Equilibragem em um ou dois planos: como escolher o número de planos de correção

O ventilador começou a zumbir depois da limpeza da roda. Chegou com o aparelho, colocou os sensores, e a primeira pergunta a sério é esta: equilibrar num plano ou em dois? Da resposta depende quantos arranques vai fazer e se vai obter algum resultado. A seguir, a regra L/D, a explicação do desequilíbrio de momento e os sinais que mostram que uma só massa não chega.

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

Desequilíbrio estático e de momento: porque é que uma massa às vezes não chega

O desequilíbrio distingue-se pela forma como a massa em excesso está distribuída ao longo do eixo do rotor. Não é uma divisão académica. É precisamente dela que depende se vai colocar uma massa ou duas.

O desequilíbrio estático vê-se com a máquina parada. O centro de massa está deslocado do eixo de rotação, e o rotor sobre prismas roda sozinho até o ponto pesado ficar em baixo. Ao rodar, surge uma única força centrífuga não compensada. Uma massa num único plano anula-a.

O desequilíbrio de momento não se manifesta em repouso. Imagine duas massas iguais, situadas em planos diferentes ao longo do comprimento do rotor e em lados opostos do eixo. A gravidade equilibra-as, o rotor sobre prismas fica quieto. Ponha-o a rodar, e as forças centrífugas dessas massas ficam iguais em grandeza e opostas em direção, mas aplicadas em pontos diferentes ao longo do veio. Não estão na mesma linha, por isso não se anulam. Formam um binário, ou seja, um momento. O momento faz o rotor oscilar em torno do centro de massa: o apoio 1 sobe, o apoio 2, no mesmo instante, desce.

A partir daqui, é mecânica simples. Um momento só é criado por um binário de forças. Uma única massa dá uma força, não um binário. Se a colocar de forma a acalmar o primeiro apoio, o segundo piora. Está apenas a deslocar a vibração de uma ponta do rotor para a outra. O momento compensa-se com um momento: duas massas, afastadas ao longo do comprimento do rotor e em sentidos opostos.

Na prática, as duas massas desequilibradas raramente são iguais, por isso quase sempre tem uma mistura de estática e momento. É a isto que se chama desequilíbrio dinâmico. Para um rotor que se mantém rígido à rotação de trabalho, está provado: duas massas em dois planos afastados chegam sempre. Um único plano é um caso particular, em que praticamente não há componente de momento.

Como isto aparece no ecrã. Quadro típico de predomínio de momento: o apoio do lado do acoplamento mostra 7,8 mm/s com fase de 32°, o apoio oposto 6,9 mm/s com fase de 211°. Amplitudes próximas, fases separadas por quase 180°. Se, pelo contrário, as fases forem próximas e as amplitudes comparáveis, está perante estática. Os números aqui são ilustrativos, mas a relação entre fases funciona como sinal prático.

A regra L/D: calcula-se num minuto

A forma do rotor indica se o momento sequer tem braço. O momento é uma força multiplicada por uma distância. Num disco fino, quase não há distância, por isso o momento sai pequeno. Num rotor alongado há braço, e o momento surge com qualquer assimetria ao longo do comprimento.

Determine duas grandezas. L é o comprimento de trabalho do rotor, ou melhor, a distância entre os dois planos onde realmente pode colocar uma massa. D é o diâmetro na zona de instalação da massa, ao raio de correção. Não é o diâmetro do veio. Não é a dimensão da carcaça da máquina. É o diâmetro onde a massa vai ficar.

Depois, divide um pelo outro e consulta a tabela.

O limiar de 0,5 é uma referência prática, não um número da norma. A ISO 21940 divide os rotores pelo seu comportamento e pela velocidade de trabalho em relação às críticas, não por uma única relação geométrica. Verifique a parte e a edição aplicável da norma para a sua máquina. Use o L/D como primeiro filtro, e tome a decisão pelos vetores medidos.

Rotor entre apoios e em consola: onde colocar os planos

A geometria de instalação determina onde a massa fica fisicamente e o quanto os planos se influenciam mutuamente.

• Coloque os sensores de vibração nos apoios dos rolamentos, o mais perto possível do rolamento, numa fixação rígida: espigão roscado ou íman sobre uma superfície limpa e plana.
• Mantenha a direção de medição igual de arranque para arranque. Normalmente horizontal-radial, porque a rigidez da fundação na direção horizontal é menor e a resposta é maior.
• Para dois planos, precisa dos dois canais em simultâneo. Aponte o tacómetro laser à marca refletora no veio, ele dá a rotação e a fase de referência.
• Controle também a direção axial. A vibração axial indica mais frequentemente desalinhamento, não desequilíbrio. Um desequilíbrio de momento forte também dá uma componente axial, por torção da estrutura.

Quando usar dois planos independentemente do L/D

A situação inversa também acontece. O segundo plano está inacessível: fechado por uma tampa, embutido, ou simplesmente inacessível sem desmontar. Nesse caso, trabalhe num só plano, reduza o que é possível reduzir, e registe com honestidade no relatório que a componente de momento ficou. Por vezes ajuda o recálculo das massas de correção para outros planos acessíveis, esta função existe no software. Mas o recálculo não cria braço onde não há.

• Rotação alta ou frequência de trabalho próxima da primeira velocidade crítica (a rotação em que o rotor entra em ressonância) ou da frequência própria dos apoios. A resposta à componente de momento cresce com a rotação mais depressa do que a resposta à estática.
• Depois de uma correção num só plano, o primeiro apoio acalmou, e o segundo ficou no mesmo nível ou piorou. É a assinatura direta de um momento.
• As fases do 1x nos dois apoios divergem cerca de 120–180°, com amplitudes comparáveis.
• O rotor é em consola, e a largura da roda não pode ser ignorada.
• O rotor está montado com desvio angular, ou a roda tem um batimento frontal percetível.
• Os dois planos de correção estão fisicamente acessíveis, marcados, e consegue fixar a massa neles com segurança.
• A máquina é crítica, e precisa de um relatório com a vibração residual nos dois apoios, não apenas num.

O preço da questão: arranques, paragens e tempo

A equilibragem em dois planos segue o método dos três arranques. Primeiro, mede a vibração inicial. Depois, coloca uma massa de prova de massa conhecida no plano 1 e faz o segundo arranque. Depois, transfere a massa de prova para o plano 2 e faz o terceiro. Após isto, o programa calcula as massas e os ângulos para os dois planos.

Um único plano fica-se por dois arranques até ao cálculo. A diferença de um arranque parece pequena no papel, mas no local mede-se não pelo cálculo, mas pelas paragens: desaceleração livre, bloqueio, remoção da tampa, deslocação da massa, montagem inversa, autorização para o arranque. Numa máquina com desaceleração longa, cada ciclo consome facilmente 20–30 minutos. É aqui que se esconde o custo do segundo plano.

Se der manutenção a um parque de máquinas do mesmo tipo, os três arranques só são precisos uma vez. O aparelho guarda os coeficientes de influência, e na máquina seguinte do mesmo tipo equilibra pelos coeficientes guardados, sem arranques de prova. Faça sempre um arranque de controlo depois de instalar as massas, e, se necessário, acrescente massas de ajuste fino (trim) às já instaladas.

Como perceber se a escolha foi correta

Referência aproximada para um ventilador típico numa base rígida: os cerca de 12 mm/s iniciais, depois de um número de planos corretamente escolhido, descem para cerca de 1,5–2 mm/s. É uma expetativa, não uma garantia. Numa máquina com ressonância, rolamentos desgastados ou fase instável, este resultado não se obtém, por mais planos que use.

• Os dois apoios dos rolamentos ficaram dentro da tolerância pela vibração total — o nível global em todas as frequências, não apenas pelo 1x. Referência para medições em partes fixas: mm/s RMS (valor eficaz) na banda de 10–1000 Hz, zona A ou B (zonas de avaliação do estado da máquina segundo a norma). Registe em separado a parte aplicável da ISO 20816 e os pontos de medição.
• A componente 1x baixou nos dois apoios, e não se deslocou de um para o outro.
• As leituras repetem-se entre arranques: amplitude dentro de cerca de ±5 %, fase dentro de cerca de ±5°. Se a fase oscilar, não se pode confiar no cálculo, e é cedo para instalar as massas.
• A vibração axial não aumentou.
• A vibração total não ficou várias vezes acima do 1x. Se ficou, a vibração principal vem de outra coisa.

Se, depois da correção num plano, o segundo apoio piorar, não acrescente massa ao acaso nem tente adivinhar o ângulo. Meça de novo os vetores iniciais nos dois apoios e passe a um cálculo completo em dois planos. Caso contrário, vai andar a empurrar a vibração pelo rotor às cegas.

Onde a escolha do número de planos não resolve nada

A equilibragem elimina a vibração causada pela distribuição assimétrica de massa. Tudo o resto não elimina, por mais planos que use. Eis os casos em que é preciso parar e tratar de outra coisa.

• Ressonância. Frequência de trabalho perto da frequência própria do rotor, dos apoios ou da estrutura. A amplitude dá um pico acentuado, a fase do 1x roda cerca de 180° com uma pequena variação da rotação, os coeficientes de influência não se repetem. Primeiro encontre as frequências próprias pela desaceleração livre ou por resposta a impacto, depois trate da rigidez dos apoios, da fixação ou da rotação de trabalho.
• Rotor flexível. A rotações altas, o rotor flete, o raio do ponto pesado cresce junto com a massa, o modelo linear deixa de funcionar. Aqui é necessária uma equilibragem modal — por várias formas de flexão do rotor — e um sistema de medição diferente.
• Desequilíbrio aerodinâmico ou hidráulico. Esta força é proporcional à velocidade angular, enquanto a força centrífuga da massa de correção é proporcional ao seu quadrado. Compensa a resposta a uma rotação e obtém um novo erro noutra. O mesmo se aplica às forças eletromagnéticas em máquinas elétricas.
• Desalinhamento. Dá mais frequentemente 2x e vibração axial. Trata-se com o alinhamento de eixos, não com massas. Se a máquina tiver desalinhamento e desequilíbrio ao mesmo tempo, primeiro alinhe, depois equilibre.
• Folgas mecânicas, roçamentos, defeitos de rolamentos. Compare a vibração total com o 1x. Se o total for várias vezes maior, procure uma causa mecânica. A equilibragem não substitui a reparação.
• Roda estreita com batimento frontal. O braço é curto, o momento necessário exige massas grandes, e obtém ainda um desequilíbrio induzido pela deformação do disco. Primeiro corrija o assento e o batimento.

Fontes: ISO 21940-11:2016 · ISO 21940-12:2016 · ISO 20816-1:2016 · ISO 13373-3:2015 · ISO 13373-5:2020 · ISO 281:2007

Como isto se passa no local com a AXILINE

A sequência de trabalho é simples. Vamos até à máquina, colocamos dois sensores de vibração nos apoios dos rolamentos, apontamos o tacómetro laser à marca e registamos o quadro inicial: rotação, vibração total, amplitude e fase do 1x nos dois apoios, espectro FFT (decomposição da vibração por frequências). Pela diferença de fases e pela relação L/D, decidimos se é um plano ou dois. Depois, arranques de prova, correção, arranque de controlo e, se necessário, acréscimo de pequenas massas de ajuste fino (trim).

O Balanset-1A calcula tanto um como dois planos. Indica se a massa de prova foi adequada, distribui a massa de correção por posições fixas (por pás ou furos), calcula a furação quando se remove massa, mostra o diagrama polar, recalcula as massas para outros planos de correção e guarda os resultados num arquivo para o relatório. O kit cabe numa mala: dois acelerómetros, um sensor laser de fase, um módulo USB de dois canais com pré-amplificadores e conversor A/D, software para Windows.

Se equilibra com regularidade, vale a pena ter o aparelho consigo, em vez de pedir uma deslocação de cada vez. Se o caso for único ou duvidoso, vamos até lá e fazemos o trabalho nós. O Balanset é desenvolvido e fabricado por engenheiros que o utilizam pessoalmente para equilibrar no local, por isso, na escolha dos planos, na instalação dos sensores e na análise de um arranque falhado, tem o nosso apoio de consultoria.

• Envie o tipo de máquina, a rotação, a potência do acionamento e fotografias do rotor dos dois lados.
• Indique se os dois planos de correção estão acessíveis e se é possível chegar a eles sem desmontar.
• Se já tiver medições, anexe a amplitude e a fase do 1x nos dois apoios e a vibração total.
• Diga-nos se algo mudou antes de a vibração aparecer: limpeza, substituição da roda, reparação de rolamento, trabalhos na fundação.

Fontes: Especificações do fabricante Balanset-1A · Manual de operação Balanset-1A

Perguntas frequentes

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