Equilibragem de veios cardan e de transmissão no local de funcionamento

Um veio cardan não se comporta como um impulsor. Tem duas juntas cardan, que por si só criam vibração no segundo harmónico — o dobro da frequência de rotação —, uma junta estriada com marcas, um tubo de parede fina e, muitas vezes, ainda um apoio intermédio a meio. Por isso, num cardan verificamos primeiro a montagem e as folgas, e só depois tiramos o aparelho. Se o desequilíbrio se confirmar, equilibramos em dois planos nas extremidades do tubo e entregamos um relatório com os números antes e depois do trabalho.

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

Sintomas: como vibra precisamente a transmissão cardan

A transmissão cardan denuncia-se pelo facto de a vibração estar ligada à rotação, e não à carga. O acionamento funciona com calma, depois, numa determinada zona da gama, surge um ruído e um tremor ligeiro na estrutura, e acima e abaixo dessa rotação tudo se acalma. Uma gama estreita já é uma pista: ou é ressonância dos apoios e dos suportes, ou o veio aproximou-se da sua velocidade crítica de flexão — a rotação a partir da qual começa a fletir visivelmente.

Um segundo cenário típico surge depois de uma reparação. Trocaram a cruzeta, desmontaram e voltaram a montar a junta telescópica, soldaram uma forquilha nova, substituíram o tubo. O veio voltou para a máquina, e a vibração ficou pior do que estava antes da intervenção. Nestas chamadas, encontramos com mais frequência não um desequilíbrio, mas uma montagem fora da marca.

• O ruído e o tremor na estrutura ou na carcaça do acionamento surgem numa gama estreita de rotações e desaparecem acima e abaixo dela.
• A vibração aumentou logo após a substituição das cruzetas, a desmontagem da junta estriada ou a reparação do tubo.
• No tubo vê-se uma mancha limpa, sem tinta nem ferrugem: ali estava uma chapa de equilibragem de fábrica que se soltou.
• O suporte do apoio intermédio range, os parafusos desapertam-se repetidamente, o coxim de borracha do rolamento de suspensão está danificado.
• As cruzetas aquecem, a massa lubrificante é expelida por baixo dos vedantes dos rolamentos de agulhas.
• Ouve-se uma pancada ao arrancar, ao inverter o sentido ou ao soltar a tração, e na desaceleração livre o veio bate visivelmente.
• O tubo do veio está com lama, betume, gelo ou material enrolado, e a camada está irregular.
• O vedante da junta estriada está rasgado, e a massa lubrificante foi expelida da junta telescópica.

O que exatamente as massas reduzem está explicado no artigo sobre a vibração global, o 1× e a fase. Para o cardan, esta regra funciona de forma mais rígida do que o habitual: tem uma fonte própria de segundo harmónico, que não tem nada a ver com a distribuição de massa.

Construção: de onde vem o desequilíbrio no veio cardan

O desequilíbrio no cardan é quase sempre induzido de fora. A fábrica equilibrou o veio e soldou as chapas, e depois entram em jogo a reparação, um impacto, a corrosão e uma camada acumulada. Vamos analisar por componente, porque é do componente que depende como vamos resolver.

Um veio inicialmente equilibrado não se desequilibra por si só. Por isso, na inspeção, procuramos o acontecimento: o que foi feito ao veio, o que se perdeu dele, o que se acumulou nele.

Ângulos, montagem em fase das forquilhas e o segundo harmónico

Uma junta cardan que trabalha com um ângulo roda de forma irregular. A forquilha condutora mantém velocidade constante, a conduzida acelera e desacelera duas vezes por volta. Quanto maior o ângulo de trabalho, mais forte o efeito. No espectro, não se vê a componente de rotação, mas sim o segundo harmónico, e as massas não o removem.

O projetista amortece essa irregularidade com a segunda junta. Para isso, as forquilhas nas extremidades do veio têm de estar no mesmo plano, e os ângulos à entrada e à saída têm de ser iguais. Assim, a segunda junta devolve o que a primeira tirou, e o veio, à saída, gira de forma uniforme.

Uma montagem fora da marca quebra precisamente essa compensação. Rodaram as metades da junta telescópica, e as forquilhas deixaram de estar em fase. A irregularidade das duas juntas deixa de se anular e passa a somar-se. A vibração aparece sem qualquer desequilíbrio, aumenta com a rotação e fica no segundo harmónico. Aqui há uma única solução: desmontar e montar de novo pela marca.

Os ângulos também se verificam à parte. Os apoios do motor cederam, a posição da unidade mudou, o suporte do apoio intermédio deslocou-se, e os ângulos deixaram de ser iguais. A compensação passa a ser incompleta. Isto é a recuperação do assentamento dos componentes, não uma tarefa para massas.

• Domina o 1×, e o segundo harmónico é pequeno: é desequilíbrio, a equilibragem é adequada.
• Domina o 2× e aumenta com a rotação: verifique a montagem em fase das forquilhas e os ângulos de trabalho.
• 2× junto com vibração axial percetível nas unidades ligadas: é desalinhamento (de eixos), é preciso um alinhamento de eixos.
• Fundo de ruído elevado e picos de alta frequência: cruzetas, rolamentos de agulhas, rolamento de suspensão do apoio.
• Pico estreito a determinadas rotações com um desvio rápido da fase: ressonância ou aproximação à velocidade crítica de flexão do veio.

A análise do espectro e os sinais de ressonância estão em artigos à parte. Para a transmissão cardan, tenha em mente uma coisa: o segundo harmónico num cardan é, na maioria das vezes, geometria e montagem, não distribuição de massa.

Fontes: ISO 13373-3:2015

O que verificamos antes da equilibragem: primeiro as marcas e as folgas, depois as massas

Aqui, a ordem não é uma formalidade, mas uma condição para o método funcionar. O cálculo da correção assenta no facto de o sistema responder à massa acrescentada de forma previsível e repetível. Uma folga na cruzeta ou no estriado torna-o não linear: em cada arranque, a folga é absorvida de forma diferente, a fase desvia-se, e dois arranques iguais dão números diferentes. A partir de tais dados, não se consegue obter o coeficiente de influência — a resposta do veio à massa de ensaio, sobre o qual assenta todo o cálculo.

Depois, as marcas. Se o veio estiver montado incorretamente, a vibração fica no segundo harmónico, e vai andar atrás dela com massas o dia inteiro sem qualquer resultado. Verificar se as marcas coincidem demora minutos, e salva a deslocação inteira. Por isso começamos com a chave e o relógio comparador, e a massa de ensaio é a última coisa que tiramos.

E a segurança. Uma massa num cardan desgastado não devolve vida útil, apenas disfarça o nível. Uma cruzeta danificada num tubo que roda por baixo da máquina é um risco de rutura do veio em rotação. Um veio assim não equilibramos, e dizemos com franqueza que precisa de reparação.

• As marcas nas duas metades da junta estriada coincidem, as forquilhas nas extremidades do veio ficam no mesmo plano.
• Folga radial e angular de cada cruzeta, rodando as forquilhas à mão nos dois sentidos.
• Folga circunferencial no estriado da junta telescópica, estado do vedante, presença de lubrificante.
• Aperto dos parafusos do flange, estado das chapas de bloqueio, sinais de rotação do flange sobre o seu assentamento.
• Batimento do tubo e dos flanges com relógio comparador, em várias secções, com rotação lenta.
• Rolamento de suspensão do apoio intermédio, o seu coxim de borracha, aperto e fissuras do suporte.
• Ângulos de trabalho das juntas, afundamento dos apoios do motor e das unidades, posição relativa dos componentes.
• Presença de todas as chapas de equilibragem de fábrica e sinais das que se perderam.
• Limpeza do tubo ao longo de todo o comprimento, incluindo a zona junto às forquilhas.
• Coaxialidade das unidades ligadas. O desalinhamento (de eixos) resolve-se com o alinhamento de eixos, não com a equilibragem.

A folga é uma contraindicação, não um obstáculo menor. Enquanto as folgas não forem eliminadas, qualquer correção calculada será aleatória, e no arranque seguinte o nível volta ao que era.

Fontes: ISO 281:2007

Como decorre o trabalho no local

1. 01

   Inspeção e verificação da montagem

   Observamos as marcas da junta estriada, verificamos as folgas nas cruzetas e no estriado, a presença das chapas de equilibragem, o aperto dos flanges, o estado do apoio intermédio. Verificamos o batimento do tubo e dos flanges com relógio comparador, em rotação lenta. É aqui, antes de ligar o aparelho, que se decide se se continua.

2. 02

   Instalação dos sensores

   O veio cardan não tem apoios de chumaceira próprios, por isso colocamos os acelerómetros nos conjuntos de rolamentos das unidades nas extremidades do veio e no suporte do apoio intermédio, se existir. Limpamos as superfícies, fixamos com rigidez, medimos na direção radial, perpendicular ao eixo do veio. Colamos a marca refletora no flange ou no tubo, para o sensor de fase a laser.

3. 03

   Medição antes do trabalho

   Levamos o acionamento à rotação de trabalho e registamos o nível global, a componente de rotação, a fase, a rotação e o espectro. Calculamos a percentagem do 1× no nível global e observamos à parte o segundo harmónico: é ele que decide se é equilibragem ou montagem.

4. 04

   Escolha dos planos e do método de fixação

   Determinamos onde é fisicamente possível colocar massa: o tubo junto às extremidades, perto das forquilhas, a ligação por flange, os locais das chapas de fábrica. Combinamos consigo onde é admissível soldar e onde não é, e confirmamos que não vai haver furação do tubo.

5. 05

   Massa de ensaio no primeiro plano

   Colocamos uma massa pesada a um raio conhecido, fixamo-la com a mesma solidez de uma massa definitiva, e fazemos um arranque. Consideramos válida uma resposta de, no mínimo, 20–30% em amplitude, ou 20–30° em fase. Se a resposta for fraca, aumentamos a massa e repetimos, em vez de calcular a correção a partir de ruído.

6. 06

   Massa de ensaio no segundo plano

   Transferimos a massa para a outra extremidade do tubo e fazemos mais um arranque. O programa obtém os coeficientes de influência para os dois planos e calcula a massa e o ângulo de correção para cada um.

7. 07

   Correção e arranque de controlo

   Fixamos as massas de correção nas posições indicadas, retiramos a massa de ensaio e fazemos um arranque de controlo. Se faltar pouco para o objetivo, acrescentamos pequenas massas em modo de afinação, normalmente numa única tentativa.

8. 08

   Medição depois do trabalho e relatório

   Repetimos a medição nos mesmos pontos, na mesma direção, no mesmo regime. Registamos os números antes e depois, as massas instaladas, os raios e as posições. Guardamos os coeficientes de influência, para que a próxima afinação nesta máquina decorra sem arranques de ensaio.

Trabalhamos com o aparelho Balanset-1A: dois canais de vibração, sensor de fase a laser sobre a marca refletora, portátil com o programa, equilibragem num ou dois planos, modo de posições fixas e cálculo da tolerância por classes G. Na ligação por flange, o modo de posições fixas é especialmente prático: em vez de um ângulo e de um transferidor, obtém-se um número de orifício e uma massa.

Fontes: Manual de operação Balanset-1A

Quantos planos e onde ficam no veio cardan

O cardan é um rotor alongado. A relação entre o comprimento e o diâmetro do tubo é normalmente superior a dez, por isso uma única massa não resolve o problema: reduz o nível numa extremidade e aumenta-o na outra. Equilibramos em dois planos, nas extremidades do tubo, junto às forquilhas. É ali que está o raio máximo, é ali que a fábrica coloca as suas chapas, e é ali que o acesso menos vezes atrapalha.

Um veio de duas secções com apoio intermédio não é considerado por nós como um único rotor. Cada secção tem as suas próprias extremidades e o seu próprio apoio, por isso trabalhamos por secções e acompanhamos como a correção de uma se reflete no apoio vizinho. Um esquema de três apoios comporta-se como um rotor multiapoio, e sobre essa lógica há um artigo à parte.

O comprimento define um limite para a rotação. A velocidade crítica de flexão baixa com o aumento do comprimento do tubo, por isso, num veio comprido, a gama de trabalho esbarra nela. Um veio assim já não pode ser considerado rígido: flete em rotação, e a correção encontrada num regime funciona pior noutro. Equilibramos à rotação de trabalho real, e, quando há uma grande dispersão de regimes, recolhemos dados a várias velocidades.

A própria regra de escolha do número de planos está explicada num artigo à parte. Para o cardan, a conclusão é curta: quase sempre dois planos, e são precisos dois canais precisamente para ver as duas extremidades ao mesmo tempo.

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

Fixação das massas no tubo de parede fina

O tubo do cardan perdoa menos do que o disco frontal de um tambor. A parede é fina, a rotação é alta, e qualquer concentrador de tensões no tubo, um dia, torna-se uma fissura. Por isso escolhemos o método de fixação em função da construção, e não da comodidade da montagem.

O método normal repete o de fábrica: uma chapa de aço fina, curvada ao raio do tubo, encostada em toda a superfície e presa com pontos de soldadura curtos junto à extremidade do tubo, perto da junta da forquilha. Soldamos com corrente baixa e passagens curtas, para não perfurar a parede nem recozer o metal à volta.

• Colocamos a massa no tubo, junto às suas extremidades, perto das forquilhas, se possível ao mesmo raio onde estavam as chapas de fábrica.
• Dobramos a chapa ao formato do tubo e prendemo-la com pontos. Não fazemos um cordão anelar contínuo à volta da circunferência: é um concentrador de tensões pronto a formar-se.
• Não soldamos sobre a costura de soldadura da forquilha nem na zona termicamente afetada junto a ela.
• Não furamos o tubo. Um orifício numa parede fina, às rotações de trabalho do cardan, é inadmissível.
• Não soldamos perto da junta estriada nem dos vedantes: o calor estraga a massa lubrificante e a proteção guarda-pó.
• Só retiramos metal do flange, e só onde a espessura o permite, com o seu acordo.
• Fixamos o cabo de retorno da máquina de soldar na mesma peça que o elétrodo. A corrente através das cruzetas, dos rolamentos de agulhas e dos rolamentos das unidades avaria-os.
• Como alternativa à soldadura: uma abraçadeira com massa no tubo, anilhas de equilibragem e parafusos com excentricidade na ligação por flange.
• Fixamos a massa de ensaio com a mesma solidez de uma massa definitiva. A estas rotações, uma massa que se solte torna-se um projétil, por isso vedamos a zona de rotação e afastamos as pessoas.

Combinamos o método de fixação antes dos arranques de ensaio, não depois. Se não for possível soldar de todo no seu veio, e os flanges não derem o raio necessário, o mais correto é retirar o veio. Os métodos gerais de fixação de massas de correção estão explicados num artigo à parte; aqui ficam só as restrições desta construção.

Quando não vai resultar no local e quando é melhor retirar o veio

Recusar a equilibragem também é um resultado da deslocação, e poupa-lhe um turno. Seguem-se os casos mais frequentes nas transmissões cardan.

• Folga nas cruzetas ou no estriado. Primeiro a substituição das peças desgastadas, depois uma nova medição, e só então a decisão sobre a equilibragem.
• O veio está montado fora da marca. Desmontamos, montamos pela marca, verificamos de novo. Muitas vezes a chamada acaba aqui.
• Domina o segundo harmónico devido aos ângulos de trabalho. Resolve-se recuperando o assentamento dos componentes e a igualdade dos ângulos, não se remove com massas.
• O rolamento de suspensão do apoio intermédio ou o seu coxim estão danificados. Substituímos o apoio, caso contrário o resultado será instável.
• O tubo está deformado, há uma amolgadela ou batimento. A equilibragem vem depois da recuperação ou da substituição do tubo, não em vez dela.
• O veio não atinge uma rotação de trabalho estável, ou a rotação oscila numa gama larga.
• Não há acesso seguro: o veio está num túnel, sob uma proteção não amovível, ou não pode ser posto a rodar sem risco para as pessoas.
• A velocidade de trabalho está perto da crítica de flexão. É preciso um veio mais curto, um apoio adicional ou uma revisão do regime.

• Montado na máquina, vemos o veio junto com os flanges, as forquilhas, os ângulos reais e a rigidez dos apoios, ou seja, no sistema onde funciona.
• Numa máquina de equilibragem, o veio é equilibrado isoladamente, nos seus próprios munhões ou em prismas. É o caminho correto quando o veio já está retirado, ou quando não é possível rodá-lo na máquina.
• A variante em máquina de equilibragem tem uma condição: o veio tem de ser remontado exatamente da mesma forma como foi equilibrado.
• Antes de desmontar, marque a posição relativa dos flanges e das metades da junta estriada, e, na montagem, coloque os parafusos nos mesmos orifícios. Caso contrário, volta para a máquina um rotor diferente.

A comparação entre a deslocação e o trabalho na oficina está num artigo à parte. Num cardan, a escolha é decidida com mais frequência pelo acesso e pela possibilidade de pôr o veio a rodar em segurança, e não pela precisão do próprio método.

O que recebe, o preço e como encomendar

O principal resultado são números que se podem apresentar. Entregamos a medição antes e depois nos mesmos pontos, no mesmo regime, na mesma banda de frequências. Mais um parecer sobre a montagem e as folgas: muitas vezes é ele que determina o que fazer a seguir com o veio.

o vibrodiagnóstico com relatório custa 300 EUR por unidade, a equilibragem acresce desde 250 EUR, a fatura mínima por visita é de 500 EUR. O cálculo exato é dado pela calculadora no site, tem em conta o número de rotores, a distância e o volume de trabalho. Um diagnóstico sem equilibragem também faz sentido, porque fica a saber o que exatamente reparar antes de encomendar peças. Somos engenheiros que desenvolvemos e fabricamos os aparelhos Balanset, e somos nós que equilibramos com eles no local. Base em Vila Nova de Gaia, perto do Porto, deslocação por todo o Portugal.

• Tipo de veio: cardan de acionamento, veio intermédio, veio de tomada de força, de secção única ou com apoio intermédio.
• Rotação de trabalho e método de acionamento, e se é possível pôr o veio a rodar sem carga.
• Comprimento aproximado do veio e diâmetro do tubo, para avaliar antecipadamente os planos e o limite de rotação.
• Fotografias do veio completo, das ligações por flange, do conjunto estriado e do apoio intermédio.
• Nível de vibração medido, se já tiver sido feita uma medição, e os pontos de medição.
• Restrições: onde não se pode soldar, requisitos de acesso ao local, janela de paragem.

• Relatório com a vibração global e a componente de rotação em cada ponto, antes e depois do trabalho.
• Massas de correção instaladas, raios, ângulos ou números de posições fixas, e o método de fixação.
• Espectro com avaliação do segundo harmónico, do estado das cruzetas, do rolamento de suspensão e de sinais de desalinhamento (de eixos).
• Parecer sobre a montagem: coincidência das marcas, folgas nas cruzetas e no estriado, batimento do tubo e dos flanges.
• Avaliação segundo a parte aplicável da ISO 20816 como referência e, se necessário, cálculo do desequilíbrio residual pela classe de qualidade.
• Coeficientes de influência guardados para este veio: a próxima afinação decorre sem arranques de ensaio.
• Recomendações: o que substituir até à próxima paragem e o que observar na monitorização de vibrações.

Aplicamos as zonas da ISO 20816 e as classes de qualidade G como referência, e indicamos a parte aplicável e a edição da norma, porque há exceções por potência, rotação e tipo de apoios. A preparação encurta a deslocação quase para metade: acesso às duas extremidades do veio e ao apoio intermédio, superfícies limpas para os sensores, tubo limpo, possibilidade de atingir a rotação de trabalho e de parar o número de vezes necessário. Mais pormenores no artigo sobre a preparação do equipamento para a equilibragem.

Fontes: ISO 20816-1:2016 · Especificações do fabricante Balanset-1A

Perguntas frequentes

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