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Equilibrado en dos planos (dinámico) - Método, física y procedimiento de campo

Cuando un rotor es lo suficientemente ancho como para que el desequilibrio difiera en cada extremo, un solo plano de corrección no es suficiente. El equilibrado dinámico en dos planos corrige simultáneamente los componentes estáticos y de acoplamiento, utilizando la función método del coeficiente de influencia - para que el rotor funcione suavemente en toda su longitud, no sólo en su centro.

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Equilibrado dinámico en dos planos de un rotor ancho mediante el método del coeficiente de influencia

Resumiendo: El equilibrado en dos planos (dinámico) es necesario cuando un rotor presenta desequilibrio estático y un componente de par, lo que significa que el desequilibrio se distribuye a lo largo del eje del árbol en lugar de concentrarse en un disco. Se utiliza un sensor de vibración en cada alojamiento de rodamientos y un tacómetro láser en el eje para medir la respuesta del rotor a pesos de prueba colocados en cada plano sucesivamente; a continuación, Balanset-1A calcula la masa y el ángulo de corrección exactos en ambos planos simultáneamente. No es necesario desmontar la máquina: el procedimiento completo de cuatro pasadas se completa a velocidad de funcionamiento, en los propios cojinetes del rotor, en menos de una hora para la mayoría de los rotores.

Señales de que su rotor necesita un equilibrado en dos planos

Una corrección en un solo plano puede calmar un cojinete mientras el otro sigue temblando. Si observa alguno de estos patrones, el tratamiento de dos planos es la respuesta correcta:

Vibración en ambos alojamientos de los rodamientos Diferentes amplitudes o fases en los dos extremos de un rotor indican un desequilibrio distribuido que un plano de corrección no puede solucionar.

El equilibrio mejora un lado, empeora el otro Añadir peso en un plano desplaza la sacudida hacia el cojinete opuesto: el signo de libro de texto de un componente de par que exige un trabajo en dos planos.

Rotores anchos o largos Los tambores, los rodetes anchos, los ejes de transmisión y los rotores multietapa concentran la masa en múltiples posiciones axiales a lo largo del eje.

Rotores de alta velocidad con flexión A RPM elevadas, los modos de flexión separan la distribución del desequilibrio; la corrección en un solo plano puede, de hecho, amplificar el problema en el extremo opuesto.

Fallo repetido del cojinete en un extremo Si sólo un cojinete sigue fallando a pesar del equilibrado previo, es probable que la corrección se aplicara en el plano equivocado o que fuera de un solo plano cuando se necesitaban dos.

Vibraciones residuales persistentes tras el trabajo en un solo plano Un rotor que sigue temblando después de un funcionamiento con un solo plano casi siempre lleva un desequilibrio de par que requiere un tratamiento con dos planos.

Un plano o dos planos: ¿cuándo se necesitan dos planos?

La elección entre uno o dos planos de corrección depende de la geometría del rotor y de la naturaleza de su desequilibrio. Comprender los tres tipos de desequilibrio ayuda a decidir inmediatamente.

Los tres tipos de desequilibrio

Desequilibrio estático - el centro de masa se sitúa fuera del eje de rotación, pero el eje principal de inercia es paralelo a él. Basta con un plano de corrección: añada masa en el lado pesado y el rotor estará equilibrado. Rotores típicos: poleas finas, muelas estrechas, discos de ventilador de un solo plano.

Desequilibrio de par - el centro de masa está en el eje, pero el eje principal de inercia está inclinado. El rotor se balancea en lugar de tambalearse. Esto no puede corregirse en un plano; se necesitan dos masas iguales y opuestas separadas 180° en dos planos separados para anular el momento de balanceo. Rotores típicos: tambores cilíndricos largos, inducidos de motor, conjuntos de ejes.

Desequilibrio dinámico (combinado) - el caso general: tanto la componente estática como la de par están presentes. La corrección requiere dos planos elegidos arbitrariamente a lo largo del eje. Todos los rotores de producción real entran en esta categoría.

Equilibrado en un plano frente a equilibrado en dos planos: guía para la toma de decisiones
Factor	Plano único (estático)	Dos planos (dinámico)
Forma del rotor	Disco delgado; anchura axial mucho menor que el diámetro.	Rotor ancho; anchura axial comparable o superior al diámetro
Tipo de desequilibrio	Sólo desequilibrio estático	Desequilibrio acoplado o combinado (dinámico)
Relación L/D (longitud axial / diámetro)	L/D < 0,5 (aprox.)	L/D ≥ 0,5, o el rotor supera su primera velocidad crítica.
Número de sensores	1 sensor de vibración + 1 tacómetro láser	2 sensores de vibración + 1 tacómetro láser
Número de mediciones	3 ejecuciones (línea de base + ensayo + corrección)	4 ejecuciones (línea de base + plano-1 ensayo + plano-2 ensayo + corrección)
Planos de corrección	1	2
Equipamiento típico	Hélices de ventilador estrechas, poleas, discos de una etapa	Tambores, ejes de transmisión, rodetes anchos, rotores multietapa, rotores de motor
Referencia estándar	ISO 21940-11 (rotor rígido de 1 plano)	ISO 21940-11 (rotor rígido de 2 planos)

Regla de oro: si la vibración del rotor medida en un cojinete cambia en dirección opuesta a la vibración en el otro cojinete cuando mueves un peso de prueba, tienes un componente par y se requieren dos planos.

Por qué los rotores anchos pierden el equilibrio dinámico y cuál es su coste

Cuando se fabrica o repara un rotor, la masa rara vez se distribuye simétricamente a lo largo de su eje. La erosión mastica un extremo de un impulsor más rápido que el otro; las reparaciones de soldadura añaden material en una única estación axial; la acumulación de producto se acumula de forma no uniforme a lo largo de un tambor. El resultado no es sólo un desequilibrio estático, sino también un pareja componente que crea un momento de balanceo. Sólo la corrección simultánea en dos planos elimina ambos. Dado que la fuerza centrífuga crece con la cuadrado de velocidad de rotación, un desequilibrio modesto de la pareja a 500 RPM se convierte en una fuerza destructiva a 3.000 RPM.

Ignorar el componente de acoplamiento significa que ambos rodamientos soportan elevadas cargas dinámicas en cada revolución. La fatiga de los rodamientos se acumula, las juntas fallan, las fijaciones se aflojan y las grietas estructurales se propagan desde las patas de montaje hacia el exterior. Las pérdidas económicas (rodamientos, juntas, pérdida de producción, mano de obra de emergencia) suelen superar con creces el coste de un trabajo adecuado en dos planos.

×10vida útil de los rodamientos cuando las vibraciones se reducen a la mitad

-70%descenso típico de las vibraciones tras una sesión

2planos corregidos, una visita

4ejecuciones hasta el final: línea de base, ensayo P1, ensayo P2, verificar

Por qué reducir a la mitad las vibraciones multiplica la vida útil de los rodamientos

ISO 281 define la vida nominal de un rodamiento como L₁₀ = (C/P)^p, donde P es la carga dinámica soportada por el rodamiento y el exponente p = 3 para los rodamientos de bolas y 10/3 para los rodamientos de rodillos. Desequilibrio residual es que la carga radial giratoria P, y la amplitud de vibración la sigue directamente - por lo que reducir la vibración a la mitad reduce P a la mitad y multiplica la vida del rodamiento por 2^p: sobre 8× para rodamientos de bolas y ~10× para rodamientos de rodillos (2^10/3 ≈ 10). Ejecute sus propios números en nuestro calculadora de vida útil de los rodamientos.

Equilibrado en dos planos - procedimiento de campo paso a paso

El Balanset-1A aplica el método del coeficiente de influencia. Dos sensores de vibración y un tacómetro láser caracterizan el rotor por completo y resuelven los dos planos de corrección en una sola sesión in situ:

Instale los sensores. Fije un acelerómetro de vibraciones a cada alojamiento de rodamientos (Planos 1 y 2) y apunte el tacómetro láser a una banda reflectante del eje. No es necesario desmontarlo: el rotor funciona en condiciones normales durante todo el procedimiento.
Mide la línea de base. Una marcha a la velocidad máxima de funcionamiento registra la amplitud de la vibración y el ángulo de fase simultáneamente en ambas ubicaciones de los cojinetes, lo que proporciona los vectores iniciales 1× RPM que definen el estado de desequilibrio inicial en ambos planos.
Añade un peso de prueba en el Plano 1. Se sujeta una masa conocida en una posición angular marcada en el primer plano de corrección. En una segunda pasada se capta cómo influye este peso en la vibración en ambos de rodamiento, lo que arroja dos de los cuatro coeficientes de influencia.
Mueva el peso de prueba al Plano 2. Se vuelve a colocar la misma masa en el segundo plano de corrección y se registra de nuevo la influencia cruzada en ambos sensores. El dispositivo dispone ahora de los cuatro coeficientes de influencia necesarios para el sistema 2×2.
Deja que el aparato calcule. El Balanset-1A resuelve las ecuaciones de coeficiente de influencia en dos planos y proporciona la masa de corrección exacta y la posición angular para cada plano simultáneamente, sin necesidad de realizar operaciones aritméticas manuales.
Ajustar las correcciones y verificar. Los pesos correctores se colocan en las posiciones calculadas en ambos planos. Una ejecución final confirma que el desequilibrio residual está dentro de la tolerancia ISO 21940-11 para el grado G especificado, y Balanset-1A guarda un informe de equilibrado documentado.

Lo que equilibramos en dos planos

Rodetes de ventiladores centrífugos anchos y soplantes de doble entrada
Tambores de trilla y picado de cosechadoras-cosechadoras
Árboles de transmisión y árboles cardán
Rotores de bombas multietapa y pilas de impulsores de compresores
Bobinas de máquinas de papel y cilindros de impresión/recubrimiento
Transportadores sinfín y sinfines de longitud superior a ~500 mm
Rotores de motor y rotores de generador con longitud axial significativa
Rotores de turbocompresores y rotores de turbinas de vapor (verificación de vibraciones de campo)
Cualquier rotor en el que la corrección de un solo plano deje un rodamiento aún temblando.

Tolerancias y normas

ISO 21940-11 (anteriormente ISO 1940-1) define los grados de calidad de equilibrado G0.4 a G4000 para rotores rígidos. El equilibrado en dos planos es el método requerido siempre que la relación entre la longitud axial y el diámetro del rotor supere aproximadamente 0,5, o cuando el rotor funcione por encima de su primera velocidad crítica. El desequilibrio residual admisible por plano se calcula como:

Tú_por (g-mm) = e_por × m / 2, donde e_por = G × 9549 / n (mm/s × rpm → μm de excentricidad), m es la masa del rotor en kg, y el factor 2 distribuye la tolerancia entre los dos planos.

Los rotores de los ventiladores suelen equilibrarse para G6.3 o G2.5 por ISO 14694; husillos de máquinas-herramienta de precisión y equipos turbo de alta velocidad objetivo G1.0 o más fino. Utilice nuestro calculadora de desequilibrio residual para conocer la tolerancia admisible para su grado G, la masa del rotor y la velocidad de servicio antes de iniciar el trabajo.

Balanset-1A: su kit completo de equilibrado de campo

El equilibrado dinámico en dos planos de cualquier rotor rígido -ventiladores, tambores, ejes de transmisión, conjuntos de bombas multietapa- se realiza con un instrumento portátil: el Balanset-1A. Es un equilibrador dinámico de dos canales y un analizador de vibraciones que equilibra rotores en sus propios cojinetes, a la velocidad de funcionamiento, utilizando el método del coeficiente de influencia: un plano en tres pasadas, dos planos en cuatro. El software calcula la masa y el ángulo de corrección exactos para ambos planos y guarda un informe.

Kit completo de equilibrado Balanset-1A con sensores, tacómetro láser, báscula y maletín

Contenido del kit completo

1.975 € - Kit completo, en stock, factura con IVA

Unidad de medición de interfaz (USB, 2 canales)
Dos acelerómetros de vibraciones (cable de 4 m, 10 m opcional)
Tacómetro láser / sensor óptico de fase (50-500 mm)
Soporte magnético para el sensor
Balanza digital para pesos de prueba y corrección
Software de equilibrado y análisis para Windows
Maleta de transporte de plástico

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Kit completo

Unidad - 2 sensores - tacómetro láser - soporte magnético - balanza digital - software - maletín de transporte. Todo lo necesario para empezar a equilibrar dos planos nada más sacarlo de la caja.

Fabricante de equipos originales (OEM)

Juego OEM

Unidad - 2 sensores - tacómetro láser - software. Para integradores que ya disponen de un soporte, una báscula y una caja, o que integran la unidad en un equipo de equilibrado de ventiladores específico.

Principales especificaciones técnicas
Parámetro	Valor
Canales de medición	2 (equilibrado en uno y dos planos)
Rango de velocidad de vibración	0,05-100 mm/s
Rango de frecuencia	5-300 Hz
Precisión de la medición	±5% del fondo de escala
Método	Coeficiente de influencia con 3 mediciones (1 o 2 planos)
Análisis	Amplitud y fase a 1×, espectro FFT y forma de onda, informes guardados
Computadora portátil	No incluido (PC con Windows, disponible previa solicitud)

✓ En stock✓ DHL Portugal 35 €✓ DHL en todo el mundo 110 €✓ 2 años de garantía✓ Factura IVA✓ Asistencia técnica

Casos reales de equilibrio en dos planos

Equilibrado en dos planos del cilindro desgranador de una cosechadora con Balanset-1A

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Ambos planos de corrección equilibrados en una sesión de campo en una cosechadora agrícola.

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Rodete del extractor ancho

Corrección de dos planos en el impulsor de un extractor industrial ancho equilibrado in situ.

Equilibrado en dos planos - desde el terreno

Configuración de medición del coeficiente de influencia en dos planos con el Balanset-1A mostrando las dos posiciones de los sensores

Configuración del coeficiente de influencia

Dos sensores y un tacómetro láser colocados para caracterizar simultáneamente los dos planos de corrección.

Rotor ancho equilibrado en sus propios cojinetes in situ sin desmontaje

Equilibrado en su sitio

El rotor permanece en sus propios cojinetes y se corrige a la velocidad de funcionamiento, sin necesidad de desmontarlo.

Pantalla del software Balanset-1A que muestra los resultados de la masa y el ángulo de corrección en dos planos

Ambos planos resueltos

Masa de corrección y ángulo calculados para el Plano 1 y el Plano 2 simultáneamente en una sesión.

Informe de verificación del desequilibrio residual de Balanset-1A tras el equilibrado en dos planos

Resultado verificado

La ejecución final confirma el desequilibrio residual dentro de la tolerancia ISO 21940-11 en ambos planos.

Calculadoras gratuitas para equilibrado en dos planos

Calculadora de masa de prueba Desequilibrio residual (ISO 1940) Fuerza centrífuga por desequilibrio Calculadora de vida útil de rodamientos

Equilibrado en dos planos FAQ

¿Cuándo es suficiente el equilibrado en un solo plano?

La corrección en un solo plano es suficiente para rotores delgados, en forma de disco -impulsores estrechos, poleas o muelas- en los que la distribución axial de la masa es esencialmente uniforme y la relación L/D es inferior a 0,5 aproximadamente. En cuanto el rotor es ancho en relación con su diámetro, o en cuanto una ejecución en un solo plano mejora un rodamiento y empeora el otro, se requiere un equilibrado en dos planos para tratar el componente de par.

¿Cómo funciona el método del coeficiente de influencia para dos planos?

El dispositivo fija sensores en ambas posiciones de apoyo y mide el vector de vibración (amplitud + fase) producido por cada colocación de peso de prueba sucesivamente. Con dos planos y dos sensores se obtienen cuatro coeficientes de influencia: dos directos (mismo plano) y dos transversales. A continuación, el Balanset-1A resuelve un sistema lineal 2×2 para encontrar las masas de corrección que llevan simultáneamente ambos vectores de vibración a cero o dentro de la tolerancia ISO especificada.

¿Cuántos recorridos de medición requiere un trabajo de dos planos?

Normalmente, cuatro: una ejecución de referencia, una ejecución con el peso de prueba en el Plano 1, una ejecución con él en el Plano 2 y una ejecución de verificación final después de ajustar los pesos de corrección. Si la primera corrección es casi perfecta, el trabajo se realiza en cuatro pruebas. Los rotores complejos o la colocación imprecisa de los pesos de prueba pueden necesitar una segunda iteración de corrección, pero esto es poco común cuando el procedimiento se sigue correctamente con el Balanset-1A.

¿Es necesario desmontar el rotor de la máquina?

No. El método de influencia-coeficiente funciona en los propios cojinetes del rotor a velocidad de funcionamiento. El Balanset-1A es un instrumento de campo portátil, por lo que no se necesita una máquina equilibradora. Sólo es necesario desmontarlo si el rotor no puede funcionar de forma segura en su lugar con los pesos de prueba fijados, o si otros trabajos de mantenimiento hacen inevitable el desmontaje.

¿Qué grado de calidad de equilibrado debería tener mi rotor?

El grado G6.3 de la norma ISO 21940-11 cubre la mayoría de los rotores industriales generales; los ventiladores y soplantes suelen equilibrarse con G6.3 o G2.5 según la norma ISO 14694. Los husillos de alta velocidad y los equipos turbo de precisión se equilibran con G1.0 o más fino. Nuestra calculadora de desequilibrio residual convierte cualquier grado G y la masa del rotor en un desequilibrio residual admisible en gramos-milímetros, dividido en ambos planos.

¿Puede nuestro equipo de mantenimiento realizar el equilibrado en dos planos con la Balanset-1A?

Sí, Balanset-1A está diseñado para que los equipos de mantenimiento puedan utilizarlo sin necesidad de formación especializada. Su software paso a paso le guía a través de cada medición, aplica automáticamente el algoritmo de coeficiente de influencia y proporciona la masa de corrección y el ángulo para cada plano en números sencillos. Nuestro foro comunitario está a su disposición si se encuentra con una geometría de rotor inusual o desea confirmar su enfoque antes de empezar.

Aprender la teoría

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Resolver ambos planos en una sola visita - a velocidad de funcionamiento, sin desmontaje

El Balanset-1A le guía a través del procedimiento completo de coeficiente de influencia en dos planos: línea de base, prueba Plano 1, prueba Plano 2, corrección y verificación, todo ello a velocidad de funcionamiento, en los propios cojinetes del rotor. Desequilibrio residual documentado según ISO 21940-11, ISO 14694 y API 610. Listo para su envío.

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