En este artículo explicaremos de forma sencilla el proceso de equilibrado de los rotores de las segadoras de mayales y las trituradoras forestales. Responderemos a las preguntas más frecuentes y proporcionaremos varios consejos útiles. Empecemos por entender qué es la vibración, sus peligros, qué es el equilibrado, por qué es necesario y cómo puede realizarse de forma independiente.
Equilibrado del rotor es el proceso de ajustar la distribución de masas del rotor para reducir o eliminar las vibraciones que se producen durante su rotación. Un equilibrado realizado correctamente prolonga la vida útil del mecanismo, reduce el ruido y las vibraciones y evita el desgaste prematuro de los rodamientos y otros componentes de la máquina.
El aumento de las vibraciones suele ser subestimado por los mecánicos y operadores de trituradoras y segadoras de mayales; sin embargo, las vibraciones pueden tener graves consecuencias negativas:
- Mayor desgaste del equipo. La vibración constante acelera el desgaste de componentes mecánicos como rodamientos, engranajes y otras piezas giratorias. Esto puede dar lugar a frecuentes reparaciones y sustituciones, aumentando los costes generales de funcionamiento.
- Rodamientos y asientos de rodamientos. Los rodamientos suelen averiarse, creando holguras que aumentan las vibraciones. Hay que cambiar los rodamientos. Una minucia, un par de horas a la semana. Los asientos de los cojinetes se rompen, lo que requiere la restauración de los agujeros. Este procedimiento ya requiere el desmontaje de la unidad, el transporte al taller de reparación, el desmontaje del rotor, el trabajo de restauración y la posterior instalación. Estará de acuerdo, esto ya es desagradable.
- Grietas y fugas. Se forman grietas en el cuerpo de la trituradora o de la segadora de mayales. Existe el riesgo de que se rompa la geometría. Además, el aumento de las vibraciones provoca fugas en el sistema hidráulico, con todos los problemas que ello conlleva.
- Aflojamiento de uniones atornilladas. Las conexiones atornilladas se aflojan constantemente, lo que puede provocar situaciones de emergencia.
- Consumo de energía ineficiente. Los rotores desequilibrados necesitan más energía para girar, lo que aumenta el consumo de combustible.
- Incomodidad para el operador. El aumento de las vibraciones puede causar molestias al operario, empeorando las condiciones de trabajo y aumentando la fatiga. También puede aumentar el riesgo de errores operativos.
- Riesgo de situaciones de emergencia. La vibración puede provocar el aflojamiento de elementos de fijación y conexiones, aumentando el riesgo de emergencias, especialmente cuando se trabaja con equipos de alta velocidad como trituradoras y segadoras.
- Transmisión de vibraciones al tractor. La vibración del rotor se transmite al tractor, donde hay un montón de tornillos y conexiones diversas. Hay muchas cosas que pueden romperse y aflojarse.
- Tiempo de inactividad. Y al final, el equipo se para para reparaciones en mitad del trabajo.
Conocí una empresa cuya mecánica empezaba casi todas las mañanas con la sustitución de rodamientos. Compraban los rodamientos más baratos y los cambiaban casi todos los días porque los rodamientos caros, debido a las altísimas vibraciones, se deshacían igual que los baratos en un par de días. Me sorprendió el estado del equipo. No era una trituradora, sino una pieza Frankensteined, rasgado y soldado, reforzado por todos lados con canales y ángulos, sólo para que no se caiga a pedazos. El plástico del tractor fluía a oleadas, y el pobre operario siguió vibrando durante algún tiempo después de bajarse del tractor.
Entonces, ¿por qué no se puede equilibrar una segadora de mayales sin un dispositivo portátil para el equilibrado dinámico o una máquina equilibradora? A menudo oigo: "Equilibraré el rotor yo mismo, como siempre he hecho antes sin ningún dispositivo, utilizando el viejo método probado. Pondré el rotor sobre cuchillas, y cuando baje con la punta pesada, soldaré un peso encima hasta que deje de girar".
Sí, este método funciona bien con desequilibrio estático. El desequilibrio estático del rotor se manifiesta sin su rotación, cuando bajo la acción de la gravedad, el rotor gira pesado punto abajo. Este tipo de desequilibrio puede eliminarse por el método tradicional: colocando el rotor sobre guías horizontales y añadiendo masa como contrapeso hasta que deje de girar. Este método es eficaz para rotores estrechos, en los que el diámetro supera con creces su longitud, por ejemplo, para discos de freno, poleas de correa simple y discos de rectificado.
Sin embargo, cuando se trata de equilibrar rotores largos, como ejes de segadoras de mayales o trituradoras, este método es ineficaz. Consideremos la situación cuando el punto pesado se encuentra en la parte superior de un lado del rotor y en la parte inferior del otro. En una posición estática, las fuerzas de gravedad se equilibran entre sí y el rotor permanece inmóvil. Pero en cuanto el rotor empieza a girar, la fuerza centrífuga actúa sobre estos puntos, tirando de ellos en distintas direcciones y provocando vibraciones. Este tipo de desequilibrio, que sólo aparece durante la rotación, se denomina **desequilibrio dinámico** y no puede corregirse mediante métodos de equilibrado estático.
Para eliminar el desequilibrio dinámico son necesarios dispositivos portátiles de equilibrado dinámico o máquinas equilibradoras que permitan identificar con precisión la localización del desequilibrio e instalar pesos compensadores en ambos extremos del rotor para su neutralización.
Por lo tanto, el uso de equipos especializados para el equilibrado dinámico es una condición necesaria para eliminar las vibraciones en rotores largos.
Proceso de equilibrado dinámico mediante el Balanset-1A Dispositivo
- Los sensores de vibración se instalan en los extremos del rotor, lo más cerca posible de las unidades de rodamiento. La orientación de los sensores debe ser perpendicular al eje de rotación del rotor.
- Se pega un marcador reflectante al rotor o a la polea.
- El tacómetro se coloca en un soporte magnético y se dirige de modo que su haz láser incida en el marcador reflectante.
- Los sensores están conectados al Balanset-1A que, a su vez, está conectado a un ordenador portátil.
- Se pone en marcha un programa especializado de equilibrado.
- En el programa se selecciona la opción de equilibrado en dos planos.
- Se pesa la pesa de calibración y se introduce en el programa la información sobre su peso y radio de instalación.
- Se pone en marcha el rotor y se mide el nivel inicial de vibración.
- El peso de calibración se coloca sobre el rotor en el primer plano (correspondiente al lado de la primera instalación del sensor).
- El rotor se vuelve a poner en marcha para medir la vibración. Es importante que los cambios de vibración o fase constituyan al menos 20%.
- El peso de calibración se desplaza al segundo plano del rotor (correspondiente al lado de la segunda instalación del sensor) y se realiza una tercera medición de la vibración durante la rotación.
- El programa calcula qué peso y en qué ángulo deben instalarse los pesos de compensación en ambos planos. El ángulo se cuenta en el sentido de giro del rotor a partir de la posición del peso de calibración.
- Se retira el peso de calibración.
- Se pesan los contrapesos.
- Los contrapesos se sueldan en los lugares calculados.
- El rotor se pone en marcha para comprobar los resultados del equilibrado. En caso necesario, si el programa muestra que es necesaria una corrección adicional, se añaden pesos adicionales y se vuelve a comprobar el equilibrado.
¡Hurra, nuestra segadora rotativa de mayales está equilibrada!
Pero entonces te convertiste en el feliz propietario de un dispositivo de equilibrado para segadoras de mayales. Conectó el aparato, repitió todo lo descrito anteriormente, pero la vibración no sólo no disminuyó, ¡sino que incluso empeoró! ¿A qué se debe?
En un mundo ideal, todo sucedería como se ha descrito. Pero nuestro mundo, por desgracia, no es perfecto. Tanto es así, que esta parte del artículo es probablemente la más extensa.
Consideremos los principales problemas que surgen durante el equilibrado dinámico de una trituradora de mayales rotativa.
El equilibrado puede resultar imposible por tres motivos principales: mal funcionamiento del mecanismo, condiciones de equilibrado inadecuadas y errores en el manejo del dispositivo.
Fallos del mecanismo que dificultan el equilibrado del rotor
- Rodamientos dañados, incluyendo desgaste, apriete excesivo, holguras o desgaste de la zona de asiento.
- Flexión del eje.
- Flojedad en los puntos de enganche de la trituradora de mayales, pernos aflojados, flojedad en las zonas de la cortina delantera (bajada) o en el bastidor del empujador cuando se utilizan trituradoras.
- Rotor golpeando partes inamovibles de la estructura.
- Grietas en el cuerpo de la segadora.
- Casos en los que se introduce arena en el tubo, que pueden detectarse haciendo girar el rotor varias veces sin cambios. En este caso, la fase y el nivel de vibración cambiarán.
Condiciones de equilibrio inadecuadas
- Resonancia a la frecuencia de rotación del rotor y presencia de elementos estructurales sueltos.
- Cambios en las condiciones durante el equilibrado, como cambios en la masa o rigidez del mecanismo, colocación de un soporte bajo el cortacésped o cambios en la estructura (eliminación de elementos, adición de ángulos para aumentar la rigidez).
- Rotaciones desiguales. El rotor debe girar a la misma frecuencia en cada arranque.
Errores en el funcionamiento del aparato
- Instalación incorrecta de sensores de vibración. La superficie debe ser plana y estar libre de contaminantes, el sensor debe quedar bien ajustado, el imán debe estar bien sujeto y el sensor no debe tocar los bordes del mecanismo.
- Desplazamiento del tacómetro durante el funcionamiento. Deben evitarse los cambios de posición del tacómetro durante el equilibrado.
- Cálculo incorrecto del ángulo de colocación de las pesas. El ángulo se mide a partir de la posición de la pesa de prueba en el sentido de giro del rotor, a menudo se produce un error al contar los grados en sentido contrario.
- Masa de la pesa de prueba inadecuada cuando la masa de la pesa resulta ser insuficiente.
- Exposición del elemento sensible del tacómetro. Este problema puede producirse durante el equilibrado a la luz del sol o cuando hay una fuente de luz brillante frente al tacómetro, lo que afecta a la precisión de las mediciones.
Conclusión
El equilibrado dinámico de rotores de trituradoras de mayales y trituradoras forestales es un proceso complejo que requiere atención a los detalles y el uso correcto de equipos especializados. El mal funcionamiento del mecanismo, las condiciones de equilibrado inadecuadas y los errores en el manejo del dispositivo pueden complicar significativamente el proceso de equilibrado e incluso hacerlo imposible. Sin embargo, con el enfoque adecuado y el cumplimiento de todos los procedimientos necesarios, es posible eliminar eficazmente las vibraciones, prolongar la vida útil del equipo, reducir el desgaste de los componentes y mejorar el estado general de la maquinaria. Es importante recordar que el equilibrado dinámico es una inversión en la operatividad y fiabilidad a largo plazo de su equipo.
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