Apostila - Balanceamento de Rotores.pdf

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  • R&T Anlise de Vibraes e Balanceamento

    CURSO

    BALANCEAMENTO DE

    ROTORES

    Eng Ricardo Damio Gz Eng Thadeu Carneiro da Silva

  • R&T Anlise de Vibraes e Balanceamento

    CURSO BALANCEAMENTO DE ROTORES

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    SUMRIO

    RESUMO................................................................................................................................ 4

    CAPTULO 1. NECESSIDADE DE BALANCEAMENTO........................................................... 5

    1.1. Introduo ................................................................................................................ 5 1.2. Necessidade do Balanceamento........................................................................... 5 1.3. Origens do Desbalanceamento ............................................................................. 6 1.4. Algumas Causas de Desbalanceamento.............................................................. 6 1.1.1. Tolerncias de Fabricao............................................................................... 7 1.1.2. Prticas de Oficina ............................................................................................ 7 1.1.3. Operao Normal ............................................................................................. 8 1.1.4. Desgaste e Eroso ............................................................................................. 9 1.1.5. Resumo............................................................................................................... 9

    1.5. Efeitos e Tipos de Desbalanceamento ................................................................... 9 1.6. Rotores Rgidos e Rotores Flexveis ....................................................................... 12

    CAPTULO 2. TCNICAS DE BALANCEAMENTO............................................................... 14

    2.1. Balanceamento Dinmico .................................................................................... 14

    CAPTULO 3. QUALIDADE DE BALANCEAMENTO............................................................ 18

    3.1. Introduo .............................................................................................................. 18 3.2. Quantificao do Desbalanceamento................................................................ 18 3.3. Exemplo de Uso da Norma ISO 1940/1 ................................................................ 19 3.4. Avaliao do Desbalanceamento pela Vibrao ............................................. 19

    CAPTULO 4. BALANCEAMENTO COM BALANCEADORAS............................................. 22

    4.1. Introduo .............................................................................................................. 22 4.2. Como especificar?................................................................................................. 22 4.3. Comparao entre Balanceadoras Duras e Moles ............................................ 22

    CAPTULO 5. BALANCEAMENTO DE CAMPO .................................................................. 24

    5.1. Introduo .............................................................................................................. 24 5.2. Mtodo dos 3 Pontos.............................................................................................. 25 5.3. Mtodo Vetorial de Um Plano ............................................................................... 27 5.4. Balanceamento Vetorial de 2 Planos................................................................... 32

    CAPTULO 6. SOFTWARES DE BALANCEAMENTO DE CAMPO......................................... 35

    CAPTULO 7. CARACTERSTICAS DE UNIDADES GERADORAS PARA O BALANCEAMENTO..................................................................................................................... 36

    7.1. Referncias ............................................................................................................. 36 7.2. Introduo .............................................................................................................. 36 7.3. A Correo ............................................................................................................. 39 7.4. Desbalanceamento Magntico............................................................................ 40 7.5. Perturbaes Hidrulicas na Turbina.................................................................... 43 7.6. Limites e Critrios de Vibrao em Turbinas........................................................ 44 7.7. Prticas de Balanceamento de Unidades Geradoras........................................ 47 7.7.1. Instrumentao................................................................................................ 47

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    7.7.2. Tipos de Balanceamentos .............................................................................. 49 7.7.3. Formas de Balanceamento: ........................................................................... 49 7.7.4. Mtodos de Clculo de Balanceamento de Campo.................................. 49

    7.8. Consideraes Finais ............................................................................................. 58

    ANEXO - USO DE BALANCEAMENTO ATIVO NA SOLUO DE PROBLEMAS DE MANUTENO E DE CONFIABILIDADE ............................................................................. 61

    1. Sinopse...................................................................................................................... 61 2. Correo Automtica do Desbalanceamento ..................................................... 61 3. Operao de um Sistema de Balanceamento Ativo ........................................... 61 4. Aplicaes do Balanceamento Ativo.................................................................... 62 5. Exemplos de Aplicao .......................................................................................... 62 5.1. Fabrica de Cimento ........................................................................................... 62 5.2. Siderrgica (USStell) ........................................................................................... 63

    6. A Tecnologia SKF...................................................................................................... 64

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    RESUMO

    O estudo da vibrao trata das respostas dos sistemas mecnicos s excitaes dinmicas a que submetido.

    Excitao dinmica qualquer esforo no constante, varia tempo, de modo aleatrio ou regular. O som de uma fanfarra incidindo em um painel, a gua fluindo dentro de um rotor de turbina so exemplos reais de excitaes dinmicas. Dinmicas porque so variveis no tempo e podem ou no ter um contedo de freqncias bem definido.

    O comportamento vibratrio de uma mquina depende muito de seu projeto e de sua montagem.

    Na aplicao desta anlise no monitoramento de mquinas, o analista identifica a causa, faz o diagnstico da vibrao, e pela tendncia (amplitude e evoluo) da vibrao se faz a avaliao da severidade das condies mecnica da mquina, ou seja, das condies atuais dos defeitos.

    Os resultados desta anlise so aplicados diretamente em muitas tcnicas de manuteno, onde coexistem vrias filosofias com nomes sugestivos: Manuteno Preditiva, Monitoramento das Condies, Manuteno Pr-Ativa, Falha Zero e outros que lembram maior Vida til, maior Disponibilidade, menor Estoque, Manuteno Just-in-time, etc.

    Com qualquer nome, uma das conseqncias diretas mais eloqentes financeira. A reduo significativa dos custos de manuteno, a reduo do imobilizado em estoques, a maior produtividade. No Brasil, o retorno financeiro com a aplicao da Anlise de Vibrao de 10 a 30 vezes, no primeiro ano de implantao. Em alguns outros pases, fala-se em 20 a 50 vezes.

    Este curso visa estabelecer os principais critrios e parmetros que devero ser observados durante o balanceamento de Unidades Geradoras de eixo vertical, de mdio e grande porte, cujas freqncias de rotao so inferiores s freqncias crticas, o que facilita seu balanceamento e assegura a inexistncia de fenmenos pertinentes s mquinas de alta rotao.

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    CAPTULO 1. NECESSIDADE DE BALANCEAMENTO

    1.1. Introduo

    Neste mdulo trata-se do balanceamento de rotores, a tcnica mais importante na linha de fabricao de elementos que giram.

    O balanceamento o respaldo, o toque final de todo bom projeto. As pequenas diferenas devido s tolerncias de fabricao so compensadas no ato de balancear.

    Curiosamente os especialistas e as mquinas balanceadoras se tornam transparentes, invisveis aos usurios das boas mquinas. A maioria dos usurios no valoriza suficientemente o balanceamento, eles se mantm atentos ao desbalanceamento que de fato altamente pemicioso para o maquinrio.

    Nos itens seguintes se tratar especificamente do balanceamento rotativo de rotores rgidos, do beneficio gerado e das tcnicas mais usuais. Apresentar-se- tambm a norma internacional que recomenda a qualidade de balanceamento para cada caso.

    1.2. Necessidade do Balanceamento

    Um rotor em rotao gera esforos dinmicos que se propagam s partes da mquina que o suportam. Neste texto, a discusso ser restrita aqueles esforos passveis de eliminao pelo balanceamento. No sero tratadas aqui as foras giroscpicas, magnticas, inerciais, etc.

    Quando uma mquina projetada, prev-se os nveis admissveis de esforos em todas as suas partes, quais sejam: mancais, blocos, eixos, suportes, parafusos ... . Estes esfo