Manual de operación del balanceador portátil “Balanset-1A”

BALANCEADOR PORTÁTIL “Balanset-1A”

Sistema de equilibrio dinámico de doble canal basado en PC

MANUAL DE OPERACIÓN
rev. 1.56 mayo de 2023

2023

Estonia, Narva

TABLA DE CONTENIDO

1 – DESCRIPCIÓN GENERAL DEL SISTEMA DE EQUILIBRIO

El equilibrador Balanset-1A proporciona servicios de equilibrado dinámico de uno y dos planos para ventiladores, muelas abrasivas, husillos, trituradoras, bombas y otra maquinaria rotativa.

El balanceador Balanset-1A incluye dos vibrosensores (acelerómetros), sensor de fase láser (tacómetro), unidad de interfaz USB de 2 canales con preamplificadores, integradores y módulo adquirido ADC y software de balanceo basado en Windows.
Balanset-1A requiere una computadora portátil u otra PC compatible con Windows (WinXP…Win11, 32 o 64 bits).

El software de equilibrado proporciona automáticamente la solución correcta para el equilibrado en uno y dos planos. Balanset-1A es fácil de usar para quienes no son expertos en vibraciones.

Todos los resultados del balanceo se guardan en el archivo y se pueden utilizar para crear informes.

Características:

• Fácil de usar
• Almacenamiento de datos de equilibrado ilimitados
• Masa de prueba seleccionable por el usuario
• Cálculo de peso dividido, cálculo de perforación
• Mensaje emergente automático de validez de la masa de prueba
• Medición de RPM, amplitud y fase de la vibración total y 1x
• Espectro FFT
• Recopilación simultánea de datos en dos canales
• Visualización de forma de onda y espectro
• Almacenamiento de valores de vibración, forma de onda y espectros de vibración
• Equilibrado mediante coeficientes de influencia guardados
• Equilibrado de recorte
• Cálculos de excentricidad del mandril de equilibrado
• Retirar o dejar pesas de prueba
• Cálculo de tolerancia de equilibrado (clases G ISO 1940)
• Cálculos de cambio de planos de corrección
• Gráfico polar
• Entrada manual de datos
• Gráficos RunDown (opción experimental)

2 – ESPECIFICACIÓN

3 – COMPONENTES Y CONJUNTO DE ENTREGA

El balanceador Balanset-1A incluye dos acelerómetros de un solo eje, marcador de referencia de fase láser (tacómetro digital), unidad de interfaz USB de 2 canales con preamplificadores, integradores y módulo adquirido ADC y software de balanceo basado en Windows.

Juego de entrega

Descripción	Número
Unidad de interfaz USB	1
Marcador de referencia de fase láser (tacómetro)	1
Acelerómetros de un solo eje	2
Soporte magnético	1
Básculas digitales	1
Estuche rígido para transporte	1
Manual del usuario del Balanset-1A	1
Disco flash con software de equilibrio	1

4 – PRINCIPIOS DE EQUILIBRIO

4.1. “Balanset-1A” incluye (fig. 4.1) unidad de interfaz USB (1), dos acelerómetros (2) y (3), marcador de referencia de fase (4) y PC portátil (no suministrado) (5).
El juego de entrega también incluye el soporte magnético (6) que se utiliza para montar el marcador de referencia de fase y las escalas digitales (7).
Los conectores X1 y X2 están destinados a la conexión de los sensores de vibración respectivamente a los canales de medición 1 y 2, y el conector X3 se utiliza para la conexión del marcador de referencia de fase.
El cable USB proporciona suministro de energía y conexión de la unidad de interfaz USB a la computadora.

Fig. 4.1. Conjunto de suministro del “Balanset-1A”

Las vibraciones mecánicas generan una señal eléctrica proporcional a la aceleración de la vibración en la salida del sensor de vibración. Las señales digitalizadas del módulo ADC se transfieren vía USB a la PC portátil (5). El marcador de referencia de fase genera la señal de pulso utilizada para calcular la frecuencia de rotación y el ángulo de fase de la vibración.
El software basado en Windows proporciona una solución para el equilibrio de un solo plano y de dos planos, análisis de espectro, gráficos, informes y almacenamiento de coeficientes de influencia.

5 – PRECAUCIONES DE SEGURIDAD

5.1. ¡Atención! Al operar a 220 V, deben observarse las normas de seguridad eléctrica. No se permite reparar el dispositivo conectado a 220 V.
5.2. Si utiliza el dispositivo con una fuente de alimentación de CA de baja calidad y con interferencias de red, se recomienda usar una fuente de alimentación independiente de la batería del ordenador.

6 – CONFIGURACIÓN DE SOFTWARE Y HARDWARE

6.1. Instalación de controladores USB y software de equilibrado
Before working install drivers and balancing software.

6.2. Lista de carpetas y archivos.
El disco de instalación (unidad flash) contiene los siguientes archivos y carpetas:

• Bs1Av###Setup: carpeta con el software de balanceo “Balanset-1A” (###: número de versión)
• ArdDrv: controladores USB
• EBalancer_manual.pdf: este manual
• Bal1Av###Setup.exe: archivo de instalación. Este archivo contiene todos los archivos y carpetas mencionados anteriormente. ###: versión del software “Balanset-1A”.
• Ebalanc.cfg: valor de sensibilidad
• Bal.ini: datos de inicialización

6.3. Procedimiento de instalación del software.
Para instalar controladores y software especializado, ejecute el archivo Bal1Av###Setup.exe y siga las instrucciones de instalación presionando los botones «Next», «Ok», etc.

Seleccione la carpeta de instalación. Normalmente, no se debe modificar la carpeta indicada.

Seleccionar la carpeta del menú Inicio. Pulse el botón «Next»

A continuación, el programa solicita especificar el grupo de programas y las carpetas del escritorio. Pulse el botón «Next».

Aparece la ventana «Ready to Install».
Pulse el botón «Install»

Instalar los controladores de Arduino.
Presione el botón «Siguente», luego «Instalar» y «Finalizar»

Y por último pulsa el botón «Finish»

Como resultado, todos los controladores necesarios y el software de balanceo están instalados en el ordenador. Después, es posible conectar la unidad de interfaz USB al ordenador.
Finalización de la instalación:

• Instale los sensores en el mecanismo inspeccionado o equilibrado (en el Anexo 1 encontrará información detallada sobre la instalación de los sensores).
• Conecte los sensores de vibración 2 y 3 a las entradas X1 y X2, y el sensor de ángulo de fase a la entrada X3 de la unidad de interfaz USB.
• Conecte la unidad de interfaz USB al puerto USB del ordenador.
• Si utiliza una fuente de alimentación de CA, conecte el ordenador a la red eléctrica. Conecte la fuente de alimentación a 220 V, 50 Hz. 6.3.5. Haga clic en el acceso directo «Balanset-1A» en el escritorio.

7 – SOFTWARE DE EQUILIBRIO

7.1. General

• Ventana inicial.

Al ejecutar el programa “Balanset-1A” aparece la ventana Inicial, que se muestra en la Fig. 7.1.

Fig 7.1. Ventana inicial del “Balanset-1A”

Hay 9 botones en la ventana inicial con los nombres de las funciones que se realizan al hacer clic en ellos.

• F1-«Acerca de»

Fig. 7.2. Ventana F1-«Acerca de«

• F2-«Un solo plano», F3-«Dos planos».

Al presionar “F2– Plano único” (o la tecla de función F2 en el teclado de la computadora) se selecciona la vibración de medición en el canal X1.
Después de hacer clic en este botón, la computadora muestra el diagrama que se muestra en la Fig. 7.1 que ilustra un proceso de medición de la vibración solo en el primer canal de medición (o el proceso de equilibrado en un solo plano).
Al pulsar la tecla «F3–Dos planos» (o la tecla de función F3 del teclado de la computadora), se selecciona el modo de medición de vibraciones en los dos canales X1 y X2 simultáneamente. (Fig. 7.3.)

Fig. 7.3. Ventana inicial del “Balanset-1A”. Equilibrado en dos planos.

• F4 – «Configuración».

Fig. 7.4. Ventana “Configuración”
En esta ventana puedes cambiar algunas configuraciones de Balanset-1A.

• Sensibilidad: El valor nominal es de 13 mV/mm/s.

¡Solo es necesario cambiar los coeficientes de sensibilidad de los sensores cuando se reemplazan!

¡Atención!
Al introducir un coeficiente de sensibilidad, su parte fraccionaria se separa de la parte entera mediante la coma decimal (el signo «,»).

• Promedio: número de promediado (número de revoluciones del rotor sobre las que se promedian los datos para mayor precisión).
• Canal del tacómetro: número del canal al que está conectado el tacómetro. Por defecto: el tercer canal.
• Desigualdad: la diferencia de duración entre pulsos de tacómetro adyacentes, que genera la advertencia «Fallo del tacómetro».
• Sistema imperial/métrico: seleccione el sistema de unidades.

El número de puerto COM se asigna automáticamente.

• F5 – «Medidor de vibraciones».

Al presionar este botón (o la tecla de función F5 del teclado de la computadora) se activa el modo de medición de vibraciones en uno o dos canales de medición del vibrómetro virtual dependiendo de la condición de los botones “F2-un plano”, “F3-dos planos”.

• F6 – «Informes».

Al presionar este botón (o la tecla de función F6 del teclado de la computadora) se activa el Archivo de equilibrado, desde el cual se puede imprimir el informe con los resultados del equilibrado para un mecanismo específico (rotor).

• F7 – «Equilibrio».

Al presionar este botón (o la tecla de función F7 de su teclado) se activa el modo de balanceo en uno o dos planos de corrección dependiendo de qué modo de medición se seleccione presionando los botones “F2-un plano”, “F3-dos planos”.

• F8 – «Gráficos».

Al presionar este botón (o la tecla de función F8 del teclado de la computadora) se habilita el medidor de vibración gráfico, cuya implementación muestra en una pantalla simultáneamente con los valores digitales de la amplitud y fase de la vibración los gráficos de su función de tiempo.

• F10 – «Salir».

Al presionar este botón (o la tecla de función F10 del teclado de la computadora) se completa el programa “Balanset-1A”.

7.2. “Vibration meter”.

Antes de trabajar en el modo «Vibrador», instale los sensores de vibración en la máquina y conéctelos a los conectores X1 y X2 de la interfaz USB. El sensor de tacómetro debe conectarse a la entrada X3 de la interfaz USB.

Fig. 7.5 Unidad de interfaz USB

Coloque cinta reflectante en la superficie de un rotor para que el tacómetro funcione.

Fig. 7.6. Cinta reflectante.

Las recomendaciones para la instalación y configuración de sensores se dan en el Annex 1.

Para iniciar la medición en el modo Medidor de vibraciones, haga clic en el botón “F5 – Medidor de vibraciones” en la ventana inicial del programa (ver fig. 7.1).
Aparece la ventana del medidor de vibraciones (ver Fig. 7.7)

Fig. 7.7. Modo de medición de vibraciones. Onda y espectro.

Para iniciar las mediciones de vibración, haga clic en el botón «F9 – Ejecutar» (o presione la tecla de función F9 del teclado).
Si la opción «Modo de disparo automático» está activada, los resultados de las mediciones de vibración se mostrarán periódicamente en la pantalla.
Si se realizan mediciones simultáneas de vibración en el primer y segundo canal, se rellenarán las ventanas debajo de «Plano 1» y «Plano 2».

La medición de vibraciones en el modo «Vibración» también puede realizarse con el sensor de ángulo de fase desconectado. En la ventana inicial del programa, solo se mostrará el valor de la vibración RMS total (V1s, V2s).
Hay las siguientes configuraciones en el modo Medidor de vibraciones:

• RMS Bajo, Hz: frecuencia más baja para calcular el RMS de la vibración general.
• Ancho de banda: ancho de banda de la frecuencia de vibración en el gráfico.
• Promedios: número de promedios para mayor precisión en la medición.

Para completar el trabajo en el modo “Medidor de vibraciones” haga clic en el botón “F10 – Salir” y regrese a la ventana Inicial.

Fig. 7.8. Modo de medidor de vibraciones. Desnivel en la velocidad de rotación, forma de onda de vibración 1x.

Fig. 7.9. Modo de medidor de vibraciones. Resumen (versión beta, sin garantía!)

7.3. Procedimiento de equilibrado

El balanceo se realiza en mecanismos en buen estado técnico y correctamente montados. De lo contrario, antes del balanceo, el mecanismo debe repararse, instalarse en los rodamientos adecuados y fijarse. El rotor debe limpiarse de contaminantes que puedan dificultar el balanceo.

Before balancing measure vibration in Vibration meter mode (F5 button) to be sure that mainly vibration is 1x vibration.

Fig. 7.10. Vibration meter mode. Checking overall (V1s,V2s) and 1x (V1o,V2o) vibration.

Si el valor de la vibración total V1s (V2s) es aproximadamente igual a la magnitud de la vibración a la frecuencia de rotación (vibración 1x) V1o (V2o), se puede suponer que la principal contribución al mecanismo de vibración es el desequilibrio del rotor. Si el valor de la vibración total V1s (V2s) es mucho mayor que el componente de vibración 1x V1o (V2o), se recomienda comprobar el estado del mecanismo: estado de los cojinetes, su montaje en la base, ausencia de rozamiento en las partes fijas del rotor durante la rotación, etc.
También debe prestar atención a la estabilidad de los valores medidos en el modo de vibrómetro: la amplitud y la fase de la vibración no deben variar más del 10-15 % durante la medición. De lo contrario, se puede suponer que el mecanismo está funcionando cerca del dominio de resonancia. En este caso, modifique la velocidad de rotación del rotor y, si esto no es posible, modifique las condiciones de instalación de la máquina sobre la cimentación (por ejemplo, colocándola temporalmente sobre soportes de resorte). Para equilibrar el rotor, se debe utilizar el método del coeficiente de influencia (método de 3 pasadas).
Se realizan pruebas para determinar el efecto de la masa de prueba en la variación de la vibración, la masa y el ángulo de instalación de las pesas de corrección.
Primero, se determina la vibración original del mecanismo (primer arranque sin pesa), y luego se coloca la pesa de prueba en el primer plano y se realiza un segundo arranque. A continuación, se retira la pesa de prueba del primer plano, se coloca en un segundo plano y se realiza un segundo arranque.
El programa calcula e indica en pantalla el peso y el ángulo de instalación de las pesas de corrección.
Al equilibrar en un solo plano (estático), no se requiere un segundo arranque.
La pesa de prueba se coloca en una posición arbitraria del rotor, donde sea conveniente, y luego se introduce el radio real en el programa de configuración.
(El radio de posición se utiliza solo para calcular el desequilibrio en gramos x mm).

¡Importante!

• Las mediciones deben realizarse con la velocidad de rotación constante del mecanismo!
• Las pesas de corrección deben instalarse en el mismo radio que las pesas de prueba!

La masa del peso de prueba se selecciona de modo que, tras su fase de instalación (> 20-30°) y (20-30 %), la amplitud de vibración cambie significativamente. Si los cambios son demasiado pequeños, el error aumenta considerablemente en los cálculos posteriores. Coloque la masa de prueba en el mismo lugar (en el mismo ángulo) que la marca de fase.

¡Importante!

Tras cada prueba, se retiran las pesas de prueba. Las pesas de corrección se colocan en un ángulo calculado desde el punto de instalación de la pesa de prueba, en la dirección de rotación del rotor!

Fig. 7.11. Montaje del peso de corrección.

¡Recomendado!
Antes de realizar el balanceo dinámico, se recomienda asegurarse de que el desequilibrio estático no sea demasiado alto. En rotores con eje horizontal, el rotor puede rotarse manualmente 90 grados desde su posición actual. Si el rotor está desequilibrado estáticamente, se rotará hasta alcanzar la posición de equilibrio. Una vez que el rotor alcance la posición de equilibrio, es necesario ajustar el peso de balanceo en su punto superior, aproximadamente en la mitad de su longitud. El peso debe elegirse de tal manera que el rotor no se mueva en ninguna posición. Este prebalanceo reducirá la vibración al arrancar un rotor con un desequilibrio importante.

Instalación y montaje de sensores.
Vibration sensor must be installed on the machine in the selected measuring point and connected to the input X1 of the USB interface unit.
There are two mounting configurations:

• Imanes
• Pernos roscados M4

El sensor óptico del tacómetro debe conectarse a la entrada X3 de la unidad de interfaz USB. Además, para su uso, se debe aplicar una marca reflectante especial en la superficie del rotor.
Los requisitos detallados para la selección del sitio de los sensores y su fijación al objeto durante el balanceo se detallan en el Annex 1.

7.3.1 Equilibrado en un solo plano.

Fig. 7.12. “Equilibrado en un solo plano”

Archivo de equilibrio.

Para empezar a trabajar en el programa en el modo «Balanceo de un solo plano», haga clic en el botón «F2 – Balanceo de un solo plano» (o presione la tecla F2 en el teclado del ordenador).
A continuación, haga clic en el botón «F7 – Balanceo». Aparecerá la ventana de archivo de balanceo de un solo plano, donde se guardarán los datos de balanceo (véase la Fig. 7.13).

Fig. 7.13. Ventana para seleccionar el archivo de balanceo en un solo plano.

En esta ventana, debe introducir datos como el nombre del rotor (Rotor name), la ubicación de instalación del rotor (Place), las tolerancias de vibración y desequilibrio residual (Tolerance) y la fecha de la medición. Estos datos se almacenan en una base de datos. Además, se crea una carpeta Arc###, donde ### es el número del archivo donde se guardarán los gráficos, el informe, etc. Una vez completado el equilibrado, se generará un informe que podrá editarse e imprimirse en el editor integrado.
Tras introducir los datos necesarios, pulse «F10-OK» para abrir la ventana «Balanceo de un plano» (véase la Fig. 7.13).

Ajustes de equilibrio (1 plano)

Fig. 7.14. Plano único. Ajustes de equilibrado

En el lado izquierdo de esta ventana se muestran los datos de las mediciones de vibración y los botones de control de medición: “Run # 0”, “Run # 1”, “RunTrim”.
En el lado derecho de esta ventana hay tres pestañas:

• Ajustes de equilibrio
• Gráficos
• Resultados

La pestaña “Configuración de equilibrio” se utiliza para ingresar la configuración de equilibrio:

1. “Coeficiente de influencia”
   • “Nuevo Rotor”: selección del equilibrado del nuevo rotor, para el cual no hay coeficientes de equilibrado almacenados y se requieren dos pasadas para determinar la masa y el ángulo de instalación del peso de corrección.
   • “Coeficientes guardados”: selección del reequilibrio del rotor, para el cual se guardan los coeficientes de equilibrado y solo se requiere una ejecución para determinar el peso y el ángulo de instalación del peso correctivo.
2. “Masa de peso de prueba”
   • “Porcentaje”: el peso correctivo se calcula como un porcentaje del peso de prueba.
   • “Gram” – the known mass of the trial weight is entered and the mass of the corrective weight is calculated in grams or in oz for Imperial system.
     ¡Atención!
     Si es necesario usar el modo «Coeficiente guardado» para realizar trabajos adicionales durante el equilibrado inicial, la masa de la pesa de prueba debe introducirse en gramos u onzas, no en %. La báscula está incluida en el paquete de entrega.
3. “Método de fijación de peso”
   • “Posición libre”: los pesos se pueden instalar en posiciones angulares arbitrarias en la circunferencia del rotor.
   • “Posición fija”: el peso puede instalarse en posiciones angulares fijas en el rotor, por ejemplo, en las palas o en los orificios (por ejemplo, 12 orificios a 30 grados), etc. El número de posiciones fijas debe introducirse en el campo correspondiente. Tras el equilibrado, el programa dividirá automáticamente el peso en dos partes e indicará el número de posiciones en las que es necesario establecer las masas obtenidas.

Fig. 7.15. Pestaña de resultados. Posición fija del soporte de la pesa de corrección.

Z1 y Z2: posiciones de las pesas correctivas instaladas, calculadas a partir de la posición Z1 según la dirección de rotación. Z1 es la posición donde se instaló la pesa de prueba.

Fig. 7.16. Posiciones fijas. Diagrama polar.

• Ranura circular: se utiliza para equilibrar la muela de rectificar. En este caso se utilizan 3 contrapesos para eliminar el desequilibrio.

Fig. 7.17. Equilibrado de muela de rectificar con 3 contrapesos

Fig. 7.18. Equilibrado de muelas abrasivas. Gráfica polar.

• “Radio de montaje de masa, mm” – “Plano 1” – El radio del peso de prueba en el plano 1. Es necesario calcular la magnitud del desequilibrio inicial y residual para determinar el cumplimiento de la tolerancia de desequilibrio residual después del equilibrado.
• “Dejar peso de prueba en el plano 1”. Normalmente, el peso de prueba se retira durante el proceso de equilibrado. Sin embargo, en algunos casos es imposible retirarlo, en cuyo caso es necesario marcar esta casilla para tener en cuenta la masa del peso de prueba en los cálculos.
• “Entrada manual de datos” – Se utiliza para introducir manualmente el valor de vibración y la fase en los campos correspondientes del lado izquierdo de la ventana y calcular la masa y el ángulo de instalación del peso de corrección al cambiar a la pestaña “Resultados”.
• Botón “Restaurar datos de sesión”. Durante el equilibrado, los datos medidos se guardan en el archivo session1.ini. Si el proceso de medición se interrumpió debido a un bloqueo del ordenador o por otras razones, al hacer clic en este botón puede restaurar los datos de medición y continuar el equilibrado desde el momento de la interrupción.
• Eliminación de la excentricidad del mandril (equilibrado de índice)
  Equilibrado con arranque adicional para eliminar la influencia de la excentricidad del mandril (árbol de equilibrado). Monte el rotor alternativamente a 0° y 180° con respecto al mandril. Mida los desequilibrios en ambas posiciones.

• Tolerancia de equilibrado
  Introducción o cálculo de tolerancias de desequilibrio residual en g x mm (clases G)
• Usar gráfico polar
  Usar gráfico polar para mostrar los resultados del balanceo.

Balanceo de un plano. Rotor nuevo.
Como se mencionó anteriormente, el balanceo de un rotor nuevo requiere dos pruebas de funcionamiento y al menos una prueba de ajuste de la máquina balanceadora.

Run#0  (Ejecución inicial)
Tras instalar los sensores en el rotor de equilibrado e introducir los parámetros de configuración, es necesario activar la rotación del rotor y, cuando alcance la velocidad de trabajo, pulsar el botón «Run#0» para iniciar las mediciones.
Se abrirá la pestaña «Gráficos» en el panel derecho, donde se mostrarán la forma de onda y el espectro de la vibración (Fig. 7.18). En la parte inferior de la pestaña se guarda un archivo histórico con los resultados de todos los arranques con una referencia temporal. En el disco, este archivo se guarda en la carpeta memo.txt.

¡Atención!
Antes de iniciar la medición, es necesario activar la rotación del rotor de la equilibradora (Run#0) y asegurarse de que la velocidad del rotor sea estable.

Fig. 7.19. Balanceo en un plano. Ejecución inicial (Run#0). Pestaña Gráficos

Una vez finalizado el proceso de medición, en la sección Run#0 del panel izquierdo aparecen los resultados de la medición: velocidad del rotor (RPM), RMS (Vo1) y fase (F1) de la vibración 1x.
El botón “F5-Back to Run#0” (o la tecla de función F5) se utiliza para volver a la sección Run#0 y, si es necesario, repetir la medición de los parámetros de vibración.

Run#1 (plano de masa de prueba 1)

Antes de iniciar la medición de los parámetros de vibración en la sección «Run#0 (Plano de masa de prueba 1)», se debe instalar un peso de prueba según el campo «Masa del peso de prueba» (véase la Fig. 7.10).
El objetivo de instalar un peso de prueba es evaluar cómo cambia la vibración del rotor cuando se instala un peso conocido en un lugar (ángulo) conocido. El peso de prueba debe cambiar la amplitud de la vibración un 30 % por debajo o por encima de la amplitud inicial, o cambiar la fase en 30 grados o más de la fase inicial.
Si es necesario, utilice el «Coeficiente guardado». Para el trabajo de equilibrado posterior, el ángulo de instalación del peso de prueba debe coincidir con el de la marca reflectante.
Vuelva a activar la rotación del rotor de la equilibradora y asegúrese de que su frecuencia de rotación sea estable. A continuación, haga clic en el botón «F7 – Run#1» (o presione la tecla F7 en el teclado de la computadora). Sección «Run#1 (Plano de masa de prueba 1)» (véase la Fig. 7.18).
Tras la medición, en las ventanas correspondientes de la sección «Run#1 (Plano de masa de prueba 1)», se muestran los resultados de la medición de la velocidad del rotor (RPM), así como el valor del componente RMS (V₁) y la fase (F1) de la vibración 1x.
Al mismo tiempo, se abre la pestaña «Resultado» en el lado derecho de la ventana (véase la Fig. 7.13).
Esta pestaña muestra los resultados del cálculo de la masa y el ángulo del peso correctivo, que debe instalarse en el rotor para compensar el desequilibrio.
Además, al utilizar el método polar Sistema de coordenadas: la pantalla muestra el valor de la masa (M1) y el ángulo de instalación (f1) de la pesa de corrección.
En el caso de «Posiciones fijas», se mostrarán los números de las posiciones (Zi, Zj) y la masa dividida de la pesa de prueba.

Figura 7.20. Balanceo en un plano. Run#1 y resultado del balanceo.
Si se marca la opción Gráfico polar, se mostrará el diagrama polar.

Fig. 7.21. Resultado del balanceo. Gráfica polar.

Fig. 7.22. Resultado del balanceo. Peso repartido (posiciones fijas)
Además, si se marcó “Gráfico polar”, se mostrará el gráfico polar.

Fig. 7.23. Peso distribuido en posiciones fijas. Gráfica polar.

¡Atención!:

1. Tras completar la medición en la segunda pasada (“Run#1 (Plano de masa de prueba 1)”) de la equilibradora, es necesario detener la rotación y retirar el peso de prueba instalado. A continuación, instale (o retire) el peso correctivo del rotor según los datos de la pestaña de resultados. Si no se retiró el peso de prueba, acceda a la pestaña “Configuración de equilibrado” y marque la casilla “Dejar peso de prueba en el plano 1”. A continuación, vuelva a la pestaña “Resultado”. El peso y el ángulo de instalación del peso correctivo se recalculan automáticamente.
2. La posición angular del peso correctivo se determina desde el punto de instalación del peso de prueba. La dirección de referencia del ángulo coincide con la dirección de rotación del rotor.
3. En el caso de la “Posición fija”, la primera posición (Z1) coincide con el punto de instalación del peso de prueba. La dirección de conteo del número de posición es la dirección de rotación del rotor.
4. Por defecto, el peso correctivo se añadirá al rotor. Esto se indica mediante la etiqueta establecida en el campo «Añadir». Si se elimina el peso (por ejemplo, taladrando), se debe marcar el campo «Eliminar». Tras esto, la posición angular del peso de corrección cambiará automáticamente 180°.

Después de instalar el peso de corrección en el rotor de equilibrio en la ventana de operación (ver Fig. 7.15), es necesario realizar un RunC (ajuste) y evaluar la efectividad del equilibrio realizado.

RunC (Verificar la calidad del saldo)

¡Atención!

Antes de iniciar la medición en el RunC, es necesario activar la rotación del rotor de la máquina y asegurarse de que esté en modo de funcionamiento (frecuencia de rotación estable).
Para realizar la medición de vibraciones en la sección «RunC (Comprobar la calidad del balance)» (véase la Fig. 7.15), haga clic en el botón «F7 – RunTrim» (o presione la tecla F7 del teclado).
Una vez finalizada la medición, en la sección «RunC (Comprobar la calidad del balance)», en el panel izquierdo, se muestran los resultados de la medición de la velocidad del rotor (RPM), así como el valor del componente RMS (Vo1) y la fase (F1) de la vibración 1x.
En la pestaña «Resultado», se muestran los resultados del cálculo de la masa y el ángulo de instalación del peso correctivo adicional.

Fig. 7.24. Balancing in one plane. Performing a RunTrim. Result Tab

Este peso puede añadirse al peso de corrección ya montado en el rotor para compensar el desequilibrio residual. Además, el desequilibrio residual del rotor alcanzado tras el equilibrado se muestra en la parte inferior de esta ventana.
Si la cantidad de vibración residual o desequilibrio residual del rotor equilibrado cumple con los requisitos de tolerancia establecidos en la documentación técnica, el proceso de equilibrado puede completarse.
De lo contrario, el proceso de equilibrado puede continuar. Esto permite el método de aproximaciones sucesivas para corregir posibles errores que puedan producirse durante la instalación (desmontaje) del peso correctivo en un rotor equilibrado.
Al continuar el equilibrado en el rotor, es necesario instalar (desmontar) una masa correctiva adicional, cuyos parámetros se indican en la sección «Masas y ángulos de corrección».

Coeficientes de influencia (1 plano)

El botón «F4 – Coeficientes de Influencia» de la pestaña «Resultados» (Fig. 7.23) permite visualizar y almacenar en la memoria del ordenador los coeficientes de balanceo del rotor (coeficientes de influencia) calculados a partir de los resultados de las calibraciones. Al pulsarlo, aparece la ventana «Coeficientes de influencia (plano único)» (véase la Fig. 7.17), donde se muestran los coeficientes de balanceo calculados a partir de los resultados de las calibraciones (pruebas). Si durante el balanceo posterior de esta máquina se utiliza el modo «Coeficientes guardados», estos coeficientes deben almacenarse en la memoria del ordenador. Para ello, pulse el botón «F9 – Guardar» y acceda a la segunda página del archivo «Coeficientes de influencia. Plano único» (véase la Fig. 7.24).

Fig. 7.25. Coeficientes de equilibrio en el primer plano

A continuación, introduzca el nombre de la máquina en la columna «Rotor» y pulse «F2-Guardar» para guardar los datos especificados en el ordenador.
Después, puede volver a la ventana anterior pulsando «F10-Salir» (o la tecla de función F10 del teclado del ordenador).

Fig. 7.26. Archivo de coeficientes de influencia. Plano único.

Informe de balanceo. Tras guardar todos los datos de balanceo y crear el informe, puede visualizarlo y editarlo en el editor integrado. En la ventana «Archivo de balanceo en un plano» (Fig. 7.9), pulse la tecla «F9 – Informe» para acceder al editor de informes de balanceo.

Fig. 7.26. Informe de balanceo.

Procedimiento de equilibrado de coeficientes guardados con coeficientes de influencia guardados en un plano.
Configuración del sistema de medición (introducción de datos iniciales).
El equilibrado de coeficientes guardados puede realizarse en una máquina cuyos coeficientes de equilibrado ya se hayan determinado e introducido en la memoria del ordenador.

¡Atención!

Al equilibrar con coeficientes guardados, el sensor de vibración y el sensor de ángulo de fase deben instalarse de la misma manera que durante el equilibrado inicial.
La introducción de los datos iniciales para el equilibrado con coeficientes guardados (como en el caso del equilibrado primario («Nuevo rotor»)) comienza en la sección «Equilibrado de un solo plano. Ajustes de equilibrado» (véase la Fig. 7.27).
En este caso, en la sección «Coeficientes de influencia», seleccione la opción «Coeficientes guardados». En este caso, se abrirá la segunda página del archivo «Archivo de coeficientes de influencia. Un solo plano» (véase la Fig. 7.27), que almacena un archivo de los coeficientes de equilibrado guardados.

Fig. 7.28. Balancing with saved influence coefficients in 1 plane

Al desplazarse por la tabla de este archivo con los botones de control “►” o “◄”, puede seleccionar el registro deseado con los coeficientes de equilibrado de la máquina que nos interesa. Para utilizar estos datos en las mediciones actuales, pulse la tecla “F2 – Seleccionar”.
A continuación, el contenido de las demás ventanas de “Equilibrado de un solo plano. Ajustes de equilibrado” se rellenará automáticamente.
Tras introducir los datos iniciales, puede empezar a medir.

Mediciones durante el equilibrado con coeficientes de influencia guardados.
El equilibrado con coeficientes de influencia guardados solo requiere una ejecución inicial y al menos una ejecución de prueba de la máquina equilibradora.

¡Atención!

Antes de iniciar la medición, es necesario activar la rotación del rotor y asegurarse de que la frecuencia de rotación sea estable.
Para medir los parámetros de vibración en la sección “Run#0 (inicial, sin masa de prueba)”, pulse “Run#0” (o la tecla F7 del teclado del ordenador).

Fig. 7.29. Balancing with saved influence coefficients in one plane. Results after one run.

En los campos correspondientes de la sección «Run#0», se muestran los resultados de la medición de la velocidad del rotor (RPM), el valor del componente RMS (V₁) y la fase (F1) de la vibración 1x.
Al mismo tiempo, la pestaña «Resultado» muestra los resultados del cálculo de la masa y el ángulo del contrapeso correctivo, que debe instalarse en el rotor para compensar el desequilibrio.
Además, si se utiliza un sistema de coordenadas polares, la pantalla muestra los valores de la masa y el ángulo de instalación del contrapeso correctivo.
Si el contrapeso correctivo se divide en posiciones fijas, se muestran los números de las posiciones del rotor de equilibrado y la masa del contrapeso que debe instalarse en ellas.
Además, el proceso de equilibrado se lleva a cabo de acuerdo con las recomendaciones de la sección 7.4.2 para el equilibrado primario.

Eliminación de la excentricidad del mandril (Balanceo de indexación). Si durante el balanceo se instala el rotor en un mandril cilíndrico, la excentricidad del mandril puede introducir un error adicional. Para eliminar este error, el rotor debe girarse 180 grados en el mandril y realizar un arranque adicional. Esto se denomina balanceo de indexación.
Para realizar el balanceo de indexación, el programa Balanset-1A ofrece una opción especial. Al marcar la opción «Eliminación de la excentricidad del mandril», aparece la sección RunEcc en la ventana de balanceo.

Fig. 7.30. Ventana de trabajo para el balanceo de índices.
Después de ejecutar la Run#1 (plano de masa de prueba 1), aparecerá una ventana

Fig.7.31. Ventana de atención de equilibrio de índice.

Tras instalar el rotor con un giro de 180°, se debe completar la función de excentricidad. El programa calculará automáticamente el desequilibrio real del rotor sin afectar la excentricidad del mandril.

7.3.2. Equilibrio en dos planos.

Antes de comenzar a trabajar en el modo de equilibrado en dos planos, es necesario instalar sensores de vibración en el cuerpo de la máquina, en los puntos de medición seleccionados, y conectarlos a las entradas X1 y X2 de la unidad de medición, respectivamente.
Se debe conectar un sensor óptico de ángulo de fase a la entrada X3 de la unidad de medición. Además, para utilizar este sensor, se debe pegar una cinta reflectante en la superficie accesible del rotor de la equilibradora.
Los requisitos detallados para la elección de la ubicación de instalación de los sensores y su montaje en la instalación durante el equilibrado se detallan en el Appendix 1.
El trabajo en el programa en el modo «Equilibrado en dos planos» comienza desde la ventana principal del programa.
Pulse el botón «F3 – Dos planos» (o pulse la tecla F3 del teclado del ordenador).
A continuación, pulse el botón «F7 – Equilibrado». Aparecerá una ventana de trabajo en la pantalla del ordenador (véase la Fig. 7.13) donde podrá seleccionar el archivo para guardar los datos durante el equilibrado en dos planos.

Fig. 7.32. Ventana de archivo de equilibrado de dos planos.

En esta ventana, debe introducir los datos del rotor balanceado. Tras pulsar la tecla «F10-OK», aparecerá una ventana de balanceo.

Ajustes de equilibrio (2 planos)

Fig. 7.33. Ventana de equilibrio en dos planos.

En el lado derecho de la ventana se encuentra la pestaña “Configuración de equilibrio” para ingresar configuraciones antes de equilibrar.

• Coeficientes de influencia. Balanceo de un rotor nuevo o balanceo utilizando coeficientes de influencia almacenados (coeficientes de balanceo).
• Eliminación de la excentricidad del mandril. Balanceo con arranque adicional para eliminar la influencia de la excentricidad del mandril.
• Método de fijación de pesas. Instalación de pesas correctivas en un lugar arbitrario de la circunferencia del rotor o en una posición fija. Cálculos para la perforación al retirar la masa.
• «Posición libre»: las pesas se pueden instalar en posiciones angulares arbitrarias en la circunferencia del rotor.
• «Posición fija»: las pesas se pueden instalar en posiciones angulares fijas en el rotor, por ejemplo, en álabes o agujeros (por ejemplo, 12 agujeros – 30 grados), etc. El número de posiciones fijas debe introducirse en el campo correspondiente. Tras el balanceo, el programa dividirá automáticamente la pesa en dos partes e indicará el número de posiciones en las que es necesario establecer las masas obtenidas.
• Masa de la pesa de prueba. Pesa de prueba.
• Dejar la pesa de prueba en el Plano 1 / Plano 2. Retirar o dejar la pesa de prueba al balancear. Radio de montaje en masa (mm). Radio de montaje de pesas de prueba y correctivas.
  Tolerancia de equilibrado. Introducción o cálculo de tolerancias de desequilibrio residual en g-mm.
  Uso de la gráfica polar. Uso de la gráfica polar para visualizar los resultados del equilibrado.
  Introducción manual de datos. Introducción manual de datos para el cálculo de las pesas de equilibrado.
  Restauración de los datos de la última sesión. Recuperación de los datos de medición de la última sesión en caso de fallo en el equilibrado.

Equilibrado de 2 planos. Rotor nuevo:

Configuración del sistema de medición (introducción de datos iniciales).
Introduzca los datos iniciales para el nuevo equilibrado del rotor en la sección «Equilibrado en dos planos. Ajustes» (véase la Fig. 7.32).
En este caso, en la sección «Coeficientes de influencia», seleccione «Nuevo rotor».
A continuación, en la sección «Masa de la pesa de prueba», seleccione la unidad de medida de la masa de la pesa de prueba: «Gramo» o «Porcentaje».
Al seleccionar «Porcentaje», todos los cálculos posteriores de la masa de la pesa correctiva se realizarán como porcentaje de la masa de la pesa de prueba.
Al seleccionar «Gramo», todos los cálculos posteriores de la masa de la pesa correctiva se realizarán en gramos. A continuación, introduzca en la ventana situada a la derecha de «Gramo» la masa de las pesas de prueba que se instalarán en el rotor.

¡Atención!
Si necesita usar el modo «Coeficiente guardado» para realizar trabajos adicionales durante el equilibrado inicial, debe introducir la masa de las pesas de prueba en gramos.
A continuación, seleccione «Método de fijación de pesas»: «Circunferencia» o «Posición fija».
Si selecciona «Posición fija», debe introducir el número de posiciones.

Cálculo de la tolerancia al desequilibrio residual (Tolerancia de equilibrado)
La tolerancia al desequilibrio residual (Tolerancia de equilibrado) puede calcularse según el procedimiento descrito en la norma ISO 1940 Vibración. Requisitos de calidad del equilibrado para rotores en estado constante (rígido). Parte 1. Especificación y verificación de las tolerancias de equilibrado.

Fig. 7.34. Ventana de cálculo de tolerancia de equilibrado

Ejecución inicial (Run#0).
Al equilibrar en dos planos en el modo «Nuevo rotor», se requieren tres ejecuciones de calibración y al menos una prueba de funcionamiento de la equilibradora.
La medición de vibraciones durante el primer arranque de la equilibradora se realiza en la ventana de trabajo «Equilibrio en dos planos» (véase la Fig. 7.34), en la sección «Run#0».

Fig. 7.35. Resultados de medición en el equilibrado en dos planos después de la ejecución inicial.

¡Atención!
Antes de iniciar la medición, es necesario activar la rotación del rotor de la equilibradora (primera ejecución) y asegurarse de que haya entrado en modo de funcionamiento con una velocidad estable.
Para medir los parámetros de vibración en la sección Run#0, haga clic en el botón «F7 – Run#0» (o presione la tecla F7 en un teclado de computadora).
Los resultados de la medición de la velocidad del rotor (RPM), el valor RMS (Vo1, Vo2) y las fases (F1, F2) de la vibración 1x aparecen en las ventanas correspondientes de la sección Run#0.

Run#1. Masa de prueba en el plano 1.

Antes de comenzar a medir los parámetros de vibración en la sección “Run#1.Trial mass in Plane1”, debe detener la rotación del rotor de la máquina equilibradora e instalar en él un peso de prueba, la masa seleccionada en la sección “Trial weight mass”.

¡Atención!

1. La elección de la masa de las pesas de prueba y su ubicación en el rotor de una máquina equilibradora se detalla en el Appendix 1.
2. Si es necesario utilizar el modo de coeficientes guardados en trabajos futuros, la ubicación de la pesa de prueba debe coincidir necesariamente con la ubicación de la marca utilizada para leer el ángulo de fase.

Después de esto, es necesario volver a activar la rotación del rotor de la equilibradora y asegurarse de que esté en modo de funcionamiento.
Para medir los parámetros de vibración en la sección «Run#1. Masa de prueba en el plano 1» (véase la Fig. 7.25), haga clic en el botón «F7 – Run#1» (o pulse la tecla F7 del teclado del ordenador).
Una vez finalizada la medición, volverá a la pestaña de resultados (véase la Fig. 7.25).
En este caso, en las ventanas correspondientes de la sección «Run#1. Masa de prueba en el plano 1», se muestran los resultados de la medición de la velocidad del rotor (RPM), así como el valor de los componentes del RMS (V₁, V₂) y las fases (F1, F2) de la vibración 1x.

Run#2. Masa de prueba en el plano 2:

Antes de comenzar a medir los parámetros de vibración en la sección “Run#2. Masa de prueba en el plano 2”, debe realizar los siguientes pasos:

• Detener la rotación del rotor de la equilibradora.
• Retirar la pesa de prueba instalada en el plano 1.
• Colocar la masa seleccionada en la sección “Masa de la pesa de prueba” sobre la pesa de prueba en el plano 2.

A continuación, activar la rotación del rotor de la equilibradora y asegurarse de que haya alcanzado la velocidad de funcionamiento.
Para comenzar a medir la vibración en la sección “Run#2. Masa de prueba en el plano 2” (véase la Fig. 7.26), pulse la tecla “F7 – Run#2” (o presione la tecla F7 en el teclado del ordenador). Se abrirá la pestaña “Resultado”.
Si se utiliza el método de fijación de pesas en posiciones libres, la pantalla muestra los valores de las masas (M1, M2) y los ángulos de instalación (f1, f2) de las pesas correctoras.

Fig. 7.36. Resultados del cálculo de pesos correctivos – posición libre

Fig. 7.37. Resultados del cálculo de pesos correctivos – posición libre.
Diagrama polar

En el caso de utilizar el Método de Fijación de Peso” – “Posiciones fijas

Fig. 7.37. Resultados del cálculo de pesos correctivos – posición fija.

Fig. 7.39. Resultados del cálculo de pesos correctivos – posición fija.
Diagrama polar.

En el caso de utilizar el método de fijación de peso – “Ranura circular”

Fig. 7.40. Results of calculation of corrective weights – Circular groove.

¡Atención!

1. Tras completar la medición en la Run#2 de la equilibradora, detenga la rotación del rotor y retire el peso de prueba previamente instalado. A continuación, podrá instalar (o retirar) los pesos correctivos.
2. La posición angular de los pesos correctivos en el sistema de coordenadas polares se cuenta desde el punto de instalación del peso de prueba en la dirección de rotación del rotor.
3. En el caso de «Posición fija», la primera posición (Z1) coincide con el punto de instalación del peso de prueba. La dirección de conteo del número de posición es en la dirección de rotación del rotor.
4. Por defecto, el peso correctivo se añadirá al rotor. Esto se indica mediante la etiqueta establecida en el campo «Añadir». Si retira el peso (por ejemplo, taladrando), debe marcar el campo «Eliminar». Tras esto, la posición angular del peso correctivo cambiará automáticamente 180°.

RunC (Ajuste de marcha)
Tras instalar el peso de corrección en el rotor de equilibrado, es necesario realizar un RunC (ajuste de marcha) y evaluar la eficacia del equilibrado.

¡Atención!

Antes de iniciar la medición en la prueba de marcha, es necesario activar la rotación del rotor de la máquina y asegurarse de que haya alcanzado la velocidad de funcionamiento.
Para medir los parámetros de vibración en la sección RunTrim (Comprobar la calidad del equilibrado) (véase la Fig. 7.37), pulse la tecla «F7 – RunTrim» (o pulse la tecla F7 del teclado).
Se mostrarán los resultados de la medición de la frecuencia de rotación del rotor (RPM), así como el valor del componente RMS (V₁) y la fase (F1) de la vibración 1x.
La pestaña «Resultados» aparece a la derecha de la ventana de trabajo con la tabla de resultados de la medición (véase la Fig. 7.37), que muestra los resultados del cálculo de los parámetros de los pesos de corrección adicionales. Estas pesas pueden añadirse a las pesas correctoras ya instaladas en el rotor para compensar el desequilibrio residual.
Además, el desequilibrio residual del rotor obtenido tras el equilibrado se muestra en la parte inferior de esta ventana.
Si los valores de vibración residual o desequilibrio residual del rotor equilibrado cumplen los requisitos de tolerancia establecidos en la documentación técnica, el proceso de equilibrado puede completarse.
De lo contrario, el proceso de equilibrado puede continuar. Esto permite el método de aproximaciones sucesivas para corregir posibles errores que puedan producirse durante la instalación (retirada) de la pesa correctora en un rotor equilibrado.
Al continuar el equilibrado en el rotor, es necesario instalar (retirar) una masa correctora adicional, cuyos parámetros se indican en la ventana «Resultado».
En la ventana «Resultado» se pueden utilizar dos botones de control: «F4 – Coeficiente de corrección» y «F5 – Cambiar planos de corrección».

Coeficientes de influencia (2 planos)
El botón «F4-Inf.Coeff» (o la tecla de función F4 del teclado) permite visualizar y guardar en la memoria del ordenador los coeficientes de balanceo del rotor, calculados a partir de los resultados de dos inicios de calibración.
Al pulsarlo, aparece la ventana «Coeficientes de influencia (dos planos)» en la pantalla del ordenador (véase la Fig. 7.40), donde se muestran los coeficientes de balanceo calculados a partir de los resultados de los tres primeros inicios de calibración.

Fig. 7.41. Ventana de trabajo con coeficientes de equilibrado en 2 planos.

En el futuro, al equilibrar este tipo de máquina, será necesario utilizar el modo «Coeficientes guardados» y los coeficientes de equilibrado almacenados en la memoria del ordenador.
Para guardar los coeficientes, pulse la tecla «F9 – Guardar» y vaya a la ventana «Archivo de coeficientes de influencia (2 planos)» (véase la Fig. 7.42).

Fig. 7.42. Segunda página de la ventana de trabajo con coeficientes de equilibrio en dos planos.

Cambiar planos de corrección:
El botón «F5 – Cambiar planos de corrección» se utiliza cuando se requiere cambiar la posición de los planos de corrección, recalcular las masas y los ángulos de instalación de los pesos correctivos.
Este modo es especialmente útil al equilibrar rotores de forma compleja (por ejemplo, cigüeñales).
Al pulsar este botón, se muestra en la pantalla del ordenador la ventana «Recalcular la masa y el ángulo de los pesos de corrección a otros planos de corrección» (véase la Fig. 7.42).
En esta ventana, debe seleccionar una de las 4 opciones posibles haciendo clic en la imagen correspondiente.
Los planos de corrección originales (H1 y H2) de la Fig. 7.29 están marcados en verde, y los nuevos (K1 y K2), a los que corresponde, en rojo.

A continuación, en la sección «Datos de cálculo», introduzca los datos solicitados, incluyendo:

• La distancia entre los planos de corrección correspondientes (a, b, c);
• Nuevos valores de los radios de instalación de los pesos correctivos en el rotor (R1’, R2’).

Tras introducir los datos, pulse el botón «F9-Calcular». Los resultados del cálculo (masas M1 y M2 y ángulos de instalación de las pesas correctoras f1 y f2) se muestran en la sección correspondiente de esta ventana de trabajo (véase la figura 7.42).

Fig. 7.43. Cambio de planos de corrección. Recálculo de la masa y el ángulo de corrección a otros planos de corrección.

Balanceo de coeficientes guardado en dos planos.
El balanceo de coeficientes guardado puede realizarse en una máquina cuyos coeficientes de balanceo ya se hayan determinado y guardado en la memoria del ordenador.

¡Atención!

Al rebalancear, los sensores de vibración y el sensor de ángulo de fase deben instalarse de la misma manera que durante el balanceo inicial.
La introducción de los datos iniciales para el rebalanceo comienza en «Balanceo en dos planos. Ajustes de balanceo» (véase la Fig. 7.23).
En este caso, en la sección «Coeficientes de influencia», seleccione la opción «Coeficientes guardados». Aparecerá la ventana «Archivo de coeficientes de influencia (dos planos)» (véase la Fig. 7.30), donde se almacena el archivo de los coeficientes de balanceo previamente determinados.
Al desplazarse por la tabla de este archivo con los botones de control «►» o «◄», puede seleccionar el registro deseado con los coeficientes de balanceo de la máquina que nos interesa. Luego, para utilizar estos datos en las mediciones actuales, presione el botón “F2 – OK” y regrese a la ventana de trabajo anterior.

Fig. 7.44. Segunda página de la ventana de trabajo con coeficientes de equilibrio en dos planos.
Posteriormente, el contenido de todas las demás ventanas de «Balance en datos fuente de 2 pl» se completa automáticamente.

Balanceo con coeficientes guardados:
El balanceo con coeficientes guardados solo requiere un inicio de ajuste y al menos un inicio de prueba de la equilibradora.
La medición de vibraciones al inicio del ajuste (Run#0) de la equilibradora se realiza en la ventana de trabajo «Balanceo en 2 planos» con una tabla de resultados de balanceo (véase la Fig. 7.14) en la sección Run#0.

¡Atención!

Antes de iniciar la medición, es necesario activar la rotación del rotor de la equilibradora y asegurarse de que esté en modo de funcionamiento con una velocidad estable.
Para medir los parámetros de vibración en la sección «Run #0», pulse el botón «F7 – Run #0» (o la tecla F7 del teclado del ordenador).
Los resultados de la medición de la velocidad del rotor (RPM), así como el valor de los componentes RMS (Vo1, Vo2) y las fases (F1, F2) de la vibración 1x, aparecen en los campos correspondientes de la sección «Run #0».
Al mismo tiempo, se abre la pestaña «Resultado» (véase la Fig. 7.15), que muestra los resultados del cálculo de los parámetros de los pesos correctivos que deben instalarse en el rotor para compensar su desequilibrio.
Además, si se utiliza el sistema de coordenadas polares, la pantalla muestra los valores de las masas y los ángulos de instalación de los pesos correctivos. En caso de descomposición de los pesos correctivos en las palas, se muestra el número de palas del rotor de equilibrado y la masa del peso que debe instalarse en ellas.
Además, el proceso de equilibrado se lleva a cabo de acuerdo con las recomendaciones de la sección 7.6.1.2 para el equilibrado primario.

¡Atención!

1. Tras completar el proceso de medición tras el segundo arranque de la máquina balanceada, detenga la rotación del rotor y retire el peso de prueba previamente ajustado. Solo entonces podrá comenzar a colocar (o retirar) el peso de corrección en el rotor.
2. La posición angular del punto de colocación (o retirada) del peso de corrección del rotor se calcula en el punto de colocación del peso de prueba en el sistema de coordenadas polares. La dirección del cálculo coincide con la dirección del ángulo de rotación del rotor.
3. En caso de balanceo sobre las palas, la pala del rotor balanceado, aceptada condicionalmente para el primer balance, coincide con el punto de colocación del peso de prueba. La dirección del número de referencia de la pala que se muestra en la pantalla del ordenador se calcula en la dirección de rotación del rotor.
4. En esta versión del programa, por defecto, se añade un peso de corrección al rotor. La etiqueta en el campo «Adición» lo indica. En caso de corrección del desequilibrio mediante la eliminación de un peso (por ejemplo mediante perforación) es necesario establecer una etiqueta en el campo “Eliminación”, entonces la posición angular del peso de corrección cambiará automáticamente en 180º.

Eliminación de la excentricidad del mandril (Balanceo de indexación). Si durante el balanceo se instala el rotor en un mandril cilíndrico, la excentricidad del mandril puede introducir un error adicional. Para eliminar este error, el rotor debe girarse 180 grados en el mandril y realizar un arranque adicional. Esto se denomina balanceo de indexación.
Para realizar el balanceo de indexación, el programa Balanset-1A ofrece una opción especial. Al marcar la opción «Eliminación de la excentricidad del mandril», aparece la sección RunEcc en la ventana de balanceo.

Fig. 7.45. The working window for Index balancing.

Después de ejecutar la ejecución n.º 2 (plano de masa de prueba 2), aparecerá una ventana:

Fig. 7.46. Ventanas de atención
Tras instalar el rotor con un giro de 180°, se debe completar la función de excentricidad. El programa calculará automáticamente el desequilibrio real del rotor sin afectar la excentricidad del mandril.

7.4. Modo de gráficos

El modo «Gráficos» comienza desde la ventana inicial (véase la Fig. 7.1), pulsando «F8 – Gráficos». A continuación, se abre la ventana «Medición de vibración en dos canales. Gráficos» (véase la Fig. 7.19).

Fig. 7.47. Operating window “Measurement of vibration on two channels. Charts”.

Al trabajar en este modo, es posible trazar cuatro versiones del diagrama de vibración.
La primera versión permite obtener una función de línea de tiempo de la vibración general (de la velocidad de vibración) en el primer y segundo canal de medición.
La segunda versión permite obtener gráficos de la vibración (de la velocidad de vibración) que se produce en la frecuencia de rotación y sus componentes armónicos superiores.
Estos gráficos se obtienen mediante el filtrado síncrono de la función de tiempo de vibración general.
La tercera versión proporciona diagramas de vibración con los resultados del análisis armónico.
La cuarta versión permite obtener un diagrama de vibración con los resultados del análisis espectral.

Gráficos de vibración general.
Para dibujar un gráfico de vibración general en la ventana «Medición de vibración en dos canales. Gráficos», seleccione el modo «Vibración general» haciendo clic en el botón correspondiente. A continuación, configure la medición de vibración en el campo «Duración en segundos» haciendo clic en el botón «▼» y seleccione en la lista desplegable la duración deseada del proceso de medición, que puede ser de 1, 5, 10, 15 o 20 segundos.
Al finalizar la medición, pulse el botón «F9-Medir»; el proceso de medición de vibración comenzará simultáneamente en los dos canales.
Tras finalizar la medición, en la ventana aparecen gráficos de la función temporal de la vibración general del primer canal (rojo) y del segundo canal (verde) (véase la Fig. 7.47).
En estos gráficos, el tiempo se representa en el eje X y la amplitud de la velocidad de vibración (mm/s) en el eje Y.

Fig. 7.48. Ventana de operación para la salida de la función de tiempo de los gráficos de vibración generales.

Estos gráficos también incluyen marcas (de color azul) que conectan los gráficos de vibración general con la frecuencia de rotación del rotor. Además, cada marca indica el inicio (final) de la siguiente revolución del rotor.
Si se necesita cambiar la escala del gráfico en el eje X, se puede utilizar el control deslizante, indicado por una flecha en la figura 7.20.

Gráficos de vibración 1x.
Para dibujar un gráfico de vibración 1x en la ventana «Medición de vibración en dos canales. Gráficos» (véase la Fig. 7.47), es necesario seleccionar el modo «Vibración 1x» haciendo clic en el botón correspondiente.
A continuación, aparece la ventana «Vibración 1x» (véase la Fig. 7.48).
Pulse la tecla «F9-Medir» para iniciar la medición de vibración simultáneamente en los dos canales.

Fig. 7.49. Ventana de operación para la salida de los gráficos de vibración 1x.

Tras completar el proceso de medición y el cálculo matemático de los resultados (filtrado síncrono de la función temporal de la vibración total), en la ventana principal, con un período equivalente a una revolución del rotor, aparecen gráficos de la vibración 1x en dos canales.
En este caso, el gráfico del primer canal se muestra en rojo y el del segundo en verde. En estos gráficos se representa el ángulo de revolución del rotor (de marca a marca) en el eje X y la amplitud de la velocidad de vibración (mm/s) en el eje Y.
Además, en la parte superior de la ventana de trabajo (a la derecha del botón «F9 – Medir») se muestran los valores numéricos de las mediciones de vibración de ambos canales, similares a los que se obtienen en el modo «Vibrador».
En particular: el valor RMS de la vibración total (V1s, V2s), la magnitud de RMS (V1o, V2o) y la fase (Fi, Fj) de la vibración 1x y la velocidad del rotor (Nrev).

Diagramas de vibraciones con los resultados del análisis armónico.

Para generar un gráfico con los resultados del análisis armónico en la ventana «Medición de vibración en dos canales. Gráficos» (véase la Fig. 7.47), es necesario seleccionar el modo «Análisis armónico» haciendo clic en el botón correspondiente.
A continuación, aparece una ventana para la generación simultánea de gráficos de función temporal y del espectro de los aspectos armónicos de vibración cuyo período es igual o múltiplo de la frecuencia de rotación del rotor (véase la Fig. 7.49).

¡Atención!

Al trabajar en este modo es necesario utilizar el sensor de ángulo de fase que sincroniza el proceso de medición con la frecuencia del rotor de las máquinas en las que está configurado el sensor.

Fig. 7.50. Armónicos de la ventana de operación de vibración 1x.

Una vez listo, presione (haga clic) el botón «F9-Medir» y el proceso de medición de vibración comenzará simultáneamente en dos canales.
Una vez finalizado el proceso de medición, en la ventana operativa (véase la Fig. 7.49), aparecen los gráficos de la función de tiempo (gráfico superior) y los armónicos de vibración 1x (gráfico inferior).
El número de componentes armónicos se representa en el eje X y el valor eficaz de la velocidad de vibración (mm/s) se representa en el eje Y.

Gráficos del dominio temporal y espectro de vibración.

Para trazar un gráfico de espectro, utilice la pestaña «F5-Espectro». A continuación, aparece una ventana operativa para la generación simultánea de gráficos de onda y espectro de vibración (Fig. 7.51).

Fig. 7.51. Ventana de operación para la salida del espectro de vibración.

Una vez listo, presione (haga clic) el botón «F9-Medir» y el proceso de medición de vibraciones comenzará simultáneamente en dos canales.
Una vez finalizado el proceso de medición, en la ventana de operación (véase la Fig. 7.50), aparecen los gráficos de la función temporal (gráfico superior) y el espectro de vibración (gráfico inferior).
La ​​frecuencia de vibración se representa en el eje X y el valor eficaz de la velocidad de vibración (mm/s) en el eje Y.
En este caso, el gráfico del primer canal se muestra en rojo y el del segundo en verde.

ANNEX 1 EQUILIBRADO DEL ROTOR.

El rotor es un cuerpo que gira alrededor de un eje determinado y se sujeta mediante sus superficies de apoyo en los soportes. Las superficies de apoyo del rotor transmiten pesos a los soportes mediante cojinetes de rodadura o deslizamiento. Cuando se utiliza el término «superficie de apoyo», simplemente se hace referencia a las superficies de apoyo (Zapfen*) o superficies que las sustituyen.
*Zapfen (del alemán «muñón», «pasador») es una parte de un eje que se sostiene mediante un soporte (caja de cojinetes).

Fig.1 Fuerzas centrífugas y del rotor.

En un rotor perfectamente equilibrado, su masa se distribuye simétricamente respecto al eje de rotación. Esto significa que cualquier elemento del rotor puede corresponder a otro elemento ubicado simétricamente respecto al eje de rotación. Durante la rotación, cada elemento del rotor se ve afectado por una fuerza centrífuga dirigida radialmente (perpendicular al eje de rotación del rotor). En un rotor equilibrado, la fuerza centrífuga que influye en cualquier elemento del rotor se equilibra con la fuerza centrífuga que influye en el elemento simétrico. Por ejemplo, los elementos 1 y 2 (mostrados en la figura 1 y coloreados en verde) se ven influenciados por las fuerzas centrífugas F1 y F2: de igual valor y direcciones absolutamente opuestas. Esto se aplica a todos los elementos simétricos del rotor y, por lo tanto, la fuerza centrífuga total que influye en el rotor es igual a 0: el rotor está equilibrado. Sin embargo, si se rompe la simetría del rotor (en la figura 1, el elemento asimétrico está marcado en rojo), la fuerza centrífuga desequilibrada F3 comienza a actuar sobre el rotor. Al girar, esta fuerza cambia de dirección junto con la rotación del rotor. El peso dinámico resultante se transfiere a los rodamientos, lo que acelera su desgaste. Además, bajo la influencia de esta fuerza variable, se produce una deformación cíclica de los soportes y de la base sobre la que se fija el rotor, lo que genera una vibración. Para eliminar el desequilibrio del rotor y la vibración que lo acompaña, es necesario colocar masas de equilibrado que restablezcan la simetría del rotor.
El equilibrado del rotor consiste en eliminar el desequilibrio añadiendo masas de equilibrado.
La tarea del equilibrado consiste en determinar el valor y la posición (ángulo) de instalación de una o más masas de equilibrado.

Los tipos de rotores y el desequilibrio.

Considerando la resistencia del material del rotor y la magnitud de las fuerzas centrífugas que lo influyen, los rotores se pueden dividir en dos tipos: rígidos y flexibles.
Los rotores rígidos, en condiciones de funcionamiento bajo la influencia de la fuerza centrífuga, pueden deformarse ligeramente, por lo que su influencia en los cálculos puede despreciarse.
Por otro lado, la deformación de los rotores flexibles nunca debe despreciarse. Esta deformación complica la solución del problema de balanceo y requiere el uso de otros modelos matemáticos en comparación con el balanceo de rotores rígidos. Es importante mencionar que un mismo rotor a bajas velocidades de rotación puede comportarse como rígido, mientras que a altas velocidades se comportará como flexible. Más adelante, consideraremos únicamente el balanceo de rotores rígidos.
Dependiendo de la distribución de las masas desequilibradas a lo largo del rotor, se pueden distinguir dos tipos de desequilibrio: estático y dinámico (rápido, instantáneo). El balanceo estático y dinámico del rotor funcionan de la misma manera.
El desequilibrio estático del rotor se produce sin rotación. En otras palabras, está en reposo cuando el rotor está bajo la influencia de la gravedad y, además, gira hacia abajo el punto de mayor peso. En la figura 2 se presenta un ejemplo de un rotor con desequilibrio estático.

Fig. 2. El desequilibrio dinámico se produce únicamente cuando el rotor gira.

En la Fig. 3 se presenta un ejemplo de un rotor con desequilibrio dinámico.

Fig.3. Dynamic imbalance of rotor – couple of the centrifugal forces

En este caso, las masas iguales y desequilibradas M1 y M2 se ubican en superficies diferentes, en distintos puntos a lo largo del rotor. En posición estática, es decir, cuando el rotor no gira, este solo se ve afectado por la gravedad y, por lo tanto, las masas se equilibran. En dinámica, cuando el rotor gira, las masas M1 y M2 se ven afectadas por las fuerzas centrífugas FЎ1 y FЎ2. Estas fuerzas son iguales y de dirección opuesta. Sin embargo, al estar ubicadas en diferentes puntos a lo largo del eje y no en la misma línea, no se compensan. Las fuerzas de FЎ1 y FЎ2 crean un momento que impacta en el rotor. Por ello, este desequilibrio también se denomina «momentáneo». En consecuencia, las fuerzas centrífugas no compensadas afectan a los soportes de los rodamientos, lo que puede superar significativamente las fuerzas estimadas y reducir la vida útil de los rodamientos.
Dado que este tipo de desequilibrio solo ocurre en dinámica durante el giro del rotor, se denomina dinámico. No se puede eliminar mediante el equilibrado estático (también conocido como «en las cuchillas«) ni de ninguna otra forma similar. Para eliminar el desequilibrio dinámico, es necesario colocar dos pesos de compensación que generen un momento de igual valor y dirección opuesta al momento resultante de las masas M1 y M2. Las masas de compensación no necesariamente tienen que instalarse opuestas a las masas M1 y M2 ni tener un valor igual a ellas. Lo más importante es que generen un momento que compense completamente justo en el momento del desequilibrio.
En general, las masas M1 y M2 pueden no ser iguales, por lo que se producirá una combinación de desequilibrio estático y dinámico. Se ha demostrado teóricamente que para que un rotor rígido elimine su desequilibrio es necesario y suficiente instalar dos pesos espaciados a lo largo del rotor. Estos pesos compensarán tanto el momento resultante del desequilibrio dinámico como la fuerza centrífuga resultante de la asimetría de la masa con respecto al eje del rotor (desequilibrio estático). Como es habitual, el desequilibrio dinámico es típico de rotores largos, como ejes, y el estático, de rotores estrechos. Sin embargo, si el rotor estrecho se monta descentrado respecto al eje, o peor aún, deformado (el llamado “bamboleo de las ruedas”), en este caso será difícil eliminar el desequilibrio dinámico (ver Fig.4), debido a que es difícil fijar pesos correctores que creen el momento de compensación adecuado.

Fig. 4 Equilibrado dinámico de la rueda oscilante

Dado que el hombro estrecho del rotor genera un momento corto, puede requerir pesos correctores de gran masa. Sin embargo, existe un desequilibrio inducido adicional asociado con la deformación del rotor estrecho bajo la influencia de las fuerzas centrífugas de las masas correctoras.

Véase el ejemplo:
“Instrucciones metódicas para el equilibrado de rotores rígidos” ISO 1940-1:2003 Vibración mecánica – Requisitos de calidad del equilibrado para rotores en estado constante (rígido) – Parte 1: Especificación y verificación de las tolerancias de equilibrado.

Esto es evidente en las ruedas de ventilador estrechas, que, además del desequilibrio de potencia, también influyen en el desequilibrio aerodinámico. Es importante tener en cuenta que el desequilibrio aerodinámico, es decir, la fuerza aerodinámica, es directamente proporcional a la velocidad angular del rotor y, para compensarlo, se utiliza la fuerza centrífuga de la masa correctora, que es proporcional al cuadrado de la velocidad angular. Por lo tanto, el efecto de equilibrado solo puede ocurrir a una frecuencia de equilibrado específica. A otras velocidades, se produciría una diferencia de velocidad adicional. Lo mismo puede decirse de las fuerzas electromagnéticas en un motor electromagnético, que también son proporcionales a la velocidad angular. En otras palabras, es imposible eliminar todas las causas de vibración del mecanismo mediante cualquier método de equilibrado.

Fundamentos de la vibración.

La vibración es una reacción del diseño del mecanismo al efecto de la fuerza de excitación cíclica. Esta fuerza puede ser de diferente naturaleza.

• La fuerza centrífuga que surge debido al desequilibrio del rotor es una fuerza no compensada que influye en el punto de mayor peso. En particular, esta fuerza, así como la vibración que provoca, se eliminan mediante el equilibrado del rotor.
• Las fuerzas que interactúan, de naturaleza geométrica, surgen de errores en la fabricación e instalación de las piezas de acoplamiento. Estas fuerzas pueden ocurrir, por ejemplo, debido a la falta de redondez del muñón del eje, errores en los perfiles de los dientes de los engranajes, la ondulación de las bandas de rodadura de los rodamientos, la desalineación de los ejes de acoplamiento, etc. En caso de falta de redondez de los cuellos, el eje del eje se desplazará en función de su ángulo de rotación. Aunque esta vibración se manifiesta a la velocidad del rotor, es prácticamente imposible eliminarla mediante el equilibrado.
• Las fuerzas aerodinámicas surgen de la rotación de los ventiladores del impulsor y otros mecanismos de las palas. Fuerzas hidrodinámicas derivadas de la rotación de impulsores de bombas hidráulicas, turbinas, etc.
• Fuerzas electromagnéticas derivadas del funcionamiento de máquinas eléctricas debido, por ejemplo, a la asimetría de los devanados del rotor, la presencia de espiras en cortocircuito, etc.

La magnitud de la vibración (por ejemplo, su amplitud AB) depende no sólo de la magnitud de la fuerza de excitación Fт que actúa sobre el mecanismo con la frecuencia circular ω, sino también de la rigidez k de la estructura del mecanismo, su masa m y el coeficiente de amortiguamiento C.

Se pueden utilizar varios tipos de sensores para medir la vibración y equilibrar los mecanismos, entre ellos:

• Sensores de vibración absoluta diseñados para medir la aceleración de la vibración (acelerómetros) y sensores de velocidad de vibración.
• Sensores de vibración relativa de corrientes parásitas o capacitivos, diseñados para medir vibraciones.

En algunos casos (cuando la estructura del mecanismo lo permite), también se pueden utilizar sensores de fuerza para examinar su carga vibratoria.
En particular, se utilizan ampliamente para medir la carga vibratoria de los soportes de las máquinas equilibradoras con cojinetes rígidos.

Por lo tanto, la vibración es la reacción del mecanismo a la influencia de fuerzas externas. La cantidad de vibración depende no solo de la magnitud de la fuerza que actúa sobre el mecanismo, sino también de la rigidez del mismo. Dos fuerzas con la misma magnitud pueden provocar vibraciones diferentes. En mecanismos con una estructura de soporte rígida, incluso con una pequeña vibración, las unidades de cojinetes pueden verse significativamente influenciadas por pesos dinámicos. Por lo tanto, al equilibrar mecanismos con patas rígidas, aplique sensores de fuerza y ​​vibración (vibroacelerómetros). Los sensores de vibración solo se utilizan en mecanismos con soportes relativamente flexibles, justo cuando la acción de fuerzas centrífugas desequilibradas provoca una deformación notable de los soportes y vibración. Los sensores de fuerza se utilizan en soportes rígidos incluso cuando las fuerzas significativas derivadas del desequilibrio no provocan una vibración significativa.

La resonancia de la estructura.

Anteriormente se mencionó que los rotores se dividen en rígidos y flexibles. La rigidez o flexibilidad del rotor no debe confundirse con la rigidez o movilidad de los soportes (cimentación) sobre los que se asienta. El rotor se considera rígido cuando su deformación (flexión) bajo la acción de las fuerzas centrífugas puede despreciarse. La deformación del rotor flexible es relativamente grande: no puede despreciarse.
En este artículo, solo estudiamos el equilibrado de rotores rígidos. El rotor rígido (no deformable), a su vez, puede estar ubicado sobre soportes rígidos o móviles (maleables). Es evidente que esta rigidez/movilidad de los soportes es relativa y depende de la velocidad de rotación del rotor y de la magnitud de las fuerzas centrífugas resultantes. El límite convencional es la frecuencia de oscilaciones libres de los soportes/cimentación del rotor. En los sistemas mecánicos, la forma y la frecuencia de las oscilaciones libres están determinadas por la masa y la elasticidad de los elementos del sistema mecánico. Es decir, la frecuencia de las oscilaciones naturales es una característica interna del sistema mecánico y no depende de fuerzas externas. Al desviarse del estado de equilibrio, los soportes tienden a volver a su posición de equilibrio debido a la elasticidad. Sin embargo, debido a la inercia del rotor masivo, este proceso se caracteriza por oscilaciones amortiguadas. Estas oscilaciones son, a su vez, oscilaciones del sistema rotor-soporte. Su frecuencia depende de la relación entre la masa del rotor y la elasticidad de los soportes.

Cuando el rotor comienza a girar y su frecuencia se aproxima a la frecuencia de sus propias oscilaciones, la amplitud de la vibración aumenta bruscamente, lo que puede incluso provocar la destrucción de la estructura.
Existe un fenómeno de resonancia mecánica. En la región de resonancia, un cambio de 100 rpm en la velocidad de rotación puede multiplicar por diez la vibración. En este caso (en la región de resonancia), la fase de vibración cambia 180°.
Si el diseño del mecanismo no se calcula correctamente y la velocidad de funcionamiento del rotor se acerca a la frecuencia natural de las oscilaciones, el funcionamiento del mecanismo se vuelve imposible debido a una vibración inaceptablemente alta. El método habitual de equilibrado también es imposible, ya que los parámetros cambian drásticamente incluso con un ligero cambio en la velocidad de rotación. Se utilizan métodos especiales en el campo del equilibrado por resonancia, pero no se describen con detalle en este artículo. Se puede determinar la frecuencia de las oscilaciones naturales del mecanismo en estado de descentramiento (cuando el rotor está apagado) o por impacto, con el posterior análisis espectral de la respuesta del sistema al choque. El «Balanset-1» permite determinar las frecuencias naturales de las estructuras mecánicas mediante estos métodos.
Para mecanismos cuya velocidad de funcionamiento es superior a la frecuencia de resonancia, es decir, que operan en modo resonante, los soportes se consideran móviles y se utilizan sensores de vibración para su medición, principalmente acelerómetros de vibración que miden la aceleración de los elementos estructurales. Para mecanismos que operan en modo de apoyo rígido, los soportes se consideran rígidos. En este caso, se utilizan sensores de fuerza.

Modelos lineales y no lineales del sistema mecánico.

Los modelos matemáticos (lineales) se utilizan para los cálculos de equilibrado de rotores rígidos. La linealidad del modelo implica que un modelo es directamente proporcional (linealmente) dependiente del otro. Por ejemplo, si se duplica la masa no compensada del rotor, el valor de la vibración se duplicará en consecuencia. Para rotores rígidos, se puede utilizar un modelo lineal, ya que estos rotores no se deforman. Ya no es posible utilizar un modelo lineal para rotores flexibles. En un rotor flexible, al aumentar la masa de un punto pesado durante la rotación, se producirá una deformación adicional y, además de la masa, también aumentará el radio del punto pesado. Por lo tanto, en un rotor flexible, la vibración será más del doble, y los métodos de cálculo habituales no funcionarán. Además, una violación de la linealidad del modelo puede provocar un cambio en la elasticidad de los soportes con grandes deformaciones; por ejemplo, cuando pequeñas deformaciones de los soportes afectan a algunos elementos estructurales, mientras que, con grandes deformaciones, afectan a otros elementos estructurales. Por lo tanto, es imposible equilibrar los mecanismos que no están fijados a la base, por ejemplo, simplemente instalados sobre el suelo. Con vibraciones significativas, la fuerza de desequilibrio puede desprender el mecanismo del suelo, alterando significativamente la rigidez del sistema. Las patas del motor deben estar firmemente fijadas, los tornillos de fijación apretados, el grosor de las arandelas debe proporcionar suficiente rigidez, etc. Si los rodamientos están rotos, es posible que el eje se desplace significativamente y se produzcan impactos, lo que también provocará una pérdida de linealidad y la imposibilidad de realizar un equilibrado de alta calidad.

Métodos y dispositivos para equilibrar.

Como se mencionó anteriormente, el balanceo es el proceso de combinar el eje central de inercia principal con el eje de rotación del rotor.
Este proceso puede realizarse de dos maneras.
El primer método implica el procesamiento de los ejes del rotor, que se realiza de tal manera que el eje que pasa por los centros de la sección de los ejes coincida con el eje central de inercia principal del rotor. Esta técnica se utiliza poco en la práctica y no se analizará en detalle en este artículo.
El segundo método (el más común) consiste en mover, instalar o retirar masas correctoras del rotor, las cuales se colocan de tal manera que el eje de inercia del rotor esté lo más cerca posible de su eje de rotación.
El movimiento, la adición o la retirada de masas correctoras durante el balanceo puede realizarse mediante diversas operaciones tecnológicas, como taladrado, fresado, pulido, soldadura, atornillado o desatornillado de tornillos, quemado con rayo láser o haz de electrones, electrólisis, soldadura electromagnética, etc.
El proceso de balanceo puede realizarse de dos maneras:

• Conjunto de rotores equilibrados (en sus propios cojinetes);
• Equilibrado de rotores en máquinas equilibradoras.

Para equilibrar los rotores en sus propios rodamientos, solemos utilizar dispositivos de equilibrado especializados (kits), que permiten medir la vibración del rotor equilibrado a su velocidad de rotación de forma vectorial, es decir, medir tanto la amplitud como la fase de la vibración.
Actualmente, estos dispositivos se fabrican con tecnología de microprocesador y (además de la medición y el análisis de la vibración) proporcionan el cálculo automatizado de los parámetros de los pesos correctores que deben instalarse en el rotor para compensar su desequilibrio.
Estos dispositivos incluyen:

• Unidad de medida y cálculo, realizada a base de un ordenador o de un controlador industrial;
• Dos (o más) sensores de vibración;
• Sensor de ángulo de fase;
• Equipos para instalación de sensores en la instalación;
• Software especializado diseñado para realizar un ciclo completo de medición de parámetros de desequilibrio del rotor en uno, dos o más planos de corrección.

Para equilibrar rotores en máquinas equilibradoras, además de un dispositivo de equilibrado especializado (sistema de medición de la máquina), se requiere un mecanismo de desenrollado diseñado para instalar el rotor en los soportes y asegurar su rotación a una velocidad fija.
Actualmente, las máquinas equilibradoras más comunes son de dos tipos:

• Over-resonant (with supple supports);
• Cojinete duro (con soportes rígidos).

Las máquinas sobrerresonantes cuentan con soportes relativamente flexibles, fabricados, por ejemplo, a partir de resortes planos.
La frecuencia de oscilación natural de estos soportes suele ser de 2 a 3 veces menor que la velocidad del rotor equilibrado, montado sobre ellos.
Los sensores de vibración (acelerómetros, sensores de velocidad de vibración, etc.) se utilizan habitualmente para medir la vibración de los soportes de una máquina resonante.
En las máquinas equilibradoras con cojinetes rígidos se utilizan soportes relativamente rígidos, cuyas frecuencias de oscilación natural deben ser de 2 a 3 veces mayores que la velocidad del rotor equilibrado.
Los sensores de fuerza se utilizan habitualmente para medir la fuerza de la vibración sobre los soportes de la máquina.
La ventaja de las máquinas equilibradoras con cojinetes rígidos es que pueden equilibrarse a velocidades de rotor relativamente bajas (hasta 400-500 rpm), lo que simplifica enormemente el diseño de la máquina y su cimentación, además de aumentar la productividad y la seguridad del equilibrado.

Técnica de equilibrio

El balanceo elimina únicamente la vibración causada por la asimetría de la distribución de la masa del rotor respecto a su eje de rotación. ¡Otros tipos de vibración no se pueden eliminar con el balanceo!
El balanceo se realiza mediante mecanismos técnicamente funcionales, cuyo diseño garantiza la ausencia de resonancias a la velocidad de operación, firmemente fijados a la base e instalados sobre cojinetes funcionales.
El mecanismo defectuoso se repara y, solo entonces, se balancea. De lo contrario, el balanceo cualitativo es imposible.
¡El balanceo no sustituye la reparación!

La tarea principal del balanceo es determinar la masa y el ángulo de instalación de los pesos de compensación, que se equilibran mediante fuerzas centrífugas.
Como se mencionó anteriormente, para rotores rígidos generalmente es necesario y suficiente instalar dos pesos de compensación. Esto eliminará el desequilibrio estático y dinámico del rotor. Un esquema general de la medición de vibraciones durante el balanceo es el siguiente:

Fig.5 Equilibrado dinámico: planos de corrección y puntos de medición

Los sensores de vibración están instalados en los soportes de los rodamientos en los puntos 1 y 2. La marca de velocidad está fijada directamente al rotor, generalmente con una cinta reflectante pegada. El tacómetro láser utiliza esta marca para determinar la velocidad del rotor y la fase de la señal de vibración.

Fig. 6. Instalación de sensores durante el equilibrado en dos planos, utilizando Balanset-1
1,2- Sensores de vibración, trifásicos, 4- Unidad de medición USB, 5- Ordenador portátil

En la mayoría de los casos, el equilibrado dinámico se realiza mediante el método de tres arranques. Este método se basa en la instalación en serie de pesas de prueba de masa conocida en el rotor, en uno y dos planos. De esta manera, las masas y el lugar de instalación de las pesas de equilibrado se calculan en función de los resultados de la modificación de los parámetros de vibración.
El lugar de instalación de la pesa se denomina plano de corrección. Normalmente, los planos de corrección se seleccionan en la zona de los soportes de los cojinetes sobre los que se monta el rotor.
La vibración inicial se mide en el primer arranque. A continuación, se instala una pesa de prueba de masa conocida en el rotor, más cerca de uno de los soportes. A continuación, se realiza un segundo arranque y se miden los parámetros de vibración que deberían cambiar debido a la instalación de la pesa de prueba. A continuación, se retira la pesa de prueba del primer plano y se instala en el segundo. Se realiza un tercer arranque y se miden los parámetros de vibración. Al retirar la pesa de prueba, el programa calcula automáticamente la masa y el lugar (ángulos) de instalación de las pesas de equilibrado. El objetivo de configurar pesas de prueba es determinar cómo responde el sistema al cambio de desequilibrio. Al conocer las masas y la ubicación de las pesas de muestra, el programa puede calcular los denominados coeficientes de influencia, que muestran cómo la introducción de un desequilibrio conocido afecta los parámetros de vibración. Los coeficientes de influencia son características del propio sistema mecánico y dependen de la rigidez de los soportes y de la masa (inercia) del sistema rotor-soporte.
Para mecanismos del mismo tipo y diseño, los coeficientes de influencia serán similares. Puede guardarlos en la memoria de su ordenador y utilizarlos posteriormente para equilibrar mecanismos del mismo tipo sin realizar pruebas, lo que mejora considerablemente el rendimiento del equilibrado. Cabe destacar también que la masa de las pesas de prueba debe elegirse de forma que los parámetros de vibración varíen considerablemente al instalarlas. De lo contrario, el error en el cálculo de los coeficientes de influencia aumenta y la calidad del equilibrado se deteriora. La guía del dispositivo Balanset-1 proporciona una fórmula que permite determinar aproximadamente la masa del peso de prueba, en función de la masa y la velocidad de rotación del rotor equilibrado. Como se puede apreciar en la Fig. 1, la fuerza centrífuga actúa en dirección radial, es decir, perpendicular al eje del rotor. Por lo tanto, los sensores de vibración deben instalarse de forma que su eje de sensibilidad también esté orientado en dirección radial. Normalmente, la rigidez de la cimentación en dirección horizontal es menor, por lo que la vibración en dicha dirección es mayor. Por lo tanto, para aumentar la sensibilidad de los sensores, estos deben instalarse de forma que su eje de sensibilidad también esté orientado horizontalmente. Aunque no existe una diferencia fundamental, además de la vibración radial, es necesario controlar la vibración axial, a lo largo del eje de rotación del rotor. Esta vibración no suele deberse a un desequilibrio, sino a otras razones, principalmente a la desalineación de los ejes conectados mediante el acoplamiento. Esta vibración no se elimina mediante el equilibrado; en este caso, se requiere la alineación. En la práctica, estos mecanismos suelen presentar un desequilibrio del rotor y una desalineación de los ejes, lo que dificulta considerablemente la eliminación de la vibración. En estos casos, primero se debe alinear y luego equilibrar el mecanismo. (Aunque con un fuerte desequilibrio de par, también se produce vibración axial debido a la torsión de la estructura de cimentación).

Criterios para evaluar la calidad de los mecanismos de equilibrio.

La calidad del balanceo de rotores (mecanismos) se puede estimar de dos maneras. El primer método consiste en comparar el valor del desequilibrio residual determinado durante el balanceo con la tolerancia para dicho desequilibrio. Las tolerancias especificadas para diversas clases de rotores se encuentran en la norma ISO 1940-1-2007, «Vibración. Requisitos para la calidad del balanceo de rotores rígidos». Parte 1. Determinación del desequilibrio admisible.
Sin embargo, la implementación de estas tolerancias no garantiza plenamente la fiabilidad operativa del mecanismo, asociada a la consecución de un nivel mínimo de vibración. Esto se debe a que la vibración del mecanismo está determinada no solo por la fuerza asociada al desequilibrio residual de su rotor, sino también por otros parámetros, como la rigidez K de los elementos estructurales del mecanismo, su masa M, el coeficiente de amortiguamiento y la velocidad. Por lo tanto, para evaluar las características dinámicas del mecanismo (incluida la calidad de su equilibrado), en algunos casos se recomienda evaluar el nivel de vibración residual, regulado por diversas normas.
La norma más común que regula los niveles de vibración admisibles de los mecanismos es la ISO 10816-3:2009. «Vista previa: Vibración mecánica – Evaluación de la vibración de la máquina mediante mediciones en piezas no giratorias. Parte 3: Máquinas industriales con potencia nominal superior a 15 kW y velocidades nominales entre 120 r/min y 15 000 rpm. r/min al medirse in situ.»
Con esta norma, se puede establecer la tolerancia en todo tipo de máquinas, teniendo en cuenta la potencia de su accionamiento eléctrico.
Además de esta norma universal, existen diversas normas especializadas desarrolladas para tipos específicos de mecanismos. Por ejemplo, la norma ISO 14694:2003 «Ventiladores industriales: Especificaciones para la calidad del equilibrado y los niveles de vibración» y la norma ISO 7919-1-2002 «Vibración de máquinas sin movimiento alternativo. Mediciones en ejes giratorios y criterios de evaluación. Guía general».