¿Qué es un rotor flexible?

Un rotor flexible opera por encima de una o más de sus velocidades críticas, por lo que se deforma durante la rotación. La distribución del desequilibrio cambia con la velocidad a medida que se excitan diferentes formas modal. Algunos ejemplos incluyen ejes de turbinas, generadores grandes y rotores de compresores de alta velocidad.

¿Qué es la norma ISO 21940-14?

La norma ISO 21940-14 proporciona procedimientos para evaluar la calidad del equilibrio de rotores flexibles. Aborda la complejidad adicional del desequilibrio modal y especifica los criterios de tolerancia para cada forma modal significativa.

¿En qué se diferencia el equilibrado de rotor flexible del equilibrado de rotor rígido?

Los rotores rígidos solo necesitan equilibrado en dos planos (baja velocidad). Los rotores flexibles requieren N+2 planos para N modos, con corrección en función de la velocidad. Cada modo tiene su propia tolerancia al desequilibrio, basada en la masa modal y la velocidad crítica del modo.

¿Qué es el desequilibrio modal?

El desequilibrio modal es el componente que excita un modo de flexión específico del rotor. Cada modo actúa como un sistema SDOF independiente con su propia masa efectiva. El equilibrio total requiere abordar cada modo significativo.

¿Cuántos planos de corrección necesito?

Para N modos flexibles, se necesitan N+2 planos de corrección. Por ejemplo: 1 modo → 3 planos, 2 modos → 4 planos, 3 modos → 5 planos. La ubicación de los planos debe elegirse para influir eficazmente en la forma de cada modo.

Herramienta de ingeniería gratuita — #029

Tolerancia de equilibrio del rotor flexible

Calcule la tolerancia de desequilibrio por modo para rotores flexibles según la norma ISO 21940-14. Introduzca la masa del rotor, la velocidad máxima, el grado de equilibrado y el número de modos flexibles.

ISO 21940-14Balanceo modalTolerancia por modo

Resultados

Desequilibrio total admisible (ISO 21940-11)

—

Tolerancia por modo

—

Desequilibrio específico (excentricidad)

—

Se necesitan planos de corrección

—

Velocidad angular ω

—

Desequilibrio total admisible

Igual que la norma ISO 21940-11 (línea base de rotor rígido):

Distribución de tolerancia por modo

En rotores flexibles, la tolerancia total se distribuye entre el modo de cuerpo rígido (baja velocidad) y cada modo flexible. Un enfoque de ingeniería común:

Donde N es el número de modos flexibles + 1 (modo de cuerpo rígido). Cada modo recibe una parte igual del presupuesto total de desequilibrio.

Planos de corrección

Para N_doblar modos flexibles, el número mínimo de planos de corrección es:

Ejemplo: Rotor de turbina de gas

Dada: m = 500 kg, n = 8000 RPM, G2.5, 2 modos flexibles

ω = 2π × 8000/60 = 837,76 rad/s

mi_por = 2,5 × 1000 / 837,76 = 2,984 micras

Tú_total = 2,984 × 500 = 1492 g·mm

Por modo = 1492 / 3 = 497 g·mm (3 modos: 1 rígido + 2 flexibles)

Aviones necesarios: 2 + 2 = 4 planos de corrección

⚠️ Nota: El modelo de distribución equitativa es un enfoque simplificado. En la práctica, la participación modal de la masa puede variar, y las tolerancias reales deben verificarse mediante análisis de la dinámica del rotor.

Tolerancia de equilibrado de rotor flexible — ISO 21940-14 | Herramienta en línea gratuita

Publicado por Nikolai Shelkovenko sobre 15 de febrero de 2026 15 de febrero de 2026

Resultados

Desequilibrio total admisible

Distribución de tolerancia por modo

Planos de corrección