Explicación del equilibrio dinámico (equilibrio en dos planos)

Definición: ¿Qué es el equilibrio dinámico?

Equilibrio dinámico es un procedimiento para corregir el desequilibrio en un rotor haciendo correcciones de masa en un mínimo de dos planos separados A lo largo de toda su longitud. Es la forma más completa de equilibrio, ya que resuelve ambos tipos de desequilibrio simultáneamente: desequilibrio estático (o de fuerza) y desequilibrio de parejaUn rotor equilibrado dinámicamente no tendrá tendencia a vibrar ni a tambalearse debido a un punto pesado o a un movimiento de balanceo cuando gira.

Desequilibrio estático vs. dinámico: la diferencia clave

Para comprender el equilibrio dinámico, es fundamental distinguir entre dos formas de desequilibrio:

• Desequilibrio estático: Esta condición se produce cuando el centro de masa del rotor está descentrado respecto de su eje de rotación. Actúa como un único punto pesado. Esto se puede corregir con un único peso en un único plano e incluso se puede detectar con el rotor en reposo (estático).
• Desequilibrio de pareja: Esto ocurre cuando un rotor tiene dos puntos de peso iguales en extremos opuestos, separados 180°. Esta condición está estáticamente equilibrada (no se desplaza hacia un punto de peso en reposo), pero al girar, los dos puntos de peso crean una fuerza de giro, o "par", que hace que el rotor se tambalee de un extremo a otro. El desequilibrio del par *solo* se detecta cuando el rotor está girando y *solo* se corrige colocando pesos en dos planos diferentes para crear un par opuesto.

desequilibrio dinámicoLa condición más común en la maquinaria real es una combinación de desequilibrio estático y de par. Por lo tanto, corregirlo requiere ajustes en al menos dos planos, lo cual constituye la esencia del equilibrio dinámico.

¿Cuándo es necesario el equilibrio dinámico?

Si bien el equilibrio de un solo plano (estático) es suficiente para objetos estrechos con forma de disco, el equilibrio dinámico es esencial para la mayoría de los rotores industriales, particularmente cuando:

• La longitud del rotor es significativa en comparación con su diámetro. Una regla general es que si la longitud es mayor que la mitad del diámetro, es necesario un equilibrio dinámico.
• El rotor funciona a altas velocidades. Los efectos del desequilibrio del par se vuelven mucho más severos a medida que aumenta la velocidad de rotación.
• La masa se distribuye de manera desigual a lo largo del rotor. Los componentes como impulsores de bombas multietapa o armaduras de motores largas requieren corrección de dos planos.
• Se requiere alta precisión. Para cumplir con estrictos grados de calidad de equilibrio (por ejemplo, G2.5 o mejor), casi siempre se necesita un equilibrio dinámico.

Entre los ejemplos de rotores que siempre requieren equilibrio dinámico se incluyen armaduras de motores, ventiladores industriales, turbinas, compresores, ejes largos y cigüeñales.

El procedimiento de equilibrio de dos planos

El balanceo dinámico se realiza en una máquina balanceadora o en campo utilizando un analizador de vibraciones portátil. El proceso, que generalmente utiliza el método del coeficiente de influencia, implica:

1. Ejecución inicial: Mida la vibración inicial (amplitud y fase) en ambas ubicaciones de los cojinetes.
2. Primera prueba: Agregue un peso de prueba conocido al primer plano de corrección (Plano 1) y mida la nueva respuesta de vibración en ambos cojinetes.
3. Segunda prueba: Retire el primer peso de prueba y añada uno nuevo al segundo plano de corrección (Plano 2). Mida de nuevo la respuesta de vibración en ambos rodamientos.
4. Cálculo: A partir de estas tres ejecuciones, el instrumento de equilibrado calcula cuatro coeficientes de influencia. Estos coeficientes caracterizan cómo un peso en el plano 1 afecta la vibración en ambos rodamientos, y cómo un peso en el plano 2 afecta la vibración en ambos rodamientos. Con esta información, el instrumento resuelve un conjunto de ecuaciones simultáneas para determinar el tamaño y la ubicación precisos de los pesos de corrección necesarios en ambos planos para eliminar el desequilibrio inicial.
5. Corrección y verificación: Se retiran los pesos de prueba, se instalan los pesos de corrección permanentes calculados en ambos planos y se realiza una ejecución final para confirmar que la vibración se ha reducido dentro de la tolerancia especificada.

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