O que é a equilibragem dinâmica?
O que é a equilibragem dinâmica?
A equilibragem dinâmica é um método utilizado para corrigir rotores em desequilíbrio, a fim de reduzir o ruído e a vibração e melhorar a qualidade e a vida útil das máquinas. O desequilíbrio resulta de uma distribuição irregular da massa em torno do eixo de rotação. A equilibragem é obtida fazendo rodar o componente à velocidade de serviço e utilizando equipamento de medição para localizar os pontos pesados que causam o desequilíbrio. Depois de conhecidas as posições do desequilíbrio, pode retirar-se massa nesse local ou adicioná-la no lado oposto para o equilibrar.
O desequilíbrio dinâmico é, tipicamente, uma combinação de forças axiais e radiais, também conhecida como desequilíbrio de binário e estático, que faz com que o eixo de massa seja diferente do eixo de rotação. O desequilíbrio dinâmico é corrigido em 2 ou mais planos e é comum em componentes como bombas multiestágio, cambotas e turbinas.
O que é a equilibragem de binário?
O desequilíbrio de binário é uma força axial que ocorre quando uma massa em rotação tem duas forças de desequilíbrio iguais situadas a 180° uma da outra. Um sistema pode estar equilibrado estaticamente e, mesmo assim, apresentar desequilíbrio de binário. O desequilíbrio de binário ocorre com frequência em rotores cilíndricos alongados e é normalmente corrigido em 2 planos.
O que é a equilibragem estática?
O desequilíbrio estático é paralelo ao eixo de rotação e produz uma força radial no rotor. O desequilíbrio é corrigido num plano axial e pode ser medido tanto em máquinas de equilibragem rotativas como em máquinas estacionárias.
A equilibragem estática é utilizada em componentes em forma de disco, como pequenos volantes de inércia, rotores de bombas, discos de travão e embraiagens.
Vantagens da equilibragem estática e dinâmica
- Menos ruído
- Menos vibração
- Conforto
- Eficiência
- Maior segurança
- Menor tempo de paragem
Os rotores em desequilíbrio tendem a rodar em torno do seu eixo de massa e não do eixo de rotação. As chumaceiras impedem este movimento, mas provocam vibração do rotor, das chumaceiras e de outras peças a eles ligadas. Isto resulta num desgaste desnecessário de todos os componentes da máquina e pode encurtar a sua vida útil e causar avarias mais frequentes.
O ruído e a vibração produzidos por um rotor em desequilíbrio podem estar diretamente ligados ao conforto e à qualidade, sobretudo no setor automóvel. Componentes de automóveis em desequilíbrio resultam numa condução desconfortável e ruidosa, o que pode também reduzir o valor do veículo e a sua fiabilidade.
O que são os limites de equilibragem?
Os limites de equilibragem indicam as quantidades aceitáveis de desequilíbrio nos rotores. Os fabricantes especificam normalmente as tolerâncias aceitáveis para os seus componentes com base nos seus ensaios. No entanto, existem normas internacionais (ISO 21940) que definem graus de qualidade de equilibragem G para diferentes tipos de rotor, os quais podem ser utilizados para calcular as tolerâncias de equilibragem. O grau G 40 é um limite de equilibragem típico para rodas de automóveis, enquanto rotores como os pequenos induzidos elétricos exigem maior precisão, pelo que são normalmente equilibrados segundo o grau 2,5.
Unidades de desequilíbrio
As unidades de desequilíbrio são massa vezes raio. Por exemplo, uma massa adicionada numa determinada posição da peça a equilibrar deslocaria o eixo de massa para o eixo de rotação, ficando assim em equilíbrio. A massa de correção multiplicada pelo raio aplicado dá uma unidade de desequilíbrio. Nas medições métricas, as unidades serão grama-milímetros (gmm) ou, no caso de rotores de grandes dimensões, grama-centímetros. O equivalente imperial será grama-polegadas ou onça-polegadas. Esta massa seria aplicada, a um determinado raio do centro de rotação, na posição leve.
Como medir o desequilíbrio estático e dinâmico
Utilizamos máquinas de equilibragem para medir com precisão um rotor em desequilíbrio e determinar o ângulo e a quantidade exatos do desequilíbrio. Um software de equilibragem sofisticado apresenta os dados de forma clara, indicando as posições de correção no rotor e a quantidade de massa a adicionar ou a retirar. Utilizam-se diferentes máquinas de equilibragem consoante o tipo de rotor; por exemplo, um rotor em forma de disco que requer equilibragem num só plano / equilibragem estática é normalmente equilibrado numa máquina vertical, em que o eixo do rotor se encontra na vertical durante a medição. Uma máquina de equilibragem horizontal pode ser utilizada para medir o desequilíbrio de binário e o desequilíbrio dinâmico em rotores cujo comprimento é proporcionalmente superior ao diâmetro. Nesta máquina, o eixo do rotor fica na posição horizontal.
Como corrigir um rotor em desequilíbrio
Depois de identificarmos as posições do desequilíbrio num rotor com uma máquina de equilibragem, aplicamos a correção retirando material da posição pesada ou adicionando material na posição leve. Os métodos de remoção habituais incluem fresagem, furação e retificação, enquanto os métodos de adição de massa podem incluir soldadura ou aparafusamento de massas à peça, ou o recurso a clipes com massa.
Tipos de rotores
Os rotores dividem-se em dois grupos. Num deles, o rotor é rígido e não sofre deflexão até à velocidade de serviço, inclusive. O outro grupo é constituído por rotores flexíveis, que se «curvam» até à velocidade de serviço. A primeira deflexão observada é um «efeito de corda de saltar», o que significa que, à velocidade de serviço, o centro do rotor se afasta do seu eixo de rotação, causando um elevado desequilíbrio estático.
Equilibragem de rotores rígidos
Como o desequilíbrio existe num componente mesmo quando está parado, os rotores rígidos podem ser equilibrados a baixa velocidade, apenas a necessária para produzir uma força centrífuga que permita registar o desequilíbrio.
Equilibragem de rotores flexíveis
Este tipo de rotor é equilibrado a baixa velocidade, em que o rotor não sofre flexão. Faz-se a correção do desequilíbrio, aumenta-se gradualmente a velocidade e o desequilíbrio é corrigido por fases até se atingir a velocidade de serviço do rotor.
Equilibragem estática e dinâmica das suas peças
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