Balanceo Dinámico Industrial

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María Isabel María Victoria Juárez Miranda
hace 7 años
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1 Balanceo Dinámico Industrial El desbalance, causa principal de problemas en maquinas rotativas, M&BD MECHANALYSIS S.A.C. soluciona este problema tanto en el campo como en Taller. Contamos en nuestro taller con balanceadoras de soportes flotantes con una capacidad de hasta 1.5 toneladas, el cual nos permite balancear rotores, ventiladores, turbinas, rodillos, impulsores, poleas y todo elemento rotativo de maquinaria rotativa industrial. Cada trabajo correctivo de balanceo dinámico es acompañado de su respectivo certificado de balanceo en el cual se presenta la información correspondiente: Tendencia polar por cada plano de balanceo, en este diagrama se observa el cambio de la amplitud y fase de vibración en el proceso de balanceo. Tabla de valores numéricos en el cual se puede observar las rpm, la fase, la amplitud de vibración, masas de corrección y sus ángulos de ubicación. Para trabajos de balanceo en situ se entregara además la amplitud del espectro FFT radial y axial en cascada es decir antes y después de realizar los trabajos de balanceo. De acuerdo a lo solicitado por el cliente también se le puede entregar los datos de cálculo del diagrama vectorial desde el inicio al final del balanceo así como también los valores de los Coeficientes de Influencia el cual reduce los pasos de balanceo. Ventiladores axiales y centrífugos Sopladores Equipos de aire acondicionado Torres de enfriamiento Impulsores de bombas Rodetes Rotores de molinos, picadores, molinos de martillos Poleas de transmisión Rodillos, cilindros de imprenta Gusanos transportadores Volantes

2 Separadoras de Solido Centrifugas Tricanters Exhaustores Capacidad: Diámetro mayor hasta 1.90 m Largo hasta 6.00 mts. Peso 0.5 kg hasta 1.5 tn. En una pieza en rotación (rotor), cada punto de su masa está sometido a la acción de una fuerza radial que tiende a separar ese punto del eje de rotación. Si la masa del rotor está uniformemente distribuida alrededor del eje, ese rotor estará "balanceado" y su rotación no generará vibraciones. Por el contrario si en algún lugar sobra algo de peso, este generará una fuerza centrífuga no equilibrada que debe ser soportada por los apoyos. La siguiente fórmula se utiliza para calcular la fuerza no equilibrada: F = r. p. n2 Utilizando unidades prácticas podemos calcular la fuerza F en kilogramos que genera masa de p gramos que gira a r metros del eje de rotación y a n rpm. Debemos agregar la constante para el ajuste de unidades. F = r. p. n2 / Ejemplo: Un peso de 20 g girando a 30 cm del eje de rotación generará una fuerza giratoria de 6.7 Kg a 1000 rpm, 26.9 Kg a 2000 rpm, Kg a 4000 rpm etc. Desarrollo de la Tecnología sobre Balanceo La primera patente de una máquina balanceadora fue en el año de 1870, fabricada por Henry Martinson en Canadá. Esta máquina consistía de un cilindro acoplado a un eje cardán, cuyo cilindro a balancear giraba sobre dos rodamientos suspendidos en resortes. El balanceo consistía en colocar contrapesos en un solo plano, hasta que la amplitud de oscilación de los resortes se reducía en forma considerable.

3 Esta máquina nace con la necesidad de eliminar vibraciones en cuerpos y partes giratorias, es por esto que a principios de siglo se desarrollan nuevas técnicas de balanceo y es hasta 1907, cuando aparece la primera patente de una máquina balanceadora en dos planos, diseñada por Lawaczek, la cual es modificada y construida por C. Schenck para aplicaciones industriales. La importancia del balanceo dinámico se incrementa a medida que se desarrollan nuevos equipos, donde los componentes giratorios son parte esencial del funcionamiento tales como: turbinas, generadores, motores eléctricos, motores de combustión interna, bombas centrífugas, compresores, etc. En la actualidad la tecnología sobre balanceo cuenta con sistemas electrónicos de medición, que proveen de gran sensibilidad en la captación de vibraciones y localización de planos de compensación. Todo esto aunado a estándares y calidades de balanceo basadas en normas internacionales, según los diferentes tipos de cuerpos giratorios y el trabajo que estos realizan. Efectos del no-balanceo - Vibraciones periódicas del equipo - Daños en rodamientos, bujes, chumaceras, etc. - Vibraciones transmitidas a otros equipos. - Fatiga en soldaduras, uniones, etc. - Daño a sistemas eléctricos y electrónicos - Rozamiento de rotores en cuerpos de alojamiento - Calentamiento - Ruido - Daños a cimentación de maquinaria o equipo - Perdida de precisión en maquinado de partes Grados de calidad de balanceo para varios grupos de rotores rígidos representativos de acuerdo a las normas ISO y ANSI S Grado de calidad de balanceo (G) Tipo de rotores, ejemplos generales G 4000 Cigüeñales de máquinas diesel marinas con un número desconocido de cilindros G 1600 Cigüeñales rígidamente montados en máquinas de gran tamaño de dos ciclos

4 G 630 Cigüeñales de máquinas de gran tamaño de cuatro ciclos G 250 Cigüeñales para máquinas diesel para trabajo pesado de cuatro ciclos G 100 Cigüeñales de máquinas diesel de seis o más cilindros G 40 Ruedas de automóviles, rines, ejes de transmisión automotriz, cigüeñales para máquinas de gasolina o diesel con seis o más cilindros, para automóviles, camiones y locomotoras G 16 Flechas de transmisión, ejes cardán, partes de maquinaria agrícola, cigüeñales de máquinas con seis o más cilindros bajo requerimientos especiales. G 6.3 Bombas centrífugas, ventiladores, volantas, impulsores, armaduras eléctricas, máquinas herramientas y en general partes de maquinaria G 2.5 Turbinas para gas y vapor, rotores de turbo-generadores, rotores de turbo-compresores, portaherramientas giratorios, armaduras eléctricas con requerimientos especiales, coplees, etc. G 1 Aditamentos giratorios para grabadoras y tocadiscos, ejes para máquinas rectificadoras, pequeñas armaduras eléctricas con requerimientos especiales G 0.4 Giroscopios, pequeñas armaduras eléctricas de extrema precisión Funciones principales: Balanceo dinámico en campo en 1, 2, 3, ó 4 planos de compensación Determinación de frecuencias de resonancia en máquinas (Análisis de frecuencias) Análisis y diagnostico de vibraciones mecánicas Diagnostico de condición de rodaminetos (Bearing condition) Rango de trabajo del equipo de 1 a 10,000 Hz (60 a 600,000cpm) FUNDAMENTOS DEL BALANCEO DINÁMICO El desbalanceo o desequilibrio es la no coincidencia del centro de gravedad con el centro de giro, que al girar induce una fuerza centrífuga no compensada que rota a la velocidad de giro. Cuando el sistema rotativo es esbelto el desbalanceo puede ser de los siguientes tipos: 1. Desbalanceo estático: los ejes son paralelos, de manera que el centro de gravedad no está en el eje de giro. 2. Desbalanceo de par: El eje central principal intercepta con el eje de giro en el centro de gravedad del rotor, se produce un efecto de par.

5 3. Desbalanceo cuasi-estático: El eje central principal intercepta al eje de rotación pero no en el centro de gravedad del rotor 4. Desbalanceo dinámico: Es el caso más común, combinación de los anteriores en que los ejes no se cruzan y están en cualquier posición en el espacio. Realizar el balanceo es añadir o remover pesos de corrección, de manera que el eje de principal de inercias se aproxime al eje de giro hasta que la vibración residual está dentro de los niveles considerados como admisibles. Los niveles permisibles están definidos por la norma Iso 1940 que establece categorías de máquinas y considera para el cálculo el peso del rotor y la velocidad de giro. El balanceo dinámico puede realizarse en banco o en sitio.

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