ISO 21940-21: Descripción y evaluación de máquinas equilibradoras
ISO 21940-21 es la norma internacional que indica a los fabricantes cómo describir un máquina equilibradora y, lo que es más importante, cómo demostrar que funciona tal y como se afirma. Forma parte de la ISO 21940 family on equilibrado del rotor (que sustituyó a la antigua serie ISO 1940), y se suma a ISO 21940-12 para rotores flexibles y ISO 21940-13 para trabajos in situ. La Parte 21 es la que define un conjunto normalizado de procedimientos para especificar las características técnicas de una máquina y para verificar su precisión mediante rotores de prueba calibrados. El cumplimiento de esta norma ofrece al comprador o al auditor la seguridad de que una máquina determinada cumple realmente con los criterios de rendimiento acordados internacionalmente, y no se limita a las cifras de marketing del proveedor.
1. Alcance y descripción de la máquina
La norma se aplica a todos tipos de máquinas equilibradoras utilizadas para rotores rígidos — tanto en diseños con cojinetes rígidos como con cojinetes blandos. Su principal objetivo es establecer un vocabulario formal y común que defina cómo debe un fabricante describir y especificar una máquina, de modo que se puedan comparar en igualdad de condiciones dos máquinas de distintos fabricantes.
La descripción obligatoria incluye la capacidad física de la máquina y su sistema de medición:
- Envolvente del rotor: la masa mínima y máxima del rotor, el diámetro del muñón y la longitud del rotor que la máquina puede admitir.
- Speed range: las velocidades de equilibrado a las que se garantiza el rendimiento.
- Drive system: el método de accionamiento del rotor —por correa, por transmisión en el extremo (cardan o acoplamiento) o por accionamiento autónomo (neumático o mediante el propio motor del rotor)—, ya que cada uno de ellos influye en la precisión y en el alcance práctico de los rotores.
- Sistema de medición: el tipo de captadores, la indicación de la magnitud y el ángulo del desequilibrio, y la capacidad de separación de planos.
Al obligar a todos los proveedores a publicar el mismo conjunto de datos, la Parte 21 garantiza que el comprador disponga de una base clara y estandarizada sobre la que evaluar si una máquina se adapta realmente a sus rotores, una tarea que ningún texto publicitario puede sustituir.
Máquinas con cojinetes rígidos frente a máquinas con cojinetes blandos
Esta distinción es importante porque, aunque ambas arquitecturas se evalúan según los mismos criterios, su comportamiento es muy diferente. Máquinas con cojinetes rígidos son mucho más habituales en los talleres modernos: sus soportes son rígidos, miden la fuerza centrífuga y sostienen un calibración permanente que es independiente del rotor instalado. Máquinas con cojinetes blandos funcionan con sus soportes por debajo de la resonancia, miden el desplazamiento y deben recalibrarse para cada nuevo tipo de rotor utilizando un peso de prueba. La Parte 21 da cabida a ambos, por lo que sus ensayos se basan en los resultados medidos y no en un principio de detección específico.
2. Rotores de prueba y masas de ensayo
La fiabilidad de una prueba de rendimiento depende de la calidad de los equipos utilizados para llevarla a cabo. Por ello, la Parte 21 establece especificaciones estrictas para los proving rotors y test masses que determinan la evaluación. Los rotores de prueba no son piezas de producción comunes; se trata de piezas mecanizadas con precisión y dimensionalmente estables, fabricadas con un nivel excepcionalmente bajo de desequilibrio residual, con requisitos muy estrictos en cuanto a geometría, material y acabado superficial, de modo que el propio rotor no introduzca ningún error en la prueba.
Las masas de prueba —pequeños pesos de masa conocida que se añaden a radios definidos para crear una desequilibrio — deben estar calibradas y ser trazables a un patrón nacional, a ser posible acompañadas de un certificado de calibración. La estandarización del equipo de ensayo es lo que permite que los resultados sean repetibles y comparables entre diferentes máquinas, operadores y ubicaciones. Si necesitas convertir una masa de ensayo y su radio en la fuerza centrífuga que ejercerá, la Calculadora de fuerza centrífuga a partir del desequilibrio realiza el cálculo en un solo paso.
3. Pruebas de rendimiento
Este es el núcleo práctico de la norma: una metodología definida y paso a paso para realizar ensayos que cuantifican de forma objetiva la capacidad de una máquina. Dos ensayos principales son los que tienen mayor peso.
- Desequilibrio residual mínimo alcanzable (Umar / MARU): la prueba definitiva de sensibilidad. Partiendo de un rotor de prueba bien equilibrado, la prueba mide el desequilibrio residual más pequeño que la máquina puede indicar de forma repetida y fiable. En definitiva, se trata de la capacidad electrónica y mecánica de la máquina noise floor — el límite máximo de lo que puede resolver. Se vincula directamente a sensibilidad de equilibrado, y puedes calcular la cifra equivalente para una configuración determinada con el Calculadora de sensibilidad de la máquina equilibradora.
- Índice de reducción del desequilibrio (URR): una medida directa de la precisión y la eficiencia. Se añade un desequilibrio conocido al rotor de prueba; la máquina lo mide y calcula la corrección; una vez aplicada esa única corrección, se vuelve a medir el desequilibrio residual. El URR es el porcentaje en el que se ha reducido el desequilibrio de una sola vez. Un URR del 95 % significa que la máquina ha eliminado el 95 % del desequilibrio inicial de una sola corrección paso: el sello distintivo de una máquina precisa y eficiente que no obliga al operario a realizar interminables pruebas.
La Parte 21 también especifica otras comprobaciones fundamentales: capacidad de separación entre planos (lo que confirma que una máquina de dos planos puede distinguir correctamente desequilibrio estático y de par across the two planos de corrección (sin diafonía) y rendimiento constante en todo el rango de velocidades, de modo que una máquina que funciona con precisión a una velocidad no pierda precisión a otra.
4. Criterios de aceptación y documentación
El último elemento es el criterio definitivo de «aprobado/suspenso». En el caso de la prueba URR, la norma establece un porcentaje mínimo aceptable —normalmente del 95 % o superior— que una máquina debe alcanzar para considerarse conforme. El valor MARU se trata de forma diferente: no es un umbral de «aprobado/suspenso» en sí mismo, sino un declared cifra que cuantifica la sensibilidad del equipo, lo que permite al usuario determinar si el ruido de fondo es lo suficientemente bajo para sus requisitos más exigentes grado de calidad de equilibrado.
Por último, la norma exige un exhaustivo test report documentando las condiciones y los resultados de cada prueba. Ese informe constituye el certificado oficial de rendimiento de la máquina: la garantía para el usuario final de que sus capacidades se han verificado mediante un procedimiento riguroso y reconocido internacionalmente, y no se basan únicamente en las afirmaciones del vendedor.
5. La aplicación práctica de la Parte 21
Para un ingeniero de fiabilidad o el propietario de un taller de equilibrado, la Parte 21 responde a una pregunta que, aunque parezca sencilla, no lo es tanto: ¿Es capaz esta máquina de equilibrar mis rotores con la precisión que necesito? El URR indica el número mínimo de iteraciones que requerirá un trabajo; el MARU indica el nivel de precisión tolerance que puedas acreditar de forma fehaciente.
Conviene mantener la distinción entre un máquina equilibradora de taller y equilibrado in situ Claro. Una máquina especializada, homologada según la Parte 21, elimina el desequilibrio de un rotor de forma aislada, sobre sus propios cojinetes, en una cabina controlada. Sin embargo, muchos rotores nunca se envían a un taller, sino que se corrigen in situ en la propia máquina. sistema rotor-cojinete a velocidad de funcionamiento. Un analizador portátil de dos canales como el Balanset-1A performs that equilibrado de campo midiendo 1× amplitud y fase, computing coeficientes de influencia, y la verificación del desequilibrio residual con respecto al grado de la norma ISO 21940-11 elegido, reflejando las condiciones reales de montaje, térmicas y de cimentación que una máquina de taller no puede reproducir. Ambos enfoques son complementarios: la Parte 21 regula el instrumento de banco, mientras que el trabajo in situ se centra en el rotor tal y como funciona realmente.
