Una nueva planta industrial se preparaba para iniciar la producción, y el rotor de su trituradora de martillos debía equilibrarse antes de que la línea entrara en operación continua. Hicimos el trabajo in situ, en los propios cojinetes de la trituradora, con el equilibrador portátil Balanset-1A y una laptop. Esta página muestra la máquina, cada paso que dimos con el instrumento y lo que la planta obtuvo.
La máquina y la tarea
La trituradora es un molino de martillos. Filas de martillos oscilantes cuelgan de pasadores entre discos de acero, y todo el rotor es accionado directamente, a través de un acoplamiento, por un motor AC-Motoren. La placa de datos indica 55 kW y 2970 rpm a 50 Hz, por lo que el rotor gira a casi 3000 rpm.
A esa velocidad, incluso un pequeño error de masa en el rotor se convierte en una gran fuerza rotatoria sobre los cojinetes, el bastidor y la cimentación; la fuerza crece con el cuadrado de la velocidad. La planta quería un arranque sin problemas. Un rotor desequilibrado funciona de forma ineficiente, causa problemas mecánicos y puede interrumpir la producción poco después de la puesta en servicio. Por eso el rotor se equilibró antes de que la planta arrancara, y no después de la primera avería.
Cómo usamos el Balanset-1A, paso a paso
El Balanset-1A mide el rotor en sus propios cojinetes y a su velocidad de trabajo. El programa lo guía a través de las carreras y calcula la corrección por sí mismo; la persona en sitio monta los sensores y fija los pesos.
Sensores y tacómetro
Los sensores de vibración se colocan en las carcasas de los cojinetes, estrictamente en dirección radial, en ángulo recto con el eje, y sobre metal sólido, no sobre protecciones ni tapas. Una tira de cinta reflectante en el eje es la referencia de fase: el tacómetro láser la lee una vez por revolución. A partir de ese momento ni los sensores ni la cinta deben moverse, porque el programa cuenta todos los ángulos a partir de esa marca.
Run 0: la vibración inicial
La trituradora se arranca con los martillos instalados y se lleva a su velocidad de trabajo. Con una sola pulsación de F7 se registran la amplitud, la fase y la velocidad de la vibración en la frecuencia de rotación. Esta es la imagen "antes" del desequilibrio.
Peso de prueba y Run 1
Con la máquina detenida y bloqueada, se fija al rotor un peso de prueba de masa conocida a un radio conocido, y se marca su posición. La masa se elige por fuerza: a la velocidad de trabajo, su fuerza centrífuga debe ser de alrededor del 7 % del peso del rotor (un intervalo razonable es de 5–10 %).
La función "First trial weight estimate" del programa, o nuestra calculadora de peso de prueba gratuita, da el valor para una masa de rotor, un radio y una velocidad determinados.
Después el rotor vuelve a funcionar. Si el peso de prueba cambia demasiado poco la vibración, el programa no acepta la carrera y pide un peso mayor.
Cálculo
A partir de la diferencia entre Run 0 y Run 1, el programa calcula los coeficientes de influencia y muestra la corrección: la masa en gramos y el ángulo, contado desde la posición del peso de prueba en el sentido de giro. El diagrama polar muestra dónde va el peso.
Peso de corrección
Se retira el peso de prueba y el peso de corrección se fija al mismo radio y en el ángulo indicado. El radio importa: la masa calculada solo es válida en el radio donde estaba el peso de prueba.
Corrida de ajuste fino
Una carrera más a la misma velocidad muestra la vibración residual y el desequilibrio residual. Con una tolerancia ISO 21940-11 establecida, el programa marca el resultado en verde o en rojo. Si se necesita un poco más de corrección, calcula el añadido de inmediato; no se requiere una nueva carrera de prueba.
Verificaciones para trituradoras según el manual del Balanset-1A
- Equilibre solo con los martillos instalados. Sin ellos, el desequilibrio regresa en cuanto se montan.
- Los martillos oscilantes pueden asentarse en una nueva posición entre carreras. Una prueba de parada y arranque, dos carreras sin cambiar nada, muestra si las lecturas se repiten.
- Muchos armónicos con un componente pequeño en la frecuencia de rotación suelen indicar un problema de la transmisión, no desequilibrio. Revise la cadena de transmisión, incluido el acoplamiento, antes de agregar peso.
Resultado
Tras la corrección volvimos a poner en marcha la trituradora y la verificamos conforme a las normas de operación. La vibración era significativamente menor, el rotor cumplía las normas y la trituradora quedó autorizada para operación continua desde el primer día de producción.
Lo que registra el programa después de la carrera de ajuste
- La vibración antes y después, y la reducción en porcentaje.
- El desequilibrio inicial y el residual en g·mm, comparados con la tolerancia ISO 21940-11: aprobado o reprobado.
- Un informe HTML listo y un registro de archivo del rotor, con los coeficientes de influencia guardados para el siguiente equilibrado.
Qué aportó a la planta
- La trituradora entró en producción ya equilibrada, en lugar de equilibrarse después de la primera falla de un cojinete.
- El trabajo se hizo in situ, en los propios cojinetes de la máquina: el rotor no se desmontó ni se envió a un taller de equilibrado.
- Un registro al que volver: la sesión guardada es el punto de partida para futuras verificaciones del mismo rotor.
Sobre el instrumento
Balanset-1A es un equilibrador portátil y analizador de vibraciones de dos canales. Equilibra rotores en uno o dos planos en sus propios cojinetes, y el mismo kit funciona como medidor de vibraciones y analizador de espectro. Una trituradora, un ventilador, un separador o una trituradora de material vegetal se equilibran con el mismo procedimiento que en esta página.
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.
