Balanceo_Dinamico

Nota T´ecnica RB-03.0021
Desbalance del Ventilador de un Intercambiador de Calor
David O. Bukowitz K.
dbukowitz@gmail.com

Resumen

estrobosc´opica digital, con la cual se obtuvo un valor de
590 RPM.

El presente caso muestra los patrones de vibraci´on t´ıpicos
de una m´aquina con desbalance en el rotor, por lo que
se analizan los valores de vibraci´on globales y filtrados,
as´ı como lasgr´aficas de vibraci´on en funci´on del tiempo
y de la frecuencia. Luego de detectar y diagnosticar esta
condici´on, se procede a realizar un balanceo en un plano
mediante el m´etodo de las cuatro corridas, mostrando las
soluciones anal´ıticas y gr´aficas para el mismo.

Los espectros de frecuencias de vibraci´on que se analizan,
corresponden a anchos de bandas bajos, entre 0 y 4 200
RPM (0 a 70 Hz), conmediciones de velocidad, ya que
se desea apreciar claramente el efecto del desbalance de
tal manera de no tomar en cuenta las altas frecuencias de
vibraci´on.

1. An´alisis de Vibraciones
A la m´aquina en cuesti´on (figura 1) se le miden
peri´odicamente los niveles de vibraci´on globales y filtradas mediante el uso de un sensor de velocidad de
vibraci´on montado sobre una base magn´etica, el cualse fija
directamente a la carcasa de la transmisi´on del ventilador.
El punto de medici´on que se analiza corresponde a la
medici´on radial superior en la caja reductora (TAY) tal
y como se muestra en la figura 2. Para determinar la

Figure 2: Ubicaci´on del punto de medici´on
En el espectro de frecuencias de la figura 3, se aprecia una
componente a 590 RPM (9.84 Hz) que corresponde a la
frecuenciade vibraci´on de 1X del ventilador. Este valor es
bastante elevado (15.1 mm/s), lo que indica posiblemente
que existe un desbalance severo en el rotor. Se realiz´o una
medici´on de vibraci´on en la direcci´on axial al rotor del
ventilador, resultando en valores de vibraci´on a 1X muy
bajos, lo que corrobora de cierta manera el diagn´ostico del
desbalance.
En la figura 4 se muestra la gr´afica dela se˜nal en el
dominio del tiempo para el mismo punto anterior, en esta
se aprecia una se˜nal de forma bastante sinusoidal con un
frecuencia que se puede calcular obteniendo el Periodo (T)
entre picos de la onda. Para hacerlo mas exacto, se pueden
tomar varios ciclos, en este caso 5, y obtener un Periodo
promedio:

Figure 1: Vista del ventilador con el sensor de velocidad
Tprom =

velocidad derotaci´on del rotor se utiliz´o una l´ampara
1

T5 − T0
0.633s − 0.126s
=
= 0.1014s (1)
5
5

Figure 3: Espectro de frecuencias en el punto TAY

Figure 4: Se˜nal en funci´on del tiempo, punto TAY

1
1
=
= 9.86Hz
(2)
T
10.14s
Como se puede apreciar, el valor obtenido coincide con la
velocidad de giro del rotor del ventilador y la componente
a 1X de la gr´afica en funci´on de la frecuencia.

unmedidor de vibraci´on, bien sea un sensor s´ısmico o
aceler´ometro.

f=

Como el balanceo requerido para el rotor en cuesti´on
es en un-plano, se decidi´o balancearlo en sitio a la velocidad de operaci´on y utilizando la misma instrumentaci´on y
el m´etodo de cuatro corridas.

Esta frecuencia sincr´onica a 1X y el patr´on sinusoidal
de la se˜nal de onda en las mediciones radiales, junto con
una amplitudmuy baja de vibraci´on en la componente a
1X en la direcci´on axial, son el comportamiento t´ıpico
producidos por un desbalance en el rotor de una m´aquina
rotativa.

El peso de prueba a colocar se obtuvo de la ecuaci´on
(3):
5%P esoCalgrs =

2. Procedimiento para el Balanceo del
Rotor

P esoRotorKg
∗
Rcms

2115
RP M

2

(3)

El procedimiento se inicio colocando un peso de prueba
de 50 grs. alradio de balanceo seleccionado en el aspa
denotada como No. 1 (0o ) de las seis con las que cuenta el
ventilador; midi´endose el valor de vibraci´on, y repiti´endose
el procedimiento colocando el peso de prueba en el aspa
No. 3 (120o ) y No. 5 (240o ) y midiendo los valores de
vibraci´on, que resultaron en los mostrados en la tabla 1.

Ocasionalmente es necesario balancea un rotor donde no es...