El método del coeficiente de influencia para el equilibrio de campo

Definición: ¿Qué es un coeficiente de influencia?

Un coeficiente de influencia Es un vector complejo (que contiene tanto una amplitud como un ángulo de fase) que describe cómo responde un sistema de rotor a un desequilibrio conocido. Específicamente, representa el cambio en la vibración en un punto de medición específico que resulta de añadir un peso de prueba conocido en una ubicación específica de un plano de corrección. En términos más simples, el coeficiente indica: «Para un peso de prueba de este tamaño, colocado en este ángulo, la vibración en el rodamiento cambió en esta cantidad y en esta dirección».

Este método es la base del equilibrio de campo moderno porque permite un equilibrio preciso sin necesidad de conocer las propiedades físicas complejas del rotor (como su masa, rigidez o amortiguación).

¿Por qué es tan efectivo el método del coeficiente de influencia?

La eficacia de este método reside en que trata la máquina como una "caja negra". En lugar de intentar modelar teóricamente el rotor, utiliza una prueba práctica para medir directamente la respuesta única del sistema. Sus principales ventajas incluyen:

• Alta precisión: Tiene en cuenta todos los efectos dinámicos del sistema en el mundo real, incluida la rigidez del cojinete, la flexibilidad de la estructura de soporte y las fuerzas aerodinámicas.
• Versatilidad: Funciona igualmente bien tanto para problemas de equilibrio de un solo plano como de múltiples planos complejos en rotores rígidos y flexibles.
• No requiere desmontaje: Es el estándar para el balanceo in situ o en campo, permitiendo equilibrar las máquinas en su condición final instalada bajo cargas y temperaturas de funcionamiento normales.

El procedimiento de equilibrado de un solo plano (paso a paso)

Para un equilibrio simple de un solo plano, el método del coeficiente de influencia sigue un proceso claro y lógico:

1. Ejecución inicial (Ejecución 1): Con la máquina en condiciones normales de funcionamiento, mida el vector de vibración inicial (amplitud A1 y fase P1) en el rodamiento. Esto representa la vibración causada por el desequilibrio original (O).
2. Carrera de prueba de peso (Carrera 2): Detenga la máquina y coloque un peso de prueba conocido (T) en una posición angular conocida (por ejemplo, 0 grados) en el plano de corrección.
3. Medir la nueva respuesta: Arranque la máquina y mida el nuevo vector de vibración (amplitud A2 y fase P2). Esta nueva vibración es la suma vectorial del desequilibrio original más el efecto del peso de prueba (O+T).
4. Calcular el cambio de vibración: El instrumento de equilibrio realiza una resta vectorial (A2 – A1) para encontrar el vector que representa el efecto del peso de prueba solo (T_effect).
5. Calcular el coeficiente de influencia (α): El coeficiente de influencia se calcula dividiendo el efecto del peso de prueba por el propio peso de prueba: α = T_efecto / TEste vector ahora representa la respuesta de vibración por unidad de desequilibrio (por ejemplo, mm/s por gramo).
6. Calcular la corrección requerida: Para compensar el desequilibrio original, necesitamos un peso corrector que produzca un vector de vibración exactamente opuesto a la vibración inicial (-A1). El peso corrector requerido (W) se calcula como: W = -A1 / α.
7. Instalar Corrección y Verificar: Se retira el peso de prueba y se instala permanentemente el peso de corrección calculado (W). Se realiza una prueba final para verificar que la vibración se haya reducido a un nivel aceptable.

Equilibrio multiplano

El mismo principio se aplica al equilibrado en dos y varios planos, pero las matemáticas se vuelven más complejas. Para un equilibrado en dos planos, el instrumento calcula cuatro coeficientes de influencia (el efecto de un peso en el plano 1 sobre ambos rodamientos y el efecto de un peso en el plano 2 sobre ambos rodamientos). A continuación, resuelve un conjunto de ecuaciones simultáneas para determinar los pesos correctos para ambos planos. Esta potente función permite su uso en prácticamente cualquier tipo de máquina rotativa.

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