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Explicación del equilibrio dinámico (equilibrio en dos planos)
Una guía práctica para corregir el desequilibrio del rotor en dos planos: cuándo un solo plano no basta, cómo funciona el método de los coeficientes de influencia, cómo contar el ángulo de corrección, y qué tolerancias buscar. Basada en la experiencia de campo de cientos de Balanset-1A usuarios — desde tambores de trituradoras hasta un rotor de 24 toneladas.
1. Definición: ¿Qué es el equilibrado dinámico?
Equilibrado dinámico es un procedimiento para corregir desequilibrio en un rotor mediante la aplicación de correcciones de masa en un mínimo de dos planos separados a lo largo de su longitud. Se utiliza cuando la corrección en un plano no es suficiente, porque el rotor puede combinar desequilibrio estático (fuerza) y desequilibrio de par.
Los instrumentos portátiles de dos planos como el Vibromera Balanset-1A realizan este procedimiento en campo, midiendo la vibración y fase en cada rodamiento y calculando las masas de corrección con el método del coeficiente de influencia.
Máquinas y equipos de equilibrado dinámico
El trabajo de campo requiere una máquina de equilibrado dinámico portátil en lugar de un banco estacionario: el Balanset-1A es un equilibrador dinámico portátil de dos canales con espectro FFT que corrige el desequilibrio en dos planos in situ — en los propios rodamientos del rotor, incluyendo la alineación, la precarga de rodamientos y los efectos de la cimentación. Para un ejemplo resuelto, vea equilibrado de ejes de transmisión en campo.
2. Desequilibrio estático frente a desequilibrio dinámico: La diferencia clave
To understand dynamic balancing, it’s important to distinguish between the two main forms of unbalance.
- Desequilibrio estático: the rotor’s center of mass is offset from its axis of rotation. It behaves like a single “heavy spot”: a stopped rotor on free supports will roll heavy-side down by itself. It can be corrected with one weight in one plane (equilibrado estático, también llamado equilibrado de un solo plano).
- Desequilibrio dinámico: los puntos pesados se encuentran en extremos distintos y en lados distintos del rotor. En reposo, ese rotor puede parecer perfectamente equilibrado — al girarlo 90° los dos puntos pesados parecen contrarrestarse. Pero en rotación cada punto pesado tira hacia su propio lado: las dos masas crean una fuerza de giro, o “par”, que hace que el rotor bambolearse de un extremo a otro. El desequilibrio de par puede sólo detectarse en rotación y puede sólo corregirse colocando pesos en dos planos distintos para crear un par opuesto.
| Desequilibrio estático | Desequilibrio dinámico | |
|---|---|---|
| ¿Detectable en reposo? | Sí — el rotor rueda con el lado pesado hacia abajo sobre soportes libres | No — solo se manifiesta en rotación |
| Comportamiento del rotor | Vibrates “in phase” at both supports | Bamboleo: los soportes vibran con fase distinta |
| Corrección | 1 peso, 1 plano | Pesos en 2 planos, calculados a la vez |
| Rotores típicos | Discos estrechos, poleas, rodetes estrechos | Tambores de trituradoras, ejes largos, rotores de cosechadoras, ventiladores a más de 3000 rpm |
3. ¿Un plano o dos? Una regla práctica
La regla práctica de la ISO 21940-11: si el rotor la anchura es menor que la mitad de su diámetro (relación ~1:2; en la práctica de campo, el soporte técnico recomienda 1:3), suele bastar con la corrección en un solo plano. Los rotores largos necesitan dos planos, porque el desequilibrio en los dos extremos del rotor se influyen mutuamente: un peso añadido en el plano 1 cambia la vibración en ambos soportes. Precisamente por eso un instrumento de dos planos mide ambos canales simultáneamente (sensores X1 y X2) y calcula ambas masas de corrección a la vez, en lugar de tratar cada extremo como un trabajo independiente de un solo plano.
4. Planos de corrección y ubicación de sensores
Equilibrado en dos planos se basa en tres cosas:
- Dos planos de corrección (plano 1 y plano 2) donde se instalarán las masas de corrección — lo más separados posible a lo largo del rotor.
- Dos puntos de medición de vibraciones (normalmente las carcasas de los rodamientos) conectados a los canales X1 y X2. El sensor X1 corresponde al plano 1, el sensor X2 al plano 2 — no los intercambie a mitad del trabajo.
- A fase referencia del rotor — una tacómetro apuntando hacia un marca reflectante — para medir la velocidad y la fase. Una marca por vuelta, pegada en el cubo o en el eje (no en un álabe), y nunca se movió entre pasadas.
Ejemplos típicos de planos de corrección y ubicación de sensores para configuraciones de rotor habituales:
5. El procedimiento de equilibrado en dos planos
Antes de la primera pasada, asegúrese de que hay algo que equilibrar — y de que se puede confiar en las mediciones:
- Sin holgura en rodamientos (correas retiradas, mueva el rotor con una palanca), sin grietas, todos los elementos de fijación bien apretados.
- Rotor en configuración de trabajo: todos los álabes/martillos/cuchillas montados, rotor limpio.
- Sensores en dirección radial sobre las carcasas de los rodamientos; marca del tacómetro en el cubo; cables sujetos lejos del rotor.
- En Vibrómetro : las rpm se leen correctamente y son estables; la amplitud se repite dentro de un ~10–20 % y la fase dentro de ~10–20° entre pasadas.
- La componente 1× domina el espectro. Si predominan los armónicos 2× o superiores — corrija primero la desalineación/holgura.
El equilibrado de campo en dos planos usa el método del coeficiente de influencia — the instrument “learns” the machine’s response from a known peso de prueba:
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Run #0 — línea base
Arranque el rotor a la velocidad de equilibrado elegida sin masas de prueba y mida la vibración inicial (amplitud y fase) en ambos canales.
Mantenga las mismas rpm en cada pasada de la serie — dentro de ~100 rpm. Si la velocidad de trabajo coincide con una resonancia o la vibración supera 40–50 mm/s, equilibre en dos etapas empezando a rpm reducidas.
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Run #1 — masa de prueba en el plano 1
Detenga la máquina, instale la masa de prueba en el plano 1 en una posición marcada, arranque de nuevo y mida. La masa de prueba debe cambiar la amplitud o la fase al menos 20-30 % — de lo contrario el instrumento no tiene con qué calcular (aumente la masa). Use el calculadora de peso de prueba para una estimación inicial.
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Run #2 — masa de prueba trasladada al plano 2
Traslade la masa de prueba del plano 1 al plano 2 (¡trasladada, no añadida encima!) y mida una vez más.
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Cálculo
El software calcula la masa y el ángulo de corrección para cada plano, resolviendo ambos planos a la vez para tener en cuenta el efecto cruzado entre los extremos del rotor.
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Corrección
Retire todas las masas de prueba e instale las masas de corrección en el mismo radio como masa de prueba. La soldadura es lo habitual en tambores y ventiladores (cuente ~100 g para el propio cordón de soldadura); los tornillos, arandelas remachadas o abrazaderas de manguera también funcionan según el rotor.
-
Verificación y ajuste final
Realice una pasada de control (carrera de recorte). Una caída de vibración de 3 a 10 veces en 1–2 iteraciones es normal en una máquina mecánicamente sana. El programa calcula un pequeño peso adicional; repita hasta quedar dentro de la tolerancia.
Cuando un ángulo de corrección calculado cae entre dos puntos de fijación accesibles (álabes, agujeros de tornillo), la masa requerida puede repartirse entre las posiciones disponibles con el Calculadora de descomposición de la masa de corrección en dos planos, y la sensibilidad subyacente de un solo plano puede comprobarse con el calculadora del coeficiente de influencia.
6. Contar el ángulo de corrección — el punto más importante de todos
El ángulo de corrección se cuenta desde la posición de la masa de prueba (0°), en el sentido de giro del rotor. No en contra del giro, y no desde un punto arbitrario.
Example: the trial weight was at “12 o’clock” and the rotor spins clockwise as you look at it. The calculation says 90° → the correction weight goes at “3 o’clock”. The classic mistake is counting against rotation (mounting at 360−70 = 290° instead of 70°) — vibration then crece en lugar de bajar.
En el diagrama polar el software lo muestra visualmente: el punto rosa es la posición de la masa de prueba (0°), el punto verde es donde va la masa de corrección, y la flecha roja indica el sentido de giro.
7. Resultados y tolerancias: ¿cuándo está terminado el trabajo?
Se usan dos sistemas de evaluación en paralelo — no los confunda: mm/s (velocidad de vibración de la máquina montada, ISO 10816/20816) y g-mm (desequilibrio residual del propio rotor, ISO 1940/21940-11). El instrumento muestra ambos valores.
| Zona | Velocidad de vibración (RMS) | Evaluación |
|---|---|---|
| A | hasta 1,4 mm/s | Excelente — como una máquina nueva |
| B | 1,4 – 2,8 mm/s | Bueno — apto para funcionamiento continuo |
| C | 2,8 – 4,5 mm/s | Aceptable durante un tiempo limitado |
| D | más de 4,5 mm/s | Inaceptable — se requiere una acción |
Ajustes de campo: para maquinaria agrícola sobre soportes blandos los límites son más laxos — hasta 7–8 mm/s ya es un buen resultado para una trituradora; perseguir 0,5 mm/s ahí no tiene sentido. Preste atención al componente 1×, no solo la vibración global: el equilibrado reduce precisamente esa parte.
El desequilibrio residual se evalúa mediante grados G (G16 — rotores agrícolas y ejes cardán, G6.3 — ventiladores, tambores y rotores generales, G2.5 — turbinas y máquinas herramienta, G1–G0.4 — husillos). El valor admisible en g·mm por plano para la masa, velocidad y grado de su rotor puede comprobarse con el calculadora del desequilibrio residual (ISO 21940-11) — la misma calculadora está integrada en el software del Balanset-1A.
8. If Vibration Won’t Go Down
Tabla de diagnóstico rápido para las situaciones más comunes de “empeoró / no converge”:
| Síntoma | Causa probable | Qué hacer |
|---|---|---|
| Tras instalar la masa de corrección, la vibración aumentó en lugar de disminuir | El ángulo de corrección se trazó en la dirección equivocada — en contra del giro del rotor en lugar de a favor | Marque de nuevo el ángulo: empiece desde la posición de la masa de prueba (0°) y cuente en el sentido de giro del rotor |
| Con cada nueva pasada el programa pide añadir cada vez más masa | El método de corrección está fijado en los ajustes como “quitar masa” mientras en realidad se están añadiendo pesos, por lo que el signo del resultado queda invertido | Abra los ajustes de equilibrado y cambie el método de corrección a “añadir masa” |
| Un pequeño cambio de velocidad (50–100 rpm) cambia el nivel de vibración varias veces | La velocidad de equilibrado está en o cerca de una resonancia estructural | Registre un diagrama RunDown (deceleración libre) y elija una velocidad de equilibrado fuera de las zonas de resonancia |
| La respuesta a los pesos instalados no es proporcional; los resultados saltan de una iteración a otra | La máquina se comporta de forma no lineal (soportes blandos, estructura desgastada o dañada) | Instale la mitad — o un tercio — de la masa calculada en cada iteración y repita la pasada de control |
| La amplitud y la fase son distintas en cada pasada, aunque no se cambió nada | Fallos mecánicos (holgura en rodamientos, grietas, tornillos sueltos) o disparo falso del tacómetro | Repare primero la mecánica; asegúrese de que solo una marca refleja el haz del tacómetro |
| El programa muestra una velocidad 2–3 veces mayor que la real | El tacómetro detecta reflejos adicionales: agujeros de polea, puntos brillantes, bordes de álabes | Traslade la marca reflectante al cubo o al eje; cubra o mate las demás superficies reflectantes |
| En el espectro FFT el pico 2× (o una serie de picos 3×, 5×, 6×) es mayor que el pico 1× | Desalineación del eje u holgura mecánica — esto no es desequilibrio | Repare primero los acoplamientos, ajustes y elementos de fijación, y equilibre después |
El árbol de diagnóstico completo — lectura del espectro, búsqueda de resonancias, causas reales extraídas de casos de soporte — está en la base de conocimientos: Vibration Won’t Go Down: Finding the Real Cause.
9. Equilibrado en dos planos con el Balanset-1A
Balanset-1A es un sistema de equilibrado de dos canales basado en PC, diseñado para el equilibrado de rotores en uno o dos planos, tanto en campo como en producción. En modo de dos planos mide la velocidad del rotor y el vector de 1× vibración (valor RMS y fase) en ambos canales simultáneamente y calcula los parámetros de las masas de corrección para los dos planos a la vez — incluyendo el diagrama polar, el registro de pasadas y el desequilibrio residual conseguido frente a la tolerancia ISO elegida.
| Parámetro | Balanset-1A |
|---|---|
| Canales | 2 canales de vibración + canal de tacómetro láser |
| Velocidad de vibración (RMS) | 0,02 – 80 mm/s |
| Rango de frecuencia | 5 – 550 Hz (espectro FFT hasta 1000 Hz) |
| Rango de velocidad | 100 – 100.000 rpm |
| Precisión de fase | ±1° |
| Planos de equilibrado | 1 o 2 |
| Masa del rotor | No limitado por el método (récord real — un rotor de 24.000 kg) |
| Requisitos del PC | Windows 7/8/10/11, USB; cualquier portátil de oficina |
| Software | Compra única, actualizaciones gratuitas, sin suscripción |
Software: configuración de dos planos y vista de resultados
Equilibre usted mismo los rotores — in situ, en sus propios rodamientos
Balanset-1A Kit completo — €1,975, todo incluido: unidad de medición, 2 sensores, tacómetro láser, soporte magnético, báscula, software con actualizaciones gratuitas de por vida. Usado en todo el mundo en trituradoras, ventiladores, machacadoras, ejes cardán y husillos — con soporte gratuito por correo electrónico basado en cientos de trabajos reales de equilibrado.
10. Vídeo: el Balanset-1A en acción
Un breve resumen del equilibrado de campo con el Balanset-1A — desde la instalación de los sensores hasta la pasada de ajuste final. Más vídeos, incluidos ejemplos específicos por tipo de máquina, están en el Canal de YouTube de Vibromera.
11. Preguntas frecuentes
¿Necesito conocer la masa del rotor para equilibrarlo?
No. El cálculo de la masa de corrección solo necesita la masa de la masa de prueba y su radio de montaje. La masa del rotor solo se usa para estimar la masa de prueba y para la calculadora de tolerancia ISO 1940 (grado G).
¿Cuál es el tamaño o masa máxima del rotor para el equilibrado en dos planos?
El método de los coeficientes de influencia no limita la masa del rotor — el instrumento mide la respuesta de los soportes, no el rotor en sí. El récord real con el Balanset-1A es un rotor desfibrador de un ingenio azucarero de 24.000 kg, equilibrado a 0,47 mm/s.
¿En qué rango de velocidad funciona?
Formalmente desde 100 rpm; en la práctica, equilibrar por debajo de ~300 rpm es difícil (señal débil del sensor a bajas frecuencias). El límite superior alcanza decenas de miles de rpm — los husillos de alta velocidad se equilibran a grados G1–G0.4.
¿Puedo equilibrar un rotor sin quitarlo de la máquina?
Sí — ese es el propósito principal del equilibrado dinámico de campo: el rotor se equilibra en sus propios rodamientos, en condiciones reales de funcionamiento. Las mediciones suelen tardar 15–30 minutos más el tiempo de montar los pesos.
¿Cómo sé si basta con un solo plano?
Regla práctica (ISO 21940-11): si la anchura del rotor es menor que la mitad de su diámetro (en la práctica — un tercio), normalmente basta un plano. Los rotores largos — tambores, ejes, rodetes anchos — necesitan dos planos porque los dos extremos se influyen mutuamente.
¿Por qué aumentó la vibración después de instalar el peso calculado?
Cuatro causas típicas: el ángulo de corrección se trazó en contra del sentido de giro del rotor; el método de corrección estaba fijado en los ajustes como “quitar masa” mientras en realidad se añadían pesos; la velocidad de equilibrado está cerca de una resonancia; o se instaló toda la masa calculada de una vez en una máquina no lineal (instale primero la mitad). Si nada de esto aplica, busque un fallo mecánico: holgura en los rodamientos, grietas, piezas sueltas.
¿Hay suscripción de software o calibración anual?
No. El software del Balanset-1A es una compra única con actualizaciones gratuitas e instalaciones ilimitadas, y el instrumento no necesita calibración anual — los coeficientes de calibración de fábrica se suministran con cada kit.
¿Equilibra ejes cardán (de transmisión)?
Sí — un eje cardán normal se equilibra en dos planos; los pesos se fijan cómodamente con abrazaderas de manguera aseguradas con fijador de roscas (0,5 mm/s final en un caso real). Los ejes con soportes intermedios que necesitan 3–4 planos son el terreno del Balanset-4. Una junta cardán desgastada debe reemplazarse primero — el equilibrado no corrige la holgura.
