Soportes de equilibrado sencillos para rotores: diseño y aplicación

El equilibrado de rotores es una etapa importante en la producción y operación de equipos rotativos. Un equilibrado de alta calidad reduce las vibraciones, aumenta la vida útil de los cojinetes y mecanismos y mejora la eficiencia general del equipo. En este artículo se examinan soportes de equilibrado simples que proporcionan un equilibrado de alta calidad de varios tipos de rotores con costos mínimos. Estos soportes son adecuados para equilibrar rotores pequeños y medianos utilizados en varios mecanismos.

La base del diseño de estos soportes es una placa o marco plano montado sobre resortes de compresión cilíndricos. Los resortes se seleccionan de manera que la frecuencia natural de oscilación de la placa con el mecanismo equilibrador montado sobre ella sea 2-3 veces menor que la frecuencia de rotación del rotor de este mecanismo durante el equilibrado.

1. Soporte para equilibrar muelas abrasivas

Objetivo: Equilibrado de ruedas abrasivas.

Componentes principales:

1. Plato (1): Montado sobre cuatro resortes cilíndricos (2).
2. Motor eléctrico (3): El rotor del motor sirve al mismo tiempo como husillo en el que se monta un mandril (4) para fijar la muela abrasiva.
3. Sensor de impulso (5): Mide el ángulo de rotación del rotor del motor y se utiliza en el sistema de medición “Balanceset” para determinar la posición angular para retirar la masa correctiva de la rueda abrasiva.

Principio de funcionamiento: El soporte permite determinar y eliminar el desequilibrio de la muela abrasiva midiendo la vibración e identificando la posición angular del punto de desequilibrio.

Características: La presencia de un sensor de ángulo de rotación de impulso para la determinación precisa del punto de corrección de masa.

2. Soporte para equilibrar bombas de vacío

Objetivo: Equilibrado de bombas de vacío.

Componentes principales:

1. Plato (1): Montado sobre resortes cilíndricos (2).
2. Bomba de vacío (3): Instalado en la placa y dispone de accionamiento eléctrico propio con velocidad de rotación regulable de 0 a 60.000 rpm.
3. Sensores de vibración (4): Se monta en la carcasa de la bomba y mide la vibración en dos secciones diferentes a lo largo de la altura.
4. Sensor de ángulo de fase láser (5): Se utiliza para sincronizar el proceso de medición de vibración con el ángulo de rotación del rotor de la bomba.

Principio de funcionamiento: La vibración de la bomba se mide mediante sensores (4), y el sensor láser (5) sincroniza las mediciones con el ángulo de rotación del rotor, permitiendo determinar la ubicación y la magnitud del desequilibrio.

Características: Capacidad de equilibrado a altas velocidades de rotación (hasta 60.000 rpm) y uso de un sensor láser para una sincronización precisa.

Resultados: A velocidades subcríticas, el desequilibrio residual del rotor de la bomba cumple con los requisitos de la clase de calidad de equilibrado G0.16 según la norma ISO 1940-1-2007 “Vibración mecánica. Requisitos para la calidad de equilibrado de rotores en un estado constante (rígido). Parte 1: Especificación y verificación de tolerancias de equilibrado”. La vibración residual de la carcasa de la bomba a velocidades de hasta 8000 rpm no supera los 0,01 mm/s.

3. Soportes para equilibrar ventiladores

Objetivo: Ventiladores de equilibrio.

Componentes principales: El diseño es similar al de los stands anteriores, presentando una placa sobre resortes con un ventilador montado sobre ella.

Principio de funcionamiento: Medir la vibración del ventilador y ajustar la masa para eliminar el desequilibrio.

Resultados: En el soporte que se muestra en la figura 3 se alcanzó un nivel de vibración residual de 0,8 mm/s, que es más de tres veces mejor que el valor permitido para ventiladores de la categoría BV5 según la norma ISO 14694-2003 “Ventiladores industriales: especificaciones para la calidad del equilibrio y los niveles de vibración”. En otro soporte utilizado en la producción en serie de ventiladores de conducto, la vibración residual no supera sistemáticamente los 0,1 mm/s.

Conclusión

Los soportes de equilibrado simples basados en una placa montada sobre resortes son una solución eficaz y económica para el equilibrado de alta calidad de varios tipos de rotores. Permiten lograr bajos niveles de vibración residual, cumpliendo con los estándares internacionales. Dichos soportes se utilizan ampliamente en la producción y reparación de equipos, asegurando su funcionamiento confiable y duradero.