Comprensión del equilibrado en un solo plano
Equilibrado en un solo plano es un equilibrando procedimiento en el que el de un rotor desequilibrar se corrige añadiendo o quitando masa en un solo plano radial, perpendicular al eje de rotación. Es el método adecuado cuando el desequilibrio es predominantemente estático de naturaleza —es decir, cuando el centro de masa del rotor está desplazado con respecto al eje de rotación, pero no hay ningún par o momento significativo que intente hacer que el rotor vibre de un extremo a otro—. Al ser la técnica de equilibrado más sencilla y económica, solo requiere un único plano de corrección y, por lo general, un solo peso de prueba para completar.
1. Definición: ¿Qué es el equilibrado en un solo plano?
Todos los rotores presentan cierto desequilibrio, pero el geometry La naturaleza de ese desequilibrio determina cómo debe corregirse. Cuando el punto pesado puede considerarse situado en un solo plano —o cuando su pequeña extensión axial no produce un momento de inclinación significativo—, una única corrección restablece el equilibrio. Esta es la condición determinante para el trabajo en un solo plano: el desequilibrio se comporta como una fuerza puramente radial, no como un par de fuerzas. Cuando hay un par, el rotor se tambalea y ninguna corrección única puede anular ambos extremos a la vez, lo que constituye el límite que separa el trabajo en un solo plano del equilibrado dinámico (en dos planos).
2. Cuándo utilizar el equilibrado en un solo plano
El equilibrado en un solo plano es adecuado para determinadas geometrías de rotor y condiciones de funcionamiento.
Rotores de disco
Los rotores cuya longitud axial (espesor) es pequeña en comparación con su diámetro son los candidatos ideales —a menudo descritos como discos «estrechos» o «delgados»—. Dado que la masa se concentra básicamente en un solo plano, hay poco margen para que se desarrolle un par. Algunos ejemplos típicos son:
- Muelas abrasivas
- Hojas de sierra circular
- Impulsores de ventilador o soplador de una sola etapa
- Volantes de inercia
- Discos de freno
- poleas simples
Rotores rígidos por debajo de la primera velocidad crítica
Para rotores rígidos muy por debajo de su primer velocidad crítica, el equilibrado en un solo plano puede ser suficiente incluso cuando el rotor tiene una longitud axial considerable, siempre que el rotor no se doble ni se deforme durante el funcionamiento. La clave está en rígido: el eje debe mantener su forma para que una corrección siga siendo válida en todo el rango de funcionamiento.
Cuando se sabe que el desequilibrio es estático
Si el desequilibrio se debe a una única causa localizada —acumulación de material, falta de una pala del ventilador, montaje descentrado— y las lecturas de vibración muestran predominantemente in-phase movimiento en ambos cojinetes, la situación es estática y procede una corrección en un solo plano. Al comparar el fase En ambos extremos se encuentra la prueba práctica: un movimiento en fase indica un desequilibrio estático, mientras que un movimiento fuera de fase advierte de la presencia de un par.
3. El procedimiento de equilibrado en un solo plano
El procedimiento sigue un bucle sencillo y sistemático basado en el coeficiente de influencia método.
Paso 1 — Medición inicial
Con el rotor funcionando a su velocidad normal, mida y anote el vector de vibración inicial —tanto amplitud y fase — en uno o varios puntos de apoyo. De este modo se registra la vibración producida por el desequilibrio original y se convierte en la referencia para todo lo que viene a continuación.
Paso 2: Coloca un peso de prueba
Detenga la máquina y coloque una masa de prueba conocida en una posición angular adecuada (normalmente 0°) en el plano de corrección elegido. La masa debe ser lo suficientemente grande como para modificar la vibración de forma apreciable; una regla general útil es intentar conseguir una variación de entre el 25 % y el 50 % en el vector de vibración. Elegir un tamaño adecuado desde el principio evita pruebas innecesarias; el Calculadora de peso de prueba permite calcular la masa de arranque de forma segura a partir del peso y la velocidad del rotor.
Paso 3 — Prueba de funcionamiento
Reinicie la máquina y mida el nuevo vector de vibración en los mismos puntos. Este valor representa el efecto combinado del desequilibrio original y el peso de prueba: la suma de ambos como vectores.
Paso 4 — Calcular el peso de corrección
Al comparar el vector inicial con el vector de prueba, el instrumento realiza la resta de vectores que aísla el efecto propio del peso de prueba y calcula el coeficiente de influencia — la cantidad de vibración que produce el rotor por unidad de peso en un ángulo determinado. A partir de ese coeficiente, calcula la masa exacta y la posición angular del peso de corrección permanente peso de corrección que anulará el desequilibrio original. Los cálculos matemáticos subyacentes se pueden resolver con el Calculadora del coeficiente de influencia en un solo plano.
Paso 5: Instalar la corrección y verificar
Retire el peso de prueba, instale el peso de corrección calculado de forma permanente —añadiendo masa o quitándola (taladrando o rectificando) en el lugar indicado— y ponga en marcha la máquina para comprobar que la vibración ha descendido a un nivel aceptable. Si persiste una ligera vibración, un equilibrio de compensación perfecciona el resultado, y el resultado final desequilibrio residual se puede comparar con un ISO 21940-11 grado de equilibrio.
4. Equilibrado en un solo plano sobre el terreno
Aunque el equilibrado en un solo plano se puede realizar en una máquina específica máquina equilibradora, su verdadera ventaja es que se puede llevar a cabo in situ, con el rotor girando sobre sus propios cojinetes a velocidad de funcionamiento. Un instrumento portátil de dos canales como el Balanset-1A mide la amplitud y la fase de 1× antes y después de colocar la masa de prueba, calcula el coeficiente de influencia e indica la masa y el ángulo exactos para la corrección; a continuación, comprueba el desequilibrio residual una vez colocada la masa. Su láser óptico tacómetro, activado por una tira de cinta reflectante, proporciona la referencia de fase por revolución de la que depende el cálculo. Dado que el rotor se mide en condiciones reales de funcionamiento —velocidad real, montaje real, temperatura real—, equilibrado de campo recoge el estado real de funcionamiento, que una máquina equilibradora no puede reproducir por completo.
5. Ventajas del equilibrado en un solo plano
- Sencillez: solo interviene un plano de corrección, lo que facilita la planificación, la ejecución y la comprensión del trabajo.
- Velocidad: El procedimiento suele requerir solo dos o tres ciclos (inicial, de prueba y de verificación), lo que ahorra tiempo y reduce el tiempo de inactividad de la máquina.
- Relación calidad-precio: Un menor número de mediciones y cálculos más sencillos se traducen en menores costes de mano de obra y equipos menos complejos.
- Accesibilidad: En un rotor de tipo disco hay muchos puntos en los que se puede añadir o quitar peso, lo que ofrece flexibilidad a la hora de determinar dónde se aplica la corrección.
6. Limitaciones y cuándo no utilizarlo
La sencillez del método conlleva unos límites reales que deben respetarse.
No se puede corregir el desequilibrio de par
Si el rotor tiene un desequilibrio de par significativo desequilibrio de par — puntos de igual peso situados en extremos opuestos, pero en posiciones angulares opuestas — una corrección en un solo plano no puede contrarrestarlo. El par no genera ninguna fuerza radial neta sobre la que pueda actuar el plano único, pero aun así provoca la oscilación del rotor. Este caso requiere equilibrado de dos planos (dinámico).
No apto para rotores largos
Los rotores con una relación longitud-diámetro superior a aproximadamente 0,5-1,0 suelen requerir un equilibrado en dos planos. Las armaduras de motor, los ejes de bomba y los rotores largos de ventilador se incluyen en este grupo, ya que su extensión axial permite que se genere un par.
Es posible que no reduzca la vibración en todos los cojinetes
Una corrección en un solo plano optimizada para un cojinete puede dejar prácticamente sin modificar la vibración en otro cojinete, especialmente en un rotor más largo o en uno que gire cerca de una velocidad crítica.
No es eficaz para rotores flexibles
Los rotores que funcionan por encima de su primera velocidad crítica se deforman durante la rotación; su variación formas modales require equilibrio multiplano técnicas que el trabajo en un solo plano no puede ofrecer.
7. Relación con el equilibrado estático
El equilibrado en un solo plano está estrechamente relacionado con equilibrado estático; en efecto, el equilibrado en un solo plano que se realiza en una máquina giratoria es un medición dinámica del desequilibrio estático. El equilibrado estático clásico localiza el punto de mayor masa con el rotor en reposo —apoyado sobre cantos afilados o rodillos y dejando que la gravedad lo desplace hasta su punto de mayor masa—, mientras que el equilibrado en un solo plano mide el mismo desequilibrio estático mientras el rotor gira. El método con el rotor en movimiento es más preciso, ya que detecta el desequilibrio en condiciones reales de funcionamiento y cuantifica tanto su magnitud como su ángulo, en lugar de limitarse a determinar su dirección.
8. Aplicaciones e industrias habituales
El equilibrado en un solo plano se utiliza siempre que la geometría del rotor lo permita:
- Carpintería y metalurgia: Hojas de sierra circular, muelas abrasivas, discos de corte
- Climatización: ventiladores y sopladores centrífugos de una sola etapa.
- Maquinaria agrícola: Componentes para cosechadoras, poleas simples.
- Automotor: volantes de inercia, discos de freno, poleas simples.
- Manipulación de materiales: poleas de cinta transportadora, rodillos de guía.
En estas aplicaciones, el equilibrado en un solo plano ofrece un equilibrio óptimo entre eficacia, simplicidad y coste, y es precisamente por eso por lo que sigue siendo una de las técnicas fundamentales en equilibrado del rotor.
