Qué es el equilibrado dinámico
Qué es el equilibrado estático
Diferencia entre equilibrado estático y dinámico
Este artículo detalla los fundamentos y el procedimiento para realizar un equilibrado dinámico eficaz, basándose en normativas internacionales y prácticas industriales recomendadas.
1. Introducción al Equilibrado Dinámico
El equilibrado es el proceso de verificar y ajustar la distribución de masa de un rotor para asegurar que el desequilibrio residual, las vibraciones de los apoyos o las fuerzas en los rodamientos estén dentro de límites especificados. Un rotor equilibrado permite que la máquina funcione sin fuerzas centrífugas excesivas que degraden los componentes.
2. Tipos de Desequilibrio
Antes de proceder, es vital identificar el tipo de desequilibrio presente:
• Estático: El eje principal de inercia es paralelo al eje del eje. Se manifiesta incluso sin rotación («punto pesado» hacia abajo).
• De Momento (Par): El eje de inercia y el eje del eje se cruzan en el centro de masa. El rotor puede parecer equilibrado estáticamente, pero genera vibraciones al girar.
• Dinámico: Es la combinación de los dos anteriores. El eje de inercia no coincide ni se cruza con el centro de masa.
3. Clasificación de Rotores
El comportamiento dinámico define el método de equilibrado:
• Rotores Rígidos: No se deforman significativamente hasta su velocidad máxima de servicio. Pueden equilibrarse en dos planos arbitrarios a velocidades bajas.
• Rotores Flexibles: Sufren deformaciones elásticas importantes. Requieren equilibrado a altas velocidades o en múltiples planos para compensar las formas de los modos de flexión.
4. Preparación y Requisitos Previos
Para asegurar un proceso exitoso, se deben cumplir ciertas condiciones:
1. Estado Mecánico: El mecanismo debe estar en buen estado técnico, correctamente montado y limpio de contaminantes.
2. Diagnóstico Previo: Se debe confirmar que la vibración es causada por desequilibrio (dominancia de la frecuencia 1x) y no por desalineación o problemas de rodamientos.
3. Seguridad: Instalar protecciones si el rotor no es liso o las velocidades son peligrosas. Asegurar que las masas de prueba estén fijadas firmemente.
5. Equipamiento Necesario
Un sistema moderno de equilibrado, como el Balanset-1A o la serie BALTECH VP, suele incluir:
• Sensores de Vibración: Generalmente acelerómetros montados en los soportes de los rodamientos en dirección radial.
• Sensor de Fase (Tacómetro): Utiliza una marca reflectante en el eje para medir la velocidad de rotación y el ángulo de fase de la vibración.
• Unidad de Procesamiento: Un dispositivo o software que realiza los cálculos vectoriales automáticamente.
6. El Procedimiento de Equilibrado (Método de Coeficientes de Influencia)
Este método suele requerir tres arranques (para dos planos) o dos arranques (para un plano).
Paso 1: Medición Inicial (Arranque #0)
Se hace girar el rotor a la velocidad de operación constante. Se registran la amplitud y el ángulo de fase de la vibración original (V0).
Paso 2: Arranque con Masa de Prueba (Arranque #1)
Se detiene el rotor y se instala una masa de prueba (Mpr) en una ubicación conocida del plano 1.
• Regla del 30/30: La masa debe ser suficiente para cambiar la amplitud en al menos un 30% o la fase en 30° para minimizar errores de cálculo.
• Se mide la nueva vibración (V1) y se calcula el efecto vectorial de la masa.
Paso 3: Arranque en el Segundo Plano (si aplica)
Se retira la masa del plano 1 y se coloca en el plano 2. Se mide la vibración (V2) para determinar la sensibilidad del segundo plano.
Paso 4: Cálculo y Corrección
El sistema calcula los «coeficientes de influencia» y determina la masa y el ángulo de los contrapesos definitivos.
• Instalación: Los pesos de corrección se instalan según el ángulo calculado, contando desde la posición de la masa de prueba en la dirección de rotación.
Paso 5: Verificación (Arranque de Trim)
Se realiza un arranque final para confirmar que la vibración residual está dentro de los niveles de tolerancia. Si es necesario, se realiza un ajuste fino («trim balancing»).
7. Criterios de Evaluación y Tolerancia
La calidad del equilibrado se rige por la norma ISO 1940 (actualmente ISO 21940-11). Se definen grados de calidad (G):
• G 6.3: Estándar para ventiladores, bombas y maquinaria general.
• G 2.5: Para turbinas de gas/vapor y rotores de computadoras.
• G 1.0: Para motores de precisión y husillos de rectificado.
El desequilibrio residual permitido (Uper) es proporcional a la masa del rotor (m) e inversamente proporcional a la velocidad de servicio (Ω).
8. Consideraciones Especiales
• Equilibrado In-Situ: Se realiza en los propios rodamientos de la máquina. Es útil cuando el entorno real difiere del de un banco de pruebas o por razones económicas.
• Convención de Chavetas: Al equilibrar componentes por separado (ejes y poleas), se debe usar la «convención de media chaveta» (ISO 8821 / ISO 21940-32) para asegurar la compatibilidad durante el ensamblaje.
• Mandriles: Si se usan mandriles de equilibrado, estos deben ser ligeros y estar verificados para no introducir errores por excentricidad.
9. Documentación y Reporte
Un informe de equilibrado profesional debe incluir:
• Identificación y masa del rotor.
• Planos de corrección y radios utilizados.
• Niveles de vibración antes y después del proceso.
• Masa y ubicación exacta de los contrapesos instalados.
• Referencia al grado de calidad G alcanzado.
Siguiendo estos pasos y apoyándose en herramientas de medición precisas, se garantiza la reducción de las cargas dinámicas, extendiendo la vida útil de los equipos industriales. Does that make sense or would you