¿Qué es el equilibrado dinámico?
¿Qué es el equilibrado dinámico?
El equilibrado dinámico es un método que se utiliza para corregir rotores desequilibrados con el fin de reducir el ruido y la vibración y de mejorar la calidad y la vida útil de la maquinaria. El desequilibrio es consecuencia de una distribución desigual de la masa alrededor del eje de rotación. El equilibrado se logra haciendo girar el componente a velocidad de servicio y utilizando equipos de medición para localizar los puntos pesados que causan el desequilibrio. Una vez conocidas las posiciones de desequilibrio, se puede retirar peso en ese punto o añadirlo en el lado opuesto para equilibrarlo.
El desequilibrio dinámico suele ser una combinación de fuerzas axiales y radiales, conocida también como desequilibrio de par y estático, que hace que el eje de masas difiera del eje de rotación. El desequilibrio dinámico se corrige en 2 o más planos y es habitual en componentes como bombas multietapa, cigüeñales y turbinas.
¿Qué es el equilibrado por par?
El desequilibrio de par es una fuerza axial que se produce cuando una masa en rotación presenta dos fuerzas de desequilibrio iguales situadas a 180° una de otra. Un sistema puede estar equilibrado estáticamente y presentar, aun así, un desequilibrio de par. El desequilibrio de par se da con frecuencia en rotores cilíndricos alargados y suele corregirse en 2 planos.
¿Qué es el equilibrado estático?
El desequilibrio estático es paralelo al eje de rotación y produce una fuerza radial en el rotor. El desequilibrio se corrige en 1 plano axial y puede medirse tanto con equilibradoras rotativas como con equilibradoras estacionarias.
El equilibrado estático se emplea en componentes con forma de disco, como volantes de inercia pequeños, rotores de bomba, discos de freno y embragues.
Ventajas del equilibrado estático y dinámico
- Menos ruido
- Menos vibración
- Confort
- Eficiencia
- Mayor seguridad
- Menor tiempo de parada
Los rotores desequilibrados tienden a girar alrededor de su eje de centro de masas en lugar de su eje de rotación. Los cojinetes impiden este movimiento, pero provocan vibración en el rotor, en los cojinetes y en otras piezas acopladas. Esto produce un desgaste innecesario en todos los componentes de la máquina, puede acortar su vida útil y causar averías más frecuentes.
El ruido y la vibración que produce un rotor desequilibrado pueden estar directamente relacionados con el confort y la calidad, especialmente en el sector de la automoción. Los componentes desequilibrados de un vehículo provocan una marcha incómoda y ruidosa, lo que también podría reducir el valor del vehículo y su fiabilidad.
¿Qué son los límites de equilibrado?
Los límites de equilibrado indican las cantidades aceptables de desequilibrio en los rotores. Los fabricantes suelen especificar tolerancias aceptables para sus componentes a partir de sus ensayos. No obstante, existen normas internacionales (ISO 21940) que establecen grados G de calidad de equilibrado para distintos tipos de rotor y que pueden utilizarse para calcular las tolerancias de equilibrado. El grado G 40 es un límite de equilibrado habitual para las ruedas de turismos, mientras que rotores como los inducidos eléctricos pequeños exigen mayor precisión y, por ello, suelen equilibrarse al grado 2,5.
Unidades de desequilibrio
Las unidades de desequilibrio son masa por radio. Por ejemplo, un peso añadido en una posición determinada de la pieza que se está equilibrando desplazaría el eje de masas hasta el eje de giro y, por tanto, quedaría equilibrada. El peso de corrección multiplicado por el radio aplicado da como resultado una unidad de desequilibrio. En el sistema métrico, las unidades son gramos-milímetro (gmm) o, para rotores grandes, gramos-centímetro. El equivalente en el sistema imperial son gramos-pulgada u onzas-pulgada. Este peso (masa) se aplicaría a un radio medido desde el centro de giro en la posición ligera.
Cómo medir el desequilibrio estático y dinámico
Utilizamos equilibradoras para medir con precisión un rotor desequilibrado y determinar el ángulo y la cantidad exactos de desequilibrio. Un software de equilibrado avanzado muestra los datos con claridad e indica las posiciones de corrección en el rotor y la cantidad de peso que debe añadirse o retirarse. Se emplean distintas equilibradoras según el tipo de rotor; por ejemplo, un rotor en forma de disco que requiere equilibrado en un solo plano o equilibrado estático suele equilibrarse en una máquina vertical, en la que el eje del rotor permanece en posición vertical durante la medición. Una equilibradora horizontal puede utilizarse para medir el desequilibrio de par y el desequilibrio dinámico en rotores cuya longitud es proporcionalmente mayor que su diámetro. En esta máquina, el eje del rotor se encuentra en posición horizontal.
Cómo corregir un rotor desequilibrado
Una vez identificadas las posiciones de desequilibrio de un rotor mediante una equilibradora, aplicamos la corrección retirando material de la posición pesada o añadiéndolo en la posición ligera. Entre los métodos habituales de retirada de material figuran el fresado, el taladrado y el amolado, mientras que los métodos para añadir peso pueden incluir la soldadura o el atornillado de pesos a la pieza, o el uso de clips con peso.
Tipos de rotores
Los rotores se dividen en dos grupos. En el primero, el rotor es rígido y no se deforma hasta alcanzar la velocidad de servicio, incluida esta. El otro grupo lo componen los rotores flexibles, que se «arquean» hasta alcanzar la velocidad de servicio. La primera deformación que se observa es el «efecto de comba», que significa que el centro del rotor a velocidad de servicio se desplaza fuera de su eje de rotación y provoca un elevado desequilibrio estático.
Equilibrado de rotores rígidos
Dado que el desequilibrio existe en un componente incluso en reposo, los rotores rígidos pueden equilibrarse a baja velocidad, la justa para producir una fuerza centrífuga que permita registrar el desequilibrio.
Equilibrado de rotores flexibles
Este tipo de rotor se equilibra a baja velocidad, a la que no se flexiona. Se corrige el desequilibrio, se aumenta después la velocidad de forma gradual y el desequilibrio se corrige por etapas hasta alcanzar la velocidad de servicio del rotor.
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