Metodos De Balanceo De Masas Rotativas

UNIDAD IV.- BALANCEO DE ROTORES



El balanceo es la técnica de eliminar o controlar las fuerzas de inercia indeseables en las máquinas. Se tienen dos tipos de balanceo:

a).- De masas rotatorias
b).- De masas reciprocantes


4.1.- Conceptos de desbalance, rotor rígido y rotor flexible.
El desbalance es la causa más común de vibración. A menudo se define sencillamente como unadistribución desigual del peso de un rotor alrededor de su centro de rotación; esto es, la condición donde el centro de masas del rotor no coincide con su eje de rotación. Según la Organización Internacional de Normalización, el desbalance es la condición que existe en un rotor cuando una fuerza o movimiento vibratorio es impartido a sus rodamientos como resultado de las fuerzas centrífugas.

Lacantidad de la fuerza creada por el desbalance dependerá de la velocidad de rotación y la cantidad del desbalance. En la siguiente figura se representa una pieza que tiene un desbalance representado por un punto pesado ([pic]) ubicado a una distancia radial ([pic]) con respecto a la línea central.

[pic]


Tomando en cuenta el peso de desbalance, el radio y la velocidad de rotación de la máquina,podemos determinar la fuerza del desbalance a partir de las siguientes expresiones:

Sistema inglés:

[pic] --------------- (4.1)

en donde [pic]= fuerza en lb
[pic]= peso en onzas
[pic]= radio en pulgadas




Sistema métrico:

[pic] ---------------- (4.2)

en donde [pic]= fuerza en [pic]
[pic]= peso en [pic][pic] = radio en cm


A partir de lo anterior, podemos observar que un peso de desbalance muy pequeño puede crear fuerzas vibratorias muy elevadas y a menudo destructivas, por lo que es necesario corregir este problema. Otra razón por la cual es necesario corregir el desbalance en una máquina, es que la vibración no deseada puede dar como resultado productos de mala calidad,especialmente de máquinas herramientas. Por ejemplo un desbalance de poca cantidad en una rectificadora puede ocasionar marcas de la piedra sobre la pieza trabajada o rugosidades en la superficie de la misma.

Las condiciones de desbalance se identifican fácilmente gracias aciertas características de vibración, tales como vibración a [pic] de la pieza desbalanceada, amplitudes de vibracióngeneralmente más altas en sentido radial, y las lecturas de fase estables.

4.1.1.- Causas del desbalance.
Entre las causas más comunes se tienen:

a).- Tolerancias de manufactura
b).- Distorsión durante la operación
c).- Falta de homogeneidad del material
d).- Incapacidad para controlar la simetría en el ensamble


4.1.2.- Rotor rígido y rotor flexible.
Que un rotor sea clasificado como rígido oflexible depende de la relación entre la velocidad de rotación ([pic]) y su frecuencia natural. Cuando la frecuencia natural de algún rotor es igual a la velocidad de rotación se verifica un estado de resonancia. A la velocidad de rotación a la cual el rotor entra en resonancia se le conoce como “velocidad crítica”.

Cuando las vibraciones originadas por la deformación elástica del rotor sondespreciables comparadas con las vibraciones del rotor como cuerpo rígido, el rotor se denomina “rotor rígido”.

Como una regla general se considera que si la velocidad de rotación tiene una frecuencia inferior al 70% de su frecuencia natural, el rotor puede ser considerado como rígido.

Cuando un rotor funciona por arriba del 70% de su velocidad crítica es posible que se venza o flexione debidoa las fuerzas de desbalance, y se le define como “rotor flexible”.




4.1.3.- Tipos de desbalance.
La norma ISO 1925 clasifica el desbalance según la distribución de masas en:

a).- Estático
b).- De par
c).- Cuasi-estático
d).- Dinámico


Desbalance estático.
En este caso el eje principal de inercia es paralelo al eje de rotación, de acuerdo con la siguiente figura:
[pic]...