Cuándo usar el equilibrado en dos planos
Estrategia Industrial: Cuándo Implementar el Equilibrado en Dos Planos
El equilibrado en dos planos, técnicamente denominado equilibrado dinámico, es el procedimiento necesario cuando la distribución de masa de un rotor genera tanto una fuerza centrífuga resultante como un momento de fuerza no compensado,. A diferencia del equilibrado estático, este estado solo se manifiesta plenamente durante la rotación, cuando las masas descentradas en diferentes puntos a lo largo del eje crean un par de fuerzas que intentan torcer el rotor.
📏 Criterios Geométricos y Proporciones del Rotor
La geometría física del componente es el factor principal para determinar la necesidad de trabajar en dos planos de corrección:
- Rotores largos o cilíndricos: Se recomienda obligatoriamente cuando la anchura del rotor supera su radio o diámetro.
- Distribución axial de masa: Es indispensable cuando el rotor posee componentes distribuidos a lo largo del eje, como en los inducidos de motores eléctricos o cigüeñales.
- Rotores entre cojinetes (Inboard): Los rotores montados entre apoyos suelen requerir dos planos para minimizar las reacciones dinámicas en cada rodamiento de forma independiente.
⚖️ Naturaleza del Desequilibrio Dinámico
El equilibrado dinámico es necesario cuando el eje principal de inercia y el eje de rotación se cruzan de forma oblicua o no coinciden en el centro de masas.
- Compensación de momento: Se utiliza cuando, a pesar de que el rotor no caiga por gravedad en reposo, genera vibraciones radiales en direcciones opuestas en los extremos al girar.
- Reducción de cargas en rodamientos: La intervención en dos planos permite neutralizar las fuerzas centrífugas que causan un desgaste prematuro y acelerado en los apoyos.
- Rotores con «Alabeo» (Wobble): Incluso en rotores estrechos, si existe una desviación angular o deformación respecto al eje (el disco «tambalea»), se debe recurrir al equilibrado dinámico en dos planos para corregir el momento inducido por el alabeo.
🌪️ Comportamiento del Rotor: Rígido vs. Flexible
La dinámica de operación dicta si dos planos son suficientes o si se requieren técnicas más complejas:
- Rotores con comportamiento rígido: Para estos componentes, instalar masas de corrección en dos planos seleccionados arbitrariamente suele ser suficiente para cumplir con las tolerancias de la norma ISO 21940-11,
- Rotores con comportamiento flexible: Si el rotor opera cerca de sus velocidades críticas y sufre deformaciones elásticas, el equilibrado en dos planos es el punto de partida, aunque puede requerir planos adicionales (n+2) para compensar las formas modales de flexión,.
- Velocidad de servicio: El equilibrado dinámico es vital en equipos de alta velocidad donde incluso desequilibrios mínimos de momento generan fuerzas destructivas proporcionales al cuadrado de la velocidad,
🛠️ Aplicaciones Comunes y Requisitos Técnicos
Este método se aplica de forma estándar en una amplia gama de activos críticos para asegurar la confiabilidad operativa:
- Turbinas y Generadores: Debido a su gran longitud y altas RPM, requieren una compensación precisa en múltiples planos para evitar fallos catastróficos,
- Rodillos de imprenta y papeleras: Su forma cilíndrica los hace extremadamente susceptibles al desequilibrio de momento,
- Bombas de varias etapas y compresores: La acumulación de tolerancias en el montaje de varios impulsores exige una corrección multiaxial,
El procedimiento requiere el uso de analizadores de vibraciones capaces de medir tanto la amplitud como la fase de la señal, realizando habitualmente tres arranques (inicial, masa en plano 1 y masa en plano 2) para calcular los coeficientes de influencia exactos,.
Podemos continuar examinando cómo calcular las masas de prueba para no exceder la capacidad de carga de los rodamientos durante el proceso de equilibrado dinámico.