BALANCEADOR PORTÁTIL "BALANSET-1A"
Sistema de balanceo dinámico basado en PC de doble canal
MANUAL DE OPERACIÓN
rev. 1.56 mayo de 2023
2023 | Estonia, Narva
AVISO DE SEGURIDAD: Este dispositivo cumple con las normas de seguridad de la UE. Producto láser de Clase 2. Sigan los procedimientos de seguridad para equipos rotativos. Consulten la información completa de seguridad a continuación →
1. VISTA GENERAL DEL SISTEMA DE BALANCEO
El balanceador Balanset-1A proporciona servicios de balanceo dinámico en un plano y en dos planos para ventiladores, ruedas abrasivas, husillos, trituradoras, bombas y otros equipos rotativos.
Balanset-1A balancer includes two vibrosensors (accelerometers), laser phase sensor (tachometer), 2-channel USB interface unit with pre-amplifiers, integrators and ADC acquisition module and Windows based balancing software. Balanset-1A requires notebook or other Windows (WinXP...Win11, 32 or 64bit) compatible PC.
El software de balanceo proporciona automáticamente la solución correcta de balanceo para el balanceo en un plano y en dos planos. Balanset-1A Es fácil de usar para personas que no son expertas en vibraciones.
Todos los resultados de balanceo se guardan en un archivo y pueden usarse para crear informes.
Características clave
Fácil de usar
- • User selectable trial mass
- • Trial mass validity popup
- • Manual data input
Measurement Capabilities
- • RPM, amplitude and phase
- • FFT spectrum analysis
- • Waveform and spectrum display
- • Dual-channel simultaneous data
Advanced Functions
- • Saved influence coefficients
- • Trim balancing
- • Mandrel eccentricity calc.
- • ISO 1940 tolerance calc.
Gestión de datos
- • Unlimited balancing data storage
- • Vibration waveform storage
- • Archive and reports
Calculation Tools
- • Split weight calculation
- • Drill calculation
- • Changing correction planes
- • Polar graph visualization
Analysis Options
- • Remove or leave trial weights
- • RunDown charts (experimental)
2. ESPECIFICACIONES
| Parámetro | Especificación |
|---|---|
| Rango de medición del valor cuadrático medio (RMS) de la velocidad de vibración, mm/s (para vibración 1x) | from 0.2 to 80 |
| Rango de frecuencia de la medición RMS de la velocidad de vibración, Hz | from 5 to 1000 (amplitude error ≤10% from 5 to 550 Hz; up to 20% from 550 to 1000 Hz) |
| Número de planos de corrección | 1 o 2 |
| Rango de medición de la frecuencia de rotación, rpm | 250 – 90000 |
| Rango de medición de la fase de vibración, grados angulares | de 0 a 360 |
| Error de medición de la fase de vibración, grados angulares | ± 1 |
| Precisión de medición de la velocidad de vibración RMS | ±(0.1 + 0.1×Vmedido) mm/s |
| Precisión de medición de la frecuencia de rotación | ±(1 + 0.005×Nmedido) rpm |
| Tiempo medio entre fallas (MTBF), horas, mín | 1000 |
| Vida útil promedio, años, mín | 6 |
| Dimensiones (en estuche rígido), cm | 39*33*13 |
| Masa, kg | <5 |
| Dimensiones generales del sensor de vibración, mm, máx | 25*25*20 |
| Masa del sensor de vibración, kg, máx | 0.04 |
|
Condiciones de operación: - Temperature range: from 5°C to 50°C - Relative humidity: < 85%, unsaturated - Without strong electric-magnetic field & strong impact |
|
3. CONTENIDO DEL PAQUETE
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 de adquisición ADC, y software de balanceo basado en Windows.
Delivery Set
| Descripción | Número | Nota |
|---|---|---|
| Unidad de interfaz USB | 1 | |
| Marcador de referencia de fase láser (tacómetro) | 1 | |
| Acelerómetros de un solo eje | 2 | |
| Soporte magnético | 1 | |
| Balanza digital | 1 | |
| Estuche rígido para transporte | 1 | |
| "Balanset-1A". User's manual. | 1 | |
| Disco flash con software de balanceo | 1 |
4. PRINCIPIOS DE BALANCEO
4.1. "Balanset-1A" includes (fig. 4.1) USB interface unit (1), dos acelerómetros (2) y (3), marcador de referencia de fase (4) y PC portátil (no incluido) (5).
El conjunto de entrega también incluye el soporte magnético (6) utilizado para montar el marcador de referencia de fase y balanzas digitales 7.
Conectores X1 y X2 destinados a la conexión de los sensores de vibración respectivamente a los canales de medición 1 y 2, y el conector X3 utilizado para la conexión del marcador de referencia de fase.
El cable USB proporciona alimentación eléctrica y conexión de la unidad de interfaz USB a la computadora.
Fig. 4.1. Delivery set of the "Balanset-1A"
Las vibraciones mecánicas generan una señal eléctrica proporcional a la aceleración de 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 vibración. El software basado en Windows proporciona soluciones para balanceo en un plano y en dos planos, análisis de espectro, gráficas, informes y almacenamiento de coeficientes de influencia
5. PRECAUCIONES DE SEGURIDAD
⚡ ATTENTION - Electrical Safety
5.1. Al operar con 220V se deben observar las normas de seguridad eléctrica. No está permitido reparar el dispositivo cuando esté conectado a 220 V.
5.2. If you use the appliance in a low quality AC power environment or in the presence of network interference it is recommended to use standalone power from computer's battery pack.
⚠️ Additional Safety Requirements for Rotating Equipment
- !Bloqueo de máquina: Siempre implemente los procedimientos adecuados de bloqueo y etiquetado antes de instalar los sensores
- !Equipo de protección personal: Use gafas de seguridad, protección auditiva y evite la ropa suelta cerca de maquinaria rotativa
- !Instalación segura: Asegúrese de que todos los sensores y cables estén firmemente sujetos y no puedan ser atrapados por partes rotativas
- !Procedimientos de emergencia: Conozca la ubicación de las paradas de emergencia y los procedimientos de apagado
- !Capacitación: Solo el personal capacitado debe operar equipos de balanceo en maquinaria rotativa
6. CONFIGURACIÓN DE SOFTWARE Y HARDWARE
6.1. Instalación de controladores USB y software de balanceo
Antes de trabajar, instale los controladores y el software de balanceo.
Lista de carpetas y archivos
El disco de instalación (unidad flash) contiene los siguientes archivos y carpetas:
- Bs1Av###Setup – folder with "Balanset-1A" balancing software (### – version number)
- ArdDrv – controladores USB
- EBalancer_manual.pdf – este manual
- Bal1Av###Setup.exe – setup file. This file contains all archived files and folders mentioned above. ### – version of "Balanset-1A" software.
- Ebalanc.cfg – valor de sensibilidad
- Bal.ini – algunos datos de inicialización
Procedimiento de instalación del software
Para instalar los controladores y el software especializado, ejecute el archivo Bal1Av###Setup.exe y siga las instrucciones de instalación presionando los botones «Siguiente», «ОК» etc.
Elija la carpeta de instalación. Por lo general, esta carpeta no debe cambiarse.
Luego el programa requiere especificar las carpetas de grupo de programas y escritorio. Presione el botón Siguiente.
Finishing Installation
- ✓Instale los sensores en el mecanismo inspeccionado o balanceado (Información detallada sobre cómo instalar los sensores se proporciona en el Anexo 1)
- ✓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 de la computadora.
- ✓Al utilizar la fuente de alimentación CA, conecte el ordenador a la red eléctrica. Conecte la fuente de alimentación a 220 V, 50 Hz.
- ✓Click shortcut "Balanset-1A" on desktop.
7. SOFTWARE DE BALANCEO
7.1. General
Ventana inicial
When running the program "Balanset-1A" the Initial window, shown in Fig. 7.1, appears.
Fig. 7.1. Initial window of the "Balanset-1A"
Hay 9 botones en la ventana Inicial con los nombres de las funciones que se ejecutan al hacer clic en ellos.
F1-«Acerca de»
Fig. 7.2. Ventana F1-«Acerca de»
F2-«Plano único», F3-«Dos planos»
Pressing "F2- Plano único" (or F2 tecla de función en el teclado del ordenador) selecciona la medición de vibración en el canal X1.
Después de hacer clic en este botón, la pantalla de la computadora muestra el diagrama de la Fig. 7.1 que ilustra un proceso de medición de la vibración solo en el primer canal de medición (o el proceso de balanceo en un plano único).
Pressing the "F3-Dos planos" (or F3 tecla de función en el teclado de la computadora) selecciona el modo de mediciones de vibración en dos canales X1 y X2 simultáneamente. (Fig. 7.3.)
Fig. 7.3. Initial window of the "Balanset-1A". Two plane balancing.
F4 – «Configuración»
Fig. 7.4. "Settings" window
En esta ventana puede cambiar algunos ajustes de Balanset-1A.
- Sensibilidad. El valor nominal es 13 mV / mm/s.
¡Cambiar los coeficientes de sensibilidad de los sensores solo es necesario al reemplazar los sensores!
¡Atención!
When you enter a sensitivity coefficient its fractional part is separated from the integer part with the decimal point (the sign ",").
- Promediado - number of averaging (number of revolutions of the rotor over which data is averaged to more accuracy)
- Canal del tacómetro# - channel# the Tacho is connected. By default - 3rd channel.
- Irregularidad - the difference in duration between adjacent tacho pulses, which above gives the warning "Fallo del tacómetro"
- Imperial/Métrico - Select the system of units.
El número de puerto COM se asigna automáticamente.
F5 – «Medidor de vibración»
Presionar este botón (o una tecla de función de F5 on the computer keyboard) activates the mode of vibration measurement on one or two measuring channels of virtual Vibration meter depending on the buttons condition "F2-single-plane", "F3-two-plane".
F6 – «Informes»
Al presionar este botón (o F6 tecla de función en el teclado del ordenador) se activa el Archivo de balanceo, desde el cual puede imprimir el informe con los resultados del balanceo para un mecanismo específico (rotor).
F7 – «Balanceo»
Pressing this button (or function key F7 on your keyboard) activates balancing mode in one or two correction planes depending on which measurement mode is selected by pressing the buttons "F2-single-plane", "F3-two-plane".
F8 – «Gráficas»
Al presionar este botón (o F8 function key on the computer's keyboard) enables graphic Vibration meter, the implementation of which displays on a display simultaneously with the digital values of the amplitude and phase of the vibration graphics of its time function.
F10 – «Salir»
Al presionar este botón (o F10 function key on the computer's keyboard) completes the program "Balanset-1A".
7.2. "Vibration meter"
Before working in the "Medidor de vibración" mode, install vibration sensors on the machine and connect them respectively to the connectors X1 and X2 of the USB interface unit. Tacho sensor should be connected to the input X3 of the USB interface unit.
Fig. 7.5 Unidad de interfaz USB
Coloque cinta reflectante en la superficie de un rotor para el funcionamiento del tacómetro.
Fig. 7.6. Cinta reflectante.
Las recomendaciones para la instalación y configuración de los sensores se encuentran en el Anexo 1.
To begin the measurement in the Vibration meter mode click on the button "F5 – Medidor de vibración" in the Initial window of the program (see fig. 7.1).
Medidor de vibración aparece la ventana (véase la Fig.7.7)
Fig. 7.7. Modo medidor de vibración. Onda y espectro.
To start vibration measurements click button "F9 – Ejecutar" (or press the function key F9 en el teclado).
Si Modo de disparo Automático is checked - the results of vibration measurements will be periodically displayed on the screen.
In case of simultaneous measurement of vibration on the first and second channels, the windows located beneath the words "Plano 1" and "Plano 2" will be filled.
Vibration measuring in the "Vibration" mode also may be carried out with disconnected phase angle sensor. In the Initial window of the program the value of the total RMS vibration (V1s, V2s).
Existen los siguientes ajustes en el modo Medidor de vibración
- RMS Bajo, Hz – frecuencia más baja para calcular el RMS de la vibración global
- Ancho de banda - vibration frequency bandwidth in the chart
- Promedios - number of average for more measure accuracy
To complete the work in the "Vibration meter" mode click button "F10 – Salir" and return to the Initial window.
Fig. 7.8. Modo medidor de vibración. Velocidad de rotación, irregularidad, forma de onda de vibración 1x.
Fig. 7.9. Modo medidor de vibración. Paro por inercia (versión beta, ¡sin garantía!).
7.3 Procedimiento de balanceo
El balanceo se realiza para 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 obstaculizar el procedimiento de balanceo.
Antes del balanceo, mida la vibración en el modo Medidor de vibración (botón F5) para asegurarse de que la vibración principal sea la vibración 1x.
Fig. 7.10. Modo medidor de vibración. Verificación de la vibración global (V1s,V2s) y la vibración 1x (V1o,V2o).
Si el valor de la vibración global V1s (V2s) es aproximadamente igual a la magnitud de la vibración en la frecuencia de rotación (vibración 1x) V1o (V2o), se puede asumir que la principal contribución al mecanismo de vibración proviene de un desbalance del rotor. Si el valor de la vibración global V1s (V2s) es mucho mayor que el componente de vibración 1x V1o (V2o), se recomienda verificar el estado del mecanismo: estado de los rodamientos, su montaje en la base, asegurar que no haya contacto entre las partes fijas y el rotor durante la rotación, etc.
También deben prestar atención a la estabilidad de los valores medidos en el modo Medidor de vibración: la amplitud y la fase de la vibración no deben variar más del 10-15 % durante el proceso de medición. De lo contrario, se puede asumir que el mecanismo está operando en una región cercana a la resonancia. En este caso, cambie la velocidad de rotación del rotor y, si esto no es posible, cambie las condiciones de instalación de la máquina en la cimentación (por ejemplo, montela temporalmente en soportes de resorte).
Para el balanceo del rotor, el método de coeficientes de influencia de balanceo (método de 3 carreras) debe utilizarse.
Las carreras de prueba se realizan para determinar el efecto de la masa de prueba sobre el cambio de vibración, la masa y el lugar (ángulo) de instalación de los pesos de corrección.
Primero determine la vibración original de un mecanismo (primer arranque sin peso) y luego coloque el peso de prueba en el primer plano y realice el segundo arranque. Luego, retire el peso de prueba del primer plano, colóquelo en un segundo plano y realice el segundo arranque.
El programa luego calcula e indica en la pantalla el peso y la ubicación (ángulo) de instalación de los pesos de corrección.
Al realizar el balanceo en un solo plano (estático), no se requiere el segundo arranque.
El peso de prueba se coloca en una ubicación arbitraria en el rotor donde sea conveniente y luego se ingresa el radio real en el programa de configuración.
(El radio de posición se utiliza solo para calcular la cantidad de desbalance en gramos * mm)
¡Importante!
- ¡Las mediciones deben realizarse con la velocidad de rotación constante del mecanismo!
- ¡Los pesos de corrección deben instalarse en el mismo radio que los pesos de prueba!
La masa del peso de prueba se selecciona de modo que, después de su instalación, la fase (> 20-30°) y la amplitud de vibración cambien significativamente (20-30 %). Si los cambios son demasiado pequeños, el error aumenta considerablemente en los cálculos posteriores. Es conveniente colocar la masa de prueba en el mismo lugar (el mismo ángulo) que la marca de fase.
Fórmula de cálculo de la masa del peso de prueba
Mt = Mr × Ksupport × Kvibration / (Rt × (N/100)²)
Dónde:
- Mt - masa del peso de prueba, g
- Mr - rotor mass, g
- Ksupport - coeficiente de rigidez de los soportes (1-5)
- Kvibration - vibration level coefficient (0.5-2.5)
- Rt - trial weight installation radius, cm
- N - rotor speed, rpm
Coeficiente de rigidez del soporte (Ksupport):
- 1.0 - Soportes muy blandos (amortiguadores de goma)
- 2.0-3.0 - Rigidez media (rodamientos estándar)
- 4.0-5.0 - Soportes rígidos (cimentación masiva)
Coeficiente de nivel de vibración (Kvibration):
- 0.5 - Low vibration (up to 5 mm/sec)
- 1.0 - Normal vibration (5-10 mm/sec)
- 1.5 - Elevated vibration (10-20 mm/sec)
- 2.0 - High vibration (20-40 mm/sec)
- 2.5 - Very high vibration (>40 mm/sec)
🔗 Utilice nuestra calculadora en línea:
Calculadora de peso de prueba →⚠️ Important!
¡Después de cada carrera de prueba, se retiran las masas de prueba! Los pesos de corrección se colocan en un ángulo calculado a partir del lugar de instalación del peso de prueba ¡en la dirección de rotación del rotor!
Explicación del cálculo del ángulo:
El ángulo de instalación del peso de corrección es SIEMPRE medido desde el punto de instalación del peso de prueba en el sentido de rotación del rotor.
- Punto cero (0°): La ubicación exacta donde instaló el peso de prueba se convierte en su punto de referencia (0 grados).
- Dirección: Mida el ángulo en la misma dirección en que gira el rotor.
Ejemplo: Si el rotor gira en sentido horario, mida el ángulo en sentido horario desde la posición del peso de prueba. - Interpretación: Si el programa muestra un ángulo de 120°, debe instalar el peso de corrección 120 grados adelante de la posición del peso de prueba en el sentido de rotación.
Fig. 7.11. Montaje del peso de corrección.
¡Recomendado!
Antes de realizar el balanceo dinámico, se recomienda asegurarse de que el desbalance estático no sea demasiado alto. Para rotores con eje horizontal, el rotor puede girarse manualmente un ángulo de 90 grados desde la posición actual. Si el rotor está desbalanceado estáticamente, girará hasta una posición de equilibrio. Una vez que el rotor asuma la posición de equilibrio, es necesario instalar el peso de balanceo en el punto superior aproximadamente en la parte media de la longitud del rotor. El peso debe elegirse de tal manera que el rotor no se mueva en ninguna posición.
Este prebalanceo reducirá la cantidad de vibración en el primer arranque de un rotor fuertemente desbalanceado.
Instalación y montaje de sensores
VEl sensor de vibración debe instalarse en la máquina en el punto de medición seleccionado y conectarse a la entrada X1 de la unidad de interfaz USB.
Existen dos configuraciones de montaje:
- Imanes
- Pernos roscados M4
El sensor óptico de tacómetro debe conectarse a la entrada X3 de la unidad de interfaz USB. Además, para el uso de este sensor, debe aplicarse una marca reflectante especial en la superficie de un rotor.
📏 Optical Sensor Installation Requirements
- ✓Distancia a la superficie del rotor: 50-500 mm (dependiendo del modelo del sensor)
- ✓Ancho de la cinta reflectante: Mínimo 1-1.5 cm (depende de la velocidad y el radio)
- ✓Orientación: Perpendicular a la superficie del rotor
- ✓Montaje: Use un soporte magnético o una abrazadera para una posición estable
- ✓Evite la luz solar directa o iluminación artificial brillante sobre el sensor/cinta
💡 Cálculo del ancho de la cinta: Para un rendimiento óptimo, calcule el ancho de la cinta usando:
L ≥ (N × R)/30000 ≥ 1.0-1.5 cm
Where: L - tape width (cm), N - rotor speed (rpm), R - tape radius (cm)
Los requisitos detallados sobre la selección del lugar de los sensores y su fijación al objeto durante el balanceo se establecen en el Anexo 1.
7.4 Balanceo en un solo plano
Fig. 7.12. "Single plane balancing"
Archivo de balanceo
To start working on the program in the "Balanceo en un solo plano" mode, click on the "F2-Plano único" button (or press the F2 key on the computer keyboard).
Then click on the "F7 – Balanceo" button, after which the Archivo de balanceo en un plano aparecerá una ventana en la que se guardarán los datos de balanceo (véase la Fig. 7.13).
Fig. 7.13 La ventana para seleccionar el archivo de balanceo en un plano.
En esta ventana, debe ingresar los datos sobre el nombre del rotor (Nombre del rotor), lugar de instalación del rotor (Ubicación), tolerancias para vibración y desbalance residual (Tolerancia), fecha de medición. Estos datos se almacenan en una base de datos. Además, se crea una carpeta Arc### en, donde ### es el número del archivo en el que se guardarán las gráficas, un archivo de informe, etc. Una vez completado el balanceo, se generará un archivo de informe que se puede editar e imprimir en el editor integrado.
After entering the necessary data, you need to click the "F10-OK" button, after which the "Balanceo en un solo plano" window will open (see Fig. 7.13)
Configuración de balanceo (1 plano)
Fig. 7.14. Un plano. Configuración de balanceo
In the left side of this window displays the data of vibration measurements and the measurement control buttons "Arranque # 0", "Ejecución # 1", "Ajuste de ejecución".
En el lado derecho de esta ventana hay tres pestañas:
- Configuración de balanceo
- Gráficas
- Resultado
The "Configuración de balanceo" tab is used to enter the balancing settings:
- "Influence coefficient" -
- "Nuevo rotor" - selection of the balancing of the new rotor, for which there are no stored balancing coefficients and two runs are required to determine the mass and installation angle of the correction weight.
- "Coef. guardados" - selection of the rotor re-balancing, for which there are saved balancing coefficients and only one run is required for determining the weight and installation angle of the corrective weight.
- "Trial weight mass" -
- "Porcentaje" - corrective weight is calculated as a percentage of the trial weight.
- "Gramo" - the known mass of the trial weight is entered and the mass of the corrective weight is calculated in gramos o en oz para el sistema imperial.
⚠️ Attention! If it is necessary to use the "Coef. guardados" Mode for further work during initial balancing, the trial weight mass must be entered in grams or oz, not in %. Scales are included in the delivery package.
- "Weight Attachment Method"
- "Posición libre" - weights can be installed in an arbitrary angular positions on the circumference of the rotor.
- "Posición fija" - weight can be installed in fixed angular positions on the rotor, for example, on blades or holes (for example 12 holes – 30 degrees), etc. The number of fixed positions must be entered in the appropriate field. After balancing, the program will automatically split the weight into two parts and indicate the number of positions on which it is necessary to establish the masses obtained.
- "Ranura circular" – used for grinding wheel balancing In this case 3 counterweights are used to eliminate unbalance
Fig. 7.17 Balanceo de rueda abrasiva con 3 contrapesos
Fig. 7.18 Balanceo de rueda abrasiva. Gráfica polar.
Fig. 7.15. Pestaña de resultados. Posición fija de montaje del peso de corrección.
Z1 y Z2 – posiciones de los pesos correctivos instalados, calculadas desde la posición Z1 según la dirección de rotación. Z1 es la posición donde se instaló el peso de prueba.
Fig. 7.16 Posiciones fijas. Diagrama polar.
- "Radio de montaje de la masa, mm" - "Plane1" - The radius of the trial weight in the 1 plane. It is required to calculate the magnitude of the initial and residual imbalance to determine compliance with the tolerance for residual imbalance after balancing.
- "Dejar el peso de prueba en el Plano1." Usually the trial weight is removed during the balancing process. But in some cases it is impossible to remove it, then you need to set a check mark in this to account for the trial weight mass in the calculations.
- "Ingreso manual de datos" - used to manually enter the vibration value and phase into the appropriate fields on the left side of the window and calculate the mass and installation angle of the correction weight when switching to the "Resultados" tab
- Button "Restaurar datos de sesión". During balancing, the measured data is saved in the session1.ini file. If the measurement process was interrupted due to computer freezing or for other reasons, then by clicking this button you can restore the measurement data and continue balancing from the moment of interruption.
- Eliminación de la excentricidad del mandril (Balanceo de índice) Balanceo con arranque adicional para eliminar la influencia de la excentricidad del mandril (eje de balanceo). Monte el rotor alternativamente en 0° y 180° con respecto al. Mida los desbalances en ambas posiciones.
- Tolerancia de balanceo Ingreso o cálculo de tolerancias de desbalance residual en g x mm (clases G)
- Usar gráfica polar Usar gráfica polar para mostrar los resultados del balanceo
Balanceo en 1 plano. Nuevo rotor
As noted above, "Nuevo rotor" balancing requires two test runs and at least one trim run of the balancing machine.
Ejecución #0 (Ejecución inicial)
After installing the sensors on the balancing rotor and entering the settings parameters, it is necessary to turn on the rotor rotation and, when it reaches working speed, press the "Ejecución#0" button to start measurements. The "Gráficas" tab will open in the right panel, where the wave form and spectrum of the vibration will be shown. In the bottom part of the tab, a history file is kept, in which the results of all starts with a time reference are saved. On disk, this file is saved in the archive folder by the name memo.txt
¡Atención!
Antes de iniciar la medición, es necesario encender la rotación del rotor de la máquina de balanceo (Ejecución#0) y asegurarse de que la velocidad del rotor sea estable.
Fig. 7.19. Balanceo en un plano. Ejecución inicial (Run#0). Pestaña Gráficas
Después de que finalice el proceso de medición, en la Ejecución#0 section in the left panel the results of measuring appears - the rotor speed (RPM), RMS (Vo1) and phase (F1) of 1x vibration.
The "F5-Volver a Run#0" button (or the F5 function key) is used to return to the Run#0 section and, if necessary, to repeat measure the vibration parameters.
Ejecución #1 (Peso de prueba Plano 1)
Before starting the measurement of vibration parameters in the section "Ejecución #1 (Peso de prueba Plano 1), a trial weight should be installed according "Masa del peso de prueba" field.
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 conocido (ángulo). El peso de prueba debe cambiar la amplitud de vibración en un 30 % menor o mayor que la amplitud inicial, o cambiar la fase en 30 grados o más respecto a la fase inicial.
If it is necessary to use the "Coef. guardados" balancing for further work, the place (angle) of installation of the trial weight must be the same as the place (angle) of the reflective mark.
Turn on the rotation of the rotor of the balancing machine again and make sure that it rotation frequency is stable. Then click on the "F7-Ejecución #1" button (or press the F7 key on the computer keyboard).
After the measurement in the corresponding windows of the "Ejecución #1 (Peso de prueba Plano 1)" section, the results of measuring the rotor speed (RPM), as well as the value of the RMS component (Vо1) and phase (F1) of 1x vibration appearing.
At the same time, the "Resultado" tab opens on the right side of the window.
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 desbalance.
Además, en el caso de usar el sistema de coordenadas polares, la pantalla muestra el valor de la masa (M1) y el ángulo de instalación (f1) del peso de corrección.
In the case of "Posiciones fijas" the numbers of the positions (Zi, Zj) and trial weight splitted mass will be shown.
Fig. 7.20. Balanceo en un plano. Ejecución #1 y resultado del balanceo.
Si Gráfica polar se mostrará el diagrama polar verificado.
Fig. 7.21. Resultado del balanceo. Gráfica polar.
Fig. 7.22. Resultado del balanceo. Peso dividido (posiciones fijas)
Also if "Gráfica polar" was checked, Polar graph will be shown.
Fig. 7.23. Peso dividido en posiciones fijas. Gráfica polar
⚠️ Attention!
- After completing the measurement process at the second run ("Ejecución #1 (Peso de prueba Plano 1)") of the balancing machine, it is necessary to stop the rotation and remove installed trial weight. Then install (or remove) the corrective weight on the rotor according result tab data.
If the trial weight was not removed, you need to switch to the "Configuración de balanceo" tab and turn on the checkbox in "Dejar peso de prueba en Plano 1". Then switch back to the "Resultado" tab. The weight and installation angle of the correction weight are recalculated automatically.
- La posición angular del peso de corrección se realiza desde el lugar de instalación del peso de prueba. La dirección de referencia del ángulo coincide con la dirección de rotación del rotor.
- In the case of "Posición fija" - the 1st posición (Z1), coincide con el lugar de instalación del peso de prueba. La dirección de conteo del número de posición es en la dirección de rotación del rotor.
- By default the corrective weight will be added to the rotor. This is indicated by the label set in the "Agregar" field. If removing the weight (for example, by drilling), you must set a mark in the "Eliminar" field, after which the angular position of the correction weight will automatically change by 180º.
Después de instalar el peso de corrección en el rotor de balanceo en la ventana de operación, es necesario realizar un RunC (ajuste fino) y evaluar la efectividad del balanceo realizado.
RunC (Verificar calidad de balanceo)
⚠️ Attention! Antes de iniciar la medición en el RunC, es necesario encender la rotación del rotor de la máquina y asegurarse de que haya entrado en el modo de operación (frecuencia de rotación estable).
To perform vibration measurement in the "RunC (Verificar calidad de balanceo)" section, click on the "F7 – RunTrim" button (or press the F7 key on the keyboard).
Upon successful completion of the measurement process, in the "RunC (Verificar calidad de balanceo)" section in the left panel, the results of measuring the rotor speed (RPM) appear, as well as the value of the RMS component (Vo1) and phase (F1) of 1x vibration.
In the "Resultado" tab, the results of calculating the mass and installation angle of the additional corrective weight are displayed.
Fig. 7.24. Balanceo en un plano. Realizando un RunTrim. Pestaña de resultados
Este peso puede agregarse al peso de corrección que ya está montado en el rotor para compensar el desbalance residual. Además, en la parte inferior de esta ventana se muestra el desbalance residual del rotor logrado después del balanceo.
En el caso de que la cantidad de vibración residual y/o desbalance residual del rotor balanceado cumpla con los requisitos de tolerancia establecidos en la documentación técnica, el proceso de balanceo puede completarse.
De lo contrario, el proceso de balanceo puede continuar. Esto permite que el método de aproximaciones sucesivas corrija posibles errores que puedan ocurrir durante la instalación (retirada) del peso correctivo en un rotor balanceado.
When continuing the balancing process on the balancing rotor, it is necessary to install (remove) additional corrective mass, the parameters of which are indicated in the section "Masas correctivas y ángulos".
Coeficientes de influencia (1 plano)
The "F4-Inf.Coeff" button in the "Resultado" tab is used to view and store in the computer memory the coefficients of rotor balancing (Influence coefficients) calculated from the results of calibration runs.
When it is pressed, the "Coeficientes de influencia (plano único)" window appears on the computer display, in which balancing coefficients calculated from the results of calibration (test) runs are displayed. If during the subsequent balancing of this machine it is supposed to use the "Coef. guardados" Mode, these coefficients must be stored in the computer memory.
To do this, click the "F9 - Save" button and go to the second page of the "Archivo de coef. de influencia. Un plano."
Fig. 7.25. Coeficientes de balanceo en el 1er plano
Then you need to enter the name of this machine in the "Rotor" column and click "F2-Guardar" button to save the specified data on the computer.
Then you can return to the previous window by pressing the "F10-Salir" button (or the F10 function key on the computer keyboard).
Fig. 7.26. "Influence coeff. archive. Single plane."
Informe de balanceo
Después del balanceo, todos los datos se guardan y se crea el informe de balanceo. Puede ver y editar el informe en el editor integrado. En la ventana "Balancing archive in one plane" (Fig. 7.9) press button "F9 -Informe" to access to the balancing report editor.
Fig. 7.27. Informe de balanceo.
Procedimiento de balanceo con coef. guardados con coeficientes de influencia guardados en 1 plano
Configuración del sistema de medición (ingreso de datos iniciales)
Balanceo con coef. guardados se puede realizar en una máquina para la cual los coeficientes de balanceo ya han sido determinados e ingresados en la memoria de la computadora.
⚠️ Attention! Al realizar el balanceo con coeficientes guardados, el sensor de vibración y el sensor de ángulo de fase deben instalarse de la misma manera que durante el balanceo inicial.
Ingreso de los datos iniciales para Balanceo con coef. guardados (as in the case of primary("Rotor nuevo") balancing) begins in the "Balanceo en un plano. Configuración de balanceo.".
In this case, in the "Coeficientes de influencia" section, select the "Coef. guardados" item. In this case, the second page of the "Archivo de coef. de influencia. Un plano.", which stores an archive of the saved balancing coefficients.
Fig. 7.28. Balanceo con coeficientes de influencia guardados en 1 plano
Moving through the table of this archive using the "►" or "◄" control buttons, you can select the desired record with balancing coefficients of the machine of interest to us. Then, to use this data in current measurements, press the "F2 – Seleccionar" button.
After that, the contents of all other windows of the "Balanceo en un plano. Configuración de balanceo." are filled in automatically.
Después de completar el ingreso de los datos iniciales, puede comenzar a medir.
Mediciones durante el balanceo con coeficientes de influencia guardados
El balanceo con coeficientes de influencia guardados requiere solo una carrera inicial y al menos una carrera de prueba de la máquina de balanceo.
⚠️ Attention! Antes de iniciar la medición, es necesario encender la rotación del rotor y asegurarse de que la frecuencia de rotación sea estable.
To carry out the measurement of vibration parameters in the "Carrera#0 (Inicial, sin masa de prueba)" section, press "F7 – Carrera#0" (or press the F7 key on the computer keyboard).
Fig. 7.29. Balanceo con coeficientes de influencia guardados en un plano. Resultados después de una ejecución.
In the corresponding fields of "Ejecución#0" section, the results of measuring the rotor speed (RPM), the value of the RMS component (Vо1) and phase (F1) of 1x vibration appear.
At the same time, the "Resultado" tab displays the results of calculating the mass and angle of the corrective weight, which must be installed on the rotor to compensate imbalance.
Además, en el caso de utilizar un sistema de coordenadas polares, la pantalla muestra los valores de masa y los ángulos de instalación de los pesos de corrección.
En el caso de dividir el peso de corrección en posiciones fijas, se muestran los números de las posiciones del rotor de balanceo y la masa del peso que debe instalarse en ellas.
Posteriormente, el proceso de balanceo se realiza de acuerdo con las recomendaciones establecidas en la sección 7.4.2. para el balanceo primario.
Eliminación de la excentricidad del mandril (Balanceo de índice)
Si durante el balanceo el rotor está instalado 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 llama balanceo de índice.
Para realizar el balanceo de índice, se proporciona una opción especial en el programa Balanset-1A. Al marcar Eliminación de la excentricidad del mandril, aparece una sección adicional RunEcc en la ventana de balanceo.
Fig. 7.30. La ventana de trabajo para el balanceo de índice.
Después de ejecutar Ejecución # 1 (Masa de prueba Plano 1), aparecerá una ventana
Fig. 7.31 Ventana de atención para el balanceo de índice.
Después de instalar el rotor con un giro de 180°, se debe completar Run Ecc. El programa calculará automáticamente el desbalance real del rotor sin verse afectado por la excentricidad del mandril.
7.5 Balanceo en dos planos
Antes de comenzar a trabajar en el Balanceo en dos planos modo, 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.
Un sensor de ángulo de fase óptico debe conectarse a la entrada X3 de la unidad de medición. Además, para usar este sensor, se debe pegar una cinta reflectante en la superficie accesible del rotor de la máquina de balanceo.
Los requisitos detallados para elegir la ubicación de instalación de los sensores y su montaje en la instalación durante el balanceo se establecen en el Apéndice 1.
The work on the program in the "Balanceo en dos planos" mode starts from the Main window of the programs.
Click on the "F3-Dos planos" button (or press the F3 key on the computer keyboard).
Further, click on the "F7 – Balancing" button, after which a working window will appear on the computer display (see Fig. 7.13), selection of the archive for saving data when balancing in two planes.
Fig. 7.32 Ventana de archivo de balanceo en dos planos.
In this window you need to enter the data of the balanced rotor. After pressing the "F10-OK" button, a balancing window will appear.
Configuración de balanceo (2 planos)
Fig. 7.33. Ventana de balanceo en dos planos.
On the right side of the window is the "Configuración de balanceo" tab for entering settings before balancing.
- Coeficientes de influencia - Balancing a new rotor or balancing using stored influence coefficients (balancing coefficients)
- Eliminación de la excentricidad del mandril - Balancing with additional start to eliminate the influence of the eccentricity of the mandrel
- Método de fijación de pesos - Installation of corrective weights in an arbitrary place on the circumference of the rotor or in a fixed position. Calculations for drilling when removing the mass.
- "Posición libre" - weights can be installed in an arbitrary angular positions on the circumference of the rotor.
- "Posición fija" - weight can be installed in fixed angular positions on the rotor, for example, on blades or holes (for example 12 holes – 30 degrees), etc. The number of fixed positions must be entered in the appropriate field. After balancing, the program will automatically split the weight into two parts and indicate the number of positions on which it is necessary to establish the masses obtained.
- Masa del peso de prueba - Trial weight
- Dejar el peso de prueba en el Plano 1 / Plano 2 - Remove or leave trial weight when balancing.
- Radio de montaje de la masa, mm - Radius of mounting trial and corrective weights
- Tolerancia de balanceo - Entering or calculating residual imbalance tolerances in g-mm
- Usar gráfica polar - Use polar graph to display balancing results
- Ingreso manual de datos - Manual data entry for calculating balancing weights
- Restaurar datos de la última sesión - Recovery of the measurement data of the last session in the event of failure to continue balancing.
Balanceo en 2 planos. Rotor nuevo
Configuración del sistema de medición (ingreso de datos iniciales)
Ingreso de los datos iniciales para el Balanceo de rotor nuevo in the "Balanceo en dos planos. Configuración".
In this case, in the "Coeficientes de influencia" section, select the "Rotor nuevo" item.
Further, in the section "Masa del peso de prueba", you must select the unit of measurement of the mass of the trial weight - "Gramo" or "Porcentaje".
When choosing the unit of measure "Porcentaje", all further calculations of the mass of the corrective weight will be performed as a percentage in relation to the mass of the trial weight.
When choosing the "Gramo" unit of measurement, all further calculations of the mass of the corrective weight will be performed in grams. Then enter in the windows located to the right of the inscription "Gramo" the mass of trial weights that will be installed on the rotor.
⚠️ Attention! If it is necessary to use the "Coef. guardados" Mode for further work during initial balancing, the mass of trial weights must be entered in gramos.
Then select "Método de fijación de pesos" - "Circunf." or "Posición fija".
If you select "Posición fija", you must enter the number of positions.
Cálculo de la tolerancia para el desbalance residual (Tolerancia de balanceo)
La tolerancia para el desbalance residual (Tolerancia de balanceo) puede calcularse de acuerdo con el procedimiento descrito en ISO 1940 Vibración. Requisitos de calidad de balanceo para rotores en estado constante (rígido). Parte 1. Especificación y verificación de tolerancias de balanceo.
Fig. 7.34. Ventana de cálculo de tolerancia de balanceo
Ejecución inicial (Ejecución#0)
When balancing in two planes in the "Rotor nuevo" mode, balancing requires three calibration runs and at least one test run of the balancing machine.
The vibration measurement at the first start of the machine is performed in the "Balanceo en dos planos" working window in the "Ejecución#0" section.
Fig. 7.35. Resultados de medición en balanceo en dos planos después de la carrera inicial.
⚠️ Attention! Antes de iniciar la medición, es necesario encender la rotación del rotor de la máquina de balanceo (primer arranque) y asegurarse de que haya entrado en el modo de operación con una velocidad estable.
Para medir los parámetros de vibración en la sección Ejecución#0 section, click on the "F7 – Carrera#0" button (or press the F7 key on a computer keyboard)
Los resultados de la medición de la velocidad del rotor (RPM), el valor RMS (VО1, VО2) y las fases (F1, F2) de la vibración 1x aparecen en las ventanas correspondientes de la Ejecución#0 .
Ejecución#1.Masa de prueba en Plano1
Before starting to measure vibration parameters in the "Ejecución#1.Masa de prueba en Plano1" section, you should stop the rotation of the rotor of the balancing machine and install a trial weight on it, the mass selected in the "Masa del peso de prueba" section.
⚠️ Attention!
- La cuestión de elegir la masa de los pesos de prueba y sus lugares de instalación en el rotor de una máquina de balanceo se discute en detalle en el Apéndice 1.
- Si es necesario utilizar el Coef. guardados en el trabajo futuro, el lugar para instalar el peso de prueba debe coincidir necesariamente con el lugar para instalar la marca utilizada para leer el ángulo de fase.
Después de esto, es necesario encender nuevamente la rotación del rotor de la máquina de balanceo y asegurarse de que haya entrado en el modo de operación.
To measure vibration parameters in the "Ejecución # 1.Masa de prueba en Plano1" section, click on the "F7 – Ejecución#1" button (or press the F7 key on the computer keyboard).
Al completar con éxito el proceso de medición, se regresa a la pestaña de resultados de medición.
In this case, in the corresponding windows of the "Ejecución #1. Masa de prueba en el Plano 1" section, the results of measuring the rotor speed (RPM), as well as the value of the components of the RMS (Vо1, Vо2) and phases (F1, F2) of 1x vibration.
"Run # 2.Trial mass in Plane2"
Before starting to measure vibration parameters in the section "Ejecución #2. Masa de prueba en el Plano 2", you must perform the following steps:
- detener la rotación del rotor de la máquina de balanceo;
- retirar el peso de prueba instalado en el plano 1;
- install a trial weight in plane 2, the mass selected in the section "Masa del peso de prueba".
Después de esto, encienda la rotación del rotor de la máquina de balanceo y asegúrese de que haya alcanzado la velocidad de operación.
To begin the measurement of vibration in the "Ejecución #2. Masa de prueba en el Plano 2" section, click on the "F7 – Ejecución #2" button (or press the F7 key on the computer keyboard). Then the "Resultado" tab opens.
En el caso de utilizar el Método de fijación de pesos" - "Posiciones libres, la pantalla muestra los valores de masa (M1, M2) y los ángulos de instalación (f1, f2) de los pesos de corrección.
Fig. 7.36. Resultados del cálculo de pesos de corrección – 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. 7.38. Resultados del cálculo de pesos de corrección – posición fija.
Fig. 7.39. Resultados del cálculo de pesos correctivos – posición fija. Diagrama polar.
In the case of using the Weight Attachment Method" – "Ranura circular"
Fig. 7.40. Resultados del cálculo de pesos de corrección – ranura circular.
⚠️ Attention!
- Después de completar el proceso de medición en el EJECUCIÓN #2 de la máquina de balanceo, detenga la rotación del rotor y retire el peso de prueba instalado previamente. Luego puede instalar (o retirar) los pesos de corrección.
- La posición angular de los pesos de corrección en el sistema de coordenadas polares se cuenta desde el lugar de instalación del peso de prueba en la dirección de rotación del rotor.
- In the case of "Posición fija" - the 1st posición (Z1), coincide con el lugar de instalación del peso de prueba. La dirección de conteo del número de posición es en la dirección de rotación del rotor.
- By default the corrective weight will be added to the rotor. This is indicated by the label set in the "Agregar" field. If removing the weight (for example, by drilling), you must set a mark in the "Eliminar" field, after which the angular position of the correction weight will automatically change by 180º.
RunC (Ejecución de ajuste)
Después de instalar el peso de corrección en el rotor de balanceo, es necesario realizar una RunC (ajuste) y evaluar la efectividad del balanceo realizado.
⚠️ Attention! Antes de iniciar la medición en la prueba de funcionamiento, es necesario encender la rotación del rotor de la máquina y asegurarse de que haya alcanzado la velocidad de operación.
To measure vibration parameters in the RunTrim (Check balance quality) section, click on the "F7 – RunTrim" button (or press the F7 key on the computer keyboard).
Se mostrarán los resultados de la medición de la frecuencia de rotación del rotor (RPM), así como el valor del componente RMS (Vо1) y la fase (F1) de la vibración 1x.
The "Resultado" tab appears on right side of the working window with the table of measurement results, which displays the results of calculating the parameters of additional corrective weights.
Estos pesos se pueden agregar a los pesos correctivos que ya están instalados en el rotor para compensar el desbalance residual.
Además, en la parte inferior de esta ventana se muestra el desbalance residual del rotor logrado después del balanceo.
En el caso de que los valores de la vibración residual y/o el desbalance residual del rotor balanceado satisfagan los requisitos de tolerancia establecidos en la documentación técnica, el proceso de balanceo puede completarse.
De lo contrario, el proceso de balanceo puede continuar. Esto permite que el método de aproximaciones sucesivas corrija posibles errores que puedan ocurrir durante la instalación (retirada) del peso correctivo en un rotor balanceado.
When continuing the balancing process on the balancing rotor, it is necessary to install (remove) additional corrective mass, the parameters of which are indicated in the "Result" window.
In the "Resultado" window there are two control buttons can be used - "F4-Inf.Coeff", "F5 – Cambiar planos de corrección".
Coeficientes de influencia (2 planos)
The "F4-Inf.Coeff" button (or the F4 function key on the computer keyboard) is used to view and save rotor balancing coefficients in the computer memory, calculated from the results of two calibration starts.
When it is pressed, the "Coeficientes de influencia (dos planos)" working window appears on the computer display, in which balancing coefficients calculated based on the results of the first three calibration starts are displayed.
Fig. 7.41. Ventana de trabajo con coeficientes de balanceo en 2 planos.
In the future, when balancing of such type of the machine it is supposed, require to use the "Coef. guardados" mode and balancing coefficients stored in the computer memory.
To save coefficients, click the "F9 – Guardar" button and go to the "Archivo de coeficientes de influencia (2 planos)" windows (see Fig. 7.42)
Fig. 7.42. La segunda página de la ventana de trabajo con coeficientes de balanceo en 2 planos.
Cambiar planos de corrección
The "F5 – Cambiar planos de corrección" button is used when require change the position of the correction planes, when it is necessary to recalculate the masses and installation angles corrective weights.
Este modo es principalmente útil cuando se balancean rotores de forma compleja (por ejemplo, cigüeñales).
When this button is pressed, the working window "Recálculo de la masa y el ángulo de los pesos correctivos a otros planos de corrección" is displayed on the computer display.
En esta ventana de trabajo, debe seleccionar una de las 4 opciones posibles haciendo clic en la imagen correspondiente.
Los planos de corrección originales (Н1 y Н2) están marcados en verde, y los nuevos (K1 y K2), para los cuales se recalcula, en rojo.
Then, in the "Datos de cálculo" section, enter the requested data, including:
- la distancia entre los planos de corrección correspondientes (a, b, c);
- new values of the radii of the installation of corrective weights on the rotor (R1 ', R2').
After entering the data, you must press the button "F9-calcular"
Los resultados del cálculo (masas M1, M2 y ángulos de instalación de los pesos de corrección f1, f2) se muestran en la sección correspondiente de esta ventana de trabajo.
Fig. 7.43 Cambio de planos de corrección. Recálculo de masa y ángulo de corrección a otros planos de corrección.
Coef. balanceo guardados en 2 planos
Balanceo con coef. guardados puede realizarse en una máquina para la cual los coeficientes de balanceo ya han sido determinados y guardados en la memoria de la computadora.
⚠️ Attention! Al realizar el balanceo de nuevo, los sensores de vibración y el sensor de ángulo de fase deben instalarse de la misma manera que durante el balanceo inicial.
Input of initial data for re-balancing begins in the "Balanceo en dos planos. Configuración de balanceo".
In this case, in the "Coeficientes de influencia" section, select the "Coef. guardados" Item. In this case, the window "Archivo de coeficientes de influencia (2 planos)" will appear, in which the archive of the previously determined balancing coefficients is stored.
Moving through the table of this archive using the "►" or "◄" control buttons, you can select the desired record with balancing coefficients of the machine of interest to us. Then, to use this data in current measurements, press the "F2 – Aceptar" button and return to the previous working window.
Fig. 7.44. La segunda página de la ventana de trabajo con coeficientes de balanceo en 2 planos.
After that, the contents of all other windows of the "Balanceo en 2 pl. Datos de origen" is filled in automatically.
Coef. guardados. Balanceo
"Coef. guardados" balancing requires only one tuning start and at least one test start of the balancing machine.
La medición de vibración en el arranque de ajuste (Arranque # 0) of the machine is performed in the "Balanceo en 2 planos" working window with a table of balancing results in the Arranque # 0 .
⚠️ Attention! Antes de iniciar la medición, es necesario encender la rotación del rotor de la máquina de balanceo y asegurarse de que haya entrado en el modo de operación con una velocidad estable.
Para medir los parámetros de vibración en la sección Arranque # 0 section, click the "F7 – Carrera#0" button (or press the F7 key on the computer keyboard).
Los resultados de la medición de la velocidad del rotor (RPM), así como el valor de los componentes de la RMS (VО1, VО2) y las fases (F1, F2) de la vibración 1x aparecen en los campos correspondientes de la Arranque # 0 .
At the same time, the "Resultado" tab opens, which displays the results of calculating the parameters of corrective weights that must be installed on the rotor to compensate for its imbalance.
Además, en el caso de usar el sistema de coordenadas polares, la pantalla muestra los valores de masa y los ángulos de instalación de los pesos de corrección.
En el caso de la descomposición de los pesos de corrección en las aspas, se muestran los números de las aspas del rotor de balanceo y la masa del peso que debe instalarse en ellas.
Posteriormente, el proceso de balanceo se lleva a cabo de acuerdo con las recomendaciones establecidas en la sección 7.6.1.2. para el balanceo primario.
⚠️ Attention!
- Después de completar el proceso de medición tras el segundo arranque de la máquina balanceada, detenga la rotación de su rotor y retire el peso de prueba establecido previamente. Solo entonces podrá comenzar a instalar (o retirar) el peso de corrección en el rotor.
- El conteo de la posición angular del lugar de adición (o retiro) del peso de corrección del rotor se realiza en el sitio de instalación del peso de prueba en el sistema de coordenadas polares. La dirección del conteo coincide con la dirección del ángulo de rotación del rotor.
- En caso de balanceo en las aspas – la aspa del rotor balanceado, designada como posición 1, coincide con el lugar de instalación del peso de prueba. La dirección del número de referencia de la aspa mostrada en la pantalla de la computadora se realiza en la dirección de rotación del rotor.
- In this version of the program it is accepted by default that correction weight will be added on the rotor. The tag established in the field "Addition" testifies to it. In case of correction of imbalance by removal of a weight (for example by drilling) it is necessary to establish tag in the field "Removal" then the angular position of the correction weight will change automatically on 180º.
Mandrel eccentricity elimination (Index balancing) - Two Planes
Si durante el balanceo el rotor está instalado 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 llama balanceo de índice.
Para realizar el balanceo de índice, se proporciona una opción especial en el programa Balanset-1A. Al marcar Eliminación de la excentricidad del mandril, aparece una sección adicional RunEcc en la ventana de balanceo.
Fig. 7.45. La ventana de trabajo para el balanceo por índice.
Después de ejecutar el Arranque # 2 (Masa de prueba Plano 2), aparecerá una ventana
Fig. 7.46. Ventanas de atención
Después de instalar el rotor con un giro de 180°, se debe completar Run Ecc. El programa calculará automáticamente el desbalance real del rotor sin verse afectado por la excentricidad del mandril.
7.6 Modo de gráficas
Working in the "Charts" mode begins from the Initial window (see. Fig. 7.1) by pressing "F8 – Charts". Then opens a window "Measurement of vibration on two channels. Charts" (see. Fig. 7.19).
Fig. 7.47. Operating window "Measurement of vibration on two channels. Charts".
Mientras se trabaja en este modo, es posible trazar cuatro versiones de gráfica de vibración.
La primera versión permite obtener una función de línea de tiempo de la vibración global (de la velocidad de vibración) en el primer y segundo canales de medición.
La segunda versión le permite obtener gráficas de vibración (de la velocidad de vibración), que ocurren en la frecuencia de rotación y sus componentes armónicos superiores.
Estas gráficas se obtienen como resultado del filtrado síncrono de la función de tiempo de la vibración global.
La tercera versión proporciona gráficas de vibración con los resultados del análisis armónico.
La cuarta versión permite obtener una gráfica de vibración con los resultados del análisis espectral.
Gráficas de vibración global
To plot a overall vibration chart in the operating window "Medición de vibración en dos canales. Gráficas" it is necessary to select the operating mode "vibración global" by clicking the appropriate button. Then set the measurement of vibration in the box "Duration, in seconds," by clicking on the button «▼» and select from the drop-down list the desired duration of the measurement process, which may be equal to 1, 5, 10, 15 or 20 seconds;
Upon readiness press (click) the "F9-Measure" button then the vibration measurement process begins simultaneously on two channels.
Tras finalizar el proceso de medición, en la ventana de operación aparecen gráficas de la función temporal de la vibración global del primer canal (rojo) y del segundo canal (verde) (véase la Fig. 7.47).
En estas gráficas, el tiempo se representa en el eje X y la amplitud de la velocidad de vibración (mm/s) se representa en el eje Y.
Fig. 7.48. Ventana de operación para la salida de las gráficas de la función temporal de la vibración global
En estas gráficas también hay marcas (de color azul) que conectan las gráficas de la vibración global con la frecuencia de rotación del rotor. Además, cada marca indica el inicio (fin) de la siguiente revolución del rotor.
Si se necesita cambiar la escala de la gráfica en el eje X, se puede usar el control deslizante señalado por una flecha en la fig. 7.20.
Gráficas de vibración 1x
To plot a 1x vibration chart in the operating window "Medición de vibración en dos canales. Gráficas" it is necessary to select the operating mode "Vibración 1x" by clicking the appropriate button.
Then appears operating window "1x vibration".
Press (click) the "F9-Measure" button then the vibration measurement process begins simultaneously on two channels.
Fig. 7.49. Ventana de operación para la salida de las gráficas de vibración 1x.
Tras finalizar el proceso de medición y el cálculo matemático de los resultados (filtrado síncrono de la función temporal de la vibración global), en la pantalla de la ventana principal, en un período igual a una revolución del rotor aparecen gráficas de la Vibración 1x en dos canales.
En este caso, una gráfica para el primer canal se representa en rojo y para el segundo canal en verde. En estas gráficas, el ángulo de revolución del rotor se representa (de marca a marca) en el eje X y la amplitud de la velocidad de vibración (mm/s) se representa en el eje Y.
In addition, in the upper part of the working window (to the right of the button "F9 – Medir") numerical values of vibration measurements of both channels, similar to those we get in the "Medidor de vibración" mode, are displayed.
En particular: el valor RMS de la vibración global (V1s, V2s), la magnitud RMS (V1o, V2o) y la fase (Fi, Fj) de la vibración 1x y la velocidad del rotor (Nrev).
Gráficas de vibración con los resultados del análisis armónico
To plot a chart with the results of harmonical analysis in the operating window "Medición de vibración en dos canales. Gráficas" it is necessary to select the operating mode "Análisis armónico" by clicking the appropriate button.
Luego aparece una ventana de operación para la salida simultánea de gráficas de la función temporal y del espectro de los aspectos armónicos de la vibración, cuyo periodo es igual o múltiplo de la frecuencia de rotación del rotor.
¡Atención!
Al operar en este modo, es necesario usar el sensor de ángulo de fase que sincroniza el proceso de medición con la frecuencia del rotor de las máquinas a las que se configura el sensor.
Fig. 7.50. Ventana de operación de armónicos de vibración 1x.
Upon readiness press (click) the "F9-Measure" button then the vibration measurement process begins simultaneously on two channels.
Tras finalizar el proceso de medición, en la ventana de operación aparecen las gráficas de la función temporal (gráfica superior) y los armónicos de la vibración 1x (gráfica inferior).
El número de componentes armónicos se traza en el eje X y la velocidad de vibración RMS (mm/s) se traza en el eje Y.
Gráficas del dominio temporal de la vibración y del espectro
To plot a spectrum chart use "F5-Espectro" tab:
Luego aparece una ventana de operación para la salida simultánea de gráficas de la onda y el espectro de la vibración.
Fig. 7.51. Ventana de operación para la salida del espectro de vibración.
Upon readiness press (click) the "F9-Measure" button then the vibration measurement process begins simultaneously on two channels.
Tras finalizar el proceso de medición, en la ventana de operación aparecen las gráficas de la función temporal (gráfica superior) y el espectro de vibración (gráfica inferior).
La frecuencia de vibración se traza en el eje X y la velocidad de vibración RMS (mm/s) se traza en el eje Y.
En este caso, una gráfica para el primer canal se representa en rojo y para el segundo canal en verde.
8. Instrucciones generales sobre el funcionamiento y mantenimiento del equipo
8.1 Criterios de calidad del balanceo (Norma ISO 2372)
La calidad del balanceo puede evaluarse utilizando los niveles de vibración establecidos por la norma ISO 2372. La siguiente tabla muestra los niveles de vibración aceptables para diferentes clases de máquinas:
| Clase de máquina | Bueno (mm/seg RMS) |
Aceptable (mm/seg RMS) |
Aún aceptable (mm/seg RMS) |
Inaceptable (mm/seg RMS) |
|---|---|---|---|---|
| Clase 1 Máquinas pequeñas sobre cimientos rígidos (motores hasta 15 kW) |
< 0.7 | 0.7 - 1.8 | 1.8 - 4.5 | > 4.5 |
| Clase 2 Máquinas medianas sin cimientos (motores de 15 a 75 kW), mecanismos de transmisión hasta 300 kW |
< 1.1 | 1.1 - 2.8 | 2.8 - 7.1 | > 7.1 |
| Clase 3 Máquinas grandes sobre cimientos rígidos (equipos superiores a 300 kW) |
< 1.8 | 1.8 - 4.5 | 4.5 - 11 | > 11 |
| Clase 4 Máquinas grandes sobre cimientos ligeros (equipos superiores a 300 kW) |
< 2.8 | 2.8 - 7.1 | 7.1 - 18 | > 18 |
Nota: Estos valores brindan orientación para evaluar la calidad del balanceo. Consulte siempre las especificaciones del fabricante del equipo específico y las normas aplicables para su aplicación.
8.2 Requisitos de mantenimiento
🔧 Mantenimiento regular
- ✓Calibración regular de los sensores según las especificaciones del fabricante
- ✓Mantenga los sensores limpios y libres de residuos magnéticos
- ✓Guarde el equipo en su estuche protector cuando no esté en uso
- ✓Proteja el sensor láser del polvo y la humedad
- ✓Revise regularmente las conexiones de los cables en busca de desgaste o daños
- ✓Actualice el software según lo recomendado por el fabricante
- ✓Mantenga copias de seguridad de los datos de balanceo importantes
📋 Normas de mantenimiento de la UE
El mantenimiento del equipo debe cumplir con:
- EN ISO 9001: Requisitos de los sistemas de gestión de la calidad
- EN 13306: Terminología y definiciones de mantenimiento
- EN 15341: Indicadores clave de rendimiento del mantenimiento
- Inspecciones de seguridad periódicas según la directiva de maquinaria de la UE
ANEXO 1. BALANCEO DE ROTORES
The rotor is a body that rotates around a certain axis and is held by its bearing surfaces in the supports. Bearing surfaces of the rotor transmit weights to the supports through rolling or sliding bearings. While using the term of "bearing surface" we simply refer to the journal* or journal-replacing surfaces.
*Journal (Zapfen in German for "journal", "pin") - is a part of a shaft or an axis, that is being carried by a holder (bearing box).
fig.1 Rotor y fuerzas centrífugas.
En un rotor perfectamente balanceado, su masa está distribuida simétricamente con respecto al eje de rotación. Esto significa que cualquier elemento del rotor puede corresponder a otro elemento ubicado simétricamente en relación con el eje de rotación. Durante la rotación, cada elemento del rotor está sujeto a una fuerza centrífuga dirigida en la dirección radial (perpendicular al eje de rotación del rotor). En un rotor balanceado, la fuerza centrífuga que influye en cualquier elemento del rotor se compensa con la fuerza centrífuga que influye en el elemento simétrico. Por ejemplo, los elementos 1 y 2 (mostrados en la fig.1 y coloreados en verde) están influenciados por las fuerzas centrífugas F1 y F2: iguales en valor y absolutamente opuestas en dirección. Esto es cierto para 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 balanceado. Pero si se rompe la simetría del rotor (en la Figura 1, el elemento asimétrico está marcado en rojo), entonces la fuerza centrífuga desbalanceada F3 comienza a actuar sobre el rotor.
Al girar, esta fuerza cambia de dirección junto con la rotación del rotor. La carga dinámica resultante de esta fuerza se transfiere a los rodamientos, lo que provoca su desgaste acelerado. Además, bajo la influencia de esta fuerza variable, se produce una deformación cíclica de los soportes y de la cimentación sobre la que está fijado el rotor, lo que genera vibración. Para eliminar el desbalance del rotor y la vibración acompañante, es necesario colocar masas de balanceo que restauren la simetría del rotor.
El balanceo de rotores es una operación para eliminar el desbalance mediante la adición de masas de balanceo.
La tarea del balanceo es encontrar el valor y los lugares (ángulo) de instalación de una o más masas de balanceo.
Los tipos de rotores y desbalance
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 operación bajo la influencia de la fuerza centrífuga pueden deformarse ligeramente, pero la influencia de esta deformación en los cálculos puede, por lo tanto, desestimarse.
La deformación de los rotores flexibles, por otro lado, nunca debe despreciarse. La deformación de los rotores flexibles complica la solución del problema de balanceo y requiere el uso de algunos otros modelos matemáticos en comparación con la tarea de balanceo de rotores rígidos. Es importante mencionar que el mismo rotor a bajas velocidades de rotación puede comportarse como uno rígido y a altas velocidades se comportará como uno flexible. A continuación, consideraremos únicamente el balanceo de rotores rígidos.
Dependiendo de la distribución de las masas desbalanceadas a lo largo de la longitud del rotor, se pueden distinguir dos tipos de desbalance: estático y dinámico. Lo mismo aplica para el balanceo estático y dinámico del rotor.
The static imbalance of the rotor occurs without the rotation of the rotor. In other words, it is quiescent when the rotor is under the influence of gravity and in addition it turns the "heavy point" down. An example of a rotor with the static imbalance is presented in Fig.2
Fig.2
El desbalance dinámico ocurre solo cuando el rotor gira.
Un ejemplo de un rotor con desbalance dinámico se presenta en la Fig.3.
Fig.3. Desbalance dinámico del rotor – par de fuerzas centrífugas
In this case, imbalanced equal masses M1 and M2 are located in different surfaces – in different places along the length of the rotor. In the static position, i.e. when the rotor does not spin, the rotor may only be influenced by gravity and the masses therefore will balance each other. In dynamics when the rotor is spinning, the masses M1 and M2 start to be influenced by centrifugal forces FЎ1 and FЎ2. These forces are equal in value and are opposite in the direction. However, since they are located in different places along the length of the shaft and are not on the same line, the forces do not compensate each other. The forces of FЎ1 and FЎ2 create a moment acting on the rotor. That is why this imbalance has another name "momentary". Accordingly, non-compensated centrifugal forces act on the bearing supports, which can significantly exceed the forces that we relied on and also reduce the service life for the bearings.
Since this type of imbalance occurs only in dynamics during the rotor spinning, thus it is called dynamic. It can not be eliminated in the static balancing (or so called "on the knives") or in any other similar ways. To eliminate the dynamic imbalance, it is necessary to set two compensating weights that will create a moment equal in value and opposite in direction to the moment arising from the masses of M1 and M2. Compensating masses do not necessarily have to be installed opposite to the masses M1 and M2 and be equal to them in value. The most important thing is that they create a moment that fully compensates right at the moment of imbalance.
In general, the masses M1 and M2 may not be equal to each other, so there will be a combination of static and dynamic imbalance. It is theoretically proved that for a rigid rotor to eliminate its imbalance it is necessary and sufficient to install two weights spaced along the length of the rotor. These weights will compensate both the moment resulting from the dynamic imbalance and the centrifugal force resulting from the asymmetry of the mass relative to the rotor axis (static imbalance). As usual the dynamic imbalance is typical for long rotors, such as shafts, and static - for narrow. However, if the narrow rotor is mounted skewed in reference to the axis, or worse, deformed (the so-called "wheel wobbles"), in this case it will be difficult to eliminate the dynamic imbalance (see Fig.4), due to the fact that it is difficult to set correcting weights, that create the right compensating moment.
Fig.4 Balanceo dinámico de la rueda con bamboleo
Since the narrow rotor shoulder creates a short moment, it may require correcting weights of a large mass. But at the same time there is an additional so-called "induced imbalance" associated with the deformation of the narrow rotor under the influence of centrifugal forces from the correcting masses.
Vea el ejemplo:
" Methodical instructions on rigid rotors balancing" ISO 1940-1:2003 Vibración mecánica – Requisitos de calidad de balanceo para rotores en estado constante (rígido) – Parte 1: Especificación y verificación de tolerancias de balanceo
Esto es visible en ruedas de ventilador estrechas, que, además del desbalance de potencia, también influyen en un desbalance aerodinámico. Y es importante tener en cuenta que el desbalance aerodinámico, en realidad la fuerza aerodinámica, es directamente proporcional a la velocidad angular del rotor, y para compensarlo, se utiliza la fuerza centrífuga de la masa de corrección, que es proporcional al cuadrado de la velocidad angular. Por lo tanto, el efecto de balanceo puede ocurrir solo a una frecuencia de balanceo específica. A otras velocidades habría una brecha adicional. Lo mismo se puede decir 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 por cualquier medio de balanceo.
Fundamentos de la vibración
La vibración es una reacción del diseño del mecanismo al efecto de una fuerza de excitación cíclica. Esta fuerza puede tener una naturaleza diferente.
- The centrifugal force arising due to the imbalance of the rotor is an uncompensated force influencing the "heavy point". Particularly this force and also the vibration caused by it are eliminated by the rotor balancing.
- Interacting forces, that have a "geometric" nature and arise out of errors in the manufacture and installation of mating parts. These forces can occur, for instance, due to the non-roundness of the shaft journal, errors in the tooth profiles in gears, the waviness of the bearing raceways, misalignment of the mating shafts, etc. In case of non-roundness of the necks, the shaft axis will shift depending on the angle of rotation of the shaft. Although this vibration is manifested at the rotor speed, it is almost impossible to eliminate it with the balancing.
- Fuerzas aerodinámicas que surgen de la rotación de los impulsores de ventiladores y otros mecanismos de álabes. Fuerzas hidrodinámicas que surgen de la rotación de impulsores de bombas hidráulicas, turbinas, etc.
- Fuerzas electromagnéticas que surgen del funcionamiento de las máquinas eléctricas como resultado, por ejemplo, de 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 solo 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 balancear mecanismos, incluyendo:
- sensores de vibración absoluta diseñados para medir la aceleración de vibración (acelerómetros) y sensores de velocidad de vibración;
- sensores de vibración relativos de corrientes parásitas o capacitivos, diseñados para medir la vibración.
En algunos casos (cuando la estructura del mecanismo lo permite) también se pueden utilizar sensores de fuerza para examinar su peso de vibración.
En particular, se utilizan ampliamente para medir el peso de vibración de los soportes de máquinas de balanceo de soporte rígido.
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 mecanismo. Dos fuerzas con la misma magnitud pueden provocar diferentes vibraciones. En mecanismos con una estructura de soporte rígida, incluso con poca vibración, los conjuntos de rodamientos pueden verse significativamente afectados por pesos dinámicos. Por lo tanto, al balancear mecanismos con patas rígidas se aplican sensores de fuerza y sensores de vibración (acelerómetros de vibración). Los sensores de vibración solo se utilizan en mecanismos con soportes relativamente flexibles, justo cuando la acción de las fuerzas centrífugas desbalanceadas provoca una deformación notable de los soportes y vibración. Los sensores de fuerza se utilizan en soportes rígidos incluso cuando fuerzas significativas que surgen del desbalance no provocan una vibración significativa.
La resonancia de la estructura
Hemos mencionado anteriormente 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 (cimiento) sobre los que se encuentra el rotor. El rotor se considera rígido cuando su deformación (flexión) bajo la acción de fuerzas centrífugas puede despreciarse. La deformación del rotor flexible es relativamente grande: no puede despreciarse.
En este artículo solo estudiamos el balanceo de rotores rígidos. El rotor rígido (no deformable) a su vez puede estar ubicado sobre soportes rígidos o móviles (maleables). Es claro que esta rigidez/movilidad de los soportes es relativa dependiendo de la velocidad de rotación del rotor y la magnitud de las fuerzas centrífugas resultantes. El límite convencional es la frecuencia de oscilaciones libres de los soportes/cimentación del rotor. Para 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 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. Pero debido a la inercia del rotor masivo, este proceso es de naturaleza de oscilaciones amortiguadas. Estas oscilaciones son las propias 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 la frecuencia de su rotación se acerca a la frecuencia de sus oscilaciones propias, la amplitud de vibración aumenta bruscamente, lo que incluso puede provocar la destrucción de la estructura.
Existe un fenómeno de resonancia mecánica. En la zona de resonancia, un cambio en la velocidad de rotación de 100 rpm puede provocar un aumento de la vibración hasta en diez veces. En este caso (en la zona de resonancia) la fase de la vibración cambia 180°.
If the design of the mechanism is poorly designed, and the operating speed of the rotor is close to the natural frequency of oscillations, the operation of the mechanism becomes impossible due to unacceptably high vibration. Standard balancing methods are also impossible, as parameters change dramatically even with a slight change in the speed of rotation. Special methods in the field of resonance balancing are used but they are not well-described in this article. You can determine the frequency of natural oscillations of the mechanism on the run-out (when the rotor is turned off) or by impact with subsequent spectral analysis of the system response to the shock. The "Balanset-1" provides the ability to determine the natural frequencies of mechanical structures by these methods.
Para mecanismos cuya velocidad de funcionamiento es superior a la frecuencia de resonancia, es decir, que funcionan en modo resonante, los soportes se consideran móviles y se utilizan sensores de vibración para medir, principalmente acelerómetros de vibración que miden la aceleración de los elementos estructurales. Para mecanismos que funcionan en modo de soporte 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 cálculos al balancear rotores rígidos. La linealidad del modelo significa que un modelo depende directamente de manera proporcional (lineal) del otro. Por ejemplo, si la masa no compensada en el rotor se duplica, entonces el valor de la vibración se duplicará en consecuencia. Para rotores rígidos puede utilizar un modelo lineal porque dichos rotores no se deforman. Ya no es posible utilizar un modelo lineal para rotores flexibles. Para un rotor flexible, con un aumento de la masa de un punto pesado durante la rotación, se producirá una deformación adicional y, además de la masa, el radio del punto pesado también aumentará. Por lo tanto, para un rotor flexible, la vibración se más que duplicará y los métodos de cálculo habituales no funcionarán. También, una violación de la linealidad del modelo puede provocar un cambio en la elasticidad de los soportes en sus grandes deformaciones, por ejemplo, cuando pequeñas deformaciones de los soportes trabajan algunos elementos estructurales, y cuando grandes en el trabajo incluyen otros elementos estructurales. Por lo tanto, es imposible balancear los mecanismos que no están fijados en la base y, por ejemplo, simplemente están instalados en un piso. Con vibraciones significativas, la fuerza de desbalance puede desprender el mecanismo del piso, cambiando así significativamente las características de rigidez del sistema. Las patas del motor deben estar firmemente sujetas, los elementos de fijación atornillados apretados, el grosor de las arandelas debe proporcionar suficiente rigidez, etc. Con rodamientos rotos, es posible un desplazamiento significativo del eje y sus impactos, lo que también provocará una violación de la linealidad y la imposibilidad de realizar un balanceo de alta calidad.
Métodos y dispositivos para el balanceo
Como se mencionó anteriormente, el balanceo es el proceso de combinar el eje central principal de inercia con el eje de rotación del rotor.
El proceso especificado puede ejecutarse de dos maneras.
El primer método implica el mecanizado 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 con el eje central principal de inercia del rotor. Esta técnica rara vez se utiliza en la práctica y no se discutirá en detalle en este artículo.
El segundo método (el más común) implica mover, instalar o eliminar masas correctivas en el rotor, que se colocan de tal manera que el eje de inercia del rotor esté lo más cerca posible del eje de su rotación.
Mover, agregar o eliminar masas correctivas durante el balanceo puede hacerse utilizando una variedad de operaciones tecnológicas, que incluyen: perforación, fresado, rectificado, soldadura, atornillado o desatornillado de tornillos, quemado con un haz láser o haz de electrones, electrólisis, soldadura electromagnética, etc.
El proceso de balanceo puede realizarse de dos maneras:
- rotores balanceados Ensamblaje (en sus propios rodamientos);
- balanceo de rotores en máquinas de balanceo.
Para balancear los rotores en sus propios rodamientos, normalmente utilizamos dispositivos de balanceo especializados (kits), lo que nos permite medir la vibración del rotor balanceado a la velocidad de su rotación en forma vectorial, es decir, medir tanto la amplitud como la fase de la vibración.
Actualmente, estos dispositivos se fabrican sobre la base de tecnología microprocesadora y (además de la medición y el análisis de vibración) proporcionan el cálculo automatizado de los parámetros de los pesos correctivos que deben instalarse en el rotor para compensar su desbalance.
Estos dispositivos incluyen:
- unidad de medición y cálculo, realizada sobre la base de una computadora o controlador industrial;
- dos (o más) sensores de vibración;
- sensor de ángulo de fase;
- equipo para la instalación de sensores en la instalación;
- software especializado diseñado para realizar un ciclo completo de medición de los parámetros de desbalance del rotor en uno, dos o más planos de corrección.
For balancing rotors on balancing machines in addition to a specialized balancing device (measuring system of the machine) it is required to have an "unwinding mechanism" designed to install the rotor on the supports and ensure its rotation at a fixed speed.
Actualmente, las máquinas de balanceo más comunes existen en dos tipos:
- sobre-resonante (con soportes flexibles);
- rodamiento rígido (con soportes rígidos).
Las máquinas sobre-resonantes tienen soportes relativamente flexibles, realizados, por ejemplo, sobre la base de resortes planos.
La frecuencia de oscilación natural de estos soportes suele ser 2-3 veces inferior a la velocidad del rotor balanceado, que está montado sobre ellos.
Los sensores de vibración (acelerómetros, sensores de velocidad de vibración, etc.) se utilizan normalmente para medir la vibración de los soportes de una máquina resonante.
En las máquinas de balanceo de soporte rígido se utilizan soportes relativamente rígidos, cuyas frecuencias de oscilación natural deben ser 2-3 veces superiores a la velocidad del rotor balanceado.
Los sensores de fuerza se utilizan normalmente para medir el peso de vibración en los soportes de la máquina.
La ventaja de las máquinas de balanceo de soporte rígido es que pueden balancearse a velocidades de rotor relativamente bajas (hasta 400-500 rpm), lo que simplifica enormemente el diseño de la máquina y su cimiento, así como aumenta la productividad y la seguridad del balanceo.
Técnica de balanceo
⚠️ Balancing eliminates only the vibration which is caused by the asymmetry of the rotor mass distribution relative to its axis of rotation. Other types of the vibration cannot be eliminated by the balancing!
El balanceo está sujeto a mecanismos técnicamente operativos, cuyo diseño garantiza la ausencia de resonancias a la velocidad de funcionamiento, fijados de manera segura en el cimiento, instalados en rodamientos operativos.
🚫 The faulty mechanism is the subject to a repair, and only then – to a balancing. Otherwise, qualitative balancing impossible.
¡El balanceo no puede sustituir a la reparación!
La tarea principal del balanceo es encontrar la masa y el lugar (ángulo) de instalación de los pesos de corrección, que se compensan mediante fuerzas centrífugas.
Como se mencionó anteriormente, para rotores rígidos, generalmente es necesario y suficiente instalar dos pesos de corrección. Esto eliminará tanto el desbalance estático como el dinámico del rotor. Un esquema general de la medición de vibración durante el balanceo se ve de la siguiente manera:
fig.5 Balanceo dinámico: planos de corrección y puntos de medición
Los sensores de vibración se instalan en los soportes de los rodamientos en los puntos 1 y 2. La marca de velocidad se fija directamente en el rotor, generalmente se pega una cinta reflectante. El tacómetro láser utiliza la marca de velocidad para determinar la velocidad del rotor y la fase de la señal de vibración.
fig. 6. Instalación de sensores durante el balanceo en dos planos, utilizando Balanset-1
1,2-sensores de vibración, 3-fase, 4-unidad de medición USB, 5-portátil
En la mayoría de los casos, el balanceo dinámico se realiza mediante el método de tres arranques. Este método se basa en el hecho de que se instalan pesos de prueba de masa conocida en el rotor en serie en los planos 1 y 2; por lo tanto, las masas y el lugar de instalación de los pesos de corrección se calculan en función de los resultados de los cambios en los parámetros de vibración.
El lugar de instalación del peso se llama plano de corrección. Por lo general, los planos de corrección se seleccionan en el área de los soportes de los rodamientos sobre los que está montado el rotor.
La vibración inicial se mide en el primer arranque. Luego, se instala un peso de prueba de masa conocida en el rotor más cerca de uno de los soportes. Luego se realiza el segundo arranque y medimos los parámetros de vibración, que deben cambiar debido a la instalación del peso de prueba. Luego se retira el peso de prueba en el primer plano y se instala en el segundo plano. Se realiza el tercer arranque y se miden los parámetros de vibración. Cuando se retira el peso de prueba, el programa calcula automáticamente la masa y el lugar (ángulos) de la instalación de los pesos de balanceo.
El punto de colocar los pesos de prueba es determinar cómo responde el sistema al cambio de desbalance. Cuando conocemos las masas y la ubicación de los pesos de muestra, el programa puede calcular los llamados coeficientes de influencia, que muestran cómo la introducción de un desbalance 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 la masa (inercia) del sistema rotor-soporte.
Para el mismo tipo de mecanismos del mismo diseño, los coeficientes de influencia serán similares. Puede guardarlos en la memoria de su computadora y usarlos posteriormente para el balanceo del mismo tipo de mecanismos sin realizar pruebas de funcionamiento, lo que mejora enormemente el rendimiento del balanceo. También debemos señalar que la masa de los pesos de prueba debe elegirse de tal manera que los parámetros de vibración varíen notablemente al instalar los pesos de prueba. De lo contrario, el error en el cálculo de los coeficientes de influencia aumenta y la calidad del balanceo se deteriora.
A guide to the device Balanset-1 provides a formula by which you can approximately determine the mass of the trial weight, depending on the mass and the speed of the rotation of the balanced rotor. As you can understand from Fig. 1 the centrifugal force acts in the radial direction, i.e. perpendicular to the rotor axis. Therefore, vibration sensors should be installed so that their sensitivity axis is also directed in the radial direction. Usually the rigidity of the foundation in the horizontal direction is less, so the vibration in the horizontal direction is higher. Therefore, to increase the sensitivity of the sensors should be installed so that their axis of sensitivity could also be directed horizontally. Although there is no fundamental difference. In addition to the vibration in the radial direction, it is necessary to control the vibration in the axial direction, along the axis of rotation of the rotor. This vibration is usually caused not by imbalance, but by other reasons, mainly due to misalignment and misalignment of shafts connected through the coupling. This vibration is not eliminated by balancing, in this case alignment is required. In practice, usually in such mechanisms there is an imbalance of the rotor and misalignment of the shafts, which greatly complicates the task of eliminating the vibration. In such cases, you must first align and then balance the mechanism. (Although with a strong torque imbalance, vibration also occurs in the axial direction due to the" twisting " of the foundation structure).
Precisión de medición y análisis de errores
Comprender la precisión de la medición es fundamental para las operaciones profesionales de balanceo. El Balanset-1A proporciona la siguiente precisión de medición:
| Parámetro | Fórmula de precisión | Ejemplo (para valores típicos) |
|---|---|---|
| Velocidad de vibración RMS | ±(0.1 + 0.1×Vmedido) mm/s | Para 5 mm/seg: ±0.6 mm/seg Para 10 mm/seg: ±1.1 mm/seg |
| Frecuencia de rotación | ±(1 + 0.005×Nmedido) rpm | Para 1000 rpm: ±6 rpm Para 3000 rpm: ±16 rpm |
| Medición de fase | ±1° | Precisión constante en todas las velocidades |
⚠️ Critical for Accurate Balancing
- !El peso de prueba debe causar un cambio de amplitud >20-30% y/o cambio de fase >20-30°
- !Si los cambios son menores, los errores de medición aumentan significativamente
- !La estabilidad de la amplitud y la fase de la vibración no debe variar más del 10-15% entre mediciones
- !Si la variación supera el 15%, verifique las condiciones de resonancia o problemas mecánicos
Criterios para evaluar la calidad de los mecanismos de balanceo
La calidad del balanceo del rotor (mecanismos) puede estimarse de dos maneras. El primer método implica comparar el valor del desbalance residual determinado durante el balanceo con la tolerancia para el desbalance residual. Las tolerancias especificadas para varias clases de rotores instaladas en el estándar ISO 21940-11 «Mechanical vibration – Rotor balancing – Part 11: Procedures and tolerances for rotors with rigid behaviour» (formerly ISO 1940-1).
Sin embargo, la implementación de estas tolerancias no puede garantizar completamente la fiabilidad operativa del mecanismo asociada con el logro de un nivel mínimo de vibración. Esto se debe a que la vibración del mecanismo está determinada no solo por la cantidad de fuerza asociada con el desbalance residual de su rotor, sino que también depende de una serie de otros parámetros, incluyendo: 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 cualidades dinámicas del mecanismo (incluida la calidad de su balanceo), en algunos casos se recomienda evaluar el nivel de vibración residual del mecanismo, el cual está regulado por una serie de normas.
El estándar más común que regula los niveles de vibración admisibles de los mecanismos es ISO 10816-3:2009 Preview Mechanical vibration – Evaluation of machine vibration by measurements on non-rotating parts -- Part 3: Industrial machines with nominal power above 15 kW and nominal speeds between 120 r/min and 15 000 r/min when measured in situ.»
Con su ayuda, puede establecer la tolerancia en todos los tipos de máquinas, teniendo en cuenta la potencia de su accionamiento eléctrico.
Además de este estándar universal, existe una serie de estándares especializados desarrollados para tipos específicos de mecanismos. Por ejemplo,
- ISO 14694:2003 "Industrial fans – Specifications for balance quality and vibration levels"
- ISO 7919-1-2002 "Vibration of machines without reciprocating motion. Measurements on rotating shafts and evaluation criteria. General guidance.»
🛡️ Important Safety Considerations for EU Compliance
- !Evaluación de riesgos requerida: Realice la evaluación de riesgos EN ISO 12100 antes de las operaciones de balanceo
- !Personal calificado: Solo el personal capacitado y certificado debe realizar operaciones de balanceo
- !Equipo de protección personal: Utilice siempre el EPP adecuado según EN 166 (protección ocular) y EN 352 (protección auditiva)
- !Procedimientos de emergencia: Establezca procedimientos claros de parada de emergencia y asegúrese de que todos los operadores estén familiarizados con ellos
- !Documentación: Mantenga registros detallados de todas las operaciones de balanceo para la trazabilidad y el cumplimiento
Información de cumplimiento y seguridad de la UE
Declaración de conformidad
El balanceador portátil Balanset-1A cumple con las siguientes directivas y normas de la Unión Europea:
| Directiva/Norma de la UE | Detalles de cumplimiento | Requisitos de seguridad |
|---|---|---|
| Directiva de Máquinas 2006/42/CE | Requisitos de seguridad para maquinaria y componentes de seguridad | Evaluación de riesgos, instrucciones de seguridad, marcado CE |
| Directiva de Compatibilidad Electromagnética 2014/30/UE | Requisitos de compatibilidad electromagnética | Inmunidad a interferencias electromagnéticas |
| Directiva RoHS 2011/65/UE | Restricción de sustancias peligrosas | Componentes libres de plomo, mercurio y cadmio |
| Directiva RAEE 2012/19/UE | Residuos de aparatos eléctricos y electrónicos | Procedimientos adecuados de eliminación y reciclaje |
| EN ISO 12100:2010 | Safety of machinery - General principles for design | Evaluación de riesgos y reducción de riesgos |
| EN 60825-1:2014 | Safety of laser products - Part 1 | Requisitos de seguridad para láser de Clase 2 |
| EN ISO 14120:2015 | Guards - General requirements | Protección contra peligros de maquinaria rotativa |
Normas de seguridad eléctrica
- ✓EN 61010-1: Requisitos de seguridad para equipos eléctricos de medición, control y uso de laboratorio
- ✓EN 60950-1: Seguridad de equipos de tecnología de la información (dispositivo alimentado por USB)
- ✓Serie IEC 61000: Normas de compatibilidad electromagnética
- ✓Voltaje de operación: 5V CC vía USB (Voltaje Extra Bajo)
- ✓Consumo de energía: < 2.5W
- ✓Clase de protección: IP54 (dust-protected; splash-water resistant)
Seguridad de equipos rotativos
⚠️ Mandatory Safety Procedures (EN ISO 12100)
ADVERTENCIA: Al trabajar con maquinaria rotativa, observe los siguientes requisitos de seguridad:
- !EN ISO 14118: Prevention of unexpected start-up - Use lockout/tagout procedures before sensor installation
- !EN ISO 14120: Asegúrese de que todo el equipo rotativo tenga protecciones adecuadas
- !EN ISO 13857: Mantenga distancias mínimas de seguridad de las partes rotativas (500 mm para el cuerpo, 120 mm para los dedos)
- !Equipo de protección personal: Use gafas de seguridad según EN 166, protección auditiva según EN 352 y evite la ropa suelta
- !Nunca instale sensores o pesos de prueba en maquinaria rotativa mientras esté en movimiento
- !Asegúrese de que la máquina esté completamente detenida y asegurada antes de la instalación de sensores
- !Parada de emergencia: Debe ser accesible dentro de 3 metros de la posición del operador
- !Solo personal calificado y certificado debe realizar operaciones de balanceo
Clasificación de seguridad láser
🔴 Class 2 Laser Device (EN 60825-1:2014)
- Longitud de onda: 650 nm (Luz visible roja)
- Potencia de salida máxima: < 1 mW
- Diámetro del haz: 3-5 mm a 100 mm de distancia
- Divergencia: < 1.5 mrad
- Clasificación de seguridad: Seguro para los ojos en exposición momentánea (< 0.25 seg)
- Etiquetado requerido: "LASER RADIATION - DO NOT STARE INTO BEAM - CLASS 2 LASER PRODUCT"
- Clase de acceso: Sin restricciones (acceso general permitido)
Procedimientos de seguridad láser:
- Nunca mirar intencionalmente el haz láser
- No apuntar el láser a personas, vehículos o aeronaves
- Evitar observar el haz láser con instrumentos ópticos (telescopios, binoculares)
- Tener en cuenta las reflexiones especulares de superficies brillantes
- Apagar el láser cuando no esté en uso
- Reporte inmediatamente cualquier incidente de exposición ocular
- Utilice gafas de seguridad láser (OD 2+ a 650 nm) para exposición prolongada
Precisión de medición y calibración
| Parámetro | Precisión | Frecuencia de Calibración |
|---|---|---|
| Amplitud de vibración | ±5% de la lectura | Anualmente o después de 1000 horas |
| Medición de fase | ±1° | Anualmente |
| Velocidad de rotación | ±0.1% de la lectura | Anualmente |
| Sensibilidad del sensor | 13 mV/(mm/s) ±10% | Al reemplazar sensores |
Cumplimiento ambiental
- ✓Entorno de operación: 5°C a 50°C, < 85% HR sin condensación
- ✓Entorno de almacenamiento: -20°C a 70°C, < 95% HR sin condensación
- ✓Altitud: Hasta 2000 m sobre el nivel del mar
- ✓Resistencia a vibraciones: IEC 60068-2-6 (10-500 Hz, aceleración de 2g)
- ✓Resistencia a impactos: IEC 60068-2-27 (15g, duración de 11 ms)
- ✓Grado de protección IP: IP54 (dust-protected; splash-water resistant)
Requisitos de operación
- ✓Los operadores deben estar capacitados en seguridad de maquinaria según las normas de la UE
- ✓Se requiere evaluación de riesgos según EN ISO 12100 antes del uso
- ✓Mantener el equipo según las especificaciones del fabricante
- ✓Reportar inmediatamente cualquier incidente de seguridad o mal funcionamiento del equipo
- ✓Mantener registros detallados de todas las operaciones de balanceo para trazabilidad
Requisitos de documentación
Para el cumplimiento de la normativa de la UE, mantenga la siguiente documentación:
- ✓Documentación de evaluación de riesgos según EN ISO 12100
- ✓Registros y certificaciones de capacitación del operador
- ✓Registros de calibración y mantenimiento del equipo
- ✓Registros de operaciones de balanceo con fechas, operadores y resultados
- ✓Informes de incidentes de seguridad y acciones correctivas
- ✓Documentación de modificaciones o reparaciones del equipo
Soporte técnico y servicio
Para soporte técnico, servicios de calibración y repuestos:
- ✓Fabricante: Vibromera
- ✓Ubicación: Narva, Estonia (UE)
- ✓Sitio web: https://vibromera.eu
- ✓Idiomas de soporte: Todos los idiomas principales. Comunicación basada en texto disponible.
- ✓Cobertura de servicio: Envío disponible a todo el mundo
- ✓Garantía: 12 meses a partir de la fecha de compra
- ✓Servicio de calibración: Disponible a través de centros de servicio autorizados
