# Balanceamento do rotor de um triturador florestal no local, sem o retirar da máquina base

> O rotor de um triturador florestal tem uma vida mais dura do que qualquer outro tambor: pedras, tocos, dentes perdidos e revestimentos de massa desigual. Cada dente arrancado transforma-se numa carga de impacto sobre os apoios dos rolamentos, a 1500–2500 rpm. Balanceamos estes rotores diretamente na cabeça trituradora ou no triturador acoplado, nas instalações do cliente, a partir do acionamento hidráulico de fábrica ou da TDF do trator (tomada de força). O cliente recebe uma medição antes e depois, massas soldadas em dois planos e um relatório.

**Em resumo:** Sim, balanceamos rotores de trituradores florestais no local, nos seus próprios apoios de rolamento, sem retirar o tambor. Condições: o conjunto de dentes está completo e uniforme, o tambor está limpo de terra e de massa lenhosa, o acionamento mantém rotação estável, e há acesso às extremidades do tambor através do avental retirado ou de portinholas. Se o tambor estiver empenado depois de um impacto ou os dentes estiverem em posições desiguais, dizemo-lo primeiro, porque as massas não resolvem isso.

Source: https://axiline.pt/equipamento/balanceamento-rotor-triturador-florestal-local-sem/  
Publisher: AXILINE · Vila Nova de Gaia, Portugal · +351 931 831 229 · axilinegeral@gmail.com

## Sintomas: como o desequilíbrio se manifesta especificamente num triturador florestal

Num triturador florestal, o desequilíbrio está quase sempre associado a um acontecimento. Ontem trabalhou-se numa zona pedregosa, hoje a cabeça bate na lança da escavadora. Trocou-se o conjunto de dentes, e o triturador acoplado começou a fazer tremer o trator através do engate. Se se lembrar desse acontecimento, diga-nos no pedido: o diagnóstico avança mais depressa.

Distinguir o desequilíbrio de outros problemas apenas pela sensação é difícil, mas há sinais característicos.

- [x] A vibração apareceu de repente, depois de um impacto contra uma pedra ou um toco, e desde então não muda.
- [x] Começou a tremer depois de substituir parte dos dentes ou depois de aplicar revestimento aos dentes de metal duro.
- [x] O zumbido e o batimento aumentam com a rotação do rotor e diminuem ao reduzir o caudal do motor hidráulico ou a rotação da TDF.
- [x] A cabeça treme à rotação em vazio do rotor, ainda antes de tocar na madeira.
- [x] Os apoios dos rolamentos, nas extremidades da carcaça, aquecem, e a massa lubrificante nova não ajuda.
- [x] Surgiram fissuras nas soldaduras da carcaça, a fixação das proteções afrouxou.
- [x] O operador sente o batimento através da lança, do braço ou do assento do trator.

> Uma vibração que só aparece sob carga e desaparece em rotação livre normalmente não vem do desequilíbrio, mas do corte e da alimentação. Balanceá-la não serve de nada, e isso também verificamos pela medição.

## Construção do rotor e origem do desequilíbrio

O rotor de um triturador florestal é um tambor tubular de aço com suportes soldados, nos quais ficam ou dentes fixos de metal duro, ou martelos e facas oscilantes. O tambor apoia-se em dois apoios de rolamento nas extremidades da carcaça, e está fechado por uma cobertura com um avental de proteção de correntes ou borracha. O comprimento do tambor é várias vezes superior ao diâmetro, por isso o desequilíbrio aqui é quase sempre dinâmico, com componente de momento: um desvio de massa ao longo do comprimento não se limita a puxar o tambor para um lado, mas abana-o pelas duas extremidades.

A fábrica balanceia o tambor uma vez, antes do primeiro turno na floresta. A partir daí, é o próprio trabalho que destrói o equilíbrio.

### Perda e lascamento de dentes

Um dente arrancado, ao raio do tambor, desloca o centro de massa de forma imediata e percetível. Uma lasca do metal duro age da mesma forma, apenas em menor grau. O pior cenário é um suporte arrancado junto com o dente: é massa perdida e um local de encaixe danificado, ao mesmo tempo.

### Substituição e revestimento com massas diferentes

Um dente novo é mais pesado do que um gasto. Se se substituem três dentes em quarenta, o rotor fica com três pontos de aumento local de massa. Aplicar revestimento de metal duro aos suportes «a olho» dá uma dispersão de massa ao longo da circunferência que ninguém controla.

### Acumulação de terra e massa lenhosa

Trabalhar em terreno húmido entope as cavidades dos suportes e o interior da cobertura com uma mistura de terra e estilha. A acumulação distribui-se de forma irregular e desprende-se parcialmente durante o trabalho, por isso a vibração oscila. Balancear um tambor sujo não faz sentido: primeiro exigimos a lavagem.

### Empeno depois de um impacto

Um impacto contra um bloco de pedra ou metal oculto dobra o tubo do tambor ou o veio. Isto já não é desequilíbrio, mas geometria alterada: não se compensa com massas em todas as rotações ao mesmo tempo. Verificamos o empeno do veio antes do balanceamento.

## Acionamento: motor hidráulico ou TDF, e o que isso muda na medição

As cabeças trituradoras de escavadoras e carregadoras são movidas por um motor hidráulico; os trituradores acoplados de tratores trabalham a partir da TDF, através de um veio cardan, um redutor e uma transmissão por correia. Para o balanceamento isto não é um pormenor: do acionamento depende a estabilidade da rotação e o local onde colocamos a marca de fase.

O acionamento hidráulico mantém a rotação apenas na medida em que o caudal da bomba e a temperatura do óleo forem estáveis. Óleo frio é mais espesso, e a rotação do rotor é diferente. Por isso, primeiro aquecemos o sistema hidráulico até à temperatura de trabalho, fixamos a rotação do motor da máquina base e o regime da bomba, e só depois fazemos as medições. Todos os arranques — o inicial, os de prova e o de controlo — decorrem à mesma rotação, caso contrário os coeficientes de influência não coincidem — a reação medida da máquina à massa de prova, com base na qual o aparelho calcula a correção.

Com a transmissão cardan há outra subtileza. As juntas do cardan, com um ângulo de quebra percetível, fazem o veio girar de forma irregular dentro de cada rotação, e cruzetas desgastadas acrescentam as suas próprias componentes ao espectro. Por isso, colamos a marca refletora para o sensor laser de fase no próprio rotor: na extremidade do veio do tambor ou na sua polia, nunca no cardan nem na ponta da TDF. Uma marca do lado do acionamento, atrás de uma transmissão por correia, não faz sentido algum: aí a frequência de rotação é outra.

- Acionamento hidráulico: aquecimento do óleo, regime fixo, controlo da rotação pelo aparelho em cada arranque.
- TDF e cardan: ângulo de quebra do veio mínimo, engate ajustado em altura, cruzetas e estrias sem folga.
- A marca de fase fica sempre no rotor ou no seu veio, nunca no veio cardan.
- A rotação não pode variar entre arranques: uma variação superior a poucos por cento significa repetir o arranque.

## O que verificamos antes de instalar as massas

O balanceamento elimina apenas a componente síncrona da vibração. Por isso, primeiro uma medição nos dois apoios: vibração global, fração da componente síncrona 1x (oscilações na frequência de rotação do rotor), fase, espectro. Se no espectro predominar uma frequência que não a de rotação, tratamos da mecânica, não das massas. Como ler estes valores está explicado no artigo sobre vibração global, 1x e fase.

- [x] Conjunto de dentes: contamos pelo esquema do fabricante, conferimos as posições, procuramos lascas e suportes vazios.
- [x] Uniformidade dos dentes: um conjunto misto de novos e gastos verificamos por massa, por amostragem.
- [x] Empeno do tambor e do veio: um rotor dobrado depois de um impacto vai para endireitamento, não para balanceamento.
- [x] Apoios dos rolamentos nas extremidades da carcaça: folga, aquecimento, estado dos vedantes, aperto das carcaças.
- [x] Limpeza: cavidades dos suportes, superfície interior da cobertura, cavidade do tambor sem terra nem estilha.
- [x] Transmissão por correia do triturador acoplado: tensão, estado das correias, empeno das polias.
- [x] Fixação da cabeça à lança ou do triturador ao engate: uma fixação solta imita um desequilíbrio.
- [x] Ressonância (coincidência da rotação com a frequência própria da cobertura ou da lança): mudamos a rotação e observamos o comportamento da amplitude e da fase; não balanceamos numa zona de ressonância.

> Rolamentos danificados por muito tempo a trabalhar com desequilíbrio dão vibração por si próprios. Avaliamos o seu estado pelo espectro e pela temperatura antes do balanceamento, com base nas metodologias de diagnóstico vibratório, e dizemos com franqueza se é preciso substituí-los primeiro.

Sources: [ISO 13373-3:2015](https://www.iso.org/standard/40840.html) · [ISO 281:2007](https://www.iso.org/standard/38102.html) · [ISO 20816-1:2016](https://www.iso.org/standard/63180.html)

## Como decorre o trabalho no seu equipamento

1. **Preparação e segurança** — A máquina fica numa plataforma nivelada, o tambor está lavado. Baixamos a cabeça até ao solo ou até apoios, desligamos o motor, e aliviamos a pressão residual nas linhas hidráulicas de acordo com o manual da máquina. Nunca trabalhamos por baixo de equipamento suspenso: qualquer operação junto ao rotor só com a cabeça baixada e fixada.
2. **Acesso ao rotor** — Retiramos ou prendemos o avental de proteção, abrimos as portinholas e, se necessário, desmontamos as proteções da cobertura. É o único caminho até às extremidades do tambor, onde ficarão os planos de correção (os locais de instalação das massas de correção), e até aos locais para os sensores.
3. **Sensores e marca** — Colocamos dois acelerómetros por íman nos dois apoios de rolamento, na direção radial, em superfícies limpas até ao metal. Colamos a marca refletora na extremidade do veio do tambor. Não mudamos a direção de medição até ao fim do trabalho.
4. **Arranque inicial** — O acionamento de série faz girar o rotor. Todas as pessoas ficam fora do plano de rotação do tambor: com o avental retirado, a zona de projeção está aberta. Os arranques e as paragens são feitos apenas pelo operador da máquina, sob a nossa indicação. Registamos a vibração global, a 1x, a fase, a rotação, o espectro.
5. **Arranques de prova** — Com o rotor parado e fixado, fixamos a massa de prova no primeiro plano, arranque, medição. Transferimos a massa para o segundo plano, mais um arranque. As leituras têm de mudar de forma percetível, cerca de vinte a trinta por cento em amplitude ou em fase, caso contrário aumentamos a massa. Pormenores no artigo sobre a massa de prova.
6. **Instalação das massas e controlo** — O programa calcula a massa e o ângulo para cada plano. Soldamos as massas ao tambor, limpamos a soldadura da carepa, retiramos tudo o que não pertence à cobertura, arranque de controlo. Se necessário, o programa propõe um pequeno acréscimo, e ajustamos o rotor até ao valor combinado.
7. **Remontagem e relatório** — Recolocamos o avental e as proteções, entregamos o relatório: os valores antes e depois, as massas e os locais das massas, a rotação, as observações sobre a mecânica. Guardamos os coeficientes de influência: depois da próxima substituição dos dentes, a afinação vai precisar de menos arranques.

> O trabalho com a hidráulica segue as regras da sua máquina: pressão aliviada antes de qualquer acesso ao rotor, apoios sob os conjuntos suspensos, chave retirada da ignição enquanto se trabalha com as mãos dentro da cobertura. Não contornamos os bloqueios nem pedimos ao operador que os contorne.

## Um plano ou dois: o tambor do triturador precisa de dois

O tambor de um triturador florestal é alongado: o comprimento é claramente superior ao diâmetro. Um rotor destes tem, além do desequilíbrio estático, um desequilíbrio de momento, e não se elimina com uma única massa. Se colocar a massa a meio, a vibração desce num apoio e sobe no outro. Por isso trabalhamos em dois planos, com um arranque de prova por cada, e o aparelho mede os dois apoios ao mesmo tempo. Porquê, está explicado com pormenor no artigo sobre a escolha do número de planos.

Os planos de correção são escolhidos junto às extremidades do tambor, o mais perto possível dos apoios: discos frontais, anéis extremos do tubo, zonas livres entre os suportes de dentes mais próximos das extremidades. Quanto mais afastados os planos estiverem entre si, menores as massas necessárias para compensar a componente de momento.

> O valor-alvo é combinado antes do início dos trabalhos: desequilíbrio residual por classes G da ISO 21940-11 (quanto menor o número depois do G, mais rigorosa a tolerância) e o nível de vibração nos apoios, tendo em conta as zonas da ISO 20816. Registamos no relatório a parte aplicável e a edição da norma para a máquina em causa, porque estes documentos têm limites formais de aplicabilidade, e para equipamento florestal acoplado é preciso especificá-los à parte.

Sources: [ISO 21940-11:2016](https://www.iso.org/standard/54074.html) · [ISO 20816-1:2016](https://www.iso.org/standard/63180.html)

## Fixação das massas: soldadura ao tambor e respetivos requisitos

Normalmente não há posições de balanceamento desmontáveis no rotor de um triturador florestal, por isso as massas de correção são soldadas. Isto é mais fiável do que soluções aparafusadas num ambiente em que o rotor tritura pedras, mas impõe requisitos que não podem ser violados.

Avalie a carga: uma massa de 100 g a um raio de 250 mm, a 2000 rpm, puxa para fora com uma força de cerca de 1100 N, mais de cem quilos. Só a soldadura a segura, por isso soldamos com um cordão contínuo por todo o contorno da chapa, sem pontos de soldadura feitos à pressa.

Material da massa: aço de baixo teor de carbono comum, chapa ou barra, pesada antes da instalação. Nada de ferro fundido nem de recortes ao acaso. Local de soldadura: disco frontal ou anel do tubo junto à extremidade, longe dos suportes dos dentes e das suas soldaduras, nunca sobre a camada de revestimento resistente ao desgaste. Em tambores de aços de alta resistência e resistentes ao desgaste, soldamos tendo em conta a soldabilidade do material: preparação dos bordos, elétrodos ou arame adequados, e, se necessário, pré-aquecimento da zona de soldadura. Limpamos e inspecionamos a soldadura antes do arranque de controlo.

- Massa pesada, valor e raio registados no relatório antes da soldadura.
- Cordão contínuo, em todo o perímetro, calculado para a carga centrífuga com margem de segurança.
- Não soldamos sobre os suportes, o metal duro ou o revestimento, e não deixamos mordeduras no tubo do tambor.
- Antes de soldar, removemos o pó de madeira e a estilha da cobertura: são materiais combustíveis, e mantemos um extintor por perto.
- Se o programa exigir retirar massa em vez de acrescentar, usamos o cálculo de furação por posições fixas, mas num tubo de parede fina do tambor aplicamos a furação com cautela e, na maioria das vezes, optamos por soldar do lado oposto.

> Depois de afiar ou substituir o conjunto de dentes, um novo balanceamento é mais rápido: os coeficientes de influência guardados permitem fazer a afinação sem novos arranques de prova, muitas vezes em um ou dois arranques.

Sources: [Manual de operação Balanset-1A](https://vibromera.eu/balanset-1a-operation-manual/)

## Quando o balanceamento no local não resolve

Dizemo-lo com base nos resultados da primeira medição, não depois de instalar as massas.

- O tambor ou o veio está empenado depois de um impacto. O empeno vê-se com um comparador e na medição: primeiro o endireitamento ou a substituição do tubo, depois o balanceamento.
- O conjunto de dentes está incompleto ou é heterogéneo. Complete primeiro o rotor com dentes iguais, segundo o esquema do fabricante; caso contrário, balanceamos um estado ao acaso, que desaparece com a primeira substituição.
- O nível predominante vem de apoios de rolamento danificados, folga no assentamento do tambor ou fissuras na carcaça. Isto é reparação, não massas.
- O acionamento hidráulico não mantém a rotação: quebra sob carga, oscilações durante o aquecimento. As medições não se repetem, e os coeficientes de influência não podem ser calculados.
- A rotação de trabalho entra em ressonância com a cobertura, a lança ou o engate: a amplitude está inflacionada, a fase oscila. Primeiro é preciso sair da ressonância — mudar a rigidez da estrutura ou a rotação de trabalho; há um artigo à parte sobre isto.
- Não há acesso às extremidades do tambor: o avental não se retira, não há portinholas, a cobertura é cega. Nesse caso, o rotor é retirado e balanceado fora da máquina.

> Uma vibração que só existe sob carga, com a rotação em vazio limpa, significa que a origem está no processo de corte ou no acionamento. Isto é uma questão de diagnóstico, não de balanceamento, e distinguimos estes casos com honestidade através da medição.

## O que recebe e como marcar uma visita

Resultado: um rotor que mantém a rotação sem batimento, e um relatório com valores. No relatório, a vibração inicial e final em ambos os apoios em mm/s, os espectros, as massas, os raios e os locais das massas soldadas, a rotação, as observações sobre a mecânica e as recomendações. Com este documento, é possível comparar o estado da mesma cabeça daqui a uma época.

Somos engenheiros que desenvolvemos e fabricamos os aparelhos Balanset e que fazemos nós próprios o balanceamento no local. Base em Vila Nova de Gaia, junto ao Porto, com deslocações a todo o país. o diagnóstico vibratório com relatório custa 300 EUR por unidade, o balanceamento acrescenta a partir de 250 EUR, o valor mínimo faturado por visita é de 500 EUR, o cálculo exato para a sua máquina é dado pelo simulador no site.

Para uma única cabeça trituradora, normalmente cabemos num dia de trabalho, se o tambor estiver lavado e houver acesso às extremidades. Várias máquinas da mesma frota numa só deslocação saem mais baratas por rotor.

- Indique o modelo do triturador e da máquina base: escavadora, carregadora, trator com triturador acoplado.
- Indique o acionamento: motor hidráulico ou TDF com veio cardan e transmissão por correia.
- Descreva o acontecimento: impacto, perda de dentes, substituição do conjunto, revestimento.
- Envie fotografias do rotor pelas extremidades, dos apoios e da cobertura com o avental retirado, se possível: com elas escolhemos antecipadamente os planos de correção.
- Prepare, para a nossa chegada, a lavagem do tambor e o conjunto completo de dentes.

Sources: [Especificações do fabricante Balanset-1A](https://vibromera.eu/product/balanset-1/)

## Perguntas frequentes

**É preciso retirar a cabeça trituradora da escavadora ou o triturador do trator?**

Não. Balanceamos o rotor diretamente na máquina, nos seus próprios apoios de rolamento, sendo o acionamento de série a fazê-lo girar. É mais preciso do que numa bancada: o rotor trabalha com os seus próprios apoios, cobertura e fixação. Só é preciso retirar o rotor em caso de veio empenado ou de ausência total de acesso às extremidades do tambor.

**O motor hidráulico não mantém a rotação perfeitamente constante. O balanceamento é possível?**

Sim, se a rotação for estável dentro de poucos por cento e se repetir de arranque para arranque. O aparelho isola a componente síncrona pela marca de fase, por isso pequenas oscilações não são um problema. Aquecemos o sistema hidráulico até à temperatura de trabalho do óleo, fixamos o regime do motor e da bomba, e controlamos a rotação em cada arranque. Se o acionamento perder força e a rotação variar entre arranques, interrompemos o trabalho e tratamos da hidráulica.

**É sequer possível soldar massas a um tambor de aço resistente ao desgaste?**

É possível, se se soldar corretamente e no local certo. Soldamos chapas pesadas de aço de baixo teor de carbono aos discos frontais ou aos anéis do tubo, longe dos suportes dos dentes e do revestimento, com um cordão contínuo por todo o contorno. Para aços de alta resistência, temos em conta a soldabilidade: preparação, materiais de soldadura adequados, pré-aquecimento se necessário. Sobre metal duro e revestimento resistente ao desgaste, nunca soldamos.

**Onde colocam a marca de fase quando é um veio cardan a partir da TDF que faz girar o rotor?**

Só no próprio rotor: na extremidade do veio do tambor ou na sua polia. Um veio cardan com juntas gira de forma irregular dentro de cada rotação, e depois de uma transmissão por correia a frequência de rotação é completamente diferente, por isso uma marca do lado do acionamento daria uma fase errada e inutilizaria o cálculo da correção.

**Trocámos todo o conjunto de dentes por um novo. É preciso balanceamento?**

Faça uma medição. Um conjunto completo e uniforme, montado segundo o esquema, deixa muitas vezes o rotor dentro da tolerância. Mas os dentes do mesmo lote também têm dispersão de massa, e os suportes desgastam-se de forma desigual, por isso não há garantias. A medição demora menos de uma hora e responde à pergunta com valores. Se já tivermos balanceado este rotor antes, os coeficientes de influência guardados permitem fazer a afinação em um ou dois arranques.

**O que preparar para a nossa chegada?**

O tambor lavado de terra e estilha, o conjunto completo de dentes, uma plataforma nivelada, uma máquina em bom estado com a hidráulica aquecida ou a TDF a funcionar bem, acesso às extremidades do tambor e um operador que faça os arranques. Se o avental e as proteções forem difíceis de retirar, é melhor fazê-lo com antecedência. Quanto menos preparação for precisa no local, mais tempo sobra para as medições e a afinação.