Balanceo de rotores
Páginas: 20 (4887 palabras)
Publicado: 9 de octubre de 2010
BALANCEO DE ROTORES
CONCEPTO DE BALANCE, ROTOR RIGIDO Y FLEXIBLE
TIPOS DE VIBRACIONES
La razón principal para analizar y diagnosticar el estado de una maquina es determinar las medidas necesarias para corregir la condición de vibración – reducir el nivel de las fuerzas vibratorias no deseadas y no necesarias.
El desbalance de la maquinaria es una de las causas más comunes de lavibración. El desbalance se debe a que el centro de gravedad de un cuerpo giratorio no coincide generalmente con su centro de rotación. Las causas son: 1. en la práctica es imposible conseguir que la masa esté uniformemente distribuida alrededor del centro geométrico del cuerpo y 2. el árbol sobre el cual gira el cuerpo se deforma flexionándose por efecto de la carga, desplazando al centro de gravedadfuera del eje verdadero, el cual pasa por el eje geométrico o línea central de los cojinetes. La rotación puede comenzar alrededor del eje geométrico, pero a una cierta velocidad, la fuerza centrífuga del centro de gravedad desplazado será igual a las fuerzas de deformación que actúan sobre el árbol; éste con los cuerpos de que es solidario vibrará entonces violentamente, ya que la fuerzacentrífuga varía en dirección y sentido cuando gira el árbol. A esta velocidad se la denomina crítica. Se alcanzan sucesivamente velocidades críticas adicionales, armónicas, más altas que la velocidad fundamental, pero las amplitudes de las vibraciones correspondientes disminuyen progresivamente.
La excentricidad es en realidad una fuente común de desbalanceos, y se debe a un mayor peso de un lado delcentro de rotación que del otro. La excentricidad en rodetes o rotores de ventiladores, sopladores, bombas y compresores puede también crear fuerzas vibratorias. En esos casos las fuerzas son el resultado de fuerzas aerodinámicas e hidráulicas desiguales que actúan contra el rotor. Las vibraciones también pueden deberse a elementos rodantes defectuosos, rodamientos defectuosos, aflojamientomecánico, a correas de accionamiento, a problemas de engranaje o a fallas eléctricas.
ROTORES FLEXIBLES
La dificultad del balanceo de rotores muy grandes recae en el hecho de que se flexan a medida que se alcanza la velocidad de servicio. A velocidades bajas (300 -1000 rpm) rotan con deflexión casi nula y se dice que se encuentran rotando en “modo rígido”. Muchos rotores no salen del mismo.
Cuandola velocidad de servicio máxima hace que las fuerzas centrífugas sean importantes, se requieren otras observaciones en el momento del balanceo. Cuando la velocidad de servicio se acerca a la crítica, se tiene las máximas amplitudes y vibraciones. Dependiendo de la velocidad, la flexión del rotor será la del primero o segundo armónico (en el segundo armónico se registran amplitudes menores).
Decualquier manera, los rotores flexibles pueden ser balanceados a velocidades bajas utilizando métodos especiales. Estos rotores se denominan “cuasi rígidos” o clase 2 (los rotores rígidos son clase 1, y los realmente flexibles son clase 3).
ROTORES RIGIDOS
Los rotores de turbinas de reacción son flexibles. Generalmente, los rotores flexibles deben ser balanceados a altas velocidades, sinembargo, los rotores de turbinas de reacción, por ejemplo, pueden ser balanceados a bajas velocidades, utilizando procesos en los que todas las partes rotantes individuales son balanceadas antes del montaje. Luego, los módulos (turbina de baja y compresor, turbina de alta y compresor y ventilador) son balanceados como componentes y finalmente son montados para formar la turbina completa. Los discosindividuales, sellos y demás partes, son normalmente balanceados en máquinas verticales de un solo plano (se prefieren las máquinas verticales porque permiten cargar y descargar las partes más convenientemente)
La norma API 610 7ª Edición describe dos métodos específicos para balancear rotores grandes y con varios módulos y establece que los elementos rotantes, una vez ensamblados, pueden ser...
CONCEPTO DE BALANCE, ROTOR RIGIDO Y FLEXIBLE
TIPOS DE VIBRACIONES
La razón principal para analizar y diagnosticar el estado de una maquina es determinar las medidas necesarias para corregir la condición de vibración – reducir el nivel de las fuerzas vibratorias no deseadas y no necesarias.
El desbalance de la maquinaria es una de las causas más comunes de lavibración. El desbalance se debe a que el centro de gravedad de un cuerpo giratorio no coincide generalmente con su centro de rotación. Las causas son: 1. en la práctica es imposible conseguir que la masa esté uniformemente distribuida alrededor del centro geométrico del cuerpo y 2. el árbol sobre el cual gira el cuerpo se deforma flexionándose por efecto de la carga, desplazando al centro de gravedadfuera del eje verdadero, el cual pasa por el eje geométrico o línea central de los cojinetes. La rotación puede comenzar alrededor del eje geométrico, pero a una cierta velocidad, la fuerza centrífuga del centro de gravedad desplazado será igual a las fuerzas de deformación que actúan sobre el árbol; éste con los cuerpos de que es solidario vibrará entonces violentamente, ya que la fuerzacentrífuga varía en dirección y sentido cuando gira el árbol. A esta velocidad se la denomina crítica. Se alcanzan sucesivamente velocidades críticas adicionales, armónicas, más altas que la velocidad fundamental, pero las amplitudes de las vibraciones correspondientes disminuyen progresivamente.
La excentricidad es en realidad una fuente común de desbalanceos, y se debe a un mayor peso de un lado delcentro de rotación que del otro. La excentricidad en rodetes o rotores de ventiladores, sopladores, bombas y compresores puede también crear fuerzas vibratorias. En esos casos las fuerzas son el resultado de fuerzas aerodinámicas e hidráulicas desiguales que actúan contra el rotor. Las vibraciones también pueden deberse a elementos rodantes defectuosos, rodamientos defectuosos, aflojamientomecánico, a correas de accionamiento, a problemas de engranaje o a fallas eléctricas.
ROTORES FLEXIBLES
La dificultad del balanceo de rotores muy grandes recae en el hecho de que se flexan a medida que se alcanza la velocidad de servicio. A velocidades bajas (300 -1000 rpm) rotan con deflexión casi nula y se dice que se encuentran rotando en “modo rígido”. Muchos rotores no salen del mismo.
Cuandola velocidad de servicio máxima hace que las fuerzas centrífugas sean importantes, se requieren otras observaciones en el momento del balanceo. Cuando la velocidad de servicio se acerca a la crítica, se tiene las máximas amplitudes y vibraciones. Dependiendo de la velocidad, la flexión del rotor será la del primero o segundo armónico (en el segundo armónico se registran amplitudes menores).
Decualquier manera, los rotores flexibles pueden ser balanceados a velocidades bajas utilizando métodos especiales. Estos rotores se denominan “cuasi rígidos” o clase 2 (los rotores rígidos son clase 1, y los realmente flexibles son clase 3).
ROTORES RIGIDOS
Los rotores de turbinas de reacción son flexibles. Generalmente, los rotores flexibles deben ser balanceados a altas velocidades, sinembargo, los rotores de turbinas de reacción, por ejemplo, pueden ser balanceados a bajas velocidades, utilizando procesos en los que todas las partes rotantes individuales son balanceadas antes del montaje. Luego, los módulos (turbina de baja y compresor, turbina de alta y compresor y ventilador) son balanceados como componentes y finalmente son montados para formar la turbina completa. Los discosindividuales, sellos y demás partes, son normalmente balanceados en máquinas verticales de un solo plano (se prefieren las máquinas verticales porque permiten cargar y descargar las partes más convenientemente)
La norma API 610 7ª Edición describe dos métodos específicos para balancear rotores grandes y con varios módulos y establece que los elementos rotantes, una vez ensamblados, pueden ser...
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