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Balanceo dinámico (en dos planos) — Método, física y procedimiento en campo
Cuando un rotor es lo suficientemente ancho para que el desbalance difiera en cada extremo, un solo plano de corrección no es suficiente. El balanceo dinámico en dos planos corrige simultáneamente los componentes estático y de par — utilizando el método de coeficientes de influencia — para que el rotor gire suavemente a lo largo de toda su longitud, no solo en su centro.
En resumen: El balanceo dinámico (en dos planos) es necesario siempre que un rotor presente tanto desbalance estático como un componente de par — lo que significa que el desbalance está distribuido a lo largo del eje del rotor en lugar de concentrarse en un solo disco. Se utiliza un sensor de vibración en cada soporte de rodamiento y un tacómetro láser en el eje para medir la respuesta del rotor a los pesos de prueba colocados en cada plano por turnos; el Balanset-1A resuelve entonces la masa y el ángulo de corrección exactos en ambos planos simultáneamente. No es necesario retirar el rotor de la máquina — todo el procedimiento de cuatro carreras se completa a la velocidad de operación, en los propios rodamientos del rotor, en menos de una hora para la mayoría de los rotores.
Señales de que su rotor necesita balanceo en dos planos
Una corrección en un solo plano puede silenciar un rodamiento mientras el otro sigue vibrando. Si observa alguno de estos patrones, el tratamiento en dos planos es la respuesta correcta:
Un plano vs dos planos: ¿cuándo necesita dos planos?
La elección entre uno y dos planos de corrección depende de la geometría del rotor y de la naturaleza de su desbalance. Comprender los tres tipos de desbalance le ayuda a decidir de inmediato.
Los tres tipos de desbalance
Desbalance estático — el centro de masas se encuentra fuera del eje de rotación, pero el eje principal de inercia es paralelo a él. Un solo plano de corrección es suficiente: agregue masa en el lado pesado y el rotor queda balanceado. Rotores típicos: poleas delgadas, ruedas abrasivas estrechas, discos de ventilador de un solo plano.
Desbalance de par — el centro de masas está sobre el eje, pero el eje principal de inercia está inclinado. El rotor oscila en lugar de tambalearse. Esto no se puede corregir en un solo plano; se necesitan dos masas iguales y opuestas separadas 180° en dos planos distintos para cancelar el momento de oscilación. Rotores típicos: tambores cilíndricos largos, armaduras de motores, conjuntos de ejes.
Desbalance dinámico (combinado) — el caso general: están presentes tanto los componentes estático como de par. La corrección requiere dos planos elegidos arbitrariamente a lo largo del eje. Todos los rotores de producción reales caen en esta categoría.
| Factor | Un plano (estático) | Dos planos (dinámico) |
|---|---|---|
| Forma del rotor | Disco delgado; ancho axial mucho menor que el diámetro | Rotor ancho; ancho axial comparable o mayor que el diámetro |
| Tipo de desbalance | Solo desbalance estático | Desbalance de par o combinado (dinámico) |
| Relación L/D (longitud axial / diámetro) | L/D < 0,5 (aprox.) | L/D ≥ 0.5 (rotor rígido que gira por debajo de su primera velocidad crítica). Cerca o por encima de una velocidad crítica, evalúe primero el rotor como flexible (ISO 21940-12) — el balanceo en dos planos por sí solo puede ser insuficiente |
| Número de sensores | 1 sensor de vibración + 1 tacómetro láser | 2 sensores de vibración + 1 tacómetro láser |
| Número de carreras de medición | 3 carreras (valor de referencia + prueba + corrección) | 4 carreras (valor de referencia + prueba plano 1 + prueba plano 2 + corrección) |
| Planos de corrección | 1 | 2 |
| Equipo típico | Impulsores de ventilador estrechos, poleas, discos de un solo etapa | Tambores, ejes de transmisión, impulsores anchos, rotores multietapa, rotores de motor |
| Referencia estándar | ISO 21940-11 (rotor rígido de 1 plano) | ISO 21940-11 (rotor rígido de 2 planos) |
Regla general: si la vibración del rotor medida en un rodamiento cambia en dirección opuesta a la vibración en el otro rodamiento cuando mueve un peso de prueba, tiene un componente de par y se requieren dos planos.
Por qué los rotores anchos pierden balanceo dinámico — y qué cuesta
Cuando se fabrica o repara un rotor, la masa rara vez se distribuye simétricamente a lo largo de su eje. La erosión desgasta un extremo de un impulsor más rápido que el otro; las reparaciones de soldadura agregan material en una sola estación axial; la acumulación de producto se acumula de manera no uniforme a lo largo de un tambor. El resultado no es solo desbalance estático, sino también un par componente que crea un momento de balanceo. Solo la corrección simultánea en dos planos elimina ambos. Debido a que la fuerza centrífuga crece con la cuadrado de la velocidad de rotación, un modesto desbalance de par a 500 RPM se convierte en una fuerza destructiva a 3,000 RPM.
Ignorar el componente de par significa que ambos rodamientos soportan cargas dinámicas elevadas en cada revolución. Se acumula fatiga en los rodamientos, fallan los sellos, se aflojan los elementos de fijación y las grietas estructurales se propagan desde los pies de montaje hacia afuera. La pérdida económica — rodamientos, sellos, producción perdida, mano de obra de emergencia — generalmente supera el costo de un trabajo adecuado de dos planos muchas veces.
= (C/P)
Balanceo dinámico en dos planos — procedimiento en campo paso a paso
El Balanset-1A aplica el método de coeficientes de influencia. Dos sensores de vibración y un tacómetro láser caracterizan completamente el rotor y resuelven para ambos planos de corrección en una sola sesión en sitio:
- Monte los sensores. Fije un acelerómetro de vibración a cada soporte de rodamiento (Planos 1 y 2) y apunte el tacómetro láser a una tira reflectante en el eje. No se necesita desmontaje — el rotor funciona bajo condiciones normales de operación durante todo el procedimiento.
- Mida el valor de referencia. Una carrera a velocidad de operación completa registra la amplitud de vibración y el ángulo de fase simultáneamente en ambas ubicaciones de rodamiento, dando los vectores iniciales de 1× RPM que definen el estado inicial de desbalance en ambos planos.
- Agregue un peso de prueba en el Plano 1. Una masa conocida se sujeta en una posición angular marcada en el primer plano de corrección. Una segunda carrera captura cómo este peso influye en la vibración en ambos ubicaciones de rodamiento, obteniendo dos de los cuatro coeficientes de influencia.
- Mueva el peso de prueba al Plano 2. La misma masa se reposiciona al segundo plano de corrección y otra carrera registra la influencia cruzada en ambos sensores. El dispositivo ahora tiene los cuatro coeficientes de influencia necesarios para el sistema 2×2.
- Deje que el dispositivo calcule. El Balanset-1A resuelve las ecuaciones de coeficientes de influencia de dos planos y emite la masa de corrección exacta y la posición angular para cada plano simultáneamente — sin aritmética manual requerida.
- Aplique correcciones y verifique. Los pesos de corrección se colocan en las posiciones calculadas en ambos planos. Una carrera final confirma que el desbalance residual está dentro de la tolerancia ISO 21940-11 para el grado G especificado, y el Balanset-1A guarda un informe de balanceo documentado.
Qué balanceamos en dos planos
- Impulsores de ventilador centrífugo ancho y sopladores de doble entrada
- Tambores de trilla y picado de cosechadoras combinadas
- Ejes de transmisión y ejes cardán
- Rotores de bomba multietapa y pilas de impulsores de compresor
- Rodillos de máquina de papel y cilindros de impresión / recubrimiento
- Transportadores de tornillo y tornillos sin fin de más de ~500 mm
- Rotores de motor y rotores de generador con longitud axial significativa
- Rotores de turbocompresor y rotores de turbina de vapor (verificación de vibración en campo)
- Cualquier rotor donde la corrección de un solo plano deja un rodamiento aún vibrando
Tolerancias y normas
ISO 21940-11 (antes ISO 1940-1) define grados de calidad de balanceo G0.4 a G4000 para rotores rígidos. Para rotores rígidos — aquellos que operan muy por debajo de su primera velocidad crítica — una relación de longitud axial a diámetro superior a aproximadamente 0.5 generalmente requiere balanceo en dos planos. Un rotor que opera cerca o por encima de una velocidad crítica debe evaluarse primero como un rotor flexible según ISO 21940-12: puede necesitar balanceo a varias velocidades y en más de dos planos, por lo que el balanceo ordinario en dos planos para rotores rígidos puede ser insuficiente. El desbalance residual permisible por plano se calcula como:
Upor (g·mm) = epor × m / 2, donde epor = G × 9549 / n (mm/s × rpm → μm de excentricidad), m es la masa del rotor en kg, y el factor 2 divide la tolerancia por igual entre los dos planos. Tenga en cuenta que la división igual es una aproximación práctica para rotores aproximadamente simétricos con planos de corrección cerca de los rodamientos — no es una regla universal de asignación de la ISO; la ISO 21940-11 asigna la tolerancia de manera diferente para arreglos asimétricos de planos y rodamientos.
Los rotores de ventilador comúnmente se balancean a G6.3 o G2.5 por ISO 14694; los husos de máquinas-herramienta de precisión y el equipo turbo de alta velocidad apuntan a G1.0 o más fino. Use nuestro calculadora de desbalance residual para encontrar la tolerancia permisible para su grado G, masa del rotor y velocidad de servicio antes de comenzar el trabajo.
El Balanset-1A: su kit completo de balanceo en campo
El balanceo dinámico en dos planos de cualquier rotor rígido — ventiladores, tambores, ejes de transmisión, conjuntos de bomba multietapa — se realiza con un solo instrumento portátil: el Balanset-1A. Es un balanceador dinámico de dos canales y analizador de vibración que balancea rotores en sus propios rodamientos, a velocidad de operación, usando el método de coeficientes de influencia — un plano en tres carreras, dos planos en cuatro. El software calcula la masa de corrección exacta y el ángulo para ambos planos y guarda un informe.
¿Qué incluye el Kit Completo?
€1,975 · Kit Completo, en stock, factura con IVA
- Unidad de medición de interfaz (USB, 2 canales)
- Dos acelerómetros de vibración (cable de 4 m, 10 m opcional)
- Tacómetro láser / sensor de fase óptico (50–500 mm)
- Soporte magnético para el sensor
- Báscula digital para pesos de prueba y corrección
- Software de balanceo y análisis para Windows
- Estuche de transporte de plástico
Kit completo
Unidad · 2 sensores · tacómetro láser · soporte magnético · balanza digital · software · maletín de transporte. Todo lo necesario para comenzar el balanceo en dos planos listo para usar.
Set OEM
Unidad · 2 sensores · tacómetro láser · software. Para integradores que ya tienen un soporte, balanza y estuche, o que integran la unidad en una máquina de balanceo dedicada.
| Parámetro | Valor |
|---|---|
| Canales de medición | 2 (balanceo de un plano y de dos planos) |
| Rango de velocidad de vibración | 0.2–80 mm/s RMS |
| Rango de frecuencia | 5–1000 Hz (≤10% de error de amplitud por encima de 550 Hz) |
| Precisión de medición | ±5 % de la escala completa |
| Método | Método de coeficientes de influencia de 3 carreras (1 o 2 planos) |
| Análisis | Amplitud y fase a 1×, espectro FFT y forma de onda, informes guardados |
| Portátil | No incluido (PC con Windows, disponible bajo pedido) |
Casos reales de balanceo en dos planos
Tambor de cosechadora (2 planos)
Ambos planos de corrección balanceados en una sola sesión de campo en una cosechadora combinada agrícola.
Eje de transmisión (2 planos)
Balanceo dinámico de un eje de transmisión largo con peso de corrección en cada brida de extremo.
Impulsor ancho de extractor
Corrección en dos planos en un impulsor ancho de extractor industrial balanceado in situ.
Balanceo en dos planos — desde el campo
Configuración del método de coeficientes de influencia
Dos sensores y un tacómetro láser posicionados para caracterizar ambos planos de corrección simultáneamente.
Balanceado en su lugar
El rotor permanece en sus propios rodamientos y se corrige a la velocidad de operación — no se requiere desmontaje.
Ambos planos resueltos
Masa y ángulo de corrección calculados para el Plano 1 y el Plano 2 simultáneamente en una sola sesión.
Resultado verificado
La ejecución final confirma el desbalance residual dentro de la tolerancia ISO 21940-11 en ambos planos.
Calculadoras gratuitas para balanceo en dos planos
Preguntas frecuentes sobre balanceo en dos planos
¿Cuándo es suficiente el balanceo en un solo plano?
¿Cómo funciona el método de coeficientes de influencia para dos planos?
¿Cuántas ejecuciones de medición requiere un trabajo en dos planos?
¿Necesito desmontar el rotor de la máquina?
¿Qué grado de calidad de balanceo debo buscar para mi rotor?
¿Puede nuestro equipo de mantenimiento realizar balanceo en dos planos con el Balanset-1A?
Aprender la teoría
Resuelva ambos planos en una sola visita — a la velocidad de operación, sin desmontaje
El Balanset-1A lo guía a través del procedimiento completo de coeficientes de influencia en dos planos: referencia, prueba del Plano 1, prueba del Plano 2, corrección y verificación — todo a velocidad de giro, en los propios rodamientos del rotor. Desbalance residual documentado según ISO 21940-11, ISO 14694 y API 610. Listo para enviar.
