AXILINEQuanto tempo demora a equilibragem no local e quantos arranques são necessários
A pergunta não é por curiosidade. Precisa de indicar à produção uma janela de tempo e dizer quando a máquina volta a entrar em carga. O equipamento calcula a correção em segundos, mas o turno é consumido pela paragem por inércia (a paragem livre do rotor por inércia — não se pode travá-lo), pelas portas de inspeção, pelos resguardos e pela fixação das massas. Segue-se a aritmética honesta dos arranques e os intervalos de tempo típicos por tipo de máquina.
Aritmética dos arranques: três e quatro no mínimo
Não conte horas, conte arranques. Cada arranque é um ciclo completo: paragem, paragem por inércia, bloqueio, acesso ao plano de correção, trabalho com a massa, remontagem, autorização para o arranque, aceleração, estabilização, medição. Multiplique o número de arranques pela duração do ciclo na sua máquina em concreto, e obtém praticamente todo o tempo de trabalho.
O número de arranques é definido pelo método. O equipamento calcula com base em coeficientes de influência — a resposta medida da máquina à massa adicionada. Até ao primeiro arranque de teste, não conhece nem a massa do seu rotor, nem a rigidez dos apoios, nem a forma como a transmissão por correia e a estrutura transmitem a vibração. Ele aprende com uma massa de teste de massa conhecida. Num plano, aprende uma vez; em dois planos, duas vezes, um arranque de teste por cada plano de correção.
No programa do Balanset-1A, estes arranques estão precisamente identificados assim: Run #0 é o inicial, Run #1 e Run #2 são os de teste, RunTrim é o de acerto. Faça sempre o arranque de controlo depois de instalar as massas de correção, mesmo que o cálculo pareça perfeito. Sem ele, não há um valor «depois», e portanto não há relatório.
| O que se conta | Um plano | Dois planos |
|---|---|---|
| Arranque inicial (Run #0) | 1 | 1 |
| Arranques de teste | 1 | 2 |
| Arranques até ao cálculo da correção | 2 | 3 |
| Arranque de controlo | 1 | 1 |
| Mínimo total | 3 | 4 |
| Realista, com um arranque de acerto | 4 | 5 |
| Caso difícil, dois de acerto | 5 | 6 |
| Com coeficientes de influência guardados | 2 (correção e controlo) | 2 (correção e controlo) |
A massa de teste é removida depois de cada arranque de teste. No esquema de dois planos, transfere-se a massa do plano 1 para o plano 2, em vez de deixar as duas massas colocadas ao mesmo tempo. Esta é a paragem adicional que mais se esquece ao planear a janela de trabalho.
Fontes: Manual de operação Balanset-1A
Um arranque não são dez minutos
O engenheiro carrega em «medir» e obtém a amplitude e a fase num minuto. Tudo o resto no ciclo é feito por mãos, chaves e pela equipa de manutenção. Decomponha o ciclo em partes e vai ver de imediato onde se esconde o tempo na sua máquina.
A medição só se faz com velocidade constante. Depois da aceleração, deixe a máquina estabilizar no regime e verifique a estabilidade das leituras: a amplitude e a fase do 1x — a vibração à frequência de rotação, que é precisamente a criada pelo desequilíbrio — não devem variar mais de 10–15 % durante o tempo de medição. Se as leituras oscilarem, não está a poupar tempo, está a recolher lixo, a partir do qual depois vai calcular uma correção errada.
| Etapa do ciclo | O que acontece | Típico |
|---|---|---|
| Paragem e paragem por inércia | O rotor pára por si só, não se pode travá-lo | 1–20 min |
| Bloqueio e autorização | Desligar, etiqueta, cadeado, assinatura do responsável | 5–20 min |
| Acesso ao plano de correção | Porta de inspeção, resguardo, cobertura, plataforma, iluminação | 5–40 min |
| Trabalho com a massa | Pesar, marcar a posição, fixar ou remover material | 10–40 min |
| Remontagem | Recolocar a cobertura e o resguardo, retirar a ferramenta da máquina | 5–20 min |
| Autorização e aceleração | Acordo com o operador, arranque, chegada ao regime | 2–10 min |
| Estabilização e medição | Velocidade constante, leituras estáveis dentro de 10–15 % | 3–10 min |
Os intervalos na tabela são típicos e dependem da máquina, do acesso e dos procedimentos da instalação. Tome a sua pior e a sua melhor estimativa para cada linha, some, e multiplique pelo número de arranques da primeira secção. É essa a sua janela de trabalho, não um número de uma tabela de preços.
Fontes: Manual de operação Balanset-1A
O que realmente consome tempo
O cálculo não consome nada. O programa devolve a massa e o ângulo para cada plano logo a seguir ao arranque de teste. O tempo vai para a física e para a organização.
- Aceleração e paragem por inércia. Um impulsor pesado demora a acelerar e ainda mais a parar. Num exaustor de fumos ou num grande rotor de um britador, um único ciclo de rotação consome mais tempo do que toda a medição.
- Acesso ao plano de correção. Uma porta de inspeção com dois parafusos é uma coisa. Remover a cobertura, desmontar uma rede de proteção, entrar dentro da carcaça e trabalhar de máscara é outra coisa bem diferente. Numa máquina desconhecida, o primeiro acesso é sempre mais demorado do que os restantes.
- Fixação das massas. Uma massa aparafusada num furo já existente leva minutos. A soldadura leva dezenas de minutos, incluindo a limpeza, os elétrodos e o arrefecimento. A remoção de material por furação exige marcação, controlo da profundidade e controlo da massa das aparas.
- Pesagem. Introduz-se a massa real da massa de teste e da massa de correção, não «cerca de cinco gramas». A balança tem de estar à mão, caso contrário cada massa implica uma ida à oficina.
- Arrefecimento. Depois de soldar e numa máquina quente, não se pode medir de imediato: o empeno térmico altera o quadro. É preciso esperar o tempo que o metal precisar, não o que o cronograma de trabalho pede.
- Coordenação dos arranques com a produção. Cada arranque e cada paragem passam pelo operador e pelo despachante. Numa produção contínua, este é o ponto mais imprevisível de todos.
- Documentação. Medições antes e depois, espectro, diagrama polar, números das posições e massas das massas, assinaturas. O relatório é montado a partir do arquivo do equipamento, mas também é preciso preenchê-lo e validá-lo.
Daqui sai uma conclusão simples para o planeamento. Se não conseguir reduzir a paragem por inércia, reduza o número de paragens e o tempo de cada uma. Um acesso já preparado e um mecânico preparado dão mais ganho do que qualquer velocidade de cálculo.
Referências por tipo de máquina
Seguem-se os intervalos típicos para uma máquina em bom estado, onde a vibração é de facto causada pelo desequilíbrio. São referências para o planeamento, não uma promessa de prazo. A ressonância, rolamentos desgastados, um ajuste do impulsor solto ou uma fase instável tiram-no de qualquer linha desta tabela.
| Máquina | Planos | Arranques típicos | Tempo no local |
|---|---|---|---|
| Ventilador pequeno, rotor de pás acessível por porta de inspeção, massas aparafusadas | 1 | 3–4 | 1,5–3 h |
| Ventilador ou exaustor de fumos de potência média, dois planos de correção | 2 | 4–6 | 3–6 h |
| Motor elétrico de tamanho médio, correção na metade do acoplamento ou no ventilador de arrefecimento | 1–2 | 3–5 | 2–4 h |
| Triturador florestal, britador, triturador de resíduos, massas soldadas | 1–2 | 4–6 | 4–8 h |
| Veio longo, tambor, rosca sem-fim, acesso só através de desmontagem | 2 | 4–6 | um turno, por vezes dois |
A primeira visita a uma máquina desconhecida é sempre mais longa. Inclui o diagnóstico: medição da vibração total e do 1x em ambos os apoios dos rolamentos, espectro, verificação das fixações e verificação de ressonância. Por vezes é precisamente esta parte que termina com a decisão de reparar em vez de equilibrar. Uma visita seguinte à mesma máquina é mais rápida, porque os coeficientes de influência já estão guardados.
Porque é que uma paragem por inércia longa duplica o tempo
Eis um exemplo típico. Um exaustor de fumos com um impulsor pesado e um grande momento de inércia demora 10–15 minutos a parar por inércia, e mais 5 minutos a acelerar e a chegar ao regime. Só na rotação, um ciclo consome cerca de 20 minutos. Cinco arranques dão hora e meia, durante a qual está parado a olhar para a máquina. Nenhum equipamento vai encurtar estes minutos.
Não se pode travar a paragem por inércia. Vai danificar os rolamentos, e nalgumas máquinas também os vedantes. Se houver um travão de mola ou de sapatas, use-o apenas conforme previsto pelo fabricante.
Uma paragem por inércia longa também tem a sua utilidade. Enquanto o rotor está a parar, obtém uma experiência gratuita sobre frequências: a amplitude e a fase do 1x, registadas ao longo da gama de velocidades, mostram se há uma frequência própria perto da de trabalho. No software do Balanset há uma função própria para registar a paragem por inércia. Se a fase rodar cerca de 180° à medida que a velocidade diminui, e a amplitude apresentar um pico estreito, encontrou uma ressonância e poupou um dia inteiro de massas de teste inúteis.
Planeie o trabalho em torno da paragem por inércia. Enquanto o rotor está a rodar por inércia, prepare a massa, a balança e a ferramenta. Enquanto está parado, não vá à procura de elétrodos. A diferença entre um trabalho organizado e um desorganizado numa máquina com paragem por inércia longa chega a várias horas por turno.
O que acelera o trabalho
Tudo o que está listado abaixo pode ser preparado antes da chegada do engenheiro. Cada ponto retira minutos a cada arranque, e vai haver entre três e seis arranques.
- O acesso está aberto com antecedência: a porta de inspeção está desaferrolhada, o resguardo removido, a plataforma iluminada, a escada no lugar.
- O impulsor está limpo. Depósitos, cinzas e produto criam de novo desequilíbrio, e depois da limpeza será preciso repetir as medições.
- A velocidade é conhecida e estável. Num acionamento com variador de frequência, fixe o valor de referência e não o altere entre arranques.
- Há um mecânico próprio no local e, se necessário, também um soldador com elétrodos e autorização para trabalhos a quente.
- As posições para as massas estão marcadas e numeradas. O equipamento sabe repartir a massa de correção por posições fixas, por pás ou por furos, e nesse caso, em vez de um ângulo, obtém um número de posição Z1…Zn e uma massa.
- Um conjunto de placas, parafusos, anilhas e uma balança com resolução de 0,1 g estão junto à máquina.
- A autorização de trabalho e a permissão para os arranques estão formalizadas antes do início dos trabalhos, não a posteriori.
- Os coeficientes de influência da última vez estão guardados no arquivo. Na mesma máquina ou numa do mesmo tipo, dispensam-se os arranques de teste e basta a correção mais o controlo.
Os coeficientes de influência guardados são o que mais poupa. Num parque de ventiladores do mesmo tipo, paga-se três arranques uma única vez, e depois avança-se com dois arranques por máquina. Verifique apenas se a velocidade, o tipo de apoios e os pontos de instalação dos sensores são os mesmos.
Fontes: Especificações do fabricante Balanset-1A · Manual de operação Balanset-1A
O que prolonga o trabalho e como isso se manifesta
Os cinco cenários abaixo transformam um trabalho de três horas num trabalho de um turno inteiro, ou na desistência da equilibragem. O engenheiro identifica-os logo nas primeiras medições, e é mais honesto avisar de imediato do que prometer uma janela de tempo e não a cumprir.
O 1x não domina
A vibração total é várias vezes superior à componente de rotação. A equilibragem vai eliminar apenas uma pequena parte do nível. Em vez de massas de teste, começa a procura da causa: espectro, fixações, pé mole (um apoio que não assenta bem na fundação), ajuste do impulsor no veio, rolamentos, desalinhamento. Isto são mais duas a quatro horas, e por vezes a decisão de adiar a equilibragem até à reparação ou até ao alinhamento de eixos.
Ressonância
A velocidade de trabalho está perto da frequência própria do rotor, dos apoios ou da estrutura. A amplitude apresenta um pico acentuado, a fase do 1x é instável, os coeficientes de influência não se repetem de arranque para arranque. Equilibrar nesta zona não faz sentido, o resultado não se mantém. Primeiro é preciso tratar a rigidez dos apoios, as fixações ou alterar a velocidade de trabalho.
Velocidade instável
A velocidade oscila entre arranques, a válvula de regulação está numa posição diferente, a carga muda. A amplitude e a fase derivam mais de 10–15 %, e cada medição tem de ser repetida. Cada repetição é mais um ciclo de paragem por inércia e de aceleração.
Resposta não linear
Colocou a massa de teste, e a vibração não mudou como devia. As causas costumam ser mecânicas: ajuste solto do impulsor, fenda, folga, roçamento. O cálculo a partir de um arranque destes vai indicar a massa no local errado, e em vez de reduzir, a vibração aumenta. A seguir vem a análise da mecânica, não novas massas.
Massa de teste fraca
Uma alteração de amplitude inferior a 20–30 % ou uma alteração de fase inferior a 20–30° significa que o coeficiente de influência foi calculado a partir de ruído. O equipamento indica que a massa não é adequada. Pára-se a máquina, coloca-se uma massa mais pesada, introduz-se a massa real e repete-se o arranque de teste. Um ciclo perdido.
Há uma categoria à parte: as máquinas quentes. Depois de soldar e num rotor aquecido, medir logo a seguir à paragem não é adequado, o empeno térmico distorce o quadro. Preveja o tempo de arrefecimento no cronograma com antecedência.
Fontes: ISO 13373-3:2015
Quantas máquinas é realmente possível fazer num dia
O equipamento calcula a correção em segundos, por isso a produtividade diária não é determinada por ele, mas sim pelo acesso e pelas autorizações. Seguem-se números honestos para o planeamento.
Uma máquina complexa ocupa o turno inteiro. Duas a três máquinas pequenas do mesmo tipo são realistas se o acesso aos planos de correção estiver aberto com antecedência, as massas forem aparafusadas e a autorização para os arranques for obtida para todo o grupo de uma vez. Quatro ou mais só acontece num parque de máquinas iguais, onde se trabalha com coeficientes de influência guardados e se fazem dois arranques por máquina.
Planeie pelo ponto de estrangulamento. Se na instalação cada arranque demora vinte minutos a ser autorizado, o seu limite são quatro a cinco arranques por turno, por mais rápido que seja o engenheiro. Se só houver um soldador para toda a oficina, o seu limite é a agenda dele.
- O fator limitante é quase sempre o mesmo: acesso, autorização e paragem por inércia.
- Máquinas do mesmo tipo seguidas avançam mais depressa do que máquinas diferentes, porque não mudam nem a ferramenta, nem a velocidade, nem a lógica de instalação das massas.
- O diagnóstico sem equilibragem é muito mais rápido: 30–60 minutos por máquina, se os pontos de medição estiverem acessíveis e a velocidade for conhecida.
- A equilibragem de um impulsor desmontado numa máquina de apoio flexível é mais rápida do que a equilibragem no local, porque ali não há portas de inspeção, nem autorizações, nem paragem por inércia longa. Mas acrescente o tempo de desmontagem, transporte e reinstalação.
Exija ao fornecedor não só o tempo, mas também o critério de conclusão. «Máquina dentro da tolerância» deve corresponder a um número concreto. Como referência de trabalho para medições nas partes fixas: mm/s RMS (valor eficaz) na banda de 10–1000 Hz, zona A ou B. Verifique em separado a parte aplicável e a edição da ISO 20816 para a sua máquina — existem exceções por potência, velocidade e tipo de equipamento. O desequilíbrio residual por classes G avalia-se em separado, segundo a ISO 21940-11.
Fontes: ISO 20816-1:2016 · ISO 21940-11:2016
Como planear a janela de trabalho com a AXILINE
Não damos um prazo ao telefone ao acaso. Com base no tipo de máquina, na velocidade, no acesso aos planos de correção e no modo de fixação das massas, damos um intervalo e dizemos exatamente o que o pode alargar. A ordem de trabalho é simples: dois sensores de vibração nos apoios dos rolamentos, tacómetro laser apontado à marca refletora, medição inicial em ambos os apoios, decisão sobre o número de planos, arranques de teste, correção, arranque de controlo e, se necessário, acerto adicional. Os resultados vão para o arquivo, a partir do qual se monta o relatório com os valores de antes e depois.
Se equilibra regularmente, ter o equipamento na sua posse compensa mais do que chamar uma visita de cada vez. O kit Balanset-1A cabe numa mala: dois acelerómetros, um sensor de fase a laser, um módulo USB de dois canais com pré-amplificadores, integradores e conversor A/D, software para Windows. Calcula um e dois planos, indica se a massa de teste é adequada, reparte a massa por posições fixas e calcula a furação na remoção de material, apresenta o diagrama polar, recalcula as massas para outros planos de correção e guarda os coeficientes de influência para a próxima vez. O mesmo kit funciona como sistema de medição numa máquina de equilibragem de apoio flexível.
O Balanset é desenvolvido e fabricado por engenheiros que o utilizam eles próprios para equilibrar no local. Por isso, na escolha do número de planos, na instalação dos sensores e na análise de um arranque falhado, obtém apoio de consultoria a sério, não uma resposta de circunstância.
- Tipo de máquina, potência do acionamento, velocidade de trabalho e fotografias do rotor de dois lados.
- Se os planos de correção estão acessíveis sem desmontagem e por onde se chega até eles.
- Como se fixam as massas nesta máquina: parafuso, soldadura, remoção de material.
- Quanto tempo dura a paragem por inércia e se há limites ao número de arranques por turno.
- As suas medições, se existirem: vibração total, amplitude e fase do 1x em ambos os apoios.
- A janela de tempo que a produção permite, e quem, do lado da oficina, vai estar junto à máquina.
Fontes: Especificações do fabricante Balanset-1A · Manual de operação Balanset-1A
Perguntas frequentes
Quantos arranques são precisos, no mínimo?
Num plano, três: o inicial, um de teste e o de controlo. Em dois planos, quatro: o inicial, dois de teste e o de controlo. Até ao cálculo da correção são precisos dois arranques num plano e três em dois. Na prática, planeie mais um a dois arranques de acerto, porque o sistema raramente é perfeitamente linear.
É possível dispensar os arranques de teste?
Sim, se já tiver equilibrado esta máquina ou uma igual e tiver guardado os coeficientes de influência. Nesse caso, o equipamento calcula a correção a partir da medição inicial, e restam dois arranques: medição e controlo. Condições: a mesma velocidade, os mesmos pontos de instalação dos sensores, o mesmo tipo de apoios e a mesma geometria dos planos de correção. Se algum destes fatores mudar, os coeficientes terão de ser obtidos de novo.
Porque é que o engenheiro não indica um tempo exato ao telefone?
Porque o tempo não é definido pelo cálculo nem pelo equipamento, mas por três coisas que não se veem ao telefone: a duração da paragem por inércia, o acesso ao plano de correção e o modo de fixação das massas. Mais uma quarta: se o desequilíbrio sequer se vai confirmar. Se a vibração total for várias vezes superior ao 1x, o trabalho deixa de ser equilibragem e passa a ser procura da causa, e isso é outro volume de trabalho.
Existe equilibragem num único arranque?
Uma equilibragem completa, não. Um único arranque só dá o quadro inicial, e a partir dele não se calcula a correção. O que mais se aproxima de «um único arranque» é a situação com coeficientes de influência guardados: faz-se a medição, coloca-se a massa e confirma-se o resultado com um arranque de controlo. Nunca dispense o arranque de controlo, caso contrário não tem prova do resultado.
Quanto mais demora o trabalho se for preciso soldar as massas?
Conte mais 30–60 minutos por cada instalação de massa, em comparação com a fixação por parafuso. Isto inclui a limpeza, a marcação, a própria soldadura, o arrefecimento e uma nova medição já com a máquina fria. Num triturador florestal ou num britador com dois planos e um arranque de acerto, isto facilmente acrescenta meio turno ao trabalho. Os trabalhos a quente ainda exigem uma autorização à parte, que é melhor formalizar antes da chegada.
A produção só dá duas horas. O que é possível fazer?
Em duas horas é realista fazer o diagnóstico e decidir se a equilibragem é necessária: medição em ambos os apoios dos rolamentos, espectro, verificação das fixações e verificação de ressonância pela paragem por inércia. Por vezes também dá para fazer a equilibragem num plano com a porta de inspeção aberta e massas aparafusadas, mas sem margem para um arranque de acerto. É mais honesto dividir o trabalho em duas janelas: diagnóstico na primeira, equilibragem na segunda, já com o acesso e as massas preparados.
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