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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MÉRIDA

------- Ingeniería Mecánica -----------

Investigación:
* Desbalanceo
* Cabeceo de Flecha
* Medición de vibraciones


------- Diciembre de 2008 -----------
INTRODUCCIÓN
A finales del siglo XIX, la teoría de las vibraciones mecánicas fue ampliamente desarrollada y como consecuencia hubo un gran progreso en el diseño yconstrucción de maquinaria rotatoria de alta velocidad, en particular se pueden mencionar el desarrollo de locomotoras y turbinas de vapor. En esos años DeLaval experimentó con rotores de turbina que operaban a 30,000 rpm y sus conocimientos teóricos adquiridos aún tienen aplicaciones en esta área de la mecánica. El primer tratado científico sobre las vibraciones mecánicas fue escrito por Lord Rayleigh en1894, él formalizó las ideas sobre funciones normales e introdujo el concepto de fuerzas y coordenadas generalizadas (Dimarogonas, 1996). Rayleigh también desarrolló el método de la energía en el análisis de vibraciones, este es un método que no necesita de la resolución del sistema de ecuaciones diferenciales.
El cabeceo (whirling) de rotores fue predicho por W.A. Rankine, quien postuló que laoperación del rotor por arriba de la velocidad crítica era imposible. Dunkerley y Reynolds realizaron extensas investigaciones analíticas en este campo y finalmente el problema del cabeceo de rotores fue resuelto y explicado analíticamente por A. Foppl quien concluyó que la operación por arriba de la frecuencia crítica es posible, tal y como lo había demostrado DeLaval en forma experimental. Esteanálisis se le acredita, en forma equivocada a Jeffcott y es por eso que el rotor DeLaval también se le conoce en América con el nombre de rotor Jeffcott.
A partir de la última década del siglo XX, bajo el liderazgo de los investigadores Don Bently y Agnes Muszynska, la empresa Bently Rotor Dynamics Research Corporation ha estado investigando el comportamiento dinámico y estático de las chumaceraspresurizadas de lubricación completa cuando éstas son utilizadas en maquinaria de alta velocidad (Bently, 2000; Bently y Pechenev 2000).
En México, en el Instituto Politécnico Nacional, parte de los autores de este trabajo, en la actualidad están realizando estudios sobre estabilidad de sistemas rotodinámicos, identificación de coeficientes rotodinámicos, sistemas de control lineal y no lineal,monitoreo y análisis de vibraciones mecánicas (Gómez et al., 2002). Este trabajo es parte de un proyecto de investigación, en el campo de la roto-dinámica, que se está realizando en el IPN y es financiado por el gobierno mexicano con la finalidad de sentar las bases físicas y matemáticas de este tipo de sistemas con lubricación híbrida.

DESBALANCEO DE ROTORES
Todos los componentes rotatoriosexperimentan mejoras significativas en calidad y rendimiento si son balanceados. Balanceo es el proceso de minimizar vibración, ruido y desgaste a cuerpos rotatorios. Esto se logra al reducir las fuerzas centrifugas alineando el eje de inercia principal con los ejes geométricos de rotación a través de agregar o remover material. Para entender lo básico del balanceo es necesario definir lossiguientes términos fundamentales.

TERMINOS FUNDAMENTALES

CENTRO DE GRAVEDAD

Donde a es la aceleración debida a la gravedad, la fuerza resultante es el peso del cuerpo. Por esta razón el término centro de gravedad se puede considerar como el centro de masa. Su alineamiento diferiría solo en cuerpos largos donde la fuerza gravitacional de la tierra no es la misma para todos los componentes delcuerpo. El hecho de que estos puntos sean los mismos para la mayoría de los cuerpos, es la razón del por que los balanceadores estáticos (no – rotacionales), los cuales pueden solo medir el centro de gravedad, pueden ser usados para localizar el centro de masa.

CENTRO DE MASA

El centro de masa es el punto en un cuerpo donde si todas las masa estuvieran concentradas en un punto, el cuerpo...
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