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Calculadora de Excentricidad Radial del Eje
Estime la excentricidad radial del eje (TIR — Lectura Total del Indicador) que corresponde al límite de desbalance residual de la norma ISO 21940-11 para su clase de calidad de balanceo y velocidad, y realice un cribado de la excentricidad medida para evaluar el riesgo de desbalance. Nota: la norma ISO 21940-11 establece límites de desbalance; la tolerancia geométrica de excentricidad en sí proviene del plano del eje o de la especificación del fabricante.
Resultados
Excentricidad Permisible
A partir de la clase de calidad de balanceo G y la velocidad de operación:
- G — grado de calidad de balanceo (mm/s)
- n — velocidad de operación (RPM)
- ω — velocidad angular (rad/s) = 2πn/60
Lectura Total del Indicador
La TIR medida con un indicador de carátula es el doble de la excentricidad (pico a pico):
Alcance de esta verificación: eper en la norma ISO 21940-11 es un desbalance residual permisible desbalance (excentricidad del centro de masa), no una tolerancia geométrica de excentricidad. TIR = 2 × eper por lo tanto, es un cribado valor: si la excentricidad medida del muñón del eje la supera, el desplazamiento del centro de masa debido únicamente a la excentricidad ya podría exceder el límite de balanceo para la clase G seleccionada. No reemplaza la tolerancia geométrica de excentricidad en el plano del eje, y un eje con baja TIR aún puede estar desbalanceado (distribución de masa), mientras que la TIR medida puede incluir error de forma, flexión, asentamiento del rodamiento o error de montaje que no se traduce uno a uno en desbalance.
Desbalance Equivalente
Ejemplo práctico
Datos: Velocidad = 3000 RPM, Clase = G6.3, Masa = 45 kg, Diámetro = 40 mm
ω = 2π × 3000 / 60 = 314.16 rad/s
eper = 6.3 × 1000 / 314.16 = 20.05 μm
TIR = 2 × 20.05 = 40.1 μm
Uper = 20.05 × 45 = 902.3 g·mm
Tabla de Referencia de Excentricidad Equivalente al Desbalance (valores de cribado)
| Grado | Velocidad (RPM) | eper (μm) | TIR Equivalente (μm) |
|---|---|---|---|
| G6.3 | 750 | 80.2 | 160.4 |
| G6.3 | 1500 | 40.1 | 80.2 |
| G6.3 | 3000 | 20.1 | 40.1 |
| G2.5 | 3000 | 7.96 | 15.9 |
| G2.5 | 6000 | 3.98 | 7.96 |
| G1.0 | 6000 | 1.59 | 3.18 |
| G1.0 | 12000 | 0.80 | 1.59 |
El descentramiento radial (TIR — Total Indicator Reading, lectura total del comparador) es la variación total de distancia medida desde la superficie de un eje hasta un punto de referencia fijo mientras el eje gira una revolución completa. Indica cuánto se desvía el eje de la concentricidad perfecta. El valor TIR equivale al doble de la excentricidad.
Monte el eje sobre bloques en V o entre puntos, coloque un reloj comparador perpendicular a la superficie del eje, ponga a cero el comparador y gire lentamente el eje una vuelta completa. El recorrido total de la aguja (máximo menos mínimo) es el TIR.
Las causas habituales incluyen:
- Eje doblado por distorsión térmica o impacto
- Excentricidad de fabricación (error de torneado)
- Desgaste o daño en el muñón del cojinete
- Alineación incorrecta del acoplamiento
- Errores de montaje (componentes con ajuste prensado desalineados)
Si el centro de masas de un rotor está desplazado una excentricidad e, el desequilibrio equivalente es U = e × m, donde m es la masa del rotor. El descentramiento (runout) del muñón puede desplazar el centro de masas y contribuir así al desequilibrio. Sin embargo, no todo el desequilibrio proviene del descentramiento (la distribución de masas también influye), y el TIR medido puede incluir errores de forma, flexión, asentamiento del rodamiento o errores de montaje que no se traducen directamente en desequilibrio en proporción uno a uno.
La tolerancia de descentramiento geométrico proviene del plano del eje o de la especificación del fabricante; la norma ISO 21940-11 establece límites de desequilibrio, no tolerancias de descentramiento. Como valores orientativos de evaluación del riesgo de desequilibrio (TIR equivalente al límite de desequilibrio residual):
- G6.3 / 3000 RPM: TIR ≈ 40 μm
- G1.0 / 6000 RPM: TIR ≈ 3.2 μm
- G6.3 / 1500 RPM: TIR ≈ 80 μm
Calcule siempre para sus condiciones específicas y verifique la tolerancia del plano.
Los procedimientos descritos en esta página fueron desarrollados y probados en campo por el equipo de Vibromera utilizando el Balanset-1A, un balanceador portátil de doble canal y analizador de vibraciones para el balanceo de rotores en sitio.
Instrumentos y software profesionales para balanceo en campo. Logre la calidad de balanceo ISO 21940-11 en sitio. Utilizado en más de 50 países.
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.
