¿QUÉ ES EL EQUILIBRIO?
Para la persona promedio, el equilibrio del rotor es a menudo un «arte negro». El conocimiento de la mayoría de las personas sobre el equilibrio se limita a las ruedas y neumáticos de automóviles que deben equilibrarse antes de instalarlos en los automóviles; de lo contrario, experimentarán sacudidas en el volante, desgaste desigual en los neumáticos, etc. Te ayudaremos a darte una idea del mundo del equilibrio y a ayudar a eliminar el «arte negro».
UN ROTOR DESEQUILIBRADO
El desequilibrio existe en un rotor cuando el eje del centro de masa es diferente a su eje central de carrera. Prácticamente todas las piezas recién mecanizadas no son simétricas debido a los orificios de soplado en las piezas fundidas, el número irregular y la posición de los orificios de los pernos, las piezas montadas descentradas, los diámetros mecanizados excéntricos a los lugares de los rodamientos, etc.
Un rotor desequilibrado, al girar, quiere girar alrededor de su eje central de masa. Debido a que los cojinetes restringen este movimiento, la fuerza centrífuga, debido al desequilibrio, hace que el rotor vibre. Esta vibración causa desgaste en los cojinetes, crea ruido innecesario y, en casos extremos, puede experimentar la desintegración del propio rotor. Por lo tanto, es necesario reducir el desequilibrio a un límite aceptable.
LIMITES DE EQUILIBRIO
Hay límites de equilibrio, al igual que los límites de mecanizado, donde el desequilibrio es aceptable. Los estándares internacionales y nacionales se citan para rotores, por ejemplo: las ruedas de los automóviles están balanceadas hasta un límite de grado 40 y las pequeñas armaduras eléctricas están balanceadas hasta el grado 2.5. Los grados se convierten en unidades de desequilibrio, dependiendo de la velocidad de rotación del rotor según las normas ISO 1940.
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UNIDADES DE DESEQUILIBRIO
Las unidades de desequilibrio son tiempos de masa de radio, por ejemplo: un peso agregado a una posición determinada en la parte que se está equilibrando desplazaría el eje de masa hacia el eje de carrera y, por lo tanto, estaría en equilibrio. El peso de la corrección multiplicado por el radio aplicado dará una unidad de desequilibrio.
Para la medición métrica, las unidades serán gramos-milímetros (gmm) o para rotores grandes, gramos-centímetros. El equivalente imperial será gramos-pulgadas o onzas-pulgadas. Este peso (masa) se aplicaría a un radio desde el centro de carrera en la posición de luz.
TIPOS DE ROTORES
Los rotores se dividen en dos grupos. Uno es donde el rotor es rígido y no se desvía hasta e incluyendo la velocidad de operación.
El otro grupo comprende rotores flexibles que se «arquean» hasta alcanzar la velocidad de operación. La primera deflexión que se ve es un «efecto de cuerda saltadora», que significa que el centro del rotor a velocidad se mueve desde su eje de rotación, causando un desequilibrio «estático» elevado.
TIPOS DE DESEQUILIBRIO
Hay tres tipos de desequilibrio:
Desequilibrio estático: es donde el eje de masa se desplaza solo en paralelo al eje del eje. El desequilibrio se corrige solo en un plano axial.
Desequilibrio de pareja: es donde el eje de masa se cruza con el eje de ejecución. Por ejemplo: un disco que tiene agotamiento swash sin desequilibrio estático. El desequilibrio generalmente se corrige en dos planos
Desequilibrio dinámico: es donde el eje de masa no coincide con el eje de rotación. Este desequilibrio suele ser una combinación de desequilibrio estático y de pareja y se corrige en dos planos
MÉTODOS DE CORREGIR DESEQUILIBRIO
La eliminación del material por perforación, fresado, etc. desde la posición pesada del componente se usa para corregir el desequilibrio. Alternativamente, puede corregirse agregando material a la posición «ligera» en el componente atornillando o soldando pesas de equilibrio para reducir el desequilibrio.
EQUILIBRADORAS
Para identificar la posición y la cantidad de desequilibrio, las máquinas equilibradoras son utilizadas por la fabricación de un rotor para corregir cualquier desequilibrio que exista. Estas máquinas son tan sensibles que pueden identificar fácilmente y con precisión cualquier eje de masa 0.001 mm fuera del eje de funcionamiento.
Un tipo de máquina solo identificará el desequilibrio estático. Esto se usa para equilibrar piezas en forma de disco. Otro tipo de máquina identificará desequilibrios en dos planos axiales, p. para equilibrar un rotor cuya longitud es proporcionalmente mayor que su diámetro. Estas máquinas están disponibles en versiones que equilibran el rotor en el eje horizontal o vertical.
Con el uso de la electrónica moderna, la precisión excede fácilmente los estándares nacionales e internacionales. La configuración de la máquina es muy simple simplemente escribiendo medidas en una computadora.
EQUILIBRAR LOS ROTORES RÍGIDOS
Debido a que existe desequilibrio en un componente incluso cuando está parado, los rotores rígidos pueden equilibrarse a baja velocidad, lo suficiente como para producir una fuerza centrífuga para registrar el desequilibrio.
EQUILIBRAR LOS ROTORES FLEXIBLES
Este tipo de rotor está equilibrado a baja velocidad donde el rotor no se flexiona. Se realiza la corrección para el desequilibrio, luego la velocidad se incrementa gradualmente, y el desequilibrio se corrige en etapas hasta que se alcanza la velocidad de operación del rotor.
TÉCNICAS MODERNAS
Con el alto costo de reemplazar los rotores dañados, la industria de las aerolíneas estipula que las partes o secciones de los rotores que se cambian deben mantener un equilibrio aceptable. La técnica implica el uso de piezas adyacentes ficticias, por ejemplo equilibrar un módulo de compresor con un módulo ficticio de turbina y reemplazar el compresor y las palas de la turbina sin ningún equilibrio adicional. Estas técnicas están disponibles para la industria general si los clientes las requieren.
RESUMEN
Los últimos métodos de producción reducen o eliminan la necesidad de equilibrar en aplicaciones de baja velocidad, pero con las velocidades cada vez mayores que se utilizan en la maquinaria en rotación, será necesario un equilibrio dinámico en el futuro previsible. La comprensión del equilibrio dinámico agiliza el proceso de producción completo.
