AXILINEEquilibragem de veios porta-facas e tambores de fresagem no local de operação
Depois de trocar as facas, a plaina de espessura deixa uma ondulação grande na tábua, a desempenadeira ronca, os apoios de chumaceira aquecem até ao meio-dia. Vimos à unidade de produção, verificamos primeiro o conjunto e a saliência das facas, depois equilibramos o veio em dois planos, diretamente nos seus próprios apoios de chumaceira, às rotações de trabalho. Base em Vila Nova de Gaia, perto do Porto, deslocação a todo o Portugal.
De onde vem o desequilíbrio no veio porta-facas
O próprio veio vem equilibrado de fábrica. O desequilíbrio é trazido pelas facas e por tudo o que as segura. Cada reafiação remove da faca uma faixa de metal, e duas facas do mesmo conjunto, depois de um número diferente de reafiações, passam a pesar de forma diferente. Uma diferença de dois a três gramas, a um raio de 50 mm, dá 100–150 g·mm de desequilíbrio. A 6000 rpm, isto já são cerca de seis quilogramas de força rotativa, que percorre os apoios de chumaceira cem vezes por segundo.
O segundo grupo de causas reúne-se em torno da ranhura. As cunhas e os parafusos de aperto de conjuntos diferentes têm massas diferentes, aparas sob a base de apoio da faca mudam a sua saliência num único ponto, a resina cola-se ao corpo do veio de forma desigual e dá um desequilíbrio errático. Um entalhe na aresta, depois de encontrar um prego, lasca uma zona da faca: esta perde massa e deixa de cortar.
- Facas do mesmo conjunto com um número diferente de reafiações e massa residual diferente
- Cunhas e parafusos trocados entre ranhuras ou vindos de outro conjunto
- Saliência desigual das facas ao longo do veio e entre facas
- Resina e pó colado no corpo do veio e nas ranhuras
- Aparas sob a base de apoio da faca
- Aresta lascada depois de um prego ou de uma inclusão metálica
Fontes: ISO 21940-11:2016
Primeiro o conjunto e a saliência, depois a equilibragem
Isto não é um capricho nosso, mas sim a lógica do método. As facas com as cunhas representam uma fração significativa da massa rotativa do veio, e a sua disposição ao longo da circunferência é precisamente a distribuição de massa que equilibramos. As massas de correção compensam a configuração concreta daquele conjunto. Por isso, não equilibramos um veio com um conjunto aleatório de facas: o resultado não sobrevive à primeira troca de facas.
A saliência também é responsável por quantas facas realmente cortam. Uma faca que sobressai das vizinhas três a cinco centésimas (de milímetro) fica com todo o corte para si, e nenhuma equilibragem corrige isso. A verificação do conjunto demora menos de uma hora e, muitas vezes, resolve metade do problema ainda antes do primeiro arranque.
- Pese as facas: mantenha a dispersão de massa dentro do conjunto na tolerância do fabricante, normalmente décimas de grama
- Não misture as cunhas e os parafusos entre ranhuras; estão encostados às facas e participam na distribuição de massa
- Limpe as ranhuras de aparas e resina antes de instalar as facas, não depois
- Ajuste a saliência pelo relógio comparador ou por um calibre de afinação: igual ao longo de cada faca e entre facas
- Aperte os parafusos das cunhas com o binário de origem, do meio da faca para as extremidades
- Depois da afiação na oficina, peça para afiar o conjunto todo numa única montagem, não faca a faca
Ondulação na tábua: como a saliência e o desequilíbrio estragam o aplainamento
Uma superfície aplainada é uma cadeia de arcos deixados pelas facas. O passo da marca é igual ao avanço por volta, dividido pelo número de facas que realmente cortam. Enquanto todas as facas cortam, os arcos são pequenos e a superfície parece lisa. Assim que uma faca sobressai, passa a cortar sozinha: o passo aumenta duas a quatro vezes, e a ondulação vê-se com luz rasante e sente-se com a palma da mão.
O desequilíbrio funciona de outra forma. Faz o veio oscilar em órbita dentro dos apoios de chumaceira, e a profundidade de cada arco começa a variar. Na tábua, isto parece uma ondulação de passo instável, felpagem na face aplainada, arrancamentos junto aos nós. Ao mesmo tempo, a força rotativa desgasta os rolamentos e o assentamento da polia, por isso um desequilíbrio prolongado acrescenta, com o tempo, à ondulação, um ronco e o aquecimento dos apoios.
| O que se vê na tábua | Causa provável | O que fazer |
|---|---|---|
| Ondulação grande e regular, passo igual ao avanço por volta | Uma faca sobressai, só ela corta | Reajustar a saliência, conjunto por massa |
| Ondulação de passo instável, felpagem, ronco da máquina | Desequilíbrio do veio, órbita nos apoios de chumaceira | Equilibragem em dois planos |
| Ondulação cujo passo não muda ao alterar o avanço | Vibração que não vem do veio: acionamento, máquina vizinha, ressonância da mesa | Vibrodiagnóstico, procura da origem pela frequência |
| Marca profunda periódica, uma vez por volta | Entalhe na aresta ou aparas sob a faca | Inspeção do conjunto, substituição da faca |
Plainas de espessura, desempenadeiras, aplainadoras de quatro faces: o que consideramos em cada tipo
Plainas de espessura
Veio por cima da mesa, acionamento por correia, rotações típicas de 4000–6000 rpm. Apontamos o sensor de fase para uma marca na polia ou no topo do próprio veio, não do motor: a correia desliza, e a fase pelo motor engana. Acesso ao veio por cima, depois de retirar a proteção e de ligar a aspiração em bypass.
Desempenadeiras
O veio fica entre as mesas, e chegamos aos apoios de chumaceira por baixo ou pelos topos da bancada. Os planos de correção estão só nas extremidades do veio, mas, em compensação, um rotor curto e rígido equilibra-se de bom grado. Fixamos as mesas antes da medição: uma mesa móvel sobre guias desapertadas já é, por si só, uma fonte de vibração.
Aplainadoras de quatro faces
Quatro ou mais fusos com cabeças porta-facas, cada um com as suas próprias rotações. Equilibramos um a um, parando os restantes fusos. A vibração de um conjunto lê-se nas carcaças dos vizinhos, por isso separamos as origens pela frequência de rotação e pela fase, não por onde é mais alta.
Veios de aplainar de grande comprimento
Num veio longo, a distância entre os planos de correção é grande em relação ao diâmetro, por isso trabalhamos estritamente em dois planos: uma correção num único plano remove a vibração num apoio e aumenta-a no outro. Temos um artigo à parte sobre a escolha do número de planos.
Tambores de fresagem com facas amovíveis
Tambores de grupos de calibragem e de fresagem com facas amovíveis. Os encaixes de assentamento desgastam-se de forma desigual, e facas iguais ficam a raios diferentes. Antes da equilibragem, medimos a saliência em cada encaixe: encaixes desgastados são motivo para recusar as massas e enviar o tambor para reparação.
Veios porta-facas em espiral
Veios com fileiras em espiral de pastilhas de metal duro reversíveis. Aqui, a equilibragem resume-se quase sempre à composição do conjunto; mais em pormenor na secção seguinte.
Veio porta-facas em espiral: a equilibragem começa pela composição do conjunto
Um veio em espiral tem dezenas, e em máquinas largas centenas, de pastilhas reversíveis; cada uma, com o parafuso, pesa poucos gramas. O fabricante equilibra este veio montado, com o conjunto completo. A partir daí, tudo depende da manutenção. Uma pastilha ou um parafuso perdido dá um desequilíbrio pontual de valor bem percetível: cinco gramas a um raio de 60 mm são 300 g·mm, mais do que a tolerância de todo o veio.
Descobertas típicas na inspeção: pastilhas de lotes diferentes com massa diferente, uma pastilha rodada para uma face desgastada com o canto lascado, aparas sob a base de apoio, um parafuso apertado à mão. Por isso, a ordem é esta: conferimos a integridade do conjunto por fileiras, rodamos e substituímos as pastilhas segundo o regulamento do fabricante, apertamos os parafusos com o binário de origem, limpamos os assentamentos de resina. Depois disto, fazemos uma medição de controlo. Na maioria das vezes, a componente de rotação (a vibração na frequência de rotação do veio, designada 1x) já está dentro da norma, e não são precisas massas: paga o diagnóstico, não a equilibragem. Se o 1x persistir, equilibramos como um veio normal.
Como decorre a equilibragem do veio porta-facas no local
- Passo 1
Inspeção, limpeza, folgas
Retiramos a proteção, inspecionamos o conjunto de facas e as ranhuras, limpamos a resina do corpo do veio. Não se pode equilibrar com depósitos: vão cair, e o resultado com eles. Verificamos a folga nos apoios de chumaceira e a tensão da correia, com a máquina parada e bloqueada.
- Passo 2
Sensores e marca de fase
Colocamos dois acelerómetros nos apoios de chumaceira dianteiro e traseiro do veio, na horizontal, na direção de menor rigidez. Colamos a marca refletora no topo ou na polia do veio, e fixamos o sensor de fase a laser num suporte magnético.
- Passo 3
Medição inicial
Arranque às rotações de trabalho, depois de um breve aquecimento. Observamos a vibração total (o nível global em todas as frequências), a componente de rotação 1x, a fase e o espectro — a decomposição da vibração por frequências. Assim separamos o desequilíbrio dos rolamentos, da transmissão por correia e da ressonância da mesa. Se o 1x não dominar, dizemos com franqueza que as massas não vão ajudar, e procuramos a causa real.
- Passo 4
Arranques de ensaio em dois planos
Massa de ensaio, sucessivamente, em cada plano de correção nas extremidades do veio, com um arranque e uma medição depois de cada uma. O aparelho, pela reação do veio às massas de ensaio (método dos coeficientes de influência), calcula as massas de correção para os dois planos de uma vez.
- Passo 5
Instalação das massas de correção
Num veio porta-facas, nunca há soldadura: o aço está temperado, e a oficina está cheia de pó de madeira. Trabalhamos ajustando a massa das cunhas e dos parafusos, com os orifícios roscados de origem, e, se necessário, removendo metal por furação nos colares não funcionais. O aparelho converte a massa em profundidade e diâmetro de furação, e associa as posições às ranhuras das facas como a uma grelha fixa.
- Passo 6
Controlo, trim, relatório
Arranque de controlo, e, se necessário, equilibragem trim: um ajuste fino com um pequeno acréscimo, sem novos arranques de ensaio. Guardamos os coeficientes de influência do seu veio: na próxima troca de facas, a equilibragem vai demorar um a dois arranques. Entregamos um relatório com a vibração antes e depois, o desequilíbrio residual e a classe G.
Fontes: Manual de operação Balanset-1A · Especificações do fabricante Balanset-1A
Rotações, tolerância e o ambiente da oficina de trabalho da madeira
As rotações na indústria da madeira são altas, e isso torna a tolerância mais rigorosa. O desequilíbrio residual específico admissível cai proporcionalmente às rotações: para a classe G2.5, a 6000 rpm, restam cerca de 4 g·mm por quilograma de massa do rotor. Para um veio com 30 kg de massa, isto são 120 g·mm, ou seja, cerca de 2,4 g a um raio de 50 mm, para os dois planos. Tomamos a classe e a tolerância pela parte aplicável e pela edição da ISO 21940; avaliamos a vibração dos apoios pela parte aplicável da ISO 20816. Como se escolhe a classe G está tratado num artigo à parte.
O ambiente também dita as regras. O pó de madeira é explosivo, por isso nada de chama aberta, soldadura ou ferramenta que produza faíscas: apenas fixação mecânica das massas e furação com extração local de pó, mediante acordo consigo. Fazemos as medições com a aspiração em funcionamento, se esta estiver ligada de origem durante o corte: a conduta e o ventilador de aspiração mudam o fundo vibratório da máquina.
Fontes: ISO 21940-11:2016 · ISO 20816-1:2016
Quando a equilibragem no local não resulta
- Os rolamentos do veio estão gastos: o espectro mostra componentes de rolamento, e a folga é percetível com uma alavanca. Primeiro a substituição dos rolamentos, a equilibragem depois; senão medimos a folga, não o desequilíbrio
- O veio está empenado depois de um encontro com metal: o relógio comparador mostra batimento ao longo do corpo do veio. É preciso endireitar ou substituir na oficina; as massas não escondem a curvatura
- As ranhuras ou os encaixes de assentamento estão gastos: a faca não fica fixa de forma repetível, e cada aperto dá uma saliência nova e um desequilíbrio novo
- Fissuras e lascamentos grandes nas facas: é uma questão de segurança e de substituição do conjunto, não de equilibragem
- As rotações não se mantêm estáveis: uma correia desgastada ou um variador de frequência instável não permitem uma medição repetível da fase
- Ressonância da mesa ou da bancada: a vibração é enorme com um desequilíbrio pequeno; trata-se com rigidez e apoios — temos um artigo à parte sobre ressonância
Nenhum destes casos significa que a visita foi em vão: recebe medições, espectros e um diagnóstico claro, com o qual a reparação se faz uma única vez, e não ao acaso.
Fontes: ISO 281:2007 · ISO 13373-3:2015
Preço, prazos e como preparar a máquina
Somos engenheiros que desenvolvemos e fabricamos os aparelhos Balanset, e somos nós que equilibramos com eles no local. Os pacotes começam em 550 EUR por unidade (diagnóstico 300 EUR + equilibragem desde 250 EUR), fatura mínima por visita 500 EUR. Vários fusos de uma aplainadora de quatro faces são vários rotores numa única deslocação, o que sai mais barato por veio. O valor exato para a sua máquina é calculado pela calculadora no site.
Quanto ao tempo: o primeiro veio, com a verificação do conjunto, demora geralmente duas a quatro horas, incluindo os arranques de ensaio. Uma nova equilibragem depois da troca de facas, pelos coeficientes de influência guardados, cabe numa hora.
- O conjunto de facas recém-afiadas, selecionado por massa, já está instalado e apertado com o binário de origem
- As chaves para as cunhas e os dados do binário de aperto à mão
- A proteção do veio abre-se, há acesso às extremidades do veio
- A máquina consegue fazer cinco a oito arranques curtos às rotações de trabalho
- Existe a possibilidade de bloquear o arranque durante a instalação das massas
- Envie com antecedência fotografias do veio, da placa de identificação e dos dados de rotação: com elas confirmamos a aplicabilidade e calculamos o preço
Perguntas frequentes
Equilibrar o veio com as facas ou sem elas?
Só com o conjunto de trabalho, instalado e apertado com o binário de origem. Um veio sem facas é um rotor diferente, com uma distribuição de massa diferente; o seu equilíbrio nada diz sobre como o conjunto se vai comportar no corte.
Porque é que a vibração aumentou depois da afiação das facas?
A afiação removeu massas diferentes das facas, ou, na montagem, trocaram-se as cunhas e os parafusos entre ranhuras, ou a saliência ficou desigual. Pese o conjunto e verifique a saliência com o relógio comparador. Se, depois disto, o 1x continuar alto, é preciso equilibrar.
A equilibragem remove as ondulações na tábua?
Depende de quais. Uma ondulação grande e regular, com um passo igual ao avanço por volta, é dada por uma faca saliente, e trata-se com a saliência, não com massas. Já a ondulação de passo instável, a felpagem e o ronco vindos da órbita do veio, a equilibragem remove.
É preciso equilibrar o veio em espiral com pastilhas?
Normalmente não. Primeiro a integridade das pastilhas e dos parafusos, a rotação das faces desgastadas segundo o regulamento, o binário de origem, assentamentos limpos. Depois disto, fazemos uma medição de controlo, e na maioria dos casos a componente de rotação já está dentro da tolerância. Só equilibramos se o 1x persistir.
Onde colocam as massas, se a soldadura é proibida?
Ajustamos a massa das cunhas e dos parafusos de aperto, usamos os orifícios roscados de origem, e, se necessário, removemos metal por furação nos colares não funcionais do veio. O próprio aparelho converte a massa necessária em profundidade de furação, e associa as posições às ranhuras das facas.
Com que frequência repetir a equilibragem do veio porta-facas?
Uma medição de controlo é apropriada em cada troca do conjunto de facas. Se os conjuntos forem selecionados por massa, a vibração geralmente mantém-se dentro da norma. Guardamos os coeficientes de influência do seu veio, por isso, se necessário, uma nova equilibragem demora um a dois arranques, sem novas massas de ensaio.
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