BALANCEO DINAMICO DE BALANCEO DINAMICO DE ROTORES ROTORES

ING ROLANDO AGÜERO MAURICIOING ROLANDO AGÜERO MAURICIO

INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN

En los últimos tiempos las maquinas han tenido un En los últimos tiempos las maquinas han tenido un rol importante en el desarrollo tecnológico de las rol importante en el desarrollo tecnológico de las civilizaciones. civilizaciones.

Es por ello que son importantes para facilitar las Es por ello que son importantes para facilitar las tareas del hombre y que este se encuentre mejor.tareas del hombre y que este se encuentre mejor.En el presente trabajo hablaremos acerca del En el presente trabajo hablaremos acerca del balanceo dinámico de motores y de su importancia balanceo dinámico de motores y de su importancia para que el motor que gobierna la máquina funcione para que el motor que gobierna la máquina funcione correctamente.correctamente.

Hay que recalcar que el balanceador solo te indica Hay que recalcar que el balanceador solo te indica que tanto esta desbalanceado el motor , todos los que tanto esta desbalanceado el motor , todos los procesos de quitar o aumentar masa sea hacen en procesos de quitar o aumentar masa sea hacen en otras maquinas herramienta, no en el balanceador.otras maquinas herramienta, no en el balanceador.

PARTES FUNDAMENTALES DE UN PARTES FUNDAMENTALES DE UN MOTOR ELÉCTRICOMOTOR ELÉCTRICO

Caja de conexiones

Carcasa

Tapa posterio

r

Base

Fecha o eje del motor

Tapa anterior

PARTES FUNDAMENTALES DE PARTES FUNDAMENTALES DE UN MOTOR ELÉCTRICOUN MOTOR ELÉCTRICO

1.1. Estator:Estator:El estator es el elemento que opera como base, El estator es el elemento que opera como base, permitiendo que desde ese punto se lleve a cabo la permitiendo que desde ese punto se lleve a cabo la rotación del motor. El estator no se mueve mecánicamente, rotación del motor. El estator no se mueve mecánicamente, pero si magnéticamente. Existen dos tipos de estatores.pero si magnéticamente. Existen dos tipos de estatores.

Estator de polos salientesEstator de polos salientes Estator rasuradoEstator rasurado

POLOS SALIENTES

RANURADO

2.2. Rotor:Rotor:

El rotor es el elemento de transferencia mecánica, El rotor es el elemento de transferencia mecánica, ya que de él depende la conversión de energía ya que de él depende la conversión de energía eléctrica a mecánica. Los rotores, son un conjunto eléctrica a mecánica. Los rotores, son un conjunto de láminas de acero al silicio que forman un de láminas de acero al silicio que forman un paquete, y pueden ser básicamente de tres tipos.paquete, y pueden ser básicamente de tres tipos.

Figura 1.13 Tipos de estatores

POLOS SALIENTES RANURADO JAULA DE ARDILLA

3.3. CarcasaCarcasa

La carcasa es la parte que protege y cubre al La carcasa es la parte que protege y cubre al estator y al rotor, el material empleado para su estator y al rotor, el material empleado para su fabricación depende del tipo de motor, de su fabricación depende del tipo de motor, de su diseño y su aplicación.diseño y su aplicación.

4.4. BaseBase

La base es el elemento en donde se soporta La base es el elemento en donde se soporta toda la fuerza mecánica de operación del toda la fuerza mecánica de operación del motor, puede ser de dos tipos:motor, puede ser de dos tipos:

Base frontalBase frontal Base lateralBase lateral

5.5. Caja de conexionesCaja de conexiones

La caja de conexiones es un elemento que La caja de conexiones es un elemento que protege a los conductores que alimentan al protege a los conductores que alimentan al motor.motor.

6.6. TapasTapas

Son los elementos que van a sostener en la Son los elementos que van a sostener en la gran mayoría de los casos a los cojinetes o gran mayoría de los casos a los cojinetes o rodamientos que soportan la acción del rotor.rodamientos que soportan la acción del rotor.

7.7. CojinetesCojinetes

Se utilizan para sostener y fijar ejes mecánicos, Se utilizan para sostener y fijar ejes mecánicos, y para reducir la fricción, lo que contribuye a y para reducir la fricción, lo que contribuye a lograr que se consuma menos potencia.lograr que se consuma menos potencia.

BALANCEO DINAMICOBALANCEO DINAMICO

DEFINICIÓN:DEFINICIÓN:

Balancear es un procedimiento mediante el cual la Balancear es un procedimiento mediante el cual la distribución de la masa de un cuerpo en rotación es distribución de la masa de un cuerpo en rotación es alterada, de tal manera que las vibraciones que hubieran alterada, de tal manera que las vibraciones que hubieran existido son minimizadas o en su defecto eliminadas .existido son minimizadas o en su defecto eliminadas .

PARTES PRINCIPALES DEL PARTES PRINCIPALES DEL BALANCEADOR(GISHOLT)BALANCEADOR(GISHOLT)

Motor Eléctrico.Motor Eléctrico.Electroloscopio.Electroloscopio.Censores Censores Fuente.Fuente.CojCojinetes.inetes.Fajas.Fajas.

Motor Eléctrico

Fuente.Fuente.

Activador

censores

cojinete

electroscopio

CensorCensoreses

cojinetes

BALANCEO DINAMICOBALANCEO DINAMICO

CAUSAS DEL DESBALANCE:CAUSAS DEL DESBALANCE:

DesgastesDesgastes

CorrosiónCorrosión

Sopladuras en fundiciónSopladuras en fundición

Crecimiento térmico o distorsiónCrecimiento térmico o distorsión

Componentes doblados o rotosComponentes doblados o rotos

Acumulación de materiaAcumulación de materia

PROCEDIMIENTO PARA BALANCEO DINÁMICOPROCEDIMIENTO PARA BALANCEO DINÁMICO

REALIZAR ANÁLISIS DE VIBRACIONES INICIAL:REALIZAR ANÁLISIS DE VIBRACIONES INICIAL: Antes de iniciar cualquier procedimiento de balanceo es esencial Antes de iniciar cualquier procedimiento de balanceo es esencial

iniciar con un análisis de vibraciones que permita evaluar si el iniciar con un análisis de vibraciones que permita evaluar si el desbalance es la única causa de la vibración, en caso de desbalance es la única causa de la vibración, en caso de encontrarse otras causas tales como:encontrarse otras causas tales como:

Desalineamientos, Solturas, Juegos, Fallas en rodamientos etc, Desalineamientos, Solturas, Juegos, Fallas en rodamientos etc, estas deben Corregirse antes de iniciarse el balanceo dinámico. estas deben Corregirse antes de iniciarse el balanceo dinámico.

INSPECCIÓN VISUALINSPECCIÓN VISUAL Además del análisis de vibraciones inicial es recomendable Además del análisis de vibraciones inicial es recomendable

realizar una inspección al equipo en general para ver grietas , realizar una inspección al equipo en general para ver grietas , solturas en bases, etc. solturas en bases, etc.

CONFIGURACIÓN:CONFIGURACIÓN:Para poder realizar un buen análisis de la condición inicial del Para poder realizar un buen análisis de la condición inicial del equipo se debe tener en cuenta la cantidad de planos posibles de equipo se debe tener en cuenta la cantidad de planos posibles de balanceo, los puntos de medición y los datos de configuración balanceo, los puntos de medición y los datos de configuración tales como: potencia, RPM , Ref. de rodamientos, diámetros de tales como: potencia, RPM , Ref. de rodamientos, diámetros de poleas, etc. . poleas, etc. .

. .

VERIFICAR SENTIDO DE GIRO :VERIFICAR SENTIDO DE GIRO :

Se debe verificar el sentido de giro de la máquina ya que es Se debe verificar el sentido de giro de la máquina ya que es un punto clave ,para identificar correctamente los ángulos un punto clave ,para identificar correctamente los ángulos en el rotor a balancear.en el rotor a balancear.

PUNTO DE REFERENCIA:PUNTO DE REFERENCIA:

Debe escogerse un punto de referencia en el rotor a Debe escogerse un punto de referencia en el rotor a balancear este debe coincidir con un alábe o algún balancear este debe coincidir con un alábe o algún elemento que sirva como ángulo "0" y que a partir de él se elemento que sirva como ángulo "0" y que a partir de él se puedan identificar ángulos o posiciones.puedan identificar ángulos o posiciones.

Marcar ángulos :Marcar ángulos :

Es importante antes de iniciar el procedimiento de balanceo Es importante antes de iniciar el procedimiento de balanceo marcar físicamente los ángulos en la pieza o el rotor a marcar físicamente los ángulos en la pieza o el rotor a balancear ,esto se realiza contando los grados contrariosal balancear ,esto se realiza contando los grados contrariosal sentido de rotación y en lo posible sobre elementos que sentido de rotación y en lo posible sobre elementos que pueden servir de punto de referencia por Ej.: alabespueden servir de punto de referencia por Ej.: alabes

Primera corrida :Primera corrida :

Se toman las primeras medidas de desbalance inicial en Se toman las primeras medidas de desbalance inicial en amplitudes y fases para cada punto de medición , mediante amplitudes y fases para cada punto de medición , mediante esta medida determinamos si el desbalance es en un plano, esta medida determinamos si el desbalance es en un plano, dos o más; por ejemplo:dos o más; por ejemplo:

Si las fases entre medidas en el mismo plano difieren en Si las fases entre medidas en el mismo plano difieren en mas de 90 grados se debe balancear en dos planos.mas de 90 grados se debe balancear en dos planos.

Fase 1H : 90 grados , Fase 2H : 111 grados : ( 1 plano )Fase 1H : 90 grados , Fase 2H : 111 grados : ( 1 plano )Fase 1H : 34 grados , Fase 2H : 214 grados ( 2 planos )Fase 1H : 34 grados , Fase 2H : 214 grados ( 2 planos )

Colocación de peso prueba:Colocación de peso prueba:

Una vez tomadas las medidas de referencia se procede a Una vez tomadas las medidas de referencia se procede a colocar un peso prueba arbitrario en el plano de balanceo y se colocar un peso prueba arbitrario en el plano de balanceo y se realiza una corrida de prueba para observar la variación en realiza una corrida de prueba para observar la variación en amplitud y fase del desbalance que permita calcular amplitud y fase del desbalance que permita calcular vectorialmente el peso correctivo.vectorialmente el peso correctivo.En caso de realizarse balanceo en dos o más planos se En caso de realizarse balanceo en dos o más planos se realizaran el número de corridas de acuerdo al número de realizaran el número de corridas de acuerdo al número de planos a balancear, una con peso prueba en el plano 1 y la planos a balancear, una con peso prueba en el plano 1 y la segunda con peso prueba en el plano 2 y así sucesivamente: segunda con peso prueba en el plano 2 y así sucesivamente: Trial run 1 ( peso en plano1) Trial run 1 ( peso en plano1) Trial run 2 ( peso en plano 2), etc.Trial run 2 ( peso en plano 2), etc.

Cálculo de peso correctivo :Cálculo de peso correctivo :

Teniendo la medida de referencia y las medidas con pesos Teniendo la medida de referencia y las medidas con pesos pruebas es posible calcular el peso correctivo y su ubicación pruebas es posible calcular el peso correctivo y su ubicación correcta para ejercer efecto contrario al desbalance inicial correcta para ejercer efecto contrario al desbalance inicial mediante:mediante:Software de balanceo del equipoSoftware de balanceo del equipo

Método vectorialMétodo vectorial

EFECTOS DEL NO-BALANCEOEFECTOS DEL NO-BALANCEO

El desbalanceo o desequilibrio es la El desbalanceo o desequilibrio es la no coincidencia del no coincidencia del centro de gravedad con el centro de girocentro de gravedad con el centro de giro, que al girar , que al girar induce una fuerza centrífuga no compensada que rota a la induce una fuerza centrífuga no compensada que rota a la velocidad de giro. Cuando el sistema rotativo es esbelto el velocidad de giro. Cuando el sistema rotativo es esbelto el desbalanceo puede ser de los siguiente tipos: desbalanceo puede ser de los siguiente tipos:

1. DESBALANCEO ESTÁTICO: Los ejes son paralelos, de manera que el centro de gravedad no Los ejes son paralelos, de manera que el centro de gravedad no está en el eje de giroestá en el eje de giro

Fuente: A-MAQ S.A.

2. DESBALANCEO DE PAR:

El eje central principal intercepta con el eje de giro en El eje central principal intercepta con el eje de giro en el centro de gravedad del rotor, se produce un efecto el centro de gravedad del rotor, se produce un efecto de par. de par.

3. DESBALANCEO CUASI-ESTÁTICO:

El eje central principal intercepta al eje de rotación El eje central principal intercepta al eje de rotación pero no en el centro de gravedad del rotorpero no en el centro de gravedad del rotor

4. DESBALANCEO DINAMICO:

El desbalanceo dinámico ocurre en rotores medianos y El desbalanceo dinámico ocurre en rotores medianos y largos. Es debido principalmente a desgastes radiales y largos. Es debido principalmente a desgastes radiales y axiales simultáneos en la superficie del rotor.axiales simultáneos en la superficie del rotor.

El espectro presenta vibración dominante y vaivén El espectro presenta vibración dominante y vaivén simultáneo a frecuencia igual a 1 X RPS del rotor.simultáneo a frecuencia igual a 1 X RPS del rotor.

Se recomienda para corregir la falla balancear el rotor en Se recomienda para corregir la falla balancear el rotor en DOS PLANOS con las masas adecuadas y en las DOS PLANOS con las masas adecuadas y en las posiciones angulares calculadas con un equipo de posiciones angulares calculadas con un equipo de balanceo dinámico.balanceo dinámico.

Realizar el balanceo es añadir o remover pesos Realizar el balanceo es añadir o remover pesos de corrección, de manera que el eje de principal de corrección, de manera que el eje de principal de inercias se aproxime al eje de giro hasta que de inercias se aproxime al eje de giro hasta que la vibración residual está dentro de los niveles la vibración residual está dentro de los niveles considerados como admisibles. considerados como admisibles.

Los niveles permisibles están definidos por la Los niveles permisibles están definidos por la norma Iso 1940 que establece categorías de norma Iso 1940 que establece categorías de máquinas y considera para el cálculo el peso del máquinas y considera para el cálculo el peso del rotor y la velocidad de giro. rotor y la velocidad de giro.

EFECTOS NEGATIVOS DEL NO BALANCEOEFECTOS NEGATIVOS DEL NO BALANCEO

Vibraciones periódicas del equipo Vibraciones periódicas del equipo Vibraciones transmitidas a otros equipos. Vibraciones transmitidas a otros equipos. Fatiga en soldaduras, uniones, etc. Fatiga en soldaduras, uniones, etc. Daño a sistemas eléctricos y electrónicosDaño a sistemas eléctricos y electrónicos Daños en rodamientos, bujes, chumaceras, etc. Daños en rodamientos, bujes, chumaceras, etc. Rozamiento de rotores en cuerpos de Rozamiento de rotores en cuerpos de

alojamiento alojamiento Calentamiento , ruido Calentamiento , ruido Daños a cimentación de maquinaria o equipo Daños a cimentación de maquinaria o equipo Perdida de precisión en maquinado de partes.Perdida de precisión en maquinado de partes.

MERCADOMERCADOCOMERCIAL ANFRA, S.A. DE C.V. – MEXSomos una empresa establecida en 1989, dedicada a la Somos una empresa establecida en 1989, dedicada a la venta, servicio, apoyo técnico y capacitación, de equipos venta, servicio, apoyo técnico y capacitación, de equipos universales de balanceo, así como equipos para análisis de universales de balanceo, así como equipos para análisis de vibración, monitoreo permanente de vibración y balanceo de vibración, monitoreo permanente de vibración y balanceo de campo.campo.Contamos con el siguiente equipo para el servicio de Contamos con el siguiente equipo para el servicio de balanceo dinámico y análisis de vibraciones mecánicasbalanceo dinámico y análisis de vibraciones mecánicas

MÁQUINA BALANCEADORA SCHENCK TREBELMÁQUINA BALANCEADORA SCHENCK TREBEL Tipo : H4UTipo : H4U Capacidades :Capacidades :

Peso del Rotor : 10 hasta 750 Kg Peso del Rotor : 10 hasta 750 Kg Con carga simétrica hasta : 1000Kg Con carga simétrica hasta : 1000Kg Capacidad en diámetro de ejes del rotor : 12 a 200 mm Capacidad en diámetro de ejes del rotor : 12 a 200 mm Diámetro máximo del rotor : 1600mm Diámetro máximo del rotor : 1600mm Longitud máxima del rotor : 3150mmLongitud máxima del rotor : 3150mm

MÁQUINA BALANCEADORA SCHENCK MÁQUINA BALANCEADORA SCHENCK TREBELTREBEL

Tipo : H1NTipo : H1N

Capacidades :Capacidades :

Peso del rotor : 0.1 hasta 10 Kg. Peso del rotor : 0.1 hasta 10 Kg.

Con carga simétrica hasta 15Kg Con carga simétrica hasta 15Kg

Capacidad en diámetro de ejes del rotor: 8 a Capacidad en diámetro de ejes del rotor: 8 a

30mm 30mm

Diámetro máximo del rotor : 350mm Diámetro máximo del rotor : 350mm

Longitud máxima del rotor : 350mmLongitud máxima del rotor : 350mm

LA EMPRESA TEKNIKAO(sao paulo)LA EMPRESA TEKNIKAO(sao paulo) nos nos provee de una serie de modelos de provee de una serie de modelos de banaceladores dinámicos entre ellos se banaceladores dinámicos entre ellos se encuentran: NK 780, NK750,NK600.encuentran: NK 780, NK750,NK600.

BALANCEADOR NK 750

SOFTWORE USADO POR NK750SOFTWORE USADO POR NK750

A continuación se muestra un video del A continuación se muestra un video del funcionamiento de este tipo de balanceadoresfuncionamiento de este tipo de balanceadores

BALANCEADOR NK 600

Breve Video de un Balanceador Dinámico NK600

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