Comprensión del equilibrio estático (equilibrio de un solo plano)

Definición: ¿Qué es el equilibrio estático?

Equilibrio estático Es la forma más simple de balanceo del rotor. Es un proceso que corrige desequilibrio estático, una condición en la que el centro de masas de un rotor está desplazado de su eje de rotación, creando un único punto de equilibrio. Este tipo de equilibrio puede, en teoría, realizarse con el rotor en reposo (estático). Si un rotor con desequilibrio estático puro se colocara sobre una superficie sin fricción (como los filos de un cuchillo), rotaría hasta que el punto de equilibrio se asentara en el punto más bajo debido a la gravedad.

El equilibrio estático implica realizar una corrección en un un solo plano Para contrarrestar este punto de peso, se coloca un peso a 180° del punto de peso para devolver el centro de masa al centro de rotación.

Desequilibrio estático vs. desequilibrio dinámico

El desequilibrio estático también se conoce como "desequilibrio de fuerza" porque crea una fuerza centrífuga que actúa radialmente hacia afuera desde el centro de rotación. Sin embargo, no crea ningún movimiento de "par" ni de balanceo. Esto contrasta con desequilibrio dinámico, que es una combinación de desequilibrio de fuerza y par, y requiere correcciones en al menos dos planos para su completa resolución. Un rotor puede estar perfectamente equilibrado estáticamente, pero aun así presentar un desequilibrio de par significativo que le provocará vibraciones severas al girar.

¿Cuándo es suficiente el equilibrio estático?

El balanceo estático solo es un método adecuado y suficiente para una clase específica de rotores. Generalmente se reserva para componentes muy estrechos o con forma de disco, donde la longitud axial es muy pequeña en comparación con el diámetro. Para este tipo de rotores, es improbable que exista un desequilibrio de par significativo.

Algunos ejemplos comunes de rotores en los que el equilibrio estático de un solo plano suele ser suficiente incluyen:

• Muelas abrasivas
• Ruedas y neumáticos para automóviles
• Ventiladores o sopladores simples y estrechos
• Volantes de inercia
• Poleas y roldanas

Para cualquier rotor que tenga una longitud significativa (por ejemplo, una armadura de motor, una bomba de múltiples etapas o un eje largo), el equilibrio estático por sí solo es inadecuado y equilibrio dinámico se requiere.

Métodos de equilibrio estático

1. Equilibrio de filo de cuchillo

Este es el método clásico, sin rotación. El rotor se coloca sobre un par de cuchillas paralelas, niveladas y de baja fricción. El rotor girará hasta que su punto más pesado se encuentre en la parte inferior. Luego, se añade un peso temporal en la parte superior (180° opuesto) hasta que el rotor se mantenga en cualquier posición sin girar. Este peso se convierte entonces en permanente.

2. Máquina equilibradora vertical

El equilibrado estático moderno suele realizarse en una equilibradora vertical. El rotor (como un volante o un neumático) se coloca sobre una placa horizontal soportada por sensores de fuerza. La máquina gira el rotor a baja velocidad y los sensores miden la dirección y la magnitud de la fuerza de desequilibrio, mostrando la corrección necesaria en una pantalla.

3. Equilibrio de campo de un solo plano

El balanceo estático también puede realizarse en campo en una máquina ensamblada utilizando un analizador de vibraciones portátil. Esta es una versión de un solo plano del método del coeficiente de influencia. Se toma una lectura de vibración, se añade un peso de prueba, se toma una segunda lectura y el instrumento calcula el peso de corrección único necesario y su ángulo.

Limitaciones

La principal limitación del balanceo estático es su incapacidad para detectar o corregir el desequilibrio de par. Aplicar un balanceo estático a un rotor que presenta un desequilibrio dinámico puede, en ocasiones, agravar la vibración al corregir el componente de fuerza, pero ignorar o exacerbar el componente de par. Por esta razón, para la mayoría de la maquinaria industrial, el balanceo dinámico en dos planos es la práctica estándar y obligatoria.

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