Equilibragem de rotores de bombas multicelulares: possibilidades e limites do trabalho no local

A bomba de segmentos acumulou horas e a vibração cresceu sem uma única reparação. A bomba de alimentação vibra mais depois da revisão geral do que antes da desmontagem. O rotor multicelular é o objeto mais incómodo da equilibragem no local entre todas as bombas: veio comprido, vários impulsores, desequilíbrio distribuído pelos andares e planos de correção acessíveis apenas nas extremidades. Chegamos com um equipamento de dois canais, medimos e dividimos os casos com franqueza entre «equilibra-se no local» e «precisa de oficina». Em ambos os cenários recebe números e um parecer técnico.

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

Sintomas: como se queixa uma bomba multicelular

Numa bomba de um só andar o desequilíbrio costuma vir de fora: acumulação de depósitos, erosão do impulsor. Na multicelular acumula-se por dentro e manifesta-se devagar. O rotor é comprido, os impulsores estão escondidos no corpo, e os primeiros a dar sinal do problema não são os impulsores, mas o que os rodeia: os anéis de desgaste, o rolamento de encosto, o dispositivo de compensação axial.

• A vibração cresce com as horas de serviço, suavemente, ao longo de meses, sem reparações nem incidentes. Quadro clássico de desgaste dos anéis de desgaste — as folgas estreitas entre o impulsor e o corpo: as folgas aumentam, o rotor perde a sustentação hidrostática (a água nas folgas deixa de centrar o veio) e o mesmo desequilíbrio dá um nível cada vez maior.
• Depois da revisão geral, a bomba vibra mais do que antes. Rasto frequente da remontagem: os impulsores assentaram no veio com outras excentricidades e a distribuição do desequilíbrio ao longo do comprimento mudou.
• A vibração axial e a temperatura do rolamento de encosto sobem juntamente com a radial. É motivo para verificar o tambor de compensação ou o disco de compensação e o desgaste dos anéis: a força axial afastou-se do valor de projeto.
• Com variador de velocidade, há uma faixa de rotação onde o nível dispara e a fase deriva. Sinal de uma velocidade crítica próxima, e isso muda toda a tática de trabalho.
• A chumaceira do lado da ponta livre vibra de forma claramente diferente da do lado do acoplamento. Uma assimetria acentuada indica componente de momento do desequilíbrio de impulsores afastados entre si.
• No espetro apareceram componentes subsíncronas, abaixo da frequência de rotação. É assim que se manifesta a perda de estabilidade do rotor em anéis gastos e no tambor.
• A bomba trabalha longos períodos com caudal abaixo do mínimo admissível. A recirculação abana a máquina por si só e acelera o desgaste dos primeiros andares.

Nenhum ponto isolado é, por si, uma condenação por desequilíbrio. Mas cada um significa que está na hora de medir, e não de apertar porcas ao acaso.

Fontes: ISO 13373-3:2015 · ISO 281:2007

Construção: um rotor comprido e onde se acumula o desequilíbrio

Um rotor multicelular é um veio no qual estão montados, em sequência, os impulsores, casquilhos espaçadores e o tambor de compensação, tudo apertado com porcas. Cada assentamento é feito com folga mínima ou aperto e tem a sua excentricidade — um pequeno desvio do centro da peça em relação ao eixo de rotação — dentro da tolerância. Isolados, esses microns são inofensivos. Somados ao longo do rotor em ângulos aleatórios, dão um desequilíbrio distribuído que não se reduz a um único ponto.

Segunda particularidade: o rotor não se apoia só em dois rolamentos. Os anéis de desgaste dos andares e a folga do tambor de compensação funcionam como apoios hidrostáticos adicionais e centram o veio na água. Enquanto as folgas estão dentro dos valores de catálogo, o sistema é rígido. Com o desgaste, essa sustentação desaparece, a primeira velocidade crítica desce e a máquina, com as mesmas massas, vibra mais.

Rígido ou flexível: a pergunta principal antes de qualquer equilibragem

Para um rotor curto, a equilibragem em dois planos chega a qualquer rotação. Um rotor multicelular comprido, ao aproximar-se da primeira velocidade crítica, começa a fletir, e o seu desequilíbrio deixa de se descrever com dois números. As massas escolhidas para a rotação de trabalho agravam a vibração noutras rotações, e vice-versa. A teoria está no nosso artigo sobre velocidade crítica e rotores flexíveis; aqui ficam só os sinais práticos.

Verificamos isto diretamente na instalação. Com variador, registamos a amplitude e a fase da 1x em toda a gama de rotação; com rotação fixa, gravamos a paragem por inércia. Uma hora de trabalho que evita ou uma equilibragem inútil ou uma desmontagem desnecessária.

• A rotação de trabalho é cerca de 70 % da primeira velocidade crítica ou mais. Nas bombas de alimentação é quase sempre o caso.
• Na aceleração e na paragem por inércia, a amplitude da 1x passa por uma corcova e a fase roda quase 180 graus.
• O nível e a fase no regime de trabalho mudam visivelmente com uma pequena variação de rotação.
• Com o desgaste dos anéis de desgaste, a velocidade crítica desce, e uma máquina que trabalhou anos tranquila entra na zona de amplificação sem qualquer alteração de massas.

A separação formal entre rotores rígidos e flexíveis e os métodos para os equilibrar estão descritos na ISO 21940, com a ressalva da parte aplicável e da edição. Indicamos no relatório o critério pelo qual classificámos o seu rotor numa ou noutra categoria.

Fontes: ISO 21940-12:2016

O que verificamos antes de falar de massas

Os acelerómetros vão nas duas chumaceiras da bomba, na direção radial, com íman sobre uma superfície limpa, mais uma medição axial junto ao rolamento de encosto. A marca refletora cola-se no semiacoplamento; o sensor de fase laser aponta para ela. Seguem-se as verificações específicas de uma máquina multicelular.

• Posição axial do rotor e folga axial. Um disco de compensação ou um tambor gastos deixam o rotor passear ao longo do eixo, e o rolamento de encosto trabalha sobrecarregado.
• Temperatura e sinais espetrais do rolamento de encosto: com a força axial aumentada, é o primeiro candidato a avaria.
• Regime: caudal não inferior ao mínimo admissível, válvula e rotação fixas. Em recirculação, os arranques de ensaio não são comparáveis entre si.
• Desalinhamento de eixos e pé coxo — o assentamento incompleto de um dos pés na base. Em bombas quentes, o alinhamento de eixos avalia-se tendo em conta as dilatações térmicas: aqui, um alinhamento a frio «a zeros» é um erro.
• Peso da componente 1x no nível global e repetibilidade da sua fase de arranque para arranque.
• O espetro completo: frequências de passagem das pás dos andares, componentes subsíncronas, zona de alta frequência dos rolamentos.
• Histórico da máquina: o que mudou na última reparação, se foram montados anéis novos, se existe o relatório da equilibragem de fábrica do rotor.

Fontes: ISO 13373-3:2015

Como decorre a deslocação a uma bomba multicelular

1. 01

   Dados antes da deslocação

   Envia-nos o tipo de bomba, o número de andares, a rotação e a gama de regulação, o histórico de reparações, fotografias do conjunto do acoplamento e das duas chumaceiras. Com isso avaliamos de antemão as hipóteses de equilibragem no local. O que preparar na instalação está descrito no nosso artigo sobre a preparação para a equilibragem no local.

2. 02

   Medição de base

   Dois acelerómetros nas chumaceiras, medição axial junto ao rolamento de encosto, sensor de fase na marca. Registamos o nível global, a 1x com fase, a rotação, o espetro e o sinal no tempo num regime de trabalho estável, com caudal e pressão anotados.

3. 03

   Verificação de flexibilidade

   Amplitude e fase da 1x ao longo da gama de rotação com variador, ou gravação da paragem por inércia. Procuramos a velocidade crítica e vemos a que distância está da rotação de trabalho.

4. 04

   A bifurcação

   Rotor rígido, 1x dominante, fase estável: equilibramos em dois planos. Rotor flexível ou desequilíbrio distribuído pelos andares: ficamos pelo diagnóstico e preparamos o parecer para a oficina. A decisão é tomada pelos números, e mostramos-lhos.

5. 05

   Equilibragem, quando é possível

   Massa de ensaio em cada plano à vez, cálculo pelo método dos coeficientes de influência — a relação medida «colocámos esta massa — a vibração mudou assim» —, instalação das massas nos parafusos do semiacoplamento e na ponta livre do veio, arranque de controlo. Normalmente quatro arranques, com paragens de 15–30 minutos.

6. 06

   Trim e coeficientes

   Guardamos os coeficientes de influência da máquina. A correção seguinte — por exemplo, após uma época em água abrasiva ou após uma reparação com passagem pela máquina de equilibrar — faz-se num único arranque, sem massas de ensaio.

7. 07

   Relatório

   Números antes e depois, espetros, curvas de arranque, massas e posições. Ou o parecer com o caderno de encargos para a oficina, se colocar massas no local não fizer sentido.

Fontes: Manual de operação Balanset-1A

Planos de correção: o que está acessível no local e porque pode não chegar

A correção num único plano num rotor multicelular não faz sentido, e não é excesso de cautela, é geometria. Os impulsores estão distribuídos ao longo do veio e as suas excentricidades somam-se numa componente estática e numa de momento. Uma única massa só elimina a parte estática. O binário de momento fica, continua a baloiçar o rotor em torno do centro de massa, e a vibração limita-se a redistribuir-se entre as chumaceiras.

O problema do trabalho no local é outro: os dois planos acessíveis ficam nas extremidades do rotor, e o desequilíbrio mora no meio, nos andares.

• Parafusos do semiacoplamento. O plano de trabalho do lado do acionamento: a massa compõe-se com anilhas sob os parafusos de série, o equipamento calcula posições fixas, nada se solda nem se fura.
• Ponta livre do veio: o topo, a porca ou um elemento desmontável de série, se a construção der acesso. O raio é pequeno, por isso as massas saem consideráveis.
• O tambor de compensação e os discos de cobertura dos impulsores. São os planos de correção de série deste rotor, aqueles em que trabalha a máquina de equilibrar na oficina. Só se abrem com a desmontagem do corpo; no local estão inacessíveis.
• Soldadura no veio e quaisquer massas dentro da zona de passagem do fluido estão excluídas: a pressão e o escoamento arrancam uma massa sobreposta, e a soldadura arruína o veio e os vedantes.

A fronteira honesta do método: enquanto o rotor é rígido, a correção pelos dois planos extremos baixa a vibração nas chumaceiras, e muitas vezes isso chega. Mas não elimina o momento fletor dentro do rotor. Num rotor flexível, massas nas extremidades podem melhorar uma rotação e piorar outra — por isso aí não as propomos.

Fontes: ISO 21940-11:2016 · ISO 21940-12:2016

Quando não vai dar no local e o que fazemos em alternativa

Nas bombas multicelulares recusamos a equilibragem no local mais vezes do que em qualquer outro equipamento, e consideramos essa recusa uma parte honesta do trabalho. Eis os casos típicos.

• Rotor flexível: rotação de trabalho junto à primeira velocidade crítica ou acima dela. Dois planos extremos não reproduzem uma correção distribuída pelos andares.
• Desequilíbrio distribuído ao longo do comprimento após desgaste ou remontagem: a correção pelas extremidades empurra a vibração de uma chumaceira para a outra em vez de a baixar.
• O desgaste dos anéis de desgaste comeu a rigidez do rotor. Primeiro repor as folgas, depois falar de equilibragem: as massas não devolvem a sustentação hidrostática.
• Problemas axiais: disco de compensação gasto, rolamento de encosto sobrecarregado ou danificado. Isso é reparação, não equilibragem.
• Bomba de furo na coluna: não há acesso nenhum ao rotor, e equilibrar o motor na cabeça do furo só trata o motor.
• O regime não se mantém: caudal abaixo do mínimo, funcionamento em ciclos. Os arranques de ensaio não são comparáveis entre si.

Em vez de massas inúteis, recebe trabalho que faz avançar o assunto. Diagnóstico completo de vibrações: quanto pesa a 1x no nível, o que contribuem os anéis, onde está a velocidade crítica. Parecer para a reparação: que folgas e empenos verificar, o que substituir. Caderno de encargos para a oficina: equilibragem do rotor completo na máquina de equilibrar, com equilibragem individual dos impulsores na montagem, correção final do conjunto e tolerância pela classe G — a classe de precisão de equilibragem da ISO 21940. Depois da montagem voltamos, fazemos a medição de controlo em regime de trabalho e confirmamos o resultado com um relatório. O pequeno desequilíbrio residual que fica depois da máquina de equilibrar elimina-se com uma equilibragem trim no local: essa é, justamente, a zona legítima do trabalho no terreno.

Fontes: ISO 21940-11:2016 · ISO 20816-1:2016

O que recebe e como encomendar

O resultado da deslocação são números, não impressões — e valem o mesmo quando a equilibragem é feita e quando o parecer é «precisa de oficina».

• Vibração global e 1x com fase nas duas chumaceiras e na direção axial, antes e depois, em mm/s RMS (valor eficaz).
• Curva de arranque ou de paragem por inércia com a velocidade crítica assinalada, se tiver sido registada.
• Espetros com interpretação: componentes à rotação, de passagem das pás, subsíncronas, zona de alta frequência.
• Massas, raios e posições das massas instaladas, coeficientes de influência guardados para futuras correções trim.
• Avaliação do estado por zonas, com indicação da parte aplicável e da edição da ISO 20816, e, em caso de recusa da equilibragem no local, o parecer com o caderno de encargos para a oficina.

• Tipo de bomba e número de andares, rotação, potência, se o acionamento tem variador.
• Horas de serviço desde a última revisão geral e o que foi substituído: impulsores, anéis, tambor, rolamentos.
• Como evoluiu a vibração: suavemente com as horas, aos saltos, depois de uma reparação.
• Fotografias do conjunto do acoplamento, das duas chumaceiras e da ponta livre do veio.
• Se é possível variar a rotação ou gravar a paragem por inércia, número de arranques admissível e duração das paragens.
• Morada da instalação e janela de tempo conveniente.

Os pacotes começam nos 550 EUR por máquina (diagnóstico 300 EUR + equilibragem a partir de 250 EUR), com fatura mínima de 500 EUR por deslocação: a viagem, a instalação dos sensores e o diagnóstico levam o seu tempo independentemente do desfecho. Uma deslocação de diagnóstico com parecer conta pelas mesmas regras. O cálculo exato é dado pela calculadora no site. Desenvolvemos e fabricamos os equipamentos Balanset e somos nós próprios que equilibramos com eles no terreno. Base em Vila Nova de Gaia, junto ao Porto; trabalhamos em todo o Portugal.

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

Perguntas frequentes

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