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Calculadora de Peso de Prueba para Balanceo de Rotores
Calcule la masa recomendada del peso de prueba para el balanceo de rotores en un solo plano. Toma en cuenta la masa del rotor, la velocidad, el radio de corrección, la rigidez del soporte y la severidad de vibración.
Resultados
Fórmula del peso de prueba
La masa del peso de prueba se calcula mediante una fórmula de ingeniería práctica que toma en cuenta las condiciones de soporte y la severidad de vibración:
- Mt — masa del peso de prueba (g)
- Mr — masa del rotor (g) — ingrese en kg, se convierte a gramos internamente
- Ksupp — coeficiente de rigidez del soporte (0.5–5.0)
- Kvib — coeficiente de nivel de vibración (0.5–3.0) — derivado de la vibración medida en mm/s
- Rt — radio de instalación del peso de prueba (cm) — ingrese en mm, se convierte a cm internamente
- N — velocidad del rotor (RPM)
Coeficiente de rigidez del soporte (Ksupp)
Este coeficiente toma en cuenta cómo la estructura de soporte de la máquina afecta la respuesta de vibración al desbalance:
| Ksupp | Tipo de soporte | Descripción |
|---|---|---|
| 5.0 | Muy rígido | Bloque masivo de concreto, estructura de acero rígida. La vibración apenas cambia con el desbalance — se necesita más pesado peso de prueba (Ksupp alto). |
| 4.0 | Rígido | Cimiento de concreto, pedestal rígido. Típico para bombas y compresores grandes. |
| 2.0–3.0 | Media | Montaje industrial estándar, placa base sobre concreto. Situación más común para ventiladores, motores y maquinaria general. |
| 1.0 | Flexible | Montajes con resortes, aisladores de goma. La máquina vibra libremente — más ligero peso de prueba suficiente (Ksupp bajo). |
| 0.5 | Muy flexible | Montaje suspendido, aisladores blandos, yunque/mesa de balanceo. Respuesta máxima de vibración: peso de prueba más ligero. |
Regla general: Los soportes rígidos (Ksupp = 4–5) “absorben” la vibración, por lo que se necesita un peso de prueba más pesado para producir un cambio medible. Los soportes flexibles (Ksupp = 0.5–1) amplifican la respuesta, por lo que un peso de prueba más ligero funciona.
Coeficiente de nivel de vibración (Kvib)
Este coeficiente refleja la severidad de vibración actual de la máquina antes del balanceo:
| Kvib | Nivel de vibración | Condición |
|---|---|---|
| 1 | Bajo (< 2 mm/s) | La máquina funciona suavemente. Solo ajuste fino. Peso de prueba más ligero; de lo contrario, puede anular la señal de desbalance existente. |
| 2 | Moderado (2–4.5 mm/s) | Vibración notable. Trabajo estándar de balanceo. |
| 3 | Elevado (4.5–7.1 mm/s) | Problema claro de desbalance. Escenario típico de balanceo en campo. Opción predeterminada. |
| 5 | Alto (7.1–11 mm/s) | Desbalance significativo. Se necesita balanceo urgente. Peso de prueba más grande aceptable: la vibración ya es alta. |
| 8 | Muy alto (> 11 mm/s) | Nivel peligroso. Desbalance grande. Peso de prueba más pesado aceptable para asegurar un cambio vectorial medible. |
Por qué funciona esta fórmula
La fórmula Mt = Mr × Ksupp × Kvib / (Rt × (N/100)²) captura la física clave:
- Rotores más pesados necesitan pesos de prueba más pesados (lineal con Mr)
- Velocidades más altas generan más fuerza centrífuga por gramo, por lo que se necesita menos peso de prueba (inverso al cuadrado de N)
- Radio más grande significa más momento por gramo, por lo que se necesita menos peso (inverso de Rt)
- Soportes más rígidos necesitan más peso para producir un cambio de vibración detectable (Ksupp más alto = 4–5)
- Soportes flexibles amplifican la respuesta, por lo que se necesita menos peso (Ksupp más bajo = 0.5–1)
- Vibración existente más alta significa desbalance existente más grande: peso de prueba proporcionalmente más grande (Kvib más alto)
Ejemplo práctico
Datos: Mr = 111 kg = 111,000 g, N = 1111 RPM, Rt = 111 mm = 11.1 cm, Ksupp = 1.0, Vibración = 11 mm/s → Kvib = 1.5
Paso 1: Factor de velocidad: (N/100)² = (1111/100)² = 11.11² = 123.43
Paso 2: Denominador: Rt(cm) × (N/100)² = 11.1 × 123.43 = 1,370.1
Paso 3: Numerador: Mr(g) × Ksupp × Kvib = 111,000 × 1.0 × 1.5 = 166,500
Paso 4: Mt = 166,500 / 1,370.1 = 121.5 g
Resultado: Usar aproximadamente 122 g de peso de prueba a un radio de 111 mm.
⚠️ Nota de seguridad: Un peso de prueba excesivamente pesado puede causar vibraciones peligrosamente altas. Si el peso calculado parece demasiado grande, comience con la mitad y aumente gradualmente. Asegúrese siempre de que el peso de prueba esté firmemente sujeto y no pueda desprenderse durante la rotación.
Comparación con el método ISO 21940
El enfoque clásico de la ISO utiliza el grado de balanceo G para calcular el desbalance permisible y luego toma el 5–10 % como peso de prueba. Esta fórmula de Vibromera es un atajo práctico de campo que da resultados similares mientras tiene en cuenta directamente las condiciones del mundo real (rigidez del soporte y nivel de vibración actual) que el método ISO asume ideales.
Un peso de prueba (también llamado peso de ensayo o peso de calibración) es una masa conocida que se fija temporalmente a un rotor a un radio conocido durante la corrida de prueba del balanceo en un solo plano. Al medir el cambio de vibración causado por el peso de prueba, el instrumento de balanceo calcula la masa de corrección permanente adecuada y su ángulo.
El peso de prueba se retira después de la corrida de medición y se sustituye por el peso de corrección calculado.
Ksupp tiene en cuenta cómo la estructura de soporte de la máquina afecta la sensibilidad de la vibración al desbalance:
- Ksupp = 5 (muy rígido) — Cimientos macizos de concreto, pedestales pesados. Estos soportes “absorben” las fuerzas de desbalance, por lo que se necesita un peso de prueba más pesado para producir un cambio de vibración medible.
- Ksupp = 2–3 (medio) — Soportes industriales estándar. Es el caso más común.
- Ksupp = 0.5–1 (flexible) — Aisladores de resorte, soportes de caucho, cunas de balanceo. La máquina vibra libremente, por lo que incluso un peso de prueba pequeño produce una respuesta clara.
Mayor Ksupp → peso de prueba más pesado. Menor Ksupp → peso de prueba más ligero.
Kvib refleja la severidad actual de la vibración antes del balanceo:
- Vibración baja (Kvib=1) — La máquina ya funciona de manera bastante suave. Se necesita un peso de prueba menor porque la señal existente es baja — no se desea que el peso de prueba domine.
- Vibración alta (Kvib=5–8) — Existe un desbalance grande. Un peso de prueba mayor es aceptable porque la máquina ya vibra intensamente. El peso de prueba debe producir un cambio perceptible con respecto a la vibración existente.
La fuerza centrífuga debida al desbalance aumenta con el cuadrado de la velocidad: F = m×r×ω². A velocidades más altas, incluso una masa pequeña genera una fuerza grande. Por lo tanto, el peso de prueba puede ser proporcionalmente menor a altas RPM.
El factor (N/100)² normaliza la velocidad para que la fórmula dé el resultado directamente en gramos. A 1000 RPM, (N/100)² = 100. A 3000 RPM, (N/100)² = 900 — lo que requiere una masa de prueba 9× menor.
Coloque el peso de prueba en el plano de corrección (ubicación axial donde se colocarán los pesos permanentes) y en el máximo radio disponible para minimizar la masa requerida. Métodos comunes de fijación:
- Perno/tornillo — El más confiable; utilice los orificios roscados existentes si están disponibles
- Peso magnético — Rápido para rotores de acero, limitado a velocidades bajas
- Cinta adhesiva — Temporal, solo para aplicaciones de baja velocidad
- Abrazadera de manguera + pernos — Para ejes sin orificios
¡Verifique siempre que el peso de prueba no pueda desprenderse a la velocidad de operación!
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 el cumplimiento de la norma ISO 21940-11 en sitio con los dispositivos de la serie Balanset. Utilizados 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.
