direção escolher, como interpretar as fases obtidas.

• Medição nos apoios dos rolamentos: vibração total em mm/s RMS, amplitude e fase do 1x, espectro, direção axial.
• Distinção das causas: desequilíbrio, desalinhamento, pé mole, folga mecânica, ressonância, rolamentos.
• Equilibragem do rotor no local, num ou em dois planos, incluindo a distribuição da massa de correção por pás e furos, e o cálculo da furação.
• Cálculo da tolerância pelas classes G (as classes de qualidade da equilibragem) e avaliação da vibração total pelas zonas, com indicação da parte aplicável da norma.
• Relatório com os pontos de medição, o regime, os valores iniciais e residuais.

A parte e a edição da norma aplicável à sua máquina têm de ser verificadas em separado: os números e as classes nos nossos materiais são uma referência de trabalho, não uma norma de aceitação já pronta.

Fontes: Especificações do fabricante Balanset-1A · Manual de operação Balanset-1A · ISO 20816-1:2016 · ISO 21940-11:2016

Perguntas frequentes

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