Critérios de Balanceamento Estático e Padrões de Aceitação para Impulsores de Bombas de Polpa

Critérios de balanceamento estático

Os impulsores de bombas de polpa são praticamente todos balanceados estaticamente de acordo com critérios de aceitação, geralmente realizados por meio da usinagem de uma porção em forma de crescente no diâmetro externo das proteções do impulsor (ver FIGURA 1). Geralmente, ainda permanece um desequilíbrio residual, que pode resultar em efeitos dinâmicos indesejados e é a chave para o estabelecimento de critérios de aceitação apropriados. Como os efeitos dinâmicos são descritos por valores como velocidade, velocidade periférica e rigidez do eixo, a determinação dos critérios de aceitação deve incluir não apenas as dimensões do impulsor, mas também suas condições operacionais permitidas.

Existem três maneiras úteis de especificar o máximo   desequilíbrio residual de um impulsor.

1. O desequilíbrio estático é definido como a massa m0   necessário no diâmetro externo para impedir qualquer

rotação quando mantido em um mancal sem atrito. O valor de m0 descreve completamente o desequilíbrio estático, mas, sem surpresa, um valor fixo de m0 tem efeitos diferentes em diferentes impulsores (grande efeito em um impulsor pequeno ou de rotação rápida e pequeno efeito em um impulsor grande ou de rotação lenta) e, portanto, m0 por si só não é um critério de aceitação adequado. Uma maneira um pouco mais refinada é observar a porcentagem de m0 em relação à massa M do impulsor.

2. Outro método consiste em reconhecer a noção de que existe uma distância e entre o centro de gravidade do impulsor ( cg ) e o eixo de rotação. Com o impulsor girando a uma velocidade angular w , a velocidade tangencial do cg ( Vt ) é considerada um limite em vez de um valor real e forma a base da classificação G da ISO 1940, conforme mostrado na Tabela 1. A conveniência dessa abordagem reside no fato de que, para uma gama de impulsores com a mesma velocidade periférica, o m0 / resultanteM é constante. Observe que, como incluímos o parâmetro dinâmico por meio da velocidade angular w , a velocidade real de um impulsor específicoG o valor é zero em repouso e aumenta diretamente com a velocidade.

2. Um terceiro método consiste em observar a força centrífuga causada pelo desequilíbrio e, particularmente, sua porcentagem em relação ao peso do rotor. Essa relação, chamada fator de força centrífuga desbalanceada kc , deve ser <1, ​​pois garante que o rotor de uma bomba horizontal tenha uma força descendente ininterrupta e não cause inversões de carga nos mancais. Novamente, para um rotor específico, o valor de kc não é constante, mas depende da velocidade de operação.

Critérios de aceitação de desequilíbrio

Na TABELA 1, as bombas são agrupadas com volantes e máquinas-ferramentas emG6.3 . Isso é aceitável em bombas d'água ou onde os impulsores têm vida útil infinita, ou seja, não se desequilibram com o tempo devido à abrasão, corrosão ou cavitação. O uso de umG6.3 A utilização exclusiva de grau não costuma ser justificada em bombas de polpa, visto que, ao manusear sólidos abrasivos, espera-se que os impulsores tenham vida útil limitada devido à erosão e corrosão. Eles se desbalanceiam, causam vibrações, degradam o desempenho e, eventualmente, precisam ser substituídos para que a bomba volte às condições operacionais originais.

Como exemplo, se considerarmosG6.3 Considerando o valor especificado para bombas, podemos calcular que um pequeno rotor de bomba 4/3, operando a 2300 rpm, deve ser balanceado para gerar uma força centrífuga não superior a 17% do seu peso. Por outro lado, um rotor de bomba grande e pesado 20/18, operando a 400 rpm, deve ser balanceado para produzir uma força centrífuga não superior a 3% do seu próprio peso. AplicandoG6.3 um impulsor grande aumentaria significativamente seu custo, mas os efeitos desses esforços durariam apenas até o impulsor começar a se desgastar.

A experiência demonstrou que valores de G superiores a G6.3 podem ser utilizados com segurança em rotores de bombas de polpa maiores que a bomba 4/3. Como regra geral, os requisitos de balanceamento dos rotores de bombas de polpa situam-se entre G40 no lado alto (grande quantidade de desequilíbrio residual) e G6.3 no lado baixo (pequeno nível de desequilíbrio residual). Rotores com uma relação diâmetro/largura >6 podem ser balanceados estaticamente em um único plano, utilizando trilhos de balanceamento, em um arranjo de eixo de motor (ou utilizando uma máquina de balanceamento comercial e fazendo um único plano).

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