¿Qué es un peso de prueba en el equilibrado del rotor?

Un peso de prueba (también llamado contrapeso de prueba o masa de calibración) es una masa conocida fijada temporalmente a un rotor a un radio conocido durante el balanceo en un solo plano. Al medir la variación de vibración causada por el peso de prueba, el instrumento de balanceo calcula la masa y el ángulo de corrección permanentes correctos. El peso de prueba se retira después de la pasada de medición.

¿Cómo elijo el tamaño de peso de prueba adecuado?

El peso de prueba ideal debe producir un cambio de vibración medible sin sobrecargar el rotor ni los rodamientos. Una directriz de ingeniería común es utilizar entre 5% y 10% del desequilibrio residual admisible (según la norma ISO 21940) dividido por el radio de corrección. Un peso de prueba demasiado pequeño puede no producir una lectura fiable; uno demasiado grande puede causar vibración excesiva o riesgos de seguridad.

¿Qué pasa si el peso de prueba es demasiado pesado?

Un peso de prueba excesivamente pesado puede causar vibraciones peligrosamente altas durante la prueba, lo que podría dañar los rodamientos, las juntas o el propio rotor. Además, puede exceder el rango lineal de los sensores de vibración, lo que resulta en resultados de equilibrado inexactos. Comience siempre con el mínimo calculado (5% de U_per / r) y auméntelo solo si el cambio de vibración es insuficiente.

¿Dónde debo colocar el peso de prueba en el rotor?

Coloque el peso de prueba en el plano de corrección, la ubicación axial donde se añadirán los contrapesos de equilibrio permanentes. Para la posición radial, fíjelo en el radio máximo disponible para minimizar la masa requerida. Los métodos de fijación habituales incluyen atornillarlo a los orificios existentes, usar contrapesos magnéticos o fijarlo con cinta adhesiva a la superficie del rotor. Asegúrese de que el peso de prueba esté bien fijado y no se suelte durante la rotación.

¿Por qué usar el 5–10% del desequilibrio admisible para el peso de prueba?

La gama 5–10% es una guía práctica de ingeniería que equilibra dos requisitos: el peso de prueba debe ser lo suficientemente pesado como para producir un cambio de vibración claramente medible (relación señal-ruido), pero lo suficientemente ligero como para evitar vibraciones excesivas. El uso del desequilibrio admisible como referencia garantiza que el peso de prueba se ajuste adecuadamente a la masa, la velocidad y el grado de equilibrado del rotor.

Herramienta de ingeniería gratuita

Calculadora de peso de prueba para el equilibrado del rotor

Calcule la masa de prueba recomendada para el balanceo de rotores en un solo plano. Considera la masa del rotor, la velocidad, el radio de corrección, la rigidez del soporte y la intensidad de la vibración.

Método Vibromera Rigidez de soporte Nivel de vibración

Masa del rotor (Mr) (kg)

Velocidad del rotor (N) (RPM)

Radio de instalación (Rt) (milímetros)

Rigidez de soporte (Ksupp) (0,5–5,0)

Nivel de vibración (mm/s RMS)

Ajustes preestablecidos rápidos

Resultados

Peso de prueba recomendado (Mt)

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Masa del rotor (Mr)

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Radio de prueba (Rt)

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Rigidez de soporte (Ksupp)

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Coeficiente de vibración (Kvib)

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Radio en cm (Rt)

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Factor de velocidad (N/100)²

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Fórmula del peso de prueba

La masa del peso de prueba se calcula utilizando una fórmula de ingeniería práctica que tiene en cuenta las condiciones de soporte y la severidad de la vibración:

Mt — masa del peso de prueba (g)
Mr — masa del rotor (g) — ingresar en kg, convertido a gramos internamente
Ksupp — coeficiente de rigidez del soporte (0,5–5,0)
Kvib — coeficiente de nivel de vibración (0,5–3,0) — derivado de la vibración medida en mm/s
Rt — radio de instalación del peso de prueba (cm) — ingresar en mm, convertido a cm internamente
N — velocidad del rotor (RPM)

Coeficiente de rigidez de soporte (Ksupp)

Este coeficiente tiene en cuenta cómo la estructura de soporte de la máquina afecta la respuesta de vibración al desequilibrio:

Ksupp	Tipo de soporte	Descripción
5.0	Muy rígido	Bloque de hormigón macizo, estructura de acero rígida. La vibración apenas varía con el desequilibrio — se necesita un más pesado peso de prueba (Ksupp alto).
4.0	Rígido	Cimentación de hormigón, pedestal rígido. Típico para bombas y compresores grandes.
2,0–3,0	Medio	Montaje industrial estándar, placa base sobre hormigón. Situación más común para ventiladores, motores y maquinaria en general.
1.0	Flexible	Soportes de resorte, aisladores de goma. La máquina vibra libremente — más ligero Peso de prueba suficiente (Ksupp bajo).
0.5	Muy flexible	Soporte suspendido, aisladores blandos, plantilla/soporte de equilibrado. Máxima respuesta a la vibración: el peso de prueba más ligero.

Regla de oro: Los soportes rígidos (Ksupp = 4-5) absorben la vibración, por lo que se necesita un peso de prueba más pesado para producir un cambio apreciable. Los soportes flexibles (Ksupp = 0,5-1) amplifican la respuesta, por lo que un peso de prueba más ligero es suficiente.

Coeficiente de nivel de vibración (Kvib)

Este coeficiente refleja la severidad de vibración actual de la máquina antes del equilibrado:

Kvib	Nivel de vibración	Condición
1	Bajo (< 2 mm/s)	La máquina funciona sin problemas. Solo se necesita un ajuste fino. Se requiere un peso de prueba más ligero; de lo contrario, podría sobrepasar la señal de desequilibrio existente.
2	Moderado (2–4,5 mm/s)	Vibración notable. Trabajo de equilibrado estándar.
3	Elevado (4,5–7,1 mm/s)	Problema de desequilibrio claro. Escenario típico de equilibrado en campo. Opción predeterminada.
5	Alto (7,1–11 mm/s)	Desequilibrio significativo. Se requiere equilibrado urgente. Se acepta un peso de prueba mayor; la vibración ya es alta.
8	Muy alta (> 11 mm/s)	Nivel peligroso. Gran desequilibrio. Se acepta un peso de prueba mayor para asegurar un cambio de vector medible.

Por qué funciona esta fórmula

La fórmula Mt = Mr × Ksupp × Kvib / (Rt × (N/100)²) captura la física clave:

Rotores más pesados Necesita masas de prueba más pesadas (lineales con Mr)
Velocidades más altas generar más fuerza centrífuga por gramo, por lo que se necesita menos peso de prueba (cuadrado inverso de N)
radio más grande significa más momento por gramo, por lo que se necesita menos peso (inverso de Rt)
Soportes más rígidos Se necesita más peso para producir un cambio de vibración detectable (Ksupp más alto = 4–5)
Soportes flexibles amplificar la respuesta, por lo que se necesita menos peso (Ksupp más bajo = 0,5–1)
Vibración existente más alta significa un mayor desequilibrio existente — peso de prueba proporcionalmente mayor (Kvib más alto)

Ejemplo práctico

Ejemplo: ventilador centrífugo

Dada: Mr = 111 kg = 111.000 g, N = 1111 RPM, Rt = 111 mm = 11,1 cm, Ksupp = 1,0, Vibración = 11 mm/s → Kvib = 1,5

Paso 1: Factor de velocidad: (N/100)² = (1111/100)² = 11,11² = 123,43

Paso 2: Denominador: Rt(cm) × (N/100)² = 11,1 × 123,43 = 1370,1

Paso 3: Numerador: Mr(g) × Ksupp × Kvib = 111.000 × 1,0 × 1,5 = 166.500

Paso 4: Mt = 166.500 / 1.370,1 = 121,5 gramos

Resultado: Utilice aproximadamente 122 gramos peso de prueba en un radio de 111 mm.

⚠️ Nota de seguridad: Un peso de prueba demasiado pesado puede causar vibraciones peligrosamente altas. Si el peso calculado le parece demasiado grande, comience con la mitad y auméntelo gradualmente. Asegúrese siempre de que el peso de prueba esté bien sujeto y no se suelte durante la rotación.

Comparación con el método ISO 21940

El método ISO clásico utiliza el grado de equilibrio G para calcular el desequilibrio admisible y, posteriormente, toma 5–10% como peso de prueba. Esta fórmula de Vibromera es un método práctico y abreviado que ofrece resultados similares, considerando directamente las condiciones reales (rigidez del soporte y nivel de vibración actual) que el método ISO asume como ideales.