Balanceo dinamico

I n s t i t u t o T e c n o l ó g i c o d e C o l i m a

Mecatrónica

Análisis de Vibraciones

Unidad III
“Balanceo de Rotores”

Profesor: Gerardo Morales Ochoa

Equipo de Trabajo:
*

Contenido
Introducción 3
Causas del Desbalance 3
Asimetría del Diseño: 3
Tolerancias de Fabricación y Ensamblaje: 3
No-Homogeneidad del Material: 3
Distorsión en Servicio: 4Concepto de Balance, Rotor Rígido y Rotor Flexible 4
Balance 4
Rotor Rígido 4
Rotor Flexible 4
Balanceo Estático 5
Balanceo Dinámico 6
Balanceo Dinámico en Uno y Dos Planos 8
Balanceo en sitio en Un Plano 10
Peso de Prueba Correctivo 10
Método Vectorial 11
Balanceo en sitio, en Dos Planos 12
Método del Coeficiente de Influencia 12
Tolerancia de Desbalance 13
Tolerancias deBalanceo En-Taller 13
API Standards 612 y 617 14
ISO Standards 1940 14
Relación entre desbalanceo permitido y la masa del rotor 14
Grados de calidad relativos a la velocidad de servicio y desbalanceo específico 15

Introducción

El desbalance se puede definir de manera simple como una distribución no uniforme de la masa de un rotor alrededor de su eje axial o de rotación, lo cualproduce una desviación del centro de masa y/o del eje principal de inercia con respecto a su eje de rotación.
Dinámicamente, el centro de masa de un cuerpo se define como el punto en el cual se supone concentrada la masa, de tal manera que su efecto sea el mismo que el de la masa distribuida cuando el cuerpo se encuentra en movimiento de traslación. De manera similar, el eje principal de inercia es eleje alrededor del cual la masa está uniformemente distribuida y es el eje alrededor del cual tiende a rotar un cuerpo libremente en el espacio.
Adicionalmente, el eje principal de inercia de un cuerpo siempre pasa por su centro de masa.
Por naturaleza, solo existen dos tipos de desbalance: Estático y Dinámico. Sobre ellos se hablará en el presente trabajo. Sin embargo, La ISO (InternationalStandards Organization) ha clasificado el desbalance de rotores en cuatro tipos dependiendo de la relación geométrica entre el eje principal de inercia y el eje de rotación. Los cuatro tipos son:
* Desbalance Estático
* Desbalance de Par
* Desbalance Cuasi-Estático
* Desbalance Dinámico

Causas del Desbalance
Existen muchas razones por las cuales se puede presentar desbalance de unrotor, esto es, razones por las cuales la masa de un rotor puede no estar uniformemente distribuida alrededor de su eje axial. A continuación se describen las causas más comunes del desbalance.
Asimetría del Diseño:
Algunos elementos rotativos de máquinas deben ser diseñados de forma no circular
y/o no concéntricos con el eje de rotación, como en el caso de los árboles de levas y cigüeñales demáquinas reciprocantes.

Tolerancias de Fabricación y Ensamblaje:
Muchos elementos de máquinas son diseñados perfectamente simétricos y concéntricos con el eje de rotación, pero, debido a las tolerancias de maquinado y de montaje, se puede perder ligeramente la simetría y concentricidad causando desbalance; por ejemplo: cubos de acoplamiento, engranajes, poleas, impulsores de bombas ycompresores centrífugos, ruedas de álabes de turbinas y compresores axiales.

No-Homogeneidad del Material:
En la realidad los materiales son No-Homogéneos, esto es, que no presentan una densidad uniforme en todo su volumen, por lo que algunas partes serán más pesadas que otras. Por otro lado, los rotores o partes fundidas, como impulsores, poleas, engranajes, etc. pueden tener internamente pequeñascavidades de aire o trampas de arena que resultan del proceso de fundición.
Distorsión en Servicio:
Existen varias causas por las cuales un rotor puede distorsionarse a las condiciones de servicio y cambiar su desbalance original. Las dos causas principales son: liberación de esfuerzos y distorsión térmica.

* La liberación de esfuerzos es algunas veces un problema en rotores fabricados...