Comprensión del equilibrio estático (equilibrio de un solo plano)
Equilibrio estático es la forma más sencilla de rotor equilibrando. Corrige desequilibrio estático — una condición en la que un rotorEl centro de masa del rotor está desplazado con respecto a su eje de rotación, lo que crea un único «punto de mayor masa». Dado que ese punto de mayor masa se manifiesta únicamente bajo la acción de la gravedad, la corrección puede, en principio, llevarse a cabo con el rotor en reposo: coloque un rotor con desequilibrio estático puro desequilibrio sobre una superficie sin fricción, como cuchillas de equilibrado, y rodará hasta que la parte más pesada quede en la parte inferior. La solución se aplica en un un solo plano — un peso de corrección situado a 180° del punto de mayor peso para volver a situar el centro de masa en el centro de rotación. Esa sencillez de un solo plano es el gran punto fuerte del método y, como veremos, también su principal limitación.
1. Desequilibrio estático frente a desequilibrio dinámico
El desequilibrio estático también se denomina «desequilibrio de fuerzas», ya que produce un fuerza centrífuga que actúa radialmente hacia fuera desde el centro de rotación. Lo más importante es que no genera ningún «par» ni movimiento oscilante. Eso es lo que lo distingue de desequilibrio dinámico, que combina fuerza y desequilibrio de par y requiere correcciones en al menos dos planos para resolverse por completo. Un rotor puede estar perfectamente equilibrado estáticamente y, aun así, presentar un desequilibrio de par significativo que lo haga vibrar intensamente una vez que gira; por eso el equilibrado estático, por sí solo, solo resulta adecuado para un tipo concreto de rotor.
2. ¿Cuándo basta con el equilibrado estático?
El equilibrado estático solo es adecuado para un tipo específico de rotores. Por lo general, se reserva para componentes muy estrechos o con forma de disco, en los que la longitud axial es pequeña en comparación con el diámetro. En el caso de estos rotores, es poco probable que exista un desequilibrio de par significativo, por lo que una corrección en un solo plano resuelve realmente el problema.
Entre los ejemplos habituales en los que suele bastar con un equilibrado estático en un solo plano se incluyen:
- Muelas abrasivas
- Ruedas y neumáticos para automóviles
- Ventiladores o sopladores simples y estrechos
- Volantes de inercia
- Poleas y roldanas
En el caso de cualquier rotor de considerable longitud —ya sea el inducido de un motor, una bomba multietapa o un eje largo—, el equilibrado estático por sí solo resulta insuficiente y equilibrado dinámico en dos planos es necesario. El enfoque de un solo plano se describe con más detalle en equilibrado de un solo plano.
3. Métodos de equilibrado estático
1. Equilibrio de filo de cuchillo
Este es el método clásico, sin rotación. El rotor se coloca sobre un par de filos de cuchilla paralelos, nivelados y de baja fricción. Gira hasta que su punto más pesado queda en la parte inferior; a continuación, se añade un peso provisional en la parte superior (a 180° de distancia) hasta que el rotor se mantenga en cualquier posición sin girar. Ese peso se convierte entonces en permanente. No necesita energía ni componentes electrónicos —solo paciencia y un par de filos rectos y nivelados— y sigue siendo una prueba de campo perfectamente válida para un disco estrecho.
2. Máquina equilibradora vertical
El equilibrado estático moderno se suele realizar en una máquina equilibradora. El rotor —por ejemplo, un volante de inercia o un neumático— se coloca sobre una placa horizontal sostenida por sensores de fuerza. La máquina lo hace girar a baja velocidad y los sensores miden la magnitud y la dirección de la fuerza de desequilibrio, mostrando la corrección necesaria en una pantalla. En el caso concreto de las ruedas y los neumáticos, un Calculadora de contrapesos para el equilibrado de ruedas convierte esa lectura en pesos con clip o adhesivos de distintos tamaños.
3. Equilibrado de campo en un plano (Balanset-1A)
El equilibrado estático (en un solo plano) también se puede realizar en una máquina completamente montada utilizando un sistema de equilibrado portátil; la esencia de equilibrado de campo. Con el Balanset-1A, el modo «Equilibrado en un plano («estático»)» mide la velocidad del rotor (RPM) y el vector de la 1× vibración - su RMS valor y fase. A partir de las mediciones de la «Prueba n.º 0» y la «Prueba n.º 1», el software calcula automáticamente el masa y ángulo de instalación del peso corrector necesario para reducir el desequilibrio del rotor, utilizando el coeficiente de influencia método.
Los resultados del equilibrado se guardan en un archivo y, una vez finalizado el proceso, se genera un informe de equilibrado se pueden crear, editar e imprimir en el editor de informes integrado.
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 del programa, seleccione el modo «Un solo plano» y comience el equilibrado. El programa abre la ventana del archivo de equilibrado de un solo plano.
- 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 crea una carpeta de archivo donde se guardarán los gráficos y los archivos de informes.
- Configure los parámetros de equilibrado en «Ajustes de equilibrado».
- Coeficiente de influencia: Seleccione «Rotor nuevo» (dos ciclos de calibración) o «Coeficientes guardados» (un ciclo, para el mismo tipo de máquina con coeficientes de influencia guardados).
- Masa del peso de prueba: Seleccione «Gramm» o «Porcentaje». Si tiene previsto utilizar el modo «Coeficientes guardados» más adelante, introduzca el peso de prueba masa en gramos (pésela en la balanza).
- Método de fijación del peso: Seleccione «Circum» (cualquier ángulo de la circunferencia) o «Posición fija» (orificios/cuchillas/posiciones fijas; introduzca el número de posiciones).
- Radio de montaje de la masa: 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 retirar el peso de prueba durante el proceso.
- Ejecución #0 (ejecución inicial, sin peso de prueba). Deje que la máquina alcance una velocidad estable e inicie la «Prueba n.º 0» para medir la vibración inicial. El software registra las revoluciones por minuto (RPM), el valor RMS y la fase del componente de vibración de 1×. La pestaña «Gráficos» muestra la forma de onda y el espectro.
- Instale el peso de prueba. Detenga la máquina y coloque la masa de prueba en un radio conocido. La masa de prueba debe modificar de forma significativa la amplitud o la fase de la vibración. Un criterio habitual es la «regla del 30/30»: la masa de prueba debe modificar la amplitud en aproximadamente un 30 % (hacia abajo o hacia arriba) o la fase en unos 30° o más. Si tiene previsto utilizar más adelante el modo «Coeficientes guardados», coloque la masa de prueba en el mismo ángulo que la marca reflectante.
- Ejecución #1 (peso de prueba instalado). Reinicie la máquina, espere a que se estabilice la velocidad y ejecute la «Prueba n.º 1». El software calcula los parámetros del peso correctivo.
- Instale el peso corrector. Detenga la máquina, retire la masa de prueba e instale el peso de corrección. El ángulo de instalación se mide desde la posición de la masa de prueba en la dirección de rotación del rotor. Instale la masa correctora en el mismo radio que la masa de prueba.
- RunTrim (comprobar la calidad del equilibrado). Ejecute «RunTrim» para comprobar el resultado. Si la vibración residual y/o desequilibrio residual Si se cumple la tolerancia, se puede dar por finalizado el equilibrado. De lo contrario, el software calcula un peso corrector adicional y el equilibrado continúa mediante aproximaciones sucesivas.
Visualización de resultados: gráfico polar y posiciones fijas
El Balanset-1A puede mostrar la masa y el ángulo del peso de corrección en un vista en coordenadas polares. Si se selecciona «Posición fija», el programa puede dividir automáticamente el peso de corrección en dos partes e indicar los números de posición en los que debe instalarse cada una de ellas, una comodidad que se refleja en el calculadora de corrección de palas para ventiladores e impulsores con puntos de fijación fijos.
4. Comprobación del resultado con respecto a la tolerancia
Un equilibrado estático solo se considera «finalizado» cuando la vibración residual y el desequilibrio residual se encuentran dentro de una tolerancia acordada, y es ahí donde la etapa RunTrim demuestra su utilidad. El desequilibrio residual admisible se determina normalmente a partir de una especificación de calidad de equilibrado Grado G bajo la norma moderna ISO 21940-11 norma (que sustituyó a la anterior ISO 1940-1). La conversión de un grado G y una velocidad de servicio en un valor admisible en gramos-milímetro —y la elección de un peso de prueba inicial razonable— se realiza rápidamente con un Calculadora de desequilibrio residual (ISO 21940-11) y un calculadora de peso de prueba. El registro tanto del desequilibrio residual inicial como del final ofrece una medida fiel de la eficacia del trabajo y constituye el núcleo del informe de equilibrado.
5. Limitaciones
La principal limitación del equilibrado estático es su incapacidad para detectar o corregir el desequilibrio de par. Aplicar un equilibrado estático a un rotor que en realidad presenta un desequilibrio dinámico puede, en ocasiones, empeorar la situación, ya que se corrige la componente de fuerza mientras se ignora, o incluso se agrava, la componente de par. Por este motivo, en la mayoría de la maquinaria industrial, el equilibrado dinámico en dos planos es la práctica estándar y obligatoria, y el equilibrado estático es más adecuado para los rotores estrechos y con forma de disco, en los que su supuesto de un solo plano se cumple realmente.
