ISO 21940-21: Vibración mecánica – Equilibrado de rotores – Parte 21: Descripción y evaluación de máquinas equilibradoras

Resumen

La norma ISO 21940-21 es una norma fundamental tanto para los fabricantes como para los usuarios de máquinas equilibradorasProporciona un conjunto estandarizado de procedimientos para describir las características técnicas de una máquina equilibradora y, aún más importante, para verificar su rendimiento. La norma describe pruebas específicas que se realizan con rotores de prueba calibrados para demostrar que una máquina es capaz de medir y reducir el desequilibrio con un nivel de precisión especificado. El cumplimiento de esta norma garantiza que una máquina equilibradora cumpla con los criterios de rendimiento acordados internacionalmente, lo que brinda a los usuarios confianza en su precisión y fiabilidad.

Tabla de Contenidos (Estructura Conceptual)

La norma está estructurada para cubrir tanto la descripción de la máquina como los rigurosos procedimientos de prueba necesarios para certificar su rendimiento:

1. 1. Alcance y descripción de la máquina:

   Este capítulo inicial define claramente la aplicabilidad de la norma, indicando que se aplica a todo tipo de máquinas equilibradoras, tanto de cojinetes duros como blandos, que se utilizan para equilibrar rotores rígidos. Establece un marco formal para que un fabricante describa y especifique las características técnicas de una máquina. Esta información obligatoria incluye la capacidad física de la máquina (masa mínima y máxima del rotor, diámetro y longitud), su rango de velocidad de operación, el tipo de sistema de transmisión (p. ej., transmisión por correa, transmisión axial) y las especificaciones de su sistema de medición. Esto garantiza que cualquier usuario o comprador disponga de un conjunto claro y estandarizado de datos técnicos para evaluar la idoneidad de la máquina para sus rotores específicos.

2. 2. Prueba de rotores y masas de prueba:

   Este capítulo crucial detalla las especificaciones de las herramientas utilizadas para la evaluación de la máquina: los rotores de prueba y las masas de prueba. Los rotores de prueba no son rotores de producción típicos; son artefactos mecanizados con precisión, dimensionalmente estables y con niveles excepcionalmente bajos de desequilibrio residual. La norma establece requisitos estrictos para su diseño, material y acabado superficial para garantizar su estabilidad y evitar errores en la prueba. También exige que las masas de prueba, que se utilizan para introducir un grado conocido de desequilibrio, estén calibradas y sean trazables a una norma nacional. Al estandarizar los equipos de prueba, la norma garantiza que las pruebas de rendimiento sean repetibles y comparables en diferentes máquinas y ubicaciones.

3. 3. Pruebas de rendimiento:

   Este capítulo constituye el núcleo práctico de la norma, proporcionando una metodología detallada, paso a paso, para una serie de pruebas obligatorias que cuantifican objetivamente el rendimiento de la máquina equilibradora. Las dos pruebas principales son:

   • Desequilibrio Residual Mínimo Alcanzable (MARU): Esta es la prueba definitiva de la sensibilidad y precisión de la máquina. Utilizando un rotor de prueba bien equilibrado, la prueba mide la menor cantidad de desequilibrio residual que la máquina puede indicar de forma repetida y fiable. Este valor representa eficazmente el umbral de ruido electrónico y mecánico de la máquina, lo que define el límite absoluto de su capacidad de medición.
   • Prueba de relación de reducción de desequilibrio (URR): Esta prueba mide directamente la precisión y eficiencia de la máquina. Comienza añadiendo un desequilibrio conocido al rotor de prueba. La máquina mide este desequilibrio y calcula la corrección necesaria. Tras aplicar esta corrección, se vuelve a medir el desequilibrio residual. El URR es el porcentaje de reducción del desequilibrio. Por ejemplo, un URR de 95% significa que la máquina eliminó con éxito 95% del desequilibrio inicial en un solo paso, lo que indica una máquina altamente precisa y eficiente.

   La norma también especifica otras pruebas vitales, como las de capacidad de separación de planos (que garantizan que una máquina de dos planos puede distinguir correctamente entre desequilibrio estático y desequilibrio de par) y para un rendimiento consistente en todo el rango de velocidades operativas de la máquina.

4. 4. Criterios de aceptación y documentación:

   Este capítulo final proporciona los criterios definitivos de aprobación/rechazo para las pruebas de rendimiento. Por ejemplo, especifica un porcentaje mínimo aceptable en la prueba URR (a menudo 95% o superior) que la máquina debe alcanzar para ser considerada conforme. El valor MARU de una máquina no constituye en sí mismo un criterio de aprobación/rechazo, sino un valor declarado que cuantifica su sensibilidad. Finalmente, la norma exige la elaboración de un informe de prueba completo que documente las condiciones de cada prueba y sus resultados. Este informe sirve como certificado oficial de rendimiento, garantizando al usuario final que las capacidades de la máquina han sido verificadas según un procedimiento riguroso y reconocido internacionalmente.

Conceptos clave

• Máquinas con cojinetes duros vs. máquinas con cojinetes blandos: La norma se aplica a ambos tipos. Las máquinas con cojinetes duros son mucho más comunes; miden las fuerzas centrífugas y están calibradas permanentemente. Las máquinas con cojinetes blandos miden el desplazamiento y requieren calibración para cada tipo de rotor.
• MARU (Desequilibrio Residual Mínimo Alcanzable): Esta es la métrica de rendimiento más importante para una máquina equilibradora. Representa el umbral de ruido de la máquina: el desequilibrio más pequeño que puede detectar con fiabilidad.
• URR (Relación de reducción de desequilibrio): Esta métrica demuestra la *precisión* del cálculo del desequilibrio de la máquina. Un URR alto significa que la corrección inicial de la máquina es muy efectiva, lo que resulta en un proceso de equilibrado eficiente.
• Pruebas de comprobación: La norma se basa en un conjunto de pruebas prácticas y repetibles que utilizan un rotor de prueba estandarizado. Esto proporciona un método objetivo y comparable para evaluar cualquier máquina equilibradora, independientemente del fabricante.

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