Comprensión del plano de corrección
A plano de corrección — también llamado plano de balanceo — es cualquier plano perpendicular al rotor eje del eje donde se puede realizar una balanceo corrección. En términos sencillos, es una ubicación a lo largo del rotor donde se puede agregar masa (mediante soldadura, pernos o epoxi) o eliminarla (mediante taladrado, rectificado o fresado) para cancelar una desbalance condición. Elegir los planos de corrección adecuados es una de las primeras y más importantes decisiones en cualquier trabajo de balanceo, porque cada peso de corrección que el analizador prescribe más tarde solo se puede instalar donde exista un plano utilizable.
1. Definición: ¿Qué es un plano de corrección?
Un plano de corrección es la superficie de trabajo del proceso de balanceo. El desbalance en sí mismo está distribuido en algún lugar a través de la masa del rotor, pero las correcciones no se pueden aplicar «en el aire» a lo largo del eje; deben caer en una cara real y accesible de la pieza. El plano define la posición axial de esa cara; la posición angular alrededor de ella es donde la fase medición le indica dónde se encuentra el punto pesado (o ligero).
Dos requisitos no son negociables. El plano debe ser físicamente accesible para que una taladradora, rectificadora o soldadora pueda alcanzarlo, y debe ser suficientemente resistente para sujetar un peso de corrección de forma segura durante toda la vida útil del rotor. Un peso que se afloja a velocidad se convierte en una nueva fuente de desbalance, y peligrosa.
2. ¿Cuántos planos de corrección se necesitan?
El número de planos requeridos está determinado por el tipo de desbalance presente y por si el rotor se comporta como un cuerpo rígido o flexible a la velocidad de operación.
a) Balanceo en un solo plano
Un solo plano de corrección es suficiente solo para el desbalance estático, donde el punto pesado se puede tratar como concentrado en el centro de un rotor estrecho y con forma de disco. La corrección es una sola masa colocada a 180° opuesta al punto pesado medido. Balanceo en un solo plano es típico de ruedas abrasivas, poleas de ranura única y ventiladores estrechos.
b) Balanceo en dos planos
Se necesitan dos planos de corrección para corregir el desbalance dinámico — la condición más común en rotores industriales, y en sí misma una combinación de desbalance estático y desbalance de par. El procedimiento calcula un peso y un ángulo separados para cada cada plano, y las dos correcciones actúan juntas para eliminar tanto el «temblor» estático como el «bamboleo» de par. Balanceo en dos planos aplica a la mayoría de los rotores de motores, impulsores de bombas, poleas de múltiples ranuras y ejes de transmisión.
c) Balanceo en múltiples planos
Se requieren más de dos planos para el rotores flexibles, que se doblan a velocidad de modo que una corrección realizada en una ubicación puede arruinar el balance en otra. Los planos adicionales contrarrestan los modos de flexión del rotor cerca de su velocidad de operación. El balanceo en múltiples planos — utilizado en turbinas de gas de alta velocidad, rodillos largos de máquinas de papel y compresores multietapa — es una tarea especializada que generalmente implica modelado modal y varias pruebas a alta velocidad.
3. Selección práctica de planos de corrección
Al configurar un trabajo, el operador evalúa varios factores prácticos antes de comprometerse con un par de planos:
- Accesibilidad: ¿Puede una taladradora, soldadora o elemento de fijación alcanzar realmente la ubicación con la máquina en su estado encontrado?
- Resistencia del material: ¿Es el metal lo suficientemente grueso y sólido para taladrarlo o para soportar un peso soldado? Nunca usaría aspas de ventilador delgadas; usaría el buje o la placa trasera más gruesa.
- Separación de planos: Para trabajos en dos planos, maximizar la distancia axial entre planos brinda más palanca contra el desbalance de par, lo que generalmente produce pesos de corrección más pequeños y precisos.
- Integridad del componente: El método de corrección nunca debe comprometer la resistencia estructural ni la vida útil a fatiga del rotor.
4. Planos de corrección en el balanceo en campo
En una máquina ensamblada que funciona en sus propios rodamientos, los planos de corrección son las dos caras accesibles que un ingeniero puede alcanzar sin desmontaje; a menudo son los extremos de un buje de ventilador o las caras visibles de una cubierta de impulsor. Un instrumento portátil de dos canales como el Balanset-1A mide la amplitud y fase de 1× en cada rodamiento, calcula la coeficientes de influencia de un peso de prueba de funcionamiento del rotor y luego resuelve la masa y el ángulo requeridos para cada plano elegido. Dado que los planos están fijos por lo que la máquina permite físicamente, definirlos claramente antes de la primera prueba y registrar su referencia angular es lo que hace que la corrección resultante sea repetible y que el desbalance residual verificado sea significativo.
5. División de una corrección entre posiciones angulares fijas
A veces, el ángulo de corrección ideal cae donde no hay metal, por ejemplo, entre dos aspas de ventilador. En ese caso, el único peso requerido se resuelve en dos componentes en las posiciones angulares fijas disponibles más cercanas dentro del mismo plano de corrección, una técnica conocida como reparto de corrección. Los dos pesos parciales se suman vectorialmente para tener el mismo efecto que un solo peso en el ángulo no disponible. Esto no es lo mismo que el balanceo en dos planos: el balanceo en dos planos distribuye correcciones entre dos axial planos para eliminar el desbalance estático y de par, mientras que la corrección dividida es una descomposición vectorial de una corrección en un plano cuando el ángulo solicitado no está disponible. De cualquier manera, la geometría del plano importa tanto como los números: un par bien elegido de planos accesibles y bien separados mantiene las correcciones pequeñas, seguras y fáciles de verificar contra un ISO 21940-11 grado de balanceo.
