Um grau de balanceamento não é um selo de qualidade. Ele define a quantidade de desequilíbrio residual permitida, que se torna mais rigorosa à medida que a velocidade aumenta; isso significa que o mesmo número do grau representa tolerâncias físicas muito diferentes em um ventilador lento e em um ventilador rápido.
O que o grau permite
Os graus de balanceamento são definidos pelo produto do desequilíbrio residual específico e da velocidade angular. O número do grau corresponde a esse produto em milímetros por segundo.
Graus comuns para máquinas rotativas:
| Grau | Aplicação típica |
|---|---|
| G6.3 | Ventiladores gerais, bombas, rotores industriais padrão |
| G2.5 | Ventiladores de maior velocidade, acionamentos de máquinas-ferramenta, turbinas |
| G1.0 | Aplicações de precisão, máquinas de alta velocidade |
A consequência importante é que, como o grau fixa um produto que envolve a velocidade, o deslocamento de massa permitido em um determinado raio cai pela metade quando a velocidade dobra. Especificar G6.3 para um ventilador operando a 2,900 rpm exige um balanceamento fisicamente mais rigoroso do que o mesmo grau a 1,450 rpm.
É por isso que um ventilador que recebeu novas pás ou teve sua roda substituída para operar em velocidade mais alta não pode simplesmente reutilizar a especificação de balanceamento antiga.
Um plano ou dois
O balanceamento em um único plano corrige o desequilíbrio em um plano radial. É adequado para rotores finos, semelhantes a discos, nos quais a massa está concentrada em um único plano.
O balanceamento em dois planos corrige o desequilíbrio distribuído ao longo do comprimento do rotor. É necessário quando o rotor é largo em relação ao seu diâmetro, o que abrange a maioria dos impulsores de ventiladores centrífugos e todas as rodas de dupla entrada.
Um impulsor largo balanceado em um único plano pode apresentar desequilíbrio aceitável nesse plano enquanto permanece um desequilíbrio de casal — a roda efetivamente oscila. A medição fica aceitável em uma máquina de um único plano, mas o conjunto vibra durante a operação, uma situação confusa e relativamente comum.
Limites de vibração em operação
O grau de balanceamento descreve o rotor em uma máquina de balanceamento. Depois disso, o que importa é a vibração medida no ventilador instalado, convencionalmente como velocidade em mm/s RMS nos alojamentos dos rolamentos.
Orientação geral para máquinas do porte de ventiladores:
- Abaixo de aproximadamente 2.8 mm/s — bom, típico de uma instalação nova bem balanceada e bem alinhada.
- De 2.8 a 7.1 mm/s — aceitável para operação contínua em muitas classes de máquinas.
- De 7.1 a 18 mm/s — insatisfatório; investigar.
- Acima de 18 mm/s — inaceitável; o dano está se acumulando.
Os limites exatos de cada classe dependem do tamanho e da montagem da máquina; portanto, deve-se usar a norma aplicável à máquina, em vez de considerar apenas estes valores. O que é universalmente útil é a tendência: uma linha de base obtida no comissionamento e comparada periodicamente identifica um problema em desenvolvimento muito antes de um limite ser ultrapassado.
Diagnóstico do problema real
A vibração tem várias causas, que podem ser distinguidas pela frequência:
- Desequilíbrio — predominante em uma vez a frequência de rotação, com amplitude constante e fase estável ao longo do tempo.
- Desalinhamento — normalmente forte em duas vezes a frequência de rotação, muitas vezes com vibração axial significativa.
- Dano no rolamento — energia de alta frequência, não síncrona com a velocidade de rotação, muitas vezes aumentando ao longo de semanas.
- Folga — múltiplas harmônicas da velocidade de rotação.
- Aerodinâmica — na frequência de passagem das pás, igual ao número de pás multiplicado pela velocidade de rotação.
Adicionar pesos de balanceamento a uma máquina cujo problema real é desalinhamento ou um rolamento em falha piora ligeiramente a situação e atrasa o reparo efetivo. Uma leitura do espectro leva minutos e responde à pergunta.
Por que um ventilador balanceado perde o balanceamento
Os ventiladores perdem o balanceamento durante a operação, e a causa indica a correção:
- Acúmulo irregular de depósitos — graxa, poeira, fibras. É a causa mais comum. A limpeza restaura o balanceamento; rebalancear uma roda suja trata o sintoma.
- Erosão em correntes de ar abrasivas, removendo material de maneira irregular.
- Corrosão, igualmente irregular.
- Perda de um peso de balanceamento, o que produz uma mudança brusca, em vez de uma tendência gradual.
- Dano por impacto causado por detritos aspirados através de uma proteção de entrada ausente.
Um aumento gradual da vibração ao longo de meses geralmente indica depósitos ou erosão. Um salto repentino geralmente significa que algo quebrou ou se soltou; o ventilador deve ser parado e inspecionado, em vez de continuar apenas acompanhando a tendência.
O que especificar
- O grau de balanceamento, junto com a velocidade de operação à qual ele se aplica.
- Um ou dois planos, de acordo com a geometria do rotor.
- Um certificado de balanceamento do rotor efetivamente fornecido, não uma declaração referente ao tipo.
- Uma leitura da vibração no comissionamento, registrada nos rolamentos, para servir como linha de base.
O último item não custa nada no momento da entrega e é o que torna interpretável toda medição posterior.