El desbalanceo mecánico en elementos rotatorios

CLASIFICACIÓN DE ROTORES

En la mayoría de los casos, el desbalance se caracteriza por la presencia de altos niveles de vibraciones en los planos radiales del rotor, sin excluir la posibilidad de registrar niveles considerables de vibraciones en los planos axiales, dependiendo del tipo de rotos, de la distribución del propio desbalance y de la disposición de los pedestales.
Básicamente, eldesbalance es un problema cuyo origen radica en la distribución no uniforme de la masa del rotor, la cual se traduce en un corrimiento entre el eje central geométrico del rotor, que generalmente coincide con el eje de rotación y el centro de masas del propio rotor.
De manera que la corrección del desbalance se reduce a adicionar o sustraer masa, logrando que la nueva distribución genere fuerzasdinámicas que resulten en equilibrio.
En el caso del balanceo de rotores de alta velocidad o rotores flexibles, éste se torna en extremo complicado y muy peligroso, sobre todo si tales rotores se balancean a baja velocidad.

Las normas internacionales ISO1940-1:1986, 1SO1940-2:1997 e ISO11342:1998 establecen la clasificación para los rotores; siendo agrupados como rígidos o flexibles de acuerdo conel comportamiento dinámico en sus velocidades de operación. Adicionalmente, se establece que si la energía potencial proporcionada a las chumaceras es mayor al 80% de la energía potencial del sistema, el rotor se clasifica como rígido. Si la energía potencial proporcionada a las chumaceras por el sistema es menor del 80%, es decir si el eje consume más del 20% de ésta y además trabaja encima deuna velocidad crítica se considera al rotor como flexible.

ROTORES RÍGIDOS
Pueden ser definidos como aquellos rotores que siendo balanceados en dos planos cualesquiera, no cambiaran su comportamiento dinámico con el incremento de velocidad, aun cuando estos alcancen su máxima velocidad de operación.
El balanceo de rotores rígidos en maquinas de baja velocidad (soft bearings) tendrá que serejecutado, tomando la máxima velocidad de operación de estos, como referencia para el cálculo de desbalance residual.

ROTORES FLEXIBLES
Son aquellos que no satisfacen la definición de los rotores rígidos, debido a que tienden a flexionarse bajo la acción de las fuerzas dinámicas producidas por el desbalance. Tal comportamiento puede ser agravado por los cambios en temperatura y carga que puedentener lugar durante la operación del rotor. Tal es el caso de los rotores de turbinas de vapor y de gas.
Esto hace que sea imprescindible balancear los rotores flexibles en múltiples planos, para lo cual será necesario que durante los trabajos de balanceo, el rotor sea operado en condiciones similares a las de servicio, es decir, por encima –como mínimo- de su primera velocidad critica, debido aque si los contrapesos de corrección no se colocan exactamente en los planos del desbalance, entonces se generan pares de fuerza dinámicas que desbalancearan al rotor una vez que este alcance su velocidad de operación. Por ello, no es raro encontrar un rotor flexible, que habiendo sido balanceado en maquina a baja velocidad y con tolerancias adecuadas, exhiba un comportamiento tal, que loinhabilite para ser operado a altas velocidades.
Po otro lado, el balanceo de rotores flexibles también tendrá que ser ejecutado, en maquinas donde la rigidez de sus apoyos sea similar a la rigidez de los pedestales de la maquina en la que definitivamente operará el rotor balanceado. Tal afirmación excluye drásticamente el uso de maquinas balanceadoras de apoyos flexibles para balancear rotoresflexibles.

TOLERANCIA DE DESBALANCEO
El desbalanceo mecánico en elementos rotatorios (rotor) se ha convertido en un problema importante en el desarrollo de maquinaria moderna, especialmente en donde altas velocidades y la confiabilidad son de extrema importancia.

El desbalanceo mecánico es la fuente de vibración más común en sistemas con elementos rotativos, todo rotor mantiene un nivel de...