Herramienta de ingeniería gratuita · #007
Fuerza centrífuga por desbalance
Calcule la fuerza centrífuga generada por el desbalance residual en una pieza rotativa. Ingrese el desbalance y la velocidad para ver los resultados de fuerza al instante.
Resultados
Fuerza centrífuga por desbalance
Cuando un rotor tiene un desbalance residual U (masa × excentricidad), la rotación genera una fuerza centrífuga:
- F — fuerza centrífuga (N)
- U — desbalance en kg·m (= g·mm × 10⁻⁶)
- ω — velocidad angular = 2πn/60 (rad/s)
- n — velocidad de rotación (RPM)
Dependencia de la velocidad
Dado que la fuerza depende de ω², la relación con las RPM es cuadrática:
Duplicar la velocidad cuadruplica la fuerza centrífuga. Por esta razón, los equipos de alta velocidad (turbinas, turbocompresores) requieren tolerancias de balanceo mucho más estrictas.
Carga estática equivalente
La masa estática equivalente es la masa que, colocada en reposo sobre un rodamiento, produciría la misma carga que la fuerza de desbalance rotativa:
Ejemplo práctico
Datos: Desbalance U = 1000 g·mm, Velocidad n = 3000 RPM
ω = 2π × 3000 / 60 = 314.16 rad/s
U (SI) = 1000 × 10⁻⁶ = 0.001 kg·m
F = 0.001 × 314.16² = 98.7 N
Carga estática equivalente: 98.7 / 9.81 = 10.06 kg
Fuerzas típicas por desbalance
| Desbalance (g·mm) | Velocidad (RPM) | Fuerza (N) | Aplicación |
|---|---|---|---|
| 100 | 10 000 | 109.7 | Turbocompresor |
| 1 000 | 3 000 | 98.7 | Motor eléctrico |
| 5 000 | 1 500 | 123.4 | Bomba centrífuga |
| 10 000 | 750 | 61.7 | Ventilador grande |
| 50 000 | 300 | 49.3 | Trituradora |
⚠️ Nota: Este cálculo asume un rotor rígido por debajo de la primera velocidad crítica. Por encima de la primera velocidad crítica, la respuesta dinámica es más compleja y requiere un análisis de dinámica de rotores.
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Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko es ingeniero en análisis de vibraciones y fundador y director general de Vibromera. Desde hace más de 15 años balancea equipos rotativos en campo y no en un banco de pruebas: desbrozadoras, ventiladores industriales, trituradoras, centrífugas, ejes y husillos. De ese trabajo nacieron los instrumentos Balanset — se concibieron como una herramienta que el especialista puede llevar hasta la máquina y usar solo, en sitio, y no como equipo de laboratorio. Vibromera se fundó en 2017 y desde 2023 tiene su sede en Oporto, Portugal. Aquí se realizan el desarrollo, el ensamblaje y el soporte de la línea Balanset. El instrumento insignia es el Balanset-1A, un analizador portátil para el balanceo en uno y dos planos y para el diagnóstico de vibraciones. Nikolai participa personalmente en la atención al cliente, en la resolución de casos difíciles de balanceo y en el desarrollo del software. Trabaja con clientes de todo el mundo, en cualquier idioma.
