Entendiendo el plano de corrección
A plano de corrección —también denominado plano de equilibrio— es cualquier plano perpendicular al rotor eje del árbol donde un equilibrando se puede realizar una corrección. En pocas palabras, se trata de un punto del rotor en el que se puede añadir masa (mediante soldadura, tornillos o resina epoxi) o eliminarla (mediante taladrado, esmerilado o fresado) para contrarrestar un desequilibrio condición. La elección de los planos de corrección adecuados es una de las primeras y más importantes decisiones en cualquier trabajo de equilibrado, ya que cada peso de corrección que el analizador prescriba posteriormente solo podrán instalarse donde exista un plano de corrección utilizable.
1. Definición: ¿Qué es un plano de corrección?
Un plano de corrección es la superficie de trabajo del proceso de equilibrado. El desequilibrio en sí mismo se distribuye en algún punto de la masa del rotor, pero las correcciones no pueden aplicarse «en el aire» a lo largo del eje, sino que deben recaer sobre una cara real y accesible de la pieza. El plano define la posición axial de esa cara; la posición angular alrededor de ella es donde se fase La medición indica dónde se encuentra el punto pesado (o ligero).
Hay dos requisitos que no son negociables. El plano debe ser físicamente accesible de modo que se pueda acceder a ella con un taladro, una amoladora o una soldadora, y debe estar suficientemente fuerte para sujetar firmemente un contrapeso durante toda la vida útil del rotor. Un contrapeso que se afloja a alta velocidad se convierte en una nueva —y peligrosa— fuente de desequilibrio.
2. ¿Cuántos planos de corrección se necesitan?
El número de planos necesarios viene determinado por el tipo de desequilibrio presente y por si el rotor se comporta como un cuerpo rígido o flexible a la velocidad de funcionamiento.
a) Equilibrado en un solo plano
Un plano de corrección basta únicamente para el desequilibrio estático, donde el punto de mayor masa puede considerarse concentrado en el centro de un rotor estrecho con forma de disco. La corrección consiste en una masa única situada a 180° del punto de mayor masa medido. Equilibrado en un solo plano es típico de las muelas abrasivas, las poleas de una sola ranura y los ventiladores estrechos.
b) Equilibrado en dos planos
Se necesitan dos planos de corrección para corregir desequilibrio dinámico — el problema más habitual en los rotores industriales, y que a su vez es una combinación de desequilibrio de par. El procedimiento calcula un peso y un ángulo distintos para cada plano, y las dos correcciones actúan conjuntamente para eliminar tanto el «temblor» estático como la «oscilación» de par. Equilibrado en dos planos Se aplica a la mayoría de los rotores de motores, impulsores de bombas, poleas de múltiples ranuras y ejes de transmisión.
c) Equilibrado multiplano
Se necesitan más de dos planos para rotores flexibles, que se deforman a alta velocidad, de modo que una corrección realizada en un punto puede alterar el equilibrio en otro. Los planos adicionales contrarrestan los modos de flexión del rotor cerca de su velocidad de funcionamiento. Equilibrado multiplano —utilizada en turbinas de gas de alta velocidad, cilindros largos de máquinas de papel y compresores multietapa— es una tarea especializada que suele implicar el modelado modal y varias pruebas a alta velocidad.
3. Selección práctica de planos de corrección
Al preparar un trabajo, el operario sopesa varios factores prácticos antes de decidirse por un par de planos:
- Accesibilidad: ¿Es posible llegar realmente a ese punto con un taladro, una soldadora o un elemento de fijación, con la máquina en el estado en que se encuentra?
- Resistencia del material: ¿Es el metal lo suficientemente grueso y resistente como para perforarlo o soportar el peso de una soldadura? Nunca se utilizarían las aspas del ventilador, que son finas, sino el cubo o la placa trasera, que son más gruesos.
- Separación entre planos: En el trabajo con dos planos, maximizar la distancia axial entre ellos proporciona mayor efecto palanca contra desequilibrio de par, lo que suele dar lugar a pesos de corrección más pequeños y precisos.
- Integridad de los componentes: El método de corrección no debe comprometer en ningún caso la resistencia estructural ni la vida útil a fatiga del rotor.
4. Planos de corrección en el equilibrado sobre el terreno
En una máquina montada que funciona con sus propios cojinetes, los planos de corrección son las dos caras a las que un ingeniero puede acceder sin necesidad de desmontarla; a menudo, se trata de los extremos del cubo de un ventilador o de las caras visibles de la carcasa de un impulsor. Un instrumento portátil de dos canales como el Balanset-1A mide la amplitud y la fase de la señal 1× en cada cojinete, calcula el coeficientes de influencia de un peso de prueba se ejecuta y, a continuación, calcula la masa y el ángulo necesarios para cada plano seleccionado. Dado que los planos vienen determinados por las limitaciones físicas de la máquina, definirlos claramente antes de la primera ejecución —y registrar su referencia angular— es lo que hace que la corrección resultante sea repetible y que la verificación desequilibrio residual significativo.
5. División de una corrección entre posiciones angulares fijas
A veces, el ángulo de corrección ideal cae donde no hay metal, por ejemplo, entre dos aspas de un ventilador. En ese caso, el único peso requerido se descompone en dos componentes en las posiciones angulares fijas disponibles más cercanas dentro del mismo plano de corrección, una técnica conocida como corrección por división. Los dos pesos parciales se suman vectorialmente para producir el mismo efecto que un solo peso en el ángulo no disponible. Esto no es lo mismo que el equilibrado en dos planos: el equilibrado en dos planos distribuye las correcciones entre dos axial planos para eliminar el desequilibrio estático y de par, mientras que la corrección dividida es una descomposición vectorial de una corrección en un plano cuando el ángulo solicitado no está disponible. En cualquier caso, la geometría de los planos importa tanto como los números: un par de planos accesibles, bien elegidos y bien separados mantiene las correcciones pequeñas, seguras y fáciles de verificar frente a una ISO 21940-11 grado de equilibrio.
