AXILINEEquilibragem trim e coeficientes de influência guardados: como dispensar novos arranques de teste
Depois de instalar a massa calculada, a vibração costuma cair várias vezes, mas nem sempre atinge o valor-alvo à primeira. Isto não é um erro do equipamento, nem motivo para recomeçar tudo. O programa já sabe como a sua máquina responde à massa adicionada, por isso propõe acrescentar uma pequena massa àquilo que já está no rotor. E se os coeficientes de influência estiverem guardados da visita anterior, basta um arranque em vez de três.
O que é a equilibragem trim e quando o programa a propõe
A ordem de trabalho é a habitual. O arranque Run#0 dá a amplitude e a fase iniciais da componente de rotação 1x — a vibração à frequência de rotação do rotor, que é precisamente a criada pelo desequilíbrio. A fase, por sua vez, mostra em que ângulo da volta se situa o ponto pesado. O arranque Run#1, com a massa de teste, mostra como o sistema responde a uma massa conhecida num local conhecido. A partir deste par, o programa obtém o coeficiente de influência e devolve a massa e o ângulo da massa de correção.
A seguir, pára-se a máquina, remove-se a massa de teste, instala-se a massa calculada e executa-se o arranque de controlo RunTrim. E é aqui que o separador Result não propõe uma nova calibração. Mostra os parâmetros da massa adicional a acrescentar à que já está no rotor. Na parte inferior da janela aparece o desequilíbrio residual alcançado.
É isto a equilibragem trim, ou acerto adicional. Não é preciso uma nova massa de teste: a resposta do sistema já está descrita pelos coeficientes dos arranques de calibração, e o programa resolve o mesmo problema de novo, partindo da nova medição. O método chama-se aproximação sucessiva. É também ele que elimina os erros introduzidos na instalação ou na remoção de metal.
O acerto adicional não é um ajuste a olho. É o mesmo cálculo vetorial, com os mesmos coeficientes; só que o ponto de partida já é um rotor parcialmente equilibrado.
De onde vem o resíduo depois da primeira correção
A massa não ficou exatamente onde foi calculada
Nas pás e nos furos de parafusos, a massa só pode ficar em posições fixas — entre elas não é possível colocá-la. Mesmo numa jante livre, a marcação manual dá ±3…5°. Com um desequilíbrio inicial elevado, cinco graus deixam um resíduo apreciável.
A massa é diferente da calculada
O programa pede 17,4 g, e o que tem é uma placa de 20 g e uma anilha de 4 g. Arredondou para cima — obteve uma sobrecorreção. Soldou a massa — acrescentou também a massa do cordão de solda.
O raio não é o que introduziu
A correção foi calculada para o raio indicado. Colocou a massa 20 mm mais perto do eixo, e o seu efeito caiu proporcionalmente, enquanto a fase se manteve igual.
Parte do resíduo não vem do desequilíbrio
O equipamento mede o 1x na gama de 0,02–80 mm/s, com um erro de fase de ±1°. Em amplitudes residuais pequenas, o ruído de medição e a oscilação da velocidade já são comparáveis ao próprio resíduo.
O sistema não é perfeitamente linear
O modelo linear é exato para um rotor rígido sobre apoios bem fixados. Qualquer flexibilidade nas juntas distorce ligeiramente a proporção «massa — resposta».
Um arranque de acerto é a norma. Quatro já é um diagnóstico
Um arranque depois da primeira correção é a norma de trabalho. Dois também acontecem, sobretudo quando a massa só pode ser colocada nas pás. A partir do terceiro ou quarto, pare de acrescentar metal e comece a procurar a causa: a partir daí está apenas a fazer a máquina trabalhar em vão.
- A máquina não está fixada à base. Com vibração apreciável, a força do desequilíbrio levanta ligeiramente o equipamento, a rigidez do sistema muda de arranque para arranque, e o cálculo sai diferente todas as vezes.
- Os rolamentos estão danificados. A folga e os impactos provocam deslocamentos do veio que o modelo linear não descreve.
- O rotor comporta-se como flexível. Com o aumento da massa no ponto pesado, aumenta também a deformação, ou seja, o seu raio. A vibração cresce mais depressa do que a massa, e o cálculo habitual deixa de convergir.
- A velocidade de trabalho está perto da ressonância. Na zona de ressonância, uma variação de 100 RPM na velocidade de rotação pode aumentar a vibração dez vezes, e a fase desvia-se cerca de 180°. Nenhum acerto adicional vence isto.
| O que observa | O que isso significa | O que verificar |
|---|---|---|
| 0–1 arranque de acerto, vibração dentro da tolerância | Normal. O sistema é linear, os dados foram introduzidos corretamente | Nada. Feche o relatório |
| 2 arranques num rotor com posições fixas | Admissível: a discretização das posições não permite colocar a massa exata no ângulo exato | Número de posições, massas reais da repartição |
| 3 ou mais, a vibração desce cada vez mais devagar | O cálculo está sistematicamente «a ficar aquém». Costuma ser um erro de introdução de dados | Raio de instalação, massa da massa de teste, unidades (gramas ou percentagem), sentido de referência |
| Acrescentou massa, a vibração aumentou | A massa ficou em espelho, ou está a furar em vez de acrescentar | Sentido de referência do ângulo, indicador Add/Delete |
| As leituras variam de arranque para arranque | A velocidade é instável ou a fixação está solta | Aperto dos apoios, pé mole, estabilidade da velocidade de rotação |
| A fase do 1x é diferente de cada vez | Ressonância ou não linearidade do sistema | Frequências próprias na paragem por inércia e por bump test (um impacto na máquina parada com registo da resposta), estado dos rolamentos, fixação à fundação |
A equilibragem de um rotor rígido e o trabalho com um rotor em estado flexível são tarefas diferentes, tratadas em partes diferentes da ISO 21940. Utilize-as como referência de trabalho, escolhendo previamente a parte aplicável e a edição adequada ao seu rotor.
Fontes: ISO 21940-12:2016 · Manual de operação Balanset-1A
Coeficientes de influência guardados: um arranque em vez de três
O coeficiente de influência relaciona uma massa de teste de massa conhecida com a forma como a amplitude e a fase do 1x mudaram. Não descreve o rotor por si só, mas todo o sistema: rotor, apoios, base e regime de funcionamento. Calculou-se uma vez, guardou-se no arquivo do equipamento — e na visita seguinte já não é preciso um arranque de teste.
No modo Saved coeff., seleciona-se o registo pretendido no arquivo de coeficientes, confirma-se a seleção, e os restantes campos de configuração preenchem-se sozinhos: massa da massa de teste, raios, número de posições fixas. Depois, um único arranque Run#0, e o programa devolve de imediato a massa e o ângulo de correção.
Rotores de série
A primeira peça calibra-se por completo. A partir da segunda, cada rotor é um arranque, instalação da massa, arranque de controlo. Três paragens transformam-se em uma.
Manutenção regular
Exaustor de fumos, fuso retificador, impulsor de uma bomba. Uma vez por trimestre, coloca os sensores nos pontos marcados, faz um arranque e sabe de imediato onde e quanto acrescentar.
Onde está exatamente a poupança
Não está nos minutos do cálculo. Cada arranque de teste é uma paragem por inércia, arrefecimento, remoção da cobertura, fixação da massa, novo arranque. É isto que se elimina.
| Modo | Um plano | Dois planos |
|---|---|---|
| Rotor novo (New rotor), arranques de calibração | 2 (inicial + teste) | 3 (inicial + dois de teste) |
| Coeficientes guardados (Saved coeff.) | 1 (inicial) | 1 (inicial) |
| Arranque de controlo adicional | pelo menos um | pelo menos um |
O que tem de coincidir para que os coeficientes funcionem
A condição relativa aos sensores está no manual como um aviso à parte, e não é uma formalidade. O coeficiente de influência é medido para um par concreto «ponto de medição — plano de correção». Mudou o sensor da direção horizontal para a vertical, ou deslocou-o da carcaça do rolamento para o pé — e já está a medir uma relação «massa — vibração» diferente, à qual os coeficientes antigos não se adequam.
- A mesma máquina e o mesmo rotor. Não «um igual», mas exatamente este.
- Os mesmos pontos de instalação dos sensores de vibração nos apoios dos rolamentos e a mesma direção de medição.
- O mesmo sensor de fase e a marca refletora no mesmo local do veio.
- Os mesmos planos de correção e os mesmos raios de instalação da massa.
- O mesmo regime: velocidade, carga, posição das válvulas de regulação ou do aparelho diretor, estado de aquecimento.
- O mesmo esquema de fixação da massa: nas pás, por parafusos ou por soldadura; o mesmo número de posições fixas e o mesmo zero Z1.
- A massa da massa de teste, na primeira equilibragem, foi introduzida em gramas, não em percentagem.
Se um único ponto tiver mudado, o coeficiente de influência tornou-se outro. O programa não vai perceber isto: vai calcular honestamente com os números antigos. O erro aparece como uma correção inexplicavelmente grande, depois da qual a vibração não desce, ou aumenta. Nesta situação, não tente resolver com massas trim. Volte ao modo New rotor e calibre de novo — sai mais barato do que três arranques a mais.
A primeira equilibragem «para o futuro»: seis passos
- 01
Introduza a massa da massa de teste em gramas
O modo Percent calcula a correção em percentagem da massa de teste e não dá números que se possam usar depois. Pese a massa e introduza os gramas reais. A balança faz parte do kit.
- 02
Coloque a massa de teste exatamente na marca do tacómetro
Condição-chave para a reutilização: a posição angular da massa de teste tem de coincidir com a posição da marca refletora. Assim, o zero de referência fica associado à marca, e não a um ponto aleatório que, um ano depois, não vai conseguir encontrar.
- 03
Registe o raio de instalação real
O raio é necessário agora e mais tarde: é a partir dele que o programa calcula o desequilíbrio inicial e residual e verifica o cumprimento da tolerância. Indique o raio a que a massa está realmente colocada, não o diâmetro nominal do impulsor.
- 04
Marque fisicamente os pontos dos sensores
Um ponto de centro, uma marca de tinta ou um autocolante na carcaça do apoio do rolamento, mais uma seta com a direção de medição. Fotografe os dois sensores e o sensor de fase com a marca no veio.
- 05
Guarde os coeficientes com um nome claro
No separador Result, abra a visualização dos coeficientes de influência e guarde-os no arquivo, inscrevendo na coluna Rotor um nome com significado. «Ventilador VDN-9 n.º 3, apoio do lado do acionamento» funciona; «fan1» já não funciona um ano depois.
- 06
Guarde o relatório e o histórico dos arranques
O arquivo guarda os resultados de todos os arranques com marcas de tempo e permite gerar o relatório no editor incorporado. Calcule a tolerância do desequilíbrio residual pelas classes G, indicando no próprio relatório a parte aplicável e a edição da ISO 21940.
Fontes: ISO 21940-11:2016 · Manual de operação Balanset-1A
Não há onde colocar a massa: quatro alternativas
Recálculo para outros planos de correção
O plano calculado está tapado pela cobertura, coincide com uma superfície de assentamento, ou simplesmente não tem metal. A função de mudança de planos de correção oferece quatro esquemas típicos de disposição dos planos originais e novos, para os quais se transfere a massa. Introduzem-se as distâncias entre os planos e os novos raios de instalação, e o programa recalcula as massas e os ângulos. É especialmente útil em rotores de forma complexa, por exemplo em cambotas.
Repartição entre posições fixas
Defina o número de posições (12 furos correspondem a um passo de 30°), e o programa reparte automaticamente a massa calculada por duas posições vizinhas e indica os seus números, por exemplo Z10 e Z11. A contagem segue o sentido de rotação a partir de Z1, onde esteve a massa de teste. Não é preciso transferidor, e fica excluído o erro de espelho no ângulo.
Furação em vez de adição
Mude o modo de adição para remoção de material. O ângulo roda automaticamente 180°: o metal é removido do lado oposto. A partir daí, controle a profundidade, a espessura da parede e a resistência: o que se remove não se volta a pôr.
Não é possível remover a massa de teste
Foi soldada, ficou debaixo da cobertura, o acesso fechou-se depois da montagem. Ative a opção que mantém a massa de teste no plano, e o programa recalcula a massa e o ângulo de correção tendo em conta a sua massa.
Qualquer um destes caminhos altera o raio ou o plano e, portanto, altera também o coeficiente de influência para o futuro. Se planeia trabalhar com coeficientes guardados, registe no arquivo o plano e o raio onde a massa está de facto, não aqueles do primeiro cálculo.
Um arquivo ao qual se pode voltar um ano depois
O registo no arquivo do equipamento é suficiente para o cálculo, mas nem sempre é suficiente para repetir as condições de medição. As condições vivem no seu formulário e nas fotografias. Crie uma página por máquina e mantenha nela o seguinte.
- Transferir os coeficientes para uma máquina do mesmo tipo, mas diferente. Dois ventiladores iguais em fundações vizinhas respondem de forma diferente à mesma massa: parafusos de ancoragem diferentes, rigidez de estrutura diferente, desgaste diferente. Daqui resulta uma correção aparentemente correta, depois da qual a vibração não se mexe.
- Mudar o raio sem recalcular. A massa foi para outro raio, mas nas configurações mantém-se o anterior. O efeito da correção muda proporcionalmente à razão entre os raios, e obtém-se sistematicamente falta ou excesso de massa.
- Mudar a direção ou o ponto do sensor. Horizontal-radial em vez de vertical, o pé em vez do apoio do rolamento, um íman sobre tinta em vez de um perno numa superfície limpa. A fase desvia-se, e a massa fica no local errado.
- Mudar a velocidade. Equilibrou a 1480 RPM, e chegou a 990 RPM através do variador de frequência. Os coeficientes não são transferíveis, é preciso uma nova calibração.
- Massa da massa de teste introduzida em percentagem. O cálculo é feito, obtém a correção, mas os coeficientes no arquivo serão inúteis para a próxima vez.
- Velocidade de equilibragem e regime da máquina: carga, posição das válvulas de regulação, aquecimento.
- Pontos de instalação dos sensores de vibração e direção de medição, com fotografia e seta.
- Local do sensor de fase e local da marca refletora no veio.
- Planos de correção e raios de instalação em milímetros.
- Massa da massa de teste em gramas e a sua posição angular relativamente à marca.
- Esquema de fixação da massa de correção: soldadura, parafuso, pá; número de posições fixas e onde fica Z1.
- Valor-alvo do 1x residual e a amplitude e a fase realmente alcançadas.
- Desequilíbrio residual alcançado em g·mm e a classe G, se a tiver calculado.
- Fotografias das massas instaladas, associadas aos números das posições.
O que pode confiar aos engenheiros da AXILINE
Nós desenvolvemos e fabricamos os equipamentos Balanset e somos nós próprios que os usamos para equilibrar no local. Por isso, organizamos a primeira visita de modo a que a segunda a possa aproveitar: marcamos os pontos dos sensores, colocamos a massa de teste na marca do tacómetro, fixamos os raios e os planos, e guardamos os coeficientes de influência com um nome claro para a máquina. Depois, uma visita planeada à mesma máquina resume-se a um arranque, instalação da massa e controlo.
O segundo caminho é adquirir o próprio kit Balanset-1A. Dois sensores de vibração, um sensor laser de fase e de velocidade, um módulo USB de dois canais e software para Windows, que inclui equilibragem em um e dois planos, acerto adicional trim, arquivo de coeficientes de influência, repartição da massa por posições fixas, cálculo da furação, recálculo para outros planos de correção, espectro FFT e relatórios. Também neste caso, engenheiros experientes dão apoio de consultoria sobre as suas máquinas.
Seja qual for a sua escolha, mantenha os dois resultados separados. O valor-alvo no programa diz respeito à componente de rotação residual. Avalie o estado geral da máquina pela vibração de banda larga nos apoios dos rolamentos, comparando-a com os critérios da ISO 20816 na parte e edição aplicáveis, e registando os pontos de medição, a banda de frequências, o regime de funcionamento e o tipo de apoios.
Fontes: Especificações do fabricante Balanset-1A · Manual de operação Balanset-1A · ISO 20816-1:2016
Perguntas frequentes
Quantos arranques de acerto depois da correção são considerados normais?
Um, por vezes dois. Um arranque resolve os erros de instalação da massa; o segundo é necessário onde a massa só pode ser colocada nas pás ou em furos com um passo grosseiro. Se fizer um terceiro e um quarto, e a vibração continuar a descer cada vez mais devagar, pare e verifique o raio e a massa introduzidos, o aperto dos apoios, a estabilidade da velocidade e a proximidade da ressonância.
É possível aplicar os coeficientes guardados numa segunda máquina igual?
Não. O coeficiente não descreve o rotor, mas o sistema «rotor — apoios — base — regime». Dois equipamentos iguais em fundações diferentes respondem de forma diferente à mesma massa de teste. Para a segunda máquina, faça a calibração completa e guarde o seu próprio registo no arquivo.
Depois da massa trim, a vibração não desceu, aumentou. O que fazer?
Primeiro verifique o sentido de referência do ângulo e o modo de adição ou remoção de metal: na furação, o ângulo roda 180°, e um indicador trocado dá exatamente este efeito. Se o ângulo estiver correto, remova a massa acrescentada e procure um afrouxamento da fixação, rolamentos danificados ou ressonância. A partir daí, continuar com acertos adicionais não faz sentido.
É preciso remover a massa de teste antes de instalar a de correção?
Por defeito, sim: pare o rotor, remova a massa de teste, e só depois instale a calculada ou remova metal. Se não for possível remover a massa de teste, ative nas configurações a opção que a mantém no plano, e o programa recalcula a massa e o ângulo de correção tendo em conta a sua massa.
A velocidade mudou três por cento. Os coeficientes ainda são válidos?
Longe da ressonância, um pequeno desvio costuma ser tolerável, e o primeiro arranque de acerto absorve-o. Mas se estiver a trabalhar perto da frequência própria, mesmo uma centena de RPM muda a amplitude várias vezes, e a fase dezenas de graus. Verifique pela paragem por inércia onde se situa a ressonância, e equilibre a uma velocidade estável fora dessa zona.
A equilibragem trim substitui o arranque de controlo?
Pelo contrário, é precisamente dele que ela nasce. O arranque de controlo depois de instalar as massas é obrigatório: dá o 1x residual, a fase e o desequilíbrio residual. O trim é o que o programa propõe com base nos resultados desse arranque, se ainda não se tiver chegado ao valor-alvo.
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Respondemos às suas perguntas, esclarecemos os dados iniciais e informamos o que é necessário para o orçamento e a deslocação.