Comprensión del equilibrio estático (equilibrio de un solo plano)
Definición: ¿Qué es el equilibrio estático?
Equilibrio estático Es la forma más simple de balanceo del rotor. Es un proceso que corrige desequilibrio estático, una condición en la que el centro de masas de un rotor está desplazado de su eje de rotación, creando un único punto de equilibrio. Este tipo de equilibrio puede, en teoría, realizarse con el rotor en reposo (estático). Si un rotor con desequilibrio estático puro se colocara sobre una superficie sin fricción (como los filos de un cuchillo), rotaría hasta que el punto de equilibrio se asentara en el punto más bajo debido a la gravedad.
El equilibrio estático implica realizar una corrección en un un solo plano Para contrarrestar este punto de peso, se coloca un peso a 180° del punto de peso para devolver el centro de masa al centro de rotación.
Desequilibrio estático vs. desequilibrio dinámico
El desequilibrio estático también se conoce como "desequilibrio de fuerza" porque crea una fuerza centrífuga que actúa radialmente hacia afuera desde el centro de rotación. Sin embargo, no crea ningún movimiento de "par" ni de balanceo. Esto contrasta con desequilibrio dinámico, que es una combinación de desequilibrio de fuerza y par, y requiere correcciones en al menos dos planos para su completa resolución. Un rotor puede estar perfectamente equilibrado estáticamente, pero aun así presentar un desequilibrio de par significativo que le provocará vibraciones severas al girar.
¿Cuándo es suficiente el equilibrio estático?
El balanceo estático solo es un método adecuado y suficiente para una clase específica de rotores. Generalmente se reserva para componentes muy estrechos o con forma de disco, donde la longitud axial es muy pequeña en comparación con el diámetro. Para este tipo de rotores, es improbable que exista un desequilibrio de par significativo.
Algunos ejemplos comunes de rotores en los que el equilibrio estático de un solo plano suele ser suficiente incluyen:
- Muelas abrasivas
- Ruedas y neumáticos para automóviles
- Ventiladores o sopladores simples y estrechos
- Volantes de inercia
- Poleas y roldanas
Para cualquier rotor que tenga una longitud significativa (por ejemplo, una armadura de motor, una bomba de múltiples etapas o un eje largo), el equilibrio estático por sí solo es inadecuado y equilibrio dinámico se requiere.
Métodos de equilibrio estático
1. Equilibrio de filo de cuchillo
Este es el método clásico, sin rotación. El rotor se coloca sobre un par de cuchillas paralelas, niveladas y de baja fricción. El rotor girará hasta que su punto más pesado se encuentre en la parte inferior. Luego, se añade un peso temporal en la parte superior (180° opuesto) hasta que el rotor se mantenga en cualquier posición sin girar. Este peso se convierte entonces en permanente.
2. Máquina equilibradora vertical
El equilibrado estático moderno suele realizarse en una equilibradora vertical. El rotor (como un volante o un neumático) se coloca sobre una placa horizontal soportada por sensores de fuerza. La máquina gira el rotor a baja velocidad y los sensores miden la dirección y la magnitud de la fuerza de desequilibrio, mostrando la corrección necesaria en una pantalla.
3. Equilibrado de campo en un plano (Balanset-1A)
El equilibrado estático (en un solo plano) también puede realizarse en una máquina montada utilizando un sistema de equilibrado portátil. Con Balanset-1A, el modo “Equilibrado en un plano (“estático”)” mide la velocidad del rotor (RPM) y el vector del 1x vibración (valor eficaz y fase). Basándose en las mediciones de “Run #0” y “Run #1”, el software calcula automáticamente el masa y ángulo de instalación del peso corrector necesario para reducir el desequilibrio del rotor.
Los resultados del equilibrado se guardan en un archivo y, una vez finalizado, se puede generar, editar e imprimir un informe de equilibrado en el editor de informes incorporado.
Cómo se realiza el equilibrado monoplano en el programa Balanset-1A
- Instale los sensores y conecte el sistema. Instale el sensor de vibraciones en el punto de medición seleccionado y conéctelo al dispositivo. Instale el sensor de fase (tacómetro), aplique cinta reflectante en el rotor y conecte el dispositivo a un ordenador portátil con Windows.
- Inicie el modo de equilibrado de un solo plano. En la ventana principal de funcionamiento, seleccione el modo “Plano único” e inicie el modo de equilibrado. El programa abrirá la ventana de archivo de equilibrado monoplano.
- Crear un registro de archivo. Introduzca el nombre del rotor, el lugar de instalación, las tolerancias (vibración y desequilibrio residual) y la fecha. El software creará una carpeta de archivo en la que se guardarán los gráficos y los archivos de informe.
- Ajuste los parámetros de equilibrado en “Ajustes de equilibrado”.
- Coeficiente de influencia: elija “Rotor nuevo” (dos pasadas para calibrar) o “Coeficiente guardado”. (una pasada, para el mismo tipo de máquina con coeficientes de influencia guardados).
- Masa de peso de prueba: elija “Gramos” o “Porcentaje”. Si tiene previsto utilizar el modo “Coeficiente guardado” más adelante, introduzca la masa de la pesa de prueba en gramos (pésela en la báscula).
- Método de fijación del peso: elija “Circum” (cualquier ángulo en la circunferencia) o “Posición fija” (agujeros/cuchillas/posiciones fijas; introduzca el número de posiciones).
- Radio de montaje masivo: introduzca el radio utilizado para montar los pesos de prueba y de corrección.
- Dejar peso de prueba en Plano1: habilite esta opción sólo si no puede eliminar el peso de prueba durante el proceso.
- Ejecución #0 (ejecución inicial, sin peso de prueba). Lleve la máquina a una velocidad estable e inicie “Run #0” para medir la vibración inicial. El software registra las RPM, el valor RMS y la fase del componente 1x de la vibración. La pestaña “Gráficos” muestra la forma de onda y el espectro.
- Instale el peso de prueba. Detenga la máquina e instale el peso de prueba en un radio conocido. El peso de prueba debe cambiar la amplitud o la fase de la vibración de forma significativa. Un criterio habitual es la “regla 30/30”: la pesa de prueba debe modificar la amplitud en unos 30% (inferior o superior) o la fase en unos 30° o más. Si tiene previsto utilizar el modo “Coeficiente guardado” más adelante, instale el peso de prueba en el mismo ángulo que la marca reflectante.
- Ejecuta #1 (peso de prueba instalado). Reinicie la máquina, espere a que se estabilice la velocidad y ejecute “Ejecutar #1”. El software calcula los parámetros de peso correctivo.
- Instale el peso corrector. Detenga la máquina, retire el peso de prueba e instale el peso de corrección. El ángulo de instalación se cuenta desde la posición del peso de prueba en la dirección de rotación del rotor. Instale el peso de corrección en el mismo radio que el peso de prueba.
- RunTrim (comprueba la calidad del equilibrado). Realice “RunTrim” para verificar el resultado del equilibrado. Si la vibración residual y/o el desequilibrio residual cumplen la tolerancia, puede completarse el equilibrado. En caso contrario, el software calculará un peso corrector adicional y el equilibrado puede continuar por aproximaciones sucesivas.
Visualización de resultados: gráfico polar y posiciones fijas
Balanset-1A puede mostrar la masa del peso corrector y el ángulo en una vista de coordenadas polares. Si se selecciona “Posición fija”, el programa puede dividir automáticamente el peso corrector en dos partes y mostrar los números de posición donde debe instalarse cada parte.
Limitaciones
La principal limitación del balanceo estático es su incapacidad para detectar o corregir el desequilibrio de par. Aplicar un balanceo estático a un rotor que presenta un desequilibrio dinámico puede, en ocasiones, agravar la vibración al corregir el componente de fuerza, pero ignorar o exacerbar el componente de par. Por esta razón, para la mayoría de la maquinaria industrial, el balanceo dinámico en dos planos es la práctica estándar y obligatoria.
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