¿Qué es la excentricidad del rotor? Desequilibrio geométrico • Equilibrador portátil, analizador de vibraciones "Balanset" para el equilibrado dinámico de trituradoras, ventiladores, mulcheras, sinfines de cosechadoras, ejes, centrífugas, turbinas y muchos otros rotores. ¿Qué es la excentricidad del rotor? Desequilibrio geométrico • Equilibrador portátil, analizador de vibraciones "Balanset" para el equilibrado dinámico de trituradoras, ventiladores, mulcheras, sinfines de cosechadoras, ejes, centrífugas, turbinas y muchos otros rotores.

¿Qué es la excentricidad del rotor? Desequilibrio geométrico

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Comprensión de la excentricidad del rotor

Definición: ¿Qué es la excentricidad del rotor?

excentricidad del rotor (también llamado excentricidad o desfase geométrico) es una condición en la que el centro geométrico de un rotor o bien el componente del rotor no coincide con el eje de rotación (la línea central definida por los cojinetes de soporte). Esta desviación crea una situación en la que, incluso si la masa está perfectamente equilibrada, la superficie exterior del rotor se descentra, lo que provoca que el centro de masa orbite alrededor del eje de rotación a medida que el rotor gira, generando vibración idéntico a la masa desequilibrar.

La excentricidad es particularmente común en motores eléctricos (debido a la desviación entre el rotor y el orificio), bombas y ventiladores (debido a la desviación en el montaje del impulsor), y en cualquier rotor ensamblado donde la acumulación de tolerancias de fabricación puede generar una desviación geométrica. Constituye un problema importante en maquinaria de precisión, donde mantener una concentricidad estricta es fundamental.

Tipos de excentricidad del rotor

1. Excentricidad estática (desplazamiento paralelo)

  • Descripción: El centro del rotor está desplazado del eje de rotación, pero paralelo a él.
  • Geometría: Desplazamiento radial constante a lo largo de la longitud del rotor
  • Efecto: Crea un desequilibrio de masas (centro geométrico ≠ centro de rotación)
  • Común en: Componentes de un solo disco como impulsores y poleas
  • Corrección: A menudo corregible por equilibrando o remontaje

2. Excentricidad dinámica (desplazamiento angular)

  • Descripción: Línea central del rotor en ángulo con respecto al eje de rotación
  • Geometría: La excentricidad varía a lo largo de la longitud del rotor.
  • Efecto: Crea un desequilibrio en la pareja y una variación en el alcance.
  • Común en: Rotores largos con múltiples etapas de ensamblaje
  • Corrección: Requiere realineación o equilibrado especializado.

3. Excentricidad compuesta

  • Combinación de desplazamiento paralelo y angular
  • condición más común en el mundo real
  • Patrón de salida complejo
  • Requiere un análisis cuidadoso para distinguirlo de otros problemas.

Causas comunes

Tolerancias de fabricación

  • Desviación del diámetro interior: El orificio del rodamiento no es concéntrico con el diámetro exterior
  • Desviación del eje: imprecisiones de mecanizado en los muñones del eje
  • Apilamiento: Múltiples componentes ensamblados con acumulación de tolerancia
  • Variaciones de fundición: El desplazamiento del núcleo en las piezas fundidas crea una variación en el espesor de la pared.

Errores de ensamblaje

  • Montaje descentrado: El impulsor o componente del rotor no está centrado en el eje.
  • Instalación preparada: Componente inclinado durante el ajuste a presión
  • Problemas con la llave/ranura: Instalación de chavetero sobredimensionado o chavetero excéntrico
  • Problemas de ajuste térmico: Ensamblaje por contracción o expansión que crea un desfase

Causas operacionales

  • Desgaste del cojinete: Excesivo autorización permite que el eje funcione descentrado.
  • Doblado de ejes: Arco permanente o térmico que crea una excentricidad efectiva
  • Deformación plástica: Sobrecarga que provoca deformación permanente del eje o componente
  • Flojedad: El componente se aflojó y cambió de posición.

Efectos y síntomas

Síntomas de vibración

  • 1× Vibración síncrona: El síntoma principal parece idéntico al desequilibrio de masas.
  • Alto Sin: Desviación radial medible incluso a bajas velocidades de laminación
  • Fase constante: A diferencia de otras fallas, la fase suele ser estable.
  • Respuesta de velocidad al cuadrado: La vibración aumenta con la velocidad² como un desequilibrio

Efectos eléctricos (motores/generadores eléctricos)

  • Variación del espacio de aire: El rotor excéntrico crea un entrehierro no uniforme.
  • Desequilibrio magnético de tracción (UMP): Fuerzas magnéticas asimétricas
  • Fluctuaciones actuales: La variación de la reluctancia afecta al consumo de corriente.
  • Calentamiento excesivo: Calentamiento localizado en el espacio de aire mínimo
  • Ruido electromagnético: Vibración y ruido de frecuencia de línea 2×

Estrés mecánico

  • Aumento de las cargas en los cojinetes debido a fuerzas de desequilibrio
  • Esfuerzo de flexión cíclica en el eje
  • Espacios reducidos en ubicaciones con separación mínima
  • Posibilidad de roces en espacios reducidos

Diagnóstico y diferenciación

Excentricidad frente a desequilibrio de masas

Característica Desequilibrio de masa Excentricidad
Frecuencia de vibración 1× velocidad de carrera 1× velocidad de carrera
Salida de carrera de Slow Roll Mínimo Alto (proporcional a la excentricidad)
Respuesta al equilibrio Vibración reducida Mejora limitada (añade desequilibrio de masas para compensar)
Efectos eléctricos Ninguno Variación del entrehierro, UMP (en motores/generadores)
Corrección Añadir contrapesos Vuelva a montar el componente; reemplácelo si presenta un defecto de fabricación.

Pruebas de diagnóstico

Medición de desbaste

  • Mida la excentricidad radial con un comparador de carátula o una sonda de proximidad.
  • Gire el eje lentamente (<100 RPM)
  • Una desviación lateral elevada (normalmente superior a 0,05 mm o 2 mils) indica excentricidad o un eje doblado.
  • La presencia de un descentramiento incluso sin rotación confirma un problema geométrico.

Prueba de respuesta de equilibrio

  • Intenta equilibrar con pesas de prueba
  • La excentricidad limita la calidad del equilibrio alcanzable.
  • Puede lograr una vibración aceptable, pero requiere altos pesos de corrección.
  • Los pesos “persiguen” la desviación geométrica en lugar de corregir la distribución de masas.

Métodos de corrección

Corrección mecánica

  • Remontar componente: Retirar y reinstalar con mejor concentricidad
  • Superficies de la máquina: Rectificar los alojamientos de los cojinetes o rectificar el eje para mejorar la excentricidad.
  • Reemplazar componente: Si se trata de un defecto de fabricación, la sustitución puede ser la única opción.
  • Ajuste de calzas: Para componentes ensamblados, ajuste la posición.

Compensación de equilibrio

  • Añade contrapesos para crear un desequilibrio que lo contrarreste.
  • Reduce la vibración pero no soluciona el problema geométrico
  • Aceptable si la excentricidad está dentro de la tolerancia y la vibración se reduce adecuadamente.
  • Limitación documentada para aplicaciones de precisión

Para motores/generadores eléctricos

  • Reposicionar el rotor para minimizar la variación del entrehierro
  • En casos graves, se requiere rectificar el estátor o reemplazarlo
  • La compensación electromagnética a veces es posible con controles avanzados.

La excentricidad del rotor es una imperfección geométrica que genera consecuencias dinámicas similares al desequilibrio de masas, pero con características diagnósticas distintivas. Reconocer la excentricidad mediante la medición de la desviación axial y comprender sus limitaciones en el equilibrado permite tomar las medidas correctivas adecuadas: corrección mecánica cuando sea factible o aceptación con compensación de equilibrado cuando la modificación geométrica resulte impracticable.

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