Alinhamento Bomba-Motor: Tipos, Tolerâncias e Procedimento Passo-a-Passo

1. Os três tipos de desalinhamento

Desalinhamento paralelo, ou offset, acontece quando os eixos da bomba e do motor têm a mesma direção, mas estão deslocados um em relação ao outro, na vertical, na horizontal ou nos dois planos. É expresso em milímetros, medido no plano do acoplamento. Ele impõe carga radial cíclica aos mancais a cada volta do eixo.

Com relógio comparador, a leitura na periferia do cubo é o dobro do offset real, porque o relógio percorre os dois lados do eixo: uma variação total de 0,20 mm corresponde a 0,10 mm de deslocamento.

Desalinhamento angular acontece quando as linhas de centro formam um ângulo entre si. Ele é expresso em graus ou, mais comum em campo, em milímetros de abertura por 100 mm de comprimento — 0,6° equivale a cerca de 1,05 mm por 100 mm, porque tg 0,6° ≈ 0,0105. Na leitura de face, divida a diferença entre as leituras opostas pelo diâmetro de medição: 0,06 mm de diferença num círculo de 120 mm dá 0,05 mm por 100 mm.

O efeito nos mancais é uma carga axial cíclica, que desgasta o acoplamento e o selo.

O desalinhamento axial é a distância entre as faces do acoplamento, ou entre as pontas de eixo, fora do valor do fabricante do acoplamento. Cada modelo e tamanho tem a sua distância — está no catálogo do acoplamento e no desenho do conjunto. Distância pequena demais força o eixo da bomba contra o motor e sobrecarrega o mancal de escora; distância grande demais reduz o engajamento do elemento elástico e acelera o desgaste.

Em motor com folga axial de eixo, meça com o rotor na posição de trabalho indicada pelo fabricante do motor.

Na prática, todo conjunto tem os três desvios ao mesmo tempo, nos planos vertical e horizontal, e as correções interagem: calçar um pé do motor muda o ângulo e o offset juntos. A sequência usual é acertar primeiro a distância axial, depois corrigir o plano vertical com calços sob os pés do motor e, por último, o plano horizontal, deslocando o motor de lado.

Ao final, meça de novo tudo com os parafusos apertados, porque o aperto também move o motor.

2. Tolerâncias de alinhamento por rotação

A tolerância aperta com a rotação: quanto mais rápido o eixo gira, mais ciclos de carga o desvio impõe aos mancais por minuto. A referência que manda é a do fabricante da máquina, que considera o conjunto inteiro; o fabricante do acoplamento informa o que o acoplamento suporta, que costuma ser mais folgado.

Na falta de valor específico, o manual do alinhador SKF TKSA 20 traz uma tabela de desalinhamento máximo aceitável, que ele mesmo apresenta como orientação aproximada e que está reproduzida abaixo. Um acoplamento flexível acomoda pequenos desvios em operação, mas isso não justifica alinhar mal — o próprio manual FBEI faz essa ressalva.

O manual FBEI MAN001-10 cita, do catálogo do acoplamento, desvio radial menor que 0,05 mm e angular menor que 0,6°. O radial equivale à faixa de 3.000 a 4.000 rpm da tabela; o angular, de cerca de 1,05 mm por 100 mm, é o limite do acoplamento e fica mais de dez vezes acima da orientação de máquina para 1.750 rpm (0,08 mm por 100 mm) — para a vida dos mancais, mire a tabela de máquina.

Em serviço quente, alinhe a frio com um alvo que compense a dilatação: a altura do eixo cresce aproximadamente α × L × ΔT. Para aço (α ≈ 11,5 × 10⁻⁶ /K), 250 mm da base à linha de centro e 50 K de aquecimento do suporte, o eixo sobe cerca de 0,14 mm. O valor real depende da construção e da temperatura de cada lado; confirme no desenho ou com a engenharia antes de aplicar.

3. Método 1 — Relógio comparador (rim-and-face)

O método de relógio comparador é o método clássico, preciso e relativamente barato — exige dois ou três relógios comparadores com base magnética, suportes ajustáveis e treinamento do executor. A configuração rim-and-face (perímetro e face) usa dois relógios: um aponta radialmente para o cubo do acoplamento do lado oposto (mede desalinhamento paralelo), outro aponta axialmente para a face do acoplamento (mede desalinhamento angular).

Os dois eixos são girados juntos a 0°, 90°, 180° e 270°, e as leituras nas quatro posições permitem calcular as correções verticais e horizontais a aplicar nos pés do motor.

Antes de medir, confira a flecha do suporte (bar sag): monte o suporte com o relógio na mesma distância do alinhamento real, sobre um tubo rígido, zere com o relógio em cima e gire 180°. A leitura embaixo é a deflexão do próprio suporte, que deve ser descontada das leituras verticais.

Confirme também que as leituras fecham — a soma das leituras laterais deve ser igual à soma das leituras de topo e de baixo — e repita a volta completa quando não fecharem. Com as leituras nas quatro posições e as distâncias entre o relógio e os pés do motor, calcula-se a correção de calço e o deslocamento lateral de cada pé.

4. Método 2 — Alinhamento a laser

O alinhamento a laser usa unidades de medição fixadas em cada eixo ou cubo: o sistema lê a posição relativa dos eixos enquanto eles giram e calcula, nos planos vertical e horizontal, o offset, o ângulo e a correção em cada pé do motor. Os sistemas também ajudam a detectar pé manco e permitem lançar a compensação de dilatação térmica, para alinhar a frio mirando a condição quente.

A distância entre as faces do acoplamento, em geral, continua sendo medida à parte, com paquímetro ou calibre.

A vantagem sobre o relógio é a velocidade e o registro: a correção sai calculada na hora, é fácil repetir a medição após cada ajuste e o relatório fica gravado com data, valores e tolerância usada. Isso pesa em plantas com muitos conjuntos e em bombas críticas, como a de incêndio, em que a rastreabilidade do comissionamento importa.

Para qualquer instrumento, configure corretamente as distâncias entre sensores, acoplamento e pés, identifique qual máquina fica fixa — normalmente a bomba, ligada à tubulação — e qual se move.

5. Método 3 — Régua + calibre (campo emergencial)

O método de régua de aço retificada apoiada nos cubos do acoplamento, combinado com calibre de folgas para verificar a face, é o método de campo emergencial. Apoia-se a régua sobre os dois cubos ao longo do eixo: se houver desalinhamento paralelo, surge folga sob a régua em um dos lados, mensurável com calibre.

O desalinhamento angular é verificado com calibre de folgas inserido em quatro pontos da face do acoplamento (12h, 3h, 6h, 9h) — variação maior que a tolerância indica desalinhamento angular nessa direção.

O manual FBEI admite régua e calibre quando não é possível usar relógio comparador ou laser, observando a folga recomendada pelo fabricante do acoplamento. O limite do método é a resolução: a régua só mostra folga visível e o calibre depende da sensibilidade de quem mede, então ele serve para trazer o conjunto para perto do alinhamento, não para comprovar 0,05 mm.

Use-o numa emergência e refaça o alinhamento com relógio ou laser antes de deixar a bomba em operação contínua.

6. Procedimento passo-a-passo de alinhamento

Sequência de trabalho: (1) desligue e bloqueie o acionamento e isole pressão e fluido; (2) confira a base — nivelada, com chumbadores apertados e grauteamento curado; (3) verifique se as tubulações chegam alinhadas com os bocais, sem forçar a bomba; (4) confira pé manco, soltando um pé de cada vez com um relógio sobre ele e corrigindo com calço o pé que levantar; (5) mantenha a bomba como máquina fixa e mova o motor; (6) acerte a distância axial pelo catálogo do acoplamento; (7) corrija o plano vertical com calços sob os pés do motor; (8) corrija o plano horizontal deslocando o motor; (9) aperte os parafusos na sequência e no torque especificados; (10) meça de novo — o aperto move o motor; (11) gire o eixo à mão pelo menos uma volta para conferir que gira livre, reinstale o elemento elástico e a proteção do acoplamento; (12) registre os valores finais, a tolerância usada e a condição térmica da medição.

7. Vibração depois do alinhamento: o que a ISO 10816-7 cobre

Depois da partida, a vibração mostra se o conjunto ficou bem montado. A ISO 10816-7 avalia bombas rotodinâmicas industriais acima de 1 kW pela velocidade eficaz (RMS), em mm/s, medida nas caixas de mancal, e separa categoria I (alta confiabilidade, como líquidos tóxicos ou serviço crítico) e categoria II (uso geral), com limites diferentes até e acima de 200 kW.

Pelo resumo publicado pela Europump, uma bomba de categoria II até 200 kW recém-comissionada deve ficar até 3,2 mm/s (zona A); a operação contínua sem restrição vai até 5,1 mm/s (zona B), e acima de 8,5 mm/s a vibração pode danificar a máquina (zona D). Na categoria I até 200 kW, os limites caem para 2,5, 4,0 e 6,6 mm/s.

Com acoplamento flexível, a norma vale para a bomba; o motor é avaliado pela ISO 20816-3, que substituiu a ISO 10816-3. Bombas de deslocamento positivo — caso das engrenagens FBE e FBEI — ficam fora do escopo.

Por isso a leitura global de vibração confirma, mas não substitui a medição geométrica. Registre a vibração logo após o comissionamento, nas direções radial horizontal, radial vertical e axial, e use esse valor como referência: aumento ao longo do tempo pede investigação mesmo antes de mudar de zona. Quando há espectro, desalinhamento costuma aparecer com componentes em 1× e 2× a rotação e vibração axial elevada; desbalanceamento, folga, ressonância da base e cavitação produzem outras assinaturas e têm diagnósticos próprios.

Se a vibração segue alta com o alinhamento dentro da tolerância, a causa está em outro lugar.