Entendiendo el Rotor Rígido
1. Definición: ¿Qué es un rotor rígido?
A Rotor rígido es un rotor que no se dobla, flexiona ni cambia significativamente su forma bajo la influencia de su propio desequilibrar Fuerzas a su velocidad de servicio. Para fines de balanceo, un rotor se considera rígido si opera a una velocidad menor que 70-751 TP3T de su primera velocidad crítica.
El principio clave del balanceo rígido de rotores es que la distribución del desequilibrio a lo largo del rotor no cambia al variar su velocidad. Esto significa que un estado de balanceo alcanzado a baja velocidad en una máquina balanceadora seguirá siendo válido y eficaz cuando el rotor funcione a su velocidad de servicio, mucho mayor.
La gran mayoría de los rotores industriales comunes, como armaduras de motores eléctricos, ventiladores, bombas y poleas, se tratan como rotores rígidos.
2. Rígido vs. Rotor flexible
La distinción entre rotores rígidos y flexibles es uno de los conceptos más importantes en el equilibrado de rotores:
Rotor rígido
- Velocidad de funcionamiento: Muy por debajo de su primera velocidad crítica (normalmente < 75%).
- Comportamiento: No se dobla ni se flexiona debido a las fuerzas centrífugas. Sus características de desequilibrio son independientes de la velocidad.
- Procedimiento de equilibrado: Se puede equilibrar a una única y conveniente velocidad baja. Un equilibrio estándar de dos planos es suficiente para corregir cualquier desequilibrio dinámicoEl estándar internacional para el equilibrado de rotores rígidos es ISO 21940-11.
Rotor flexible
- Velocidad de funcionamiento: Se aproxima, pasa u opera muy por encima de una o más de sus velocidades críticas.
- Comportamiento: Se dobla y flexiona al alcanzar velocidades críticas. Las fuerzas de desequilibrio hacen que el rotor cambie de forma (se desvíe), y la ubicación del punto de mayor peso puede parecer desplazada.
- Procedimiento de equilibrado: Mucho más complejo. Requiere balanceo multiplano (a menudo más de dos) y debe realizarse a la velocidad de servicio o cerca de ella para compensar la flexión del rotor. Se requieren técnicas especializadas.
3. La importancia del supuesto “rígido”
La suposición de que un rotor se comporta de forma rígida permite un equilibrado práctico, económico y seguro en las máquinas equilibradoras industriales. Estas máquinas suelen girar los rotores a velocidades relativamente bajas (unos cientos de RPM) por seguridad y simplicidad mecánica.
Si un rotor es verdaderamente rígido, el desequilibrar El desequilibrio medido a 400 RPM en la máquina balanceadora será el mismo que causa vibración a 3600 RPM en campo. Al corregirlo a baja velocidad, se soluciona el problema a alta velocidad. Si el rotor fuera realmente flexible, un balanceo a baja velocidad sería ineficaz, ya que el rotor se doblaría y presentaría un desequilibrio completamente diferente a su mayor velocidad de servicio.
4. ¿Cuándo se considera que un rotor es rígido?
La decisión de tratar un rotor como rígido se basa en su geometría y velocidad de funcionamiento:
- Rotores cortos y rechonchos: Los rotores que tienen un diámetro grande en relación con su longitud (como una muela abrasiva o un freno de disco) casi siempre son rígidos.
- Rotores largos y delgados: Los rotores largos y delgados (como un eje de transmisión o un rotor de compresor de múltiples etapas) tienen más probabilidades de ser flexibles, especialmente si funcionan a altas velocidades.
En última instancia, la prueba definitiva es la relación entre la velocidad de operación y la primera velocidad crítica. Si esta relación es baja, un enfoque de balanceo de rotor rígido es adecuado y tendrá éxito.