Turbinas De Gas

MÉTODOS DE BALANCEO

Un plano de balanceo
El caso más simple de desbalanceo es el de un disco delgado y uniforme de masa M [kg], simétrico alrededor de su eje de rotación. Cuando una masa pequeña m [grs] se fija al disco a una distancia R [mm] del eje; se dice que el disco está en un estado de desbalanceo y su corrección se puede realizar en un plano.
La fuerza centrífuga F generada por lamasa no compensada cuando el disco rota a una velocidad w. (rad/seg) está dada por:
Fc= m Ac = m (V2 /R) = m/R. w2.R2

Fc = m w2 R [N]

De esta expresión se concluye que el efecto del desbalanceo es:
a) Sincrónico con la velocidad de rotación.
b) Radial en su línea de acción.
c) Cantidad vectorial que posee magnitud y dirección.
d) El resultado de una discrepancia entre las simetríasgeométricas y másicas de un rotor.

De esto concluimos que el procedimiento de balanceo involucra un ajuste en la distribución de masa del rotor de modo que los ejes geométricos y de inercia tiendan a coincidir.

Cuando el ancho del rotor que estamos considerando, no es importante frente al diámetro (a/d < 0,5) podemos asemejar el sistema al del disco delgado.
Existen varios métodos para“contrapesar” y así balancear un rotor.
Los métodos vectoriales son los más precisos, sobre todo si se utiliza el computador como herramienta de cálculo.

El objetivo de este procedimiento es determinar el valor y posición angular del contrapeso que equilibre a la fuerza rotante que produce el desbalanceo.

Para poder realizarlo, se efectuarán dos mediciones de amplitud y fase de la componente de 1xRPMproducida por el desbalanceo.
Una de estas mediciones se realizará en la condición original de desbalanceo y la otra con el agregado de un peso de prueba arbitrario. Posteriormente, el sistema dará un factor de corrección mediante el cual se debe modificar el peso de prueba elegido como también un ángulo de reposicionado del mismo para completar el balanceo.

Para llevar a cabo esteprocedimiento es necesario contar con dos sensores: un sensor acelerómetro conectado a la entrada dispuesta para tal efecto (Sensor 1), (se deberá poner especial atención pues la entrada Sensor 1 es la dispuesta para las mediciones) y un sensor óptico conectado a la entrada Pick Up y cuya orientación coincida con el paso de rotación de una cinta reflectante instalada sobre el eje soporte del rotor abalancear.

1.- Medición sin peso:
Corresponde a la medición de amplitud y fase de la componente de vibración de 1xRPM de la máquina en las condiciones originales de desbalanceo.

Con amplitud y fase de vibración

Metodo de los coeficientes

Balanceo en un plano sin la medición del ángulo de fase de la vibración

Los métodos de balanceo en un plano sin la utilización del ángulo de faserequieren la realización de 4 pruebas o corridas: la primera con el desbalance original (condiciones iniciales) y las tres corridas posteriores con pesos de prueba. Se presentan dos métodos de balanceo sin fase, los cuales serán utilizados en los casos de estudio para validar los resultados obtenidos.

Método analítico
Este algoritmo de cálculo de los pesos de balanceo sin la medición del ángulo defase se
deduce de las fórmulas del balanceo con coeficientes de influencia para un plano [1] Se
toma la lectura de vibración inicial junto con cada una de las otras tres corridas con pesos de prueba, esto generará un coeficiente de influencia para cada peso de prueba y, por lo tanto, un peso de corrección

El valor del peso de balanceo debe ser el mismo para los tres casos en amplitud y enángulo de colocación, puesto que las lecturas se efectuaron sobre el mismo rotor; por lo tanto Wc debe ser solución para los tres conjuntos de
ecuaciones que, mediante manipulaciones matemáticas para eliminar los ángulos de fase de las vibraciones, se pueden expresar de la siguiente manera:

Las tres ecuaciones anteriores tienen la forma de la ecuación de la circunferencia, si se toman...