Guía de Balanceo - SCHENCK Venezuela

Transcripción

NEMOGRAMA 1R
BASADO EN ISO 1940 AND ANSI S2.19 - 1975
www.schenck-rotec.com.ve
Tolerancia Recomendada
en kg mm
en g mm
Max. Velocidad de
Operación del rotor (RPM)
10.000
GRADO DE CALIDAD
G-16 mm/s
.02
.05
• Eje de impulsores (Hélices, Cardanes) con
5.000
•
•
•
•
.1
requerimientos especiales.
Partes de Trituradores.
Maquinaria Agrícola
Componentes Individuales de Motores
(Diesel, Gasolina) para autos, camiones y
locomotoras.
Cigüeñales de máquinaria con 6 o mas
cilíndros para requerimientos especiales
.2
.5
1
2.000
2
5
10
1.000
500
20
Ejemplo: 450kg con una velocidad de
operación de 1.200RPM en un grado de
Calidad G-16 mm/s, Tiene un desbalance
permisible estático de 57 kg mm por plano en
el caso de que su centro de gravedad se
encuentre en la mitad entre los dos planos
50
100
200
500
200
Nota 1: Para rotores tipo Discos,
se recomienta los valores solo
para un plano. Para rotores
rígidos con 2 planos de
corrección se recomienda utilizar
la mitad del valor por plano
Nota 2: Para mayor información,
ver la documentación ISO o ANSI
100
1000
1
GRADO DE CALIDAD
G-40 mm/s
2
5
1
• Ruedas de autos, Rines
• Cigüeñales de montaje
elástico de motores de 4
tiempos (Diesel, gasolina) o
mas cilíndros
• Cigüeñales de motores de
autos, camiones o
locomotoras.
2
5
10
20
5
10
50
20
100
50
100
200
200
500
1000
500
1000
2000
2000
5000
10000
16
1
2
5000
20000
1 g.in = 0.353 oz.in = 25.4 g mm
1 oz.in = 28.35 g.in =720 g mm
.5
2000
10000
Peso del Rotor
en kg
en g
5000
20000
40
100000
10000
NEMOGRAMA 2R
en kg mm
en g mm
Max. Velocidad de
100.000
50.000
20.000
10.000
GRADO DE CALIDAD .05
G-2.5 mm/s
.1
.2
· Turbinas y turbinas de vapor, incluidas las
turbinas principales (marina mercante)
· Rotores rígidos Turbo-Generador
· Compresores Turbo
· Máquina herramienta unidades
· Medianas y grandes armazones eléctrica
con requisitos especiales
· Pequeña eléctrica armaduras
· Turbina - bombas impulsadas.
.5
1
Ejemplo: 12000 kg rotor con velocidad de
1800 RPM en la calidad del grado G-2.5
dispone de un desbalance estatico permisible
de 159 kg mm que resulta 79,5 kg mm por
plano de apoyo si el centro de gravedad se
encuentra en la mitad entre los dos planos
del cojinete.
2
5
10
5.000
20
50
2.000
100
200
1.000
500
1000
500
200
1
2
200
5
1
2
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
5
Componentes de máquinas de proceso
Turbinas principales (Marina Mercante)
Tambores centrífugos
Ventiladores
Ensambles aeronáuticos
Rotores de turbinas
Poleas
Impellers de bombas
Armaduras eléctricas
Componentes individuales de máquinarias con
10
20
50
100
200
500
1 g.in = 0.353 oz.in = 25.4 g mm
1 oz.in = 28.35 g.in =720 g mm
2000
5000
10000
1000
2000
5000
5000
10000
2.5
500
1000
20000
20000
100
100
GRADO DE CALIDAD
G-6.3 mm/s
2000
10000
Peso del Rotor
en kg
en g
20000
50000
100000
100000
6.3
NEMOGRAMA 3R
en kg mm
en g mm
Max. Velocidad de
100.000
50.000
GRADO DE CALIDAD
.005
G-0.4 mm/s
.01
• Husillos
• Discos
• Giroscopios
.02
.05
.1
20.000
.2
10.000
.5
1
5.000
2
5
2.000
1.000
500
10
20
50
100
200
500
200
1000
2000
100
0.4
1 g.in = 0.353 oz.in = 25.4 g mm
1 oz.in = 28.35 g.in =720 g mm
Peso del Rotor
en kg
en g
GRADO DE CALIDAD
G-1 mm/s
.01
.02
.05
• Motores de grabadoras y fonográficos.
• Motores de Cepilladoras.
• Pequeñas armaduras eléctricas con
.1
.15
.2
.1
.3
.2
.4
.5
.6
.5
1
2
5
10
20
Ejemplo: Un rotor de 1 kg con
50 una velocidad operativa de
3500RPM con grado de calidad
G-1 mm / s, se obtiene un
100
desbalance estático permisible
de 2,73 g mm, que es de 1,36 g
200 mm por plano, en el caso de
que su centro de gravedad se
encuentre en la mitad de los
500 dos planos del cojinete.
1000
.8
.1
1.5
2
3
4
5
6
8
10
15
20
30
40
2000
50
60
5000
80
100000
1
100
1
| Herbert Kruger C.A.
Información Requerida para el Balanceo
Ayuda para el diseño y la producción
El diseño de la máquina a menudo tiene la tarea de especificar el desequilibrio máximo admisible de los
componentes giratorios. En otras palabras, tiene que indicar a qué calidad de un componente de rotación que debe ser
equilibrado. En este sentido se puede aplicar la norma ISO 1940 del documento [1], que contiene normas de evaluación
de la calidad del equilibrado de los rotores más comunes. Esta directriz se refiere solamente a los rotores rígidos, es decir,
a los rotores que, a su velocidad de funcionamiento, sólo se deforman de manera desdeñable bajo la influencia de la
fuerza centrífuga.
Cabe destacar que la norma ISO 1940
no es un documento normativo y de
ninguna manera una aceptación de
normas.
Su tarea principal es clasificar.
También sirve para mejorar la
comprensión entre el personal técnico.
Los tres últimos capítulos del
Documento
son
de
particular
importancia para el uso diario en el
balanceo. Ellos son:
•
•
•
Fuentes de error en el equilibrio.
Datos, dibujos o esquemas.
Grado de calidad de balanceo y
el tipo de rotor.
Estos capítulos tratan de cuestiones
que se repiten con frecuencia en la
práctica:
•
•
•
¿Con qué precisión debe ser un
rotor equilibrado?
¿Qué datos deben figurar en los
planos correspondientes?
¿Qué instrucciones se dan al
usuario de la máquina de
equilibrio?
Los datos que figuran en el
dibujo, naturalmente, debe ser
tan claro que el Departamento de
Producción puede llevar a cabo
las operaciones de equilibrio sin
tener que volver a por más
instrucciones del diseñador.
Además, como en todos los
procesos
de
fabricación
mecánica, la elección de la
calidad de balanceo debe
hacerse de tal forma que, por
una parte, el rotor está
equilibrado con una precisión
suficiente, por otro lado sin
embargo, no a un costo
excesivo, es decir, una precisión
innecesaria equilibrio.
El balanceo no solo consiste en
la
compensación
de
un
desequilibrio, también hay que
tomar en consideración que cada
vez que se realice un servicio de
balanceo se acorta la vida útil del
rotor debido a la modificación de
estructura física.
¿Cómo puede el resultado del proceso
de equilibrio se controlarán de forma
sencilla?
2
Grado de Calidad de Balanceo Acorde a la Norma ISO 1940
En el curso de muchos años, la experiencia operativa llevó a la creación de diez grados de equilibrar la calidad de
los componentes rotatorios. La información del documento contiene, en forma de una tabla, para la elección de los grados
de calidad para todos los rotores normal de las máquinas y las instalaciones. A modo de ejemplo, el grado de calidad G 40
se propone para las ruedas de los automóviles. El grado G 16 se ha escogido para cada componente de los motores de
vehículos, 6,3 G para los ventiladores y para las armaduras de motores eléctricos, y 2,5 G de turboblowers (ver [1]).
Para explicar la designación grados de calidad se debe mencionar
que para rotores de discos planos, el valor numérico proporciona
una inmediata y lo permisible "velocidad circular del centro de
, En el caso de un rotor con forma de disco de la
gravedad"
calidad del grado G 6.3, p ej., este valor, es decir, el producto del
desbalance "se refiere a la masa del rotor" (o desequilibrio
específico), y la velocidad angular , debería no exceder del valor
6,3 mm / s.
En el caso de cuerpos cilíndricos que normalmente deben ser
corregidas en dos planos, la designación de grado de calidad
también puede ser aplicada. En este caso, es el desplazamiento
del centro de gravedad en el peor de los casos, es decir, cuando
el desequilibrio en los dos planos se encuentra en la misma
dirección.
Una exacta medición absoluta para la calidad de la corrección
de la masa del rotor es el desbalance residual presente en el.
El dibujo de un componente no se obtiene la velocidad circular
pero el desequilibrio residual admisible
en
gmm. Aquí es la masa del rotor; el desequilibrio específico se
obtiene de la figura 4 de la norma ISO 1940 del documento, que
se da a continuación como la figura 1. De este esquema se
obtiene el valor de e para la calidad o los grados G en relación
con la velocidad de operación .
Un ejemplo práctico puede usarse para ilustrarlo. Un motor
eléctrico con una masa
y una velocidad operacional de
. Desde el grafico n se traza una perpendicular al eje
hasta G 6.3, en este punto de intersección se encontrara con una
perpendicular en el eje Y el desbalance residual permisible.
De esta manera se obtiene que:
Fig.1: Grados de Calidad de Balanceo de Rotores Rígidos
(Fig.4 Documentos ISO 1940)
3
Información, Planos e Instrucciones para el Operador de la Máquina de Balanceo
En la figura 3 muestra esquemáticamente los datos requeridos para el proceso de balanceo para un simple rotor.
Este contiene la posición de los planos de corrección como también la posición de los cojinetes en la máquina horizontal
de balanceo. Si es posible, es deseable utilizar las distancias respectivas operativas de los cojinetes del rotor.
En algunos casos también hay que indicar si un rotor es al ser
equilibrada, con o sin clave o con una clave de medio o con otras
partes ensambladas. En este sentido, las diferentes prácticas
existentes en las diversas ramas de la industria.
Además de las distancias entre los cojinetes y planos de corrección,
el dibujo también debería por lo tanto contienen información sobre lo
siguiente:
•
•
•
Componentes a ser equilibrado, junto con el rotor.
El tipo de corrección de desequilibrio.
Masa de desequilibrio admisible para cada plano de
corrección en un determinado radio de corrección
(tolerancia).
Un ejemplo práctico de los datos bajo la figura 3, que menciona todos
los puntos en relación con el ejemplo del motor eléctrico.
Nota: a) Es la instrucción del trabajo general. Esta información puede
ser complementada por los datos relativos equilibrio entre la
velocidad, la condición de fabricación, y la corrección máxima
admisible de desequilibrio, por ejemplo, la profundidad de perforación
máxima.
Cabe destacar que la operación de una máquina de balanceo
moderna lleva a cabo la medición y corrección de trabajos sin ningún
conocimiento teórico. En el caso de los equipos de medición muestra
en la figura 2, el operador introduce los datos de ajuste con la ayuda
de las teclas, o lo llama desde un archivo de datos.
Desequilibrio se muestra automáticamente, en gran número, ya sea
en las regiones polares o en forma de componentes.
Fig. 2: Motor eléctrico en una máquina Pasio con tracción de correa
Para la instrumentación de medición se muestra en la Fig. 4 de que
se limita a establecer en las escalas del instrumento de medida de la
distancia de los dos planos de corrección de los demás y del cojinete,
así como la corrección de dos radios. En el caso del instrumento se
muestra en la Fig. 4, los valores de desequilibrio son entonces leer
por separado para cada plano de corrección en un contador de
vector, tanto la cantidad de masa de desequilibrio en unidades de
peso o de desequilibrio, así como su posición angular está dada.
a)
Posición de cojinetes con respecto al rotor
b)
Planos de corrección de desbalance
c)
Distancias del rotor (rotor simétrico)
d)
Fig. 3: Datos del rotor a balancear
Radios de corrección de desbalance
4
Chequeo del Desbalance Residual
La calidad de equilibrio logrado por lo
general se puede comprobar con suficiente
precisión mediante la aplicación al rotor
equilibrado en los dos planos de corrección
desequilibrio admisible la masa en forma de
plastilina o algo similar y luego leer la
indicación del instrumento durante una
campaña de medición de más.
Si la indicación producida por la plastilina
aplicada es mayor que la indicación sin ella,
entonces la calidad necesario equilibrio se ha
alcanzado. Si es más pequeño que el rotor
debe someterse a nueva ponderación.
Este proceso de comprobación se
supone que la máquina está funcionando
perfectamente equilibrada. Que la máquina
tiene la suficiente sensibilidad de la
indicación, y que no existen problemas
causados por la unidad.
En el caso de tener tracción con eje
articulado
(cardán),
es
especialmente
recomendable que una carrera de verificación
se llevará a cabo después de que el rotor se
ha girado en 180 ° en relación con la unidad.
Si las masas de verificación aplicados no
tienen efecto reconocible sobre la indicación
instrumento entonces la sensibilidad de la
indicación de la máquina no es suficiente
para la precisión requerida.
Al realizar el procedimiento de volteo de
180°, siguiendo el protocolo de configuración
de la máquina, el equipo omitirá el
desbalance que puede influir al rotor, de
manera que este solo medirá las vibraciones
o el desbalance particular del rotor a
balancear.
Fig. 5: vista frontal de equipo de medición CAB 920 con lecturas de desbalance dentro de tolerancias
Fig. 6: Ejemplo del desbalance residual aceptable y excesivo
Referencias literarias:
[1] Documentos Iso 1940: Grados de Calidad de Balanceo de Cuerpos Rígidos
Richard Kruger
Email: [email protected]
Para mayor información de nuestros productos y servicios contáctenos…
5
www.schenck‐rotec.com.ve 1 | Herbert Kruger C.A. www.schenck‐rotec.com.ve Medición y Evaluación de Vibraciones
1. Introducción
El propósito de equilibrar un rotor es llevar la frecuencia de rotación teniendo reacciones dentro de los límites
señalados. Para el propio rotor de la norma ISO 1940 (1) contiene una guía para la calidad de equilibrio que debe
alcanzarse. El éxito de equilibrio, sin embargo, sólo se hace evidente en la máquina completamente armada, aunque a su
funcionamiento no depende sólo de la calidad del equilibrado del rotor.
Sin embargo, es no sólo rotores
desequilibrados que causan vibraciones.
Rodamientos
elemento,
correas,
engranajes y muchos otros componentes
pueden producir vibraciones mecánicas.
En principio, cualquier componente de la
máquina
en
movimiento
excita
vibraciones, dado que una máquina en
funcionamiento produce una multiplicidad
de las vibraciones individuales, es decir,
una mezcla de vibraciones.
Vibraciones de la máquina llevar
a alteraciones y daños si superan cierta
magnitud. Aumentan el desgaste de los
cojinetes y otras piezas de la máquina
sensible. La fatiga puede aparecer grietas
en las juntas soldadas, los tornillos y la
estructura de soporte y las articulaciones
de todo tipo (tornillos, así como ajustes
por interferencia) pueden aflojarse. En el
caso de las máquinas herramientas de la
calidad del componente que se producen
se reduce.
Las vibraciones de la máquina a
menudo tienen un efecto indeseable
sobre el medio ambiente y también sobre
el personal operativo. Con el fin de poder
evaluar el comportamiento de vibración
de una máquina de la intensidad de
vibración primero se debe medir. Estas
mediciones sin embargo, sólo producen
resultados objetivos y útiles que todos los
datos que figuran en la directiva VDI 2056
"Estándares
para
la
evaluación
Vibraciones Mecánicas en Máquinas" se
tienen en cuenta. Los puntos más
importantes de esta directriz se explican
a continuación.
2 | Herbert Kruger C.A. www.schenck‐rotec.com.ve Medición y Evaluación de Vibraciones
2. Parámetros de medición
El parámetro utilizado para la medición de las vibraciones mecánicas de las máquinas que hoy es casi siempre el
valor "efectiva de velocidad de vibración
. Este valor se calcula a partir del producto de las dos magnitudes
características de la vibración armónica es decir, la amplitud del desplazamiento vibratorio ŝ y la frecuencia
ŝ
√
La frecuencia está definida como:
ó
(f=frecuencia en 1/s; n=velocidad rotacional 1/min).
Si sólo se produce una vibración única en una máquina
a continuación, la evaluación del comportamiento
vibracional y la carga de vibración se pueden hacer uso
de la cantidad anterior. Pero, como ya se ha
mencionado, a menudo se puede esperar que las
mezclas de vibración que consisten en varios
componentes vibraciones con frecuencias 1, 2,…
y las amplitudes de desplazamiento correspondiente,
ŝ1, ŝ2... ŝn. Con el fin de obtener una visión global del
efecto de las vibraciones de componentes diferentes,
que pueden resumirse en una suma de valor de la
siguiente manera:
ŝ1
1
ŝ2
2
ŝn
n
Esta magnitud, que se le denomina como “velocidad
efectiva”, se puede medir de una simple manera.
El equipo de medición especialmente desarrollado para
este propósito consiste en un sensor y un instrumento
de medición electrónico (Fig.1).
Fig. 1: SmartBalancer 2 Equipo de medición y análisis de vibraciones
3 Lleva a cabo el cálculo mencionado anteriormente de
forma totalmente automática, de modo que el operador
tiene la única tarea de la aplicación del sensor a la
máquina durante la prueba y de la lectura de la
velocidad efectiva directamente en mm/s (Fig. 1).
| Herbert Kruger C.A. www.schenck‐rotec.com.ve Medición y Evaluación de Vibraciones
3. Detalles de la medición
En directiva VDI 2056 del supuesto básico de que se haga que
la máquina que se investigue está en un estado completamente
ensamblado. Durante la medición, o bien se puede configurar como en el
funcionamiento normal o se puede montar en soportes especiales de
primavera, o incluso puede ser colgado de esos montes. Las máquinas
más grandes tales como generadores y turbinas son casi siempre se
establece en la forma de funcionamiento. Sin embargo, si se requiere
para medir las vibraciones mecánicas de los elementos más pequeños,
tales como motores eléctricos, calefacción ventiladores etc, que se
producen en la producción en serie y tienen que ser comprobados en el
contexto de una prueba de la producción final, entonces se recomienda
que deberían ser suspendidos de muelles helicoidales blandos o
montados sobre monturas de hule. La frecuencia natural de la
suspensión o del montaje debe ser inferior a 1 / 4 de la velocidad mínima
de funcionamiento del elemento bajo prueba.
4. Evaluaciones estándares
Mirado por sí sola, la intensidad de vibración no hace que la
evaluación sea posible. Sólo por el uso de los valores obtenidos con la
experiencia anterior no la evaluación real de la vibración se hacen posibles.
VDl Orientación 2056 ha definido niveles de tolerancia de un total de cuatro
grupos de máquinas. Al comparar la intensidad de vibración medida con los
valores de tolerancia, en la Orientación VDl, uno puede fácilmente determina
si el comportamiento vibratorio de la máquina objeto de la investigación
puede ser descrita como "buena", "aceptable", "apenas aceptable" o "no
aceptable" (Fig. 4).
En conclusión, debe hacerse referencia a la norma DIN 45665 (3), que
establece los valores límite y las especiales normas de evaluación de los
motores eléctricos y generadores.
En cuanto a la medición de localidades se refiere, la Directriz
recomienda que en general los puntos de apoyo de la máquina deban
ser elegidos. Las mediciones deben llevarse a cabo en el horizontal, el
vertical y la dirección axial.
En fin, sin embargo, para reducir el costo a un valor razonable,
un menor número de puntos de medición se podrán establecer, sobre
todo en el caso de las investigaciones de serie (Fig. 3). De los resultados
obtenidos en los distintos puntos, sólo el mayor valor debe utilizarse para
la evaluación adicional. Esto se designa como la intensidad de
vibración".
Fig. 4 Limites de vibraciones en la evaluación de máquinas (Según la Tabla 2 de la Pauta VDI 2056)
Referencias Literarias:
[1) ISO Standar 1940. Balance quailly 01
rotating rigid bodies
[2)
VOl-Guideline
2056:
Evaluation
Standards lor Mechanical Vibrations of
Machines. Published by VOI-Fachgnuppe
Schwingungstechnik, Beuth-Vertrieb Berlin
und Kaln, Oct 1964.
[3) DIN Standard 45665: Vibration Severity of
Rotating Electrical Machinery of Size 80
10315. Beutl1-Vortricb Berlin und Kaln. July
1968.
Fig.3: Al determinar la intensidad de vibración de las máquinas
eléctricas, las mediciones deberán efectuarse preferentemente en las
posiciones 1 a 4. La unidad de prueba debe, por ejemplo,
ser colgado en un resorte helicoidal para dar una frecuencia natural baja.
(Otros detalles se ven dados en la norma DIN 45 665 Standard (31).
141 K. Fede",. Practical Values, Guidelines
and Oualily Standards for the Evaluation of
Machine Vibralions. " Konslruktion", 10
Jahrgang (1958), No 8, p 289-298.
Illustrations:
1, 2 and 3: Schenck Rotec
4 Herbert Kruger C.A.
Detalles y conexiones están descrito
bajo los siguientes artículos:
(1) "Vibration Analysis" by Oipl.-Ing. O.
Jakubaschke VOI-ZeitschriH Bd. 106 (1964)
No 15, p 635/40
(2) "Wattmeter Measunng Inslruments lor
Vibration Testing of Vehicles" by Ing. (grad.)
U. Olsen, " Automobillechnische Zeitschrift"
71 Jahrg., No 3/1969.
(3) "Frequency Selective Vibration
Measurement on RotatIng Parts for Vibration
Monitoring, Vibration Analysis, and
Balancing" by Dr. Ing. G. Hackstein, VOIBerichle,
No 144, 1970. [4) "If Vibrations are
Troublesome . " by Ing. (grad.) U. Olsen,
"elektrische Ausrlistung" No 4/1970 .
(5) "Wattmeter Instruments for Vibration
Research on Vehicles" by Ing.(grad .)
U.Olsen, "INGENIEURS et TECHNICIENS",
No 242, 5/ 1970.
Richard Kruger
[email protected]
4 | Herbert Kruger C.A. www.schenck-rotec.com.ve
1
FUNDAMENTOS PARA EL BALANCEO DE ROTORES SIN EJE PROPIO
1. Introducción
Este folleto se refiere a la ponderación de diferentes rotores que no tienen sus propios cojinetes
o ejes. Estos rotores son principalmente en forma de disco [figura 1 (A)], pero también puede ser en
forma cilíndrica [figura 1 (B)]. Dependiendo de su forma y sobre la aplicación concreta para los que
están destinados, son equilibradas, ya sea en un plano [figura 2 (A)] o en dos planos [figura 2 (A-B)].
Figura 1: (A):Rotor de disco estrecho; (B): Rotor cilíndrico
Figura 2: (A):Balanceo en un plano; (A-B): Balanceo en dos planos
Dado que no tienen una superficie de corrección común, presentan problemas especiales de
balanceo. Con el fin de equilibrarlas, o bien deberá estar equipado con un mandril o la máquina debe
estar equipado con accesorios especiales.
2
2. Desequilibrio del Mandril
Lo mismo se aplica si el uso de accesorios de
fijación, auxiliares o de los mandriles. Deben ser Equilibrio utilizando un dispositivo de sujeción
(También se llama un dispositivo de montaje)
manufacturados de manera muy precisa.
¿Por qué?
En la fabricación de un rotor que es casi imposible
evitar la distribución de la masa no es uniforme. Un
mandril es también un rotor. Si un balanceo, por
ejemplo, un ventilador en un mandril no se corrige,
entonces el ventilador es sólo dará una apariencia
balanceada. Durante el equilibrio que forma una
unidad con el mandril. Cuando se separan de
nuevo entonces el desequilibrio causado por el
mandril y corregidos en el ventilador aparece en la
segunda como la distribución masiva no uniforme.
Por esta razón, el mandril debe ser muy precisa
equilibrada. Su desequilibrio residual que se
refiere a los planos de corrección del rotor debe
ser inferior al 10% del desequilibrio del rotor
admisible.
Tiene lugar principalmente
en la producción del
balanceo. Con este fin
máquinas
de
balanceo
verticales se utilizan. La
ventaja de los trabajos de
montaje
vertical
se
encuentra en el manejo
más simple. Además, estas
máquinas se pueden adaptar de forma óptima al
flujo de trabajo mediante el uso de equipo
adecuado trabajos de carga, accesorios de fijación
servo asistido, así como módulos de corrección.
Equilibrio en mandriles
Desde
un
mandril
en
general,
pesa
aproximadamente 10% del rotor o menos, los
desequilibrios admisibles residual (en gmm / kg) son
aproximadamente iguales. Por otra parte, es
importante tener en cuenta las chavetas. Puesto que
el eje original es sobre todo equilibrado con la
chaveta completa en el caso de los motores
estándar, este es siempre el caso - (ver DIN 45665),
el mandril también debe ser equilibrado con una
llave completa.
Es ventajoso si
los rotores para
ser balanceados
en gran medida
sean de tamaño
y
peso
muy
diferente, debido
a los esfuerzos
de montaje, este
método requiere
mucho tiempo.
En otros casos, por ejemplo, por medio de
acoplamientos elásticos eje de los rotores, el mandril
deben ser equilibrados con media chaveta del eje
original también está equilibrada con una clave de
medio a fin de mantener los momentos internos de
flexión al mínimo.
Por otra parte, permite el equilibrio en las máquinas
equilibradoras horizontales. Estas máquinas
pueden llevar cargas muy pesadas y tienen una
aplicación universal
3
3. Desplazamiento paralelo del rotor en una dirección radial
Si existe una excentricidad entre la ubicación del rotor y
el eje del eje del mandril, entonces no es posible de llevar a
cabo el balanceo perfecto del un rotor en este mandril sin
nuevas medidas.
Un rotor (véase el gráfico 5) de masa
montado en un
mandril con un excentricidad causa un desequilibrio
(ecuación 1). Esto está mal corregido mediante la aplicación de
una masa opuesta a la corrección de radio (ecuación 2). Si
es en kg y en µm entonces, se obtiene el desequilibrio en
gmm. En la transposición de la ecuación 2, se obtiene la
ecuación 3. La excentricidad en µm corresponde, por tanto, el
desbalance que se refiere al peso del rotor (desequilibrio
específico) en gmm / kg.
A fin de mantener la excentricidad a lo más pequeño
posible un valor, es absolutamente necesario dar vuelta aplicar
el mandril en una sola configuración. Con el fin de evitar un
desgaste prematuro y por lo tanto, nuevas fuentes de error,
tanto en la ubicación del rotor y rodamientos deben ser
endurecidos. Mandriles fabricados de esta manera es suficiente
para los requisitos de exactitud normal.
Figura 5: Efecto de la
excentricidad del mandril en
el rotor
Si por ejemplo un desequilibrio específico de 40 gmm / kg =
40 µm se requiere, entonces una excentricidad en el mandril
de 4 µm no causará ningún problema. También es posible
determinar la excentricidad en el mandril con un indicador de
línea y que le reste del desequilibrio residual admisible (para
simplificar, sin tener en cuenta la posición angular).
Ejemplo:
= 6 µm
Requerido = 20gmm/kg calidad del equilibrado;
Desbalance Perm. Resd. Espcf.=20–6=14 gmm / kg.
Para balanceo de 2 planos: Por plano = 7 gmm / kg.
Incluso con los costes de fabricación excepcionalmente
elevada que generalmente sólo se plantea la cuestión de la
producción de piezas individuales, no es posible mantener la
excentricidad del mandril a menos de 1 a 2 µm. En la
producción normal, incluso muy preciso mandriles se
generará un error excentricidad de 5 a 10 µm, al menos
después de haber sido utilizada durante mucho tiempo. Si las
precisiones de equilibrio se requieren menos de este valor,
entonces es posible determinar la cantidad y la posición
angular de la excentricidad mandril y para tener esto en
cuenta durante el equilibrio.
En la práctica, un nuevo desplazamiento paralelo del rotor
está conectado con el juego entre su diámetro y el mandril, el
rotor de ser desplazados radialmente por un máximo de la
mitad de la liquidación. En el peor de los casos es aditivo a la
excentricidad del mandril.
Ejemplo:
Excentricidad = 10 µm;
Juego S= 14 µm, el error de excentricidad total posible
Escuchar debido a la tolerancia puede, como es bien sabido,
evitarse mediante el uso de asientos cónicos o de los
controles de bloqueo cero accesorios tales como la
ampliación de mandriles o pinzas (como se usa sobre todo en
las máquinas de balanceo verticales).
4
4. Inclinación del rotor
Si un rotor se inclina en el eje z de rotación debido a la superficie
de sujeción del mandril tiene un error de resaca (figura 6) o porque
el mandril se dobla, o durante la rotación de un momento debido a
la fuerza centrífuga (ecuación 4) se puede producir.
Si un rotor con forma de disco está equilibrado sobre un mandril
que tal error de barrido, y si en consecuencia, el momento debido a
la fuerza centrífuga se compensa mediante la aplicación de la
corrección masas en dos planos separados por distancia ,
entonces un desequilibrio dinámico (ecuación 5) se ha construido
en ese rotor. Mediante la transformación de esta ecuación se
obtiene la ecuación 6. Suponiendo que el ángulo y por el cual el
rotor se inclina a su eje y es pequeño, y luego se obtiene una
expresión para el desbalance de pareja:
2
(En el caso Iy y Iz en kg/m y
(7)
es en radianes).
Si una sustitución de los momentos de inercia
Y
En la ecuación 7, se obtiene el desequilibrio pareja como
(8)
Para demostrar esto con un ejemplo, uno puede sustituir los
valores dados en la figura 7 en la ecuación 8. Se obtiene un par de
. Este desequilibrio pareja ha sido
desequilibrio
"Balanceada" en el rotor. De la ecuación 6 se obtiene con una
un
distancia entre planos de corrección de
en cada lado.
desequilibrio de
En este ejemplo el error de resaca está exagerado, pero incluso
con un ángulo reducido en un factor de 40 el par de desequilibrios
cada uno. Este sería el caso, por
todavía ascendería a
ejemplo, si la cara de montaje de la brida sobre el mandril tiene un
en un radio de
. Referido a un
error de resaca de
rotor este sistema implicaría producir un
peso de
desequilibrio específica de aproximadamente
por
plano.
5
Figura 6: Efecto del error de resaca en la superficie de
montaje del mandril.
Inclinación del rotor (cont.)
La Norma VDI 2060 (1), sin embargo
recomienda que un volante de inercia (6,3 G
equilibrar la calidad, velocidad de operación
1500 rev / min) deben ser equilibrados en
cada
plano
de
corrección
de
aproximadamente 20 gmm / kg.
Como muestra este ejemplo, el error de
resaca de la ubicación de montaje es muy
importante. La opinión generalizada de que
en el caso de los rotores de equilibrio muy
estrecho solo plano general, es suficiente, es
decir, la corrección del desequilibrio pareja no
es necesario, por lo tanto contradice, que se
muestra aquí que el 2-plano de equilibrio del
rotor completo es especialmente necesario
cuando es imposible de lograr lo
suficientemente pequeños errores de resaca
en la cara de montaje del eje original.
De la ecuación 7 se puede observar que para
un ángulo de inclinación constante el
desequilibrio pareja disminuye a medida que
disminuye la diferencia
. Si
entonces el rotor puede inclinarse en
cualquier ángulo, sin producir un par
Desequilibrio. Esto ocurre si R, rand h tienen
una cierta relación entre sí: es decir, si
(8)
Figura 7: Desbalance de pareja debido a la inclinación de rotor.
Se puede ver que un error de resaca tiene un efecto peor en el caso de los discos estrechos que en el caso de las
de ancho, en determinadas circunstancias, por lo tanto, es menos importante para llevar a cabo un balanceo
dinámico en un disco ancho de lo que está en un criterio de disco estrecho. Esto, sin embargo sólo se aplica en el
caso de los cuerpos en forma de disco y no rotores cilíndricos, para la cual
es considerablemente menor que .
Si un rotor en forma de disco es muy amplio, debido a su diseño o de fabricación, contiene un balance de pareja
que no puede dejarse de lado, entonces, naturalmente, debe ser equilibrado en dos planos. Por otra parte, en el
caso de un disco muy estrecho, se puede prescindir de un balanceo dinámico si los errores run-out se mantienen
suficientemente pequeños. Los errores mencionados del mandril pueden ser, en gran parte eliminado por medio del
balanceo contrario. Ya que este método requiere, sin embargo de un ensamble y etapas de balanceo adicionales,
sólo debería utilizarse en casos donde se necesita una precisión elevada. Nos ocuparemos de este tema por
separado.
6
5. Balanceando por 180° indexado
Mandril de sujeción y los accesorios de fijación: errores tales como la
excentricidad, axial de run-out, el desbalance y el juego radial están
"equilibrados” en el rotor durante una operación de equilibrio. Un rotor
equilibrado sobre un mandril que tiene este tipo de errores es sólo en
apariencia balanceada. Cuando se separa el rotor del mandril la
corrección masiva llevada a cabo en el rotor de compensación de los
errores en el mandril aparece como desequilibrios en el rotor.
En la práctica, el balance de 180 ° de indexación se realiza de la
siguiente manera:
Un mandril tiene un desequilibrio de , y el rotor un desequilibrio
.
La unidad de medida indica la suma vectorial de estos desequilibrios
individuales (figura 8).
Los desequilibrios y
, o mejor dicho, su suma, son compensados
.
durante el proceso de corrección por
Figura 8:
Sumatoria
vectorial del
desbalance del
mandril U1 y del
rotor U2. El
vector U3 es la
magnitud
necesaria para
compensar el
desbalance
resultante
Si posteriormente el rotor se invierte, es decir, el rotor y el mandril se
giran respecto a la otra de 180 ° a continuación, los resultados
desequilibrio se indica lo siguiente en la unidad de medida (figura 9):
La indicación 2.
Está compuesto por el error mandril
y el error
de equilibrio en el rotor durante la ejecución de primera marca de
medición.
Figura 9:
Vectómetro
siguiendo el
indexado por
180° con una
previa corrección
de desbalance
U3.
La corrección de la masa en el rotor ahora debe llevarse a cabo de tal
manera que el instrumento de medida indica sólo la mitad del valor, es
decir
. De esta manera el error causado por el mandril y equilibrado
en el rotor es de nuevo eliminado.
La corrección de la masa doble ( durante el primer paso y
durante la segunda vuelta) se puede evitar de la siguiente forma:
(punto , en la figura 10)
Después de la determinación de la
el rotor está indexado 180 °. Ahora, el instrumento de medida indica
(
en la figura 10) ya que el desequilibrio del rotor de
ya
tiene el signo contrario debido a la rotación de 180 °. Si ahora se
divide por dos la distancia
el balance del rotor de tal manera
que la pantalla está en el medio en el , a continuación, el rotor está
equilibrado y el desequilibrio
del mandril se puede despreciar. Para
simplificar el proceso de balancear en 180 ° de indexación sólo se ha
descrito para la corrección de un plano, pero el mismo método se
aplica para el equilibrio dinámico.
7
Figura 10:
Vectómetro
siguiendo el
indexado por 180°
sin previa
corrección de
desbalance.
6. Directrices para la Fabricación de mandriles de sujeción y accesorios
Cuando en el texto que sigue se hace referencia a los mandriles,
los mismos argumentos se aplican también a los accesorios de
sujeción. Básicamente, el mandril debe ser lo más ligero
posible, ya que cualquier masa inerte tiene un efecto
desfavorable.
Fig. 12a Diseño de mandriles apoyado en cada extremo
Fig. 12b Diseño de mandriles apoyado en cada extremo
En el caso de los desplazamientos máquinas de medida de
equilibrio, la sensibilidad de la indicación se reduzca por el peso del
mandril. Dado que la probabilidad de un eje se aumenta dobladas
con su longitud, no es un requisito adicional: que sea lo más corto
posible. Además, en el caso de las máquinas de soporte duro, las
fuerzas de rodamiento, y por lo tanto, la señal de medición de la
pick-up debido a un desequilibrio de pareja, aumenta a medida que
la distancia entre las bajadas de los rodamientos.
Por supuesto, es obvio que un mandril Debe tener una rigidez
adecuada. Es un error común para que el extremo del eje con el
hilo de sujeción demasiado delgada. errores en el rotor y la brida y
las irregularidades en el hilo entonces, puede hacer que el eje
llegue a doblarse. Para evitar esto, es necesario hacer que el eje
de la sección transversal en este punto lo suficientemente grande
(figura 12 a). Si esto no es posible, tal vez porque el rotor tiene un
diámetro muy pequeño, entonces es mejor para montar el rotor de
una manera encubiertos (figura 12 b). En el diseño del mandril, se
debe tener cuidado para asegurarse de que no puede haber una
rotación relativa entre el rotor y el mandril bajo ninguna
circunstancia.
Dicho turno, incluso si un importe de sólo unos pocos grados que
pueden ocurrir durante la aceleración de la máquina de equilibrio o
debido a la resistencia del aire, debe ser evitada. La conexión
habitual es una clave que deben tenerse en cuenta en el equilibrio.
En muchos casos, sobre todo para los rotores más ligeros, la
fricción causada por la amortiguación contra una brida es
suficiente. La tuerca de sujeción debe ser en este caso en
particular, bien centrada, si su peso no puede pasarse por alto en
comparación con el peso del rotor.
Figura 13: Ejemplo de sujetador
8
Como ya se dijo al comienzo de esta sección, estos consejos son
igualmente válidos para los mandriles de sujeción como para los
accesorios. Si uno se imagina el eje representado en la figura 12
mediante un giro de 90 ° a continuación se puede ver la similitud
con el montaje de las ruedas (figura 13) y se hace obvio que los
criterios en la fabricación de un mandril y un dispositivo de sujeción
son los mismos.
7. Además de equilibrio de los componentes ensamblados
En cuanto a la precisión de fabricación se refiere, los mismos criterios se aplican a los ejes del rotor para mandriles. El eje del
rotor original no debe poseer ni excentricidad apreciable salto axial en las caras de sujeción. Con el fin de evitar el efecto del
juego radial entre los componentes del rotor, cónicos o reducir ataques o estrías centradas con precisión (por ejemplo, el
sistema de Hirth) se utilizan.
Si el desequilibrio residual debe ser inferior a 2-3 gmm / kg como por ejemplo puede ser necesaria en los sopladores de alta
velocidad y los rotores de turbinas de gas, es probable que sea imposible evitar completamente montado equilibrar el rotor. Si
no se concede importancia a la capacidad de intercambio, entonces, en dos planos de corrección puede llevarse a cabo. En
caso de que la excentricidad entre el eje y la componente radial del rotor debido al juego entre ellos es de ninguna importancia.
Sólo es importante para garantizar que tomen la misma posición relativa más tarde durante la operación.
Si los componentes del rotor sin embargo deben ser intercambiables sin necesidad de reequilibrar todo el ensamble después de
una reparación, a continuación, los componentes del rotor individual deben ser equilibrados con mucha precisión. En ese caso,
naturalmente, es importante limitar el juego radial entre los componentes de la medida de lo posible.
Por otra parte, el desequilibrio determinado después de la producción ya ensamblado, que es en gran medida debido a errores
de excentricidad del eje del rotor, sólo se debe corregir en el propio eje. Otra condición para la intercambiabilidad es que el peso
de los componentes del rotor no varía mucho.
Aún con mayor precisión de fabricación de un intercambio de piezas deben ser evitados en la práctica si el
desequilibrio residual específico no debe exceder de 0,5 gmm / kg. Con los métodos de producción disponibles en la
actualidad, mejores valores sólo puede lograrse si el conjunto rotor está equilibrado después de reunir a todos sus componentes
individuales.
8. Conclusiones
Mandriles y accesorios de sujeción deben ser tratados como
herramientas de precisión. Como se describió anteriormente, su
condición determina en gran medida el resultado del proceso de
equilibrio. La precisión de fabricación requiere, naturalmente, depende
de la aplicación en particular. A modo de ejemplo, los mandriles de
turbinas para la alta velocidad o de gas ha de producirse con una
precisión mucho mayor que las de los grandes ventiladores de
ejecución lenta o por el tambor de una máquina trilladora.
Referencias literarias
[1] VDI Standard 2060 Balance quality of rotating rigid bodies
[2] Guía de Balanceo Vol.1
[3] Guía de Balanceo Vol.2
[4] Tratamientos detallados del balanceo de mandriles.
En este artículo sólo es posible de explicar los puntos más importantes
que intervienen en el trabajo con los mandriles y dispositivos de
sujeción. En los muchos rotores existentes, es necesario tener en
cuenta otras condiciones. En los casos difíciles uno no debe dudar en
solicitar el asesoramiento del fabricante de la máquina de balanceo.
Richard Kruger
[email protected]
9
1
FUENTES DE ERRORES COMUNES DURANTE EL BALANCEO
Introducción
El Balanceo no es sólo "balancear". Como con la mayoría de los procesos, descuidados, malos entendidos y con
una falta general de conocimientos básicos acerca de un tema puede llevar a errores. Muchos de estos errores no se
hacen en la tienda, pero llega mucho antes de que el rotor de la máquina equilibradora en el diseño o planificación. Esto
es a menudo debido al hecho de que los preparativos para el balanceo se hacen de forma incorrecta, o nada. Una vez
que el diseño de una pieza se ha determinado, sin tener en cuenta para el proceso de balanceo, se mantiene hasta el
operador de la máquina de equilibrado para hacer lo mejor que puede. A menos que las disposiciones se han considerado
para hacer una corrección en el rotor, tal vez no sea posible el balanceo en todo. En tales casos, la máquina de balanceo
se convierte en un equipo de medición o una clase de herramienta, simplemente. En las distintas fases a través del cual
pasa un rotor en su proceso de fabricación, las siguientes son las áreas donde los errores pueden ocurrir.
Diseño:
• La falta de conocimientos básicos teóricos sobre los diseños más adecuados para equilibrar.
• Descuidar los aspectos que afectan el balanceo.
• Diseño de errores.
Planeación:
• Falta de información directriz; por ejemplo, Norma ISO 1940.
• La falta de planificación para el proceso de balanceo.
Producción:
• Balanceo de la máquina y la medición de errores de instrumentación.
• Incorrecta transferencia de valores de lectura en la corrección de masas.
Referencias literarias
[1] ISO Estándar 1940. Calidad de balanceo de rotores rígidos
[2] ISO Estándar 1940 y Directrices VDI 2060
Ilustraciones
Fig.1-2, 6: HERBERT KRUGER C.A.
Fig. 3-5: SCHENCK RoTec
Para mayor información acerca
de nuestros folletos información
Contáctenos: Richard Kruger
[email protected]
2
Máximo Desbalance Residual Permisible
Cuando consideraciones durante la etapa de diseño han demostrado que un rotor debe ser balanceado, entonces
la información detallada se debe poner en los dibujos de producción (Fig. 1). La entrada "dinámica equilibrada" es
insuficiente. A continuación se debe dar: el desequilibrio residual en gmm admisible para cada plano, la velocidad de
balanceo, planos de balanceo y de rodamiento, el tipo de rodamientos (rodillos, casquillos de fricción, el uso de sus
propios cojinetes, rodamientos del eje, mandriles) la tipo de unidad, la ubicación de la corrección, la masa máxima
admisible de corrección y es particularmente importante, el tipo de corrección de desequilibrios. La ausencia de esta
información puede llevar a errores durante el balanceo. Por ejemplo, si no se facilita información acerca de desequilibrio
residual permisible, el operador de la máquina casi siempre tratar de equilibrar a "cero", un tiempo y por lo general
bastante innecesaria, y por lo tanto poco rentable el proceso.
Así como malo como no tener la información es información errónea sobre desequilibrio residual. Siempre será un
error si el rotor es considerado como una parte individual y no como parte de un conjunto (por ejemplo, la armadura
eléctrica, cojinete de bolas, ventilador, polea de la correa). Para el montaje completo de las piezas es el desequilibrio
global residual que ha sido de interés y no el desequilibrio de las partes individuales. Sin embargo, si las partes se
equilibran de forma individual,
hay que recordar que el
desequilibrio total en el peor de
los casos es la suma de todos
los desequilibrios individuales, y
más debido a los ajustes
diversos.
En
el
siguiente
ejemplo, no tendría sentido y el
mal para ajustar sólo a 25 gmm /
kg como el desequilibrio residual
admisible para la asamblea si
existe entre el eje y el rotor del
ventilador. Las dos partes de la
asamblea, una excentricidad
más de 30 micras, debido a la
adecuación entre las dos partes
(Fig. 2).
Figura 1: Instrucciones en los dibujos
en la producción en balanceo
3
Se observarán los siguientes se realizan en el ejemplo: S1
descansa en el eje de rotación, S2 se encuentra en el centro de
gravedad del contorno de la cavidad, i. e. en el centro de gravedad de
un mandril insertado en el agujero sin juego radial que puede lograrse
mediante el balanceado de la rueda en un mandril adecuado. Debido al
desplazamiento paralelo del ventilador, porque de juego radial, un
desbalance que se produce sólo puede reducirse eligiendo un ajuste de
mejor calidad (véase el balanceo del Volumen Nº3). Aparte de este
desequilibrio. Sin embargo, se debe, al considerar todo el conjunto,
también tome nota de los desequilibrios siguientes individual o
desplazamientos masivos causados por otras excentricidades y el juego
radial:
1. Desequilibrio de la rueda del ventilador se elimina mediante el
equilibrio.
2. Desequilibrio del mandril de la rueda del ventilador se equilibra
eliminar mediante la función de indexación (véase el balanceo
de la Guía N°3)
3. Excentricidad del mandril eliminar mediante el balanceo
indexado (véase el balanceo de la Guía N°3)
4. Juego radial entre el mandril y la rueda del ventilador extraíble –
sólo corregible mediante la adopción de medidas durante la
etapa de diseño
5. Desequilibrio del original del eje del ventilador - Puede
corregirse por el balanceo
6. Excentricidad del propio eje del ventilador – examen por medio
de los valores de sesgo (Fig. 3).
Figura 1: Ejemplo de juego radial de rodamientos
No sería posible discutir aquí otras fuentes de error que pueden estar presentes en el ejemplo. Estas podrían
incluir, por ejemplo, incluir posible inclinación de la rueda del ventilador en el mandril o el eje original (en este sentido,
véase Equilibrio Práctica N º 3, sección 4) o el tratamiento de los elementos de conexión, tales como llaves, etc. debe ser
suficiente para asesorar al Departamento de Diseño que, en el que se establecen desequilibrios residual de rotores
individuales, a través de se debe dar en el ensamble y cómo encaja en toda la máquina
Figura 2: El
cálculo de la
muestra en
el texto se
puede
aplicar a
esta polea
que se
sustenta en
un mandril
en una
máquina
universal de
equilibrio
4
Figura 3
Un ejemplo
típico de un rotor elástico es un turbogenerador que se
muestra haciendo los ajustes necesarios para realizar el
balanceo en una instalación de sobre-velocidad.
Velocidad de balanceo
La falta de información acerca de las capacidades de
las máquinas modernas y la falta de información sobre
las características de un rotor, como el cuerpo y la
elasticidad del eje o el comportamiento flexible, puede
conducir al diseñador para especificar la velocidad de
servicio del rotor como la velocidad del balanceo. Esto
es en la mayoría de los casos, innecesarios y sólo
provoca costes adicionales. Rotores rígidos, i. e.
aquellos cuyo estado de desequilibrio es independiente
de la velocidad de rotación hasta su velocidad de
servicio, están en equilibrio a una velocidad que es lo
bastante alto como para garantizar que la sensibilidad
de medición de la máquina de equilibrio es suficiente
para indicar desequilibrio residual admisible con una
tolerancia razonable.
La situación es diferente con rotores flexibles. En su
caso, el estado de cambios desequilibrio de manera
inaceptable con la velocidad de rotación. En el caso de
rotores flexibles, el equilibrio sólo se logrará ejecutar
sin vibraciones a una velocidad, es decir, equilibrio
entre la velocidad. En el caso de los rotores de
plástico, i. e. aquellos cuyos componentes individuales
tomar su posición final y fija bajo el efecto de la fuerza
centrífuga en la velocidad de servicio, sólo es
necesario para correr a una velocidad de servicio, o un
poco por encima de ella, y luego para equilibrar a
una velocidad inferior.
Figura 4: Balanceo de un ensamblaje completo
En el caso de rotores flexibles, sin embargo, es general, puede decirse que no es posible hacer una elección arbitraria de
equilibrio entre la velocidad y que, más importante aún, la posición de los planos de corrección es de gran importancia. En
general, todos los modos principales de flexión de las velocidades críticas por debajo de la velocidad de servicio debe ser
tratada por el equilibrio de un momento particular de flexión, por ejemplo en el k + th velocidad crítica, es necesario tener
k + 2 planos de corrección adecuadas. Tales rotores, en el que momentos internos producen flexión excesivamente
grande en el barrio de velocidades críticas debido a la reducción de la rigidez dinámica, incluyen, por ejemplo, turbogeneradores, ciertos tipos de rollos de papel, y los rotores de bombas. Ya no son rígidos a la velocidad de su servicio. En
la práctica, después de la baja velocidad, el equilibrio de dos planos en el modo rígido. El director de flexión modos
individuales son tratados por combinaciones adecuadas de las masas con la correcta distribución de momento flector. Los
momentos internos del rotor son así compensados y un estado de equilibrio independiente de la velocidad y el tipo de
rodamiento se produce a velocidad máxima de servicio (Fig. 4).
Si estos factores no son considerados en el diseño de rotores flexibles, esto siempre conduce a la concepción equivocada
e instrucciones incorrectas de equilibrio. En este sentido, un error típico puede ser un número insuficiente de planos de
corrección con las posibilidades adecuadas para la aplicación de correcciones.
5
El Grupo de Trabajo de Planificación
Es la tarea de planificación del trabajo, entre otras cosas, para asegurar que el equilibrio de un rotor se produce en el
punto correcto en el proceso de producción y de traducir las instrucciones de equilibrio dado por la sección de diseño en la
planificación de las cartas o esquemas similares de producción. Esto es frecuentemente ignorado en la práctica en que el
equilibrio no se considera de suficiente importancia, de modo que las instrucciones bien no se producen en absoluto, o
están equivocados e incompletos. Es también el deber de la sección de planificación de reconocer los errores que puedan
haber colado en la fase de proyecto y hacer algo al respecto.
Es, por supuesto, no siempre es posible definir con exactitud quién corresponde la responsabilidad de los acabados
de diseño de oficina y la de la oficina de planificación comienza. Esto puede variar de una fábrica a otra. Si, por ejemplo,
los dibujos de producción de los componentes individuales no dan información acerca de la integridad de las asambleas, y
si no se dan las tolerancias de equilibrio para los componentes individuales, a continuación, la oficina de planeamiento
carece de información importante para la correcta planificación del proceso de equilibrio en el contexto del proceso de
fabricación. Si esta información se ha dado por la oficina de diseño. A continuación, la oficina de planificación deben ser
conscientes de las consecuencias de ciertas medidas, tales como tipos de rodamientos, puntos de apoyo, la velocidad y la
elección de ubicación de corrección con el fin de asegurar que el taller obtiene equilibrio instrucciones correctamente
traducida a su propio idioma. Si un rotor que funciona en los rodamientos elementos (por ejemplo, la figura. 5) es tener un
desequilibrio residual admisible que se refiere a la masa del rotor de 4 gmm / kg, sólo puede ser equilibrada en su propio
rumbo. Si se admite en sus revistas en los rodillos, UVEs u otro tipo de rodamiento que pertenece a la máquina de
equilibrio, entonces el eje del árbol está determinado por la línea que conecta los centros de los asientos de cojinetes en
el plano de los rodamientos.
El proceso de equilibrio intentos de llevar este eje eje en coincidencia con el eje principal de inercia del rotor a un
grado dependiendo de la tolerancia. Como en el caso de que se trata de las revistas del eje, después de equilibrar,
estarán provistos de rodamientos de bolas en los planos, se aplicarán los centros de las pistas de las carreras interno
definirá el eje racional, que serán desplazados en relación con el eje del árbol a una distancia correspondiente a la
excentricidad de las bolas anillo interior. Si comerciales rodamientos de bolas de calidad se utilizan, excentricidades en el
orden de 5 a 30 micras, son normales. De esto se puede ver que el equilibrio de los cojinetes de bolas montado es
absolutamente necesaria si el mencionado desequilibrio residual específico de 4 gmm / kg, deberá estar garantizada.
La elección de los planos de ajuste también afecta al resultado del proceso de equilibrio. Si por alguna razón no se
considera posible o conveniente para equilibrar un rotor en su propia rodamientos de bolas como se describe
anteriormente, ya que, por ejemplo, normalmente se ejecuta en los cojinetes de fricción, entonces siempre es necesario, si
se quiere lograr un equilibrio de alta precisión, para apoyar el rotor de la máquina de equilibrio en sus posiciones teniendo
original. A menudo eso no es posible, por lo que tiene que ser apoyado en otras posiciones, en ese caso, sin embargo, no
debe haber ninguna excentricidad entre la posición de los rodamientos utilizados para el balance y el punto de apoyo
inicial, ya que esto crearía un rotor que funciona sin la vibración de la máquina de equilibrio para correr con desequilibrio
en su estado final de la operación, debido al efecto de la excentricidad.
6
El proceso de planificación del trabajo decide si la corrección de desequilibrios se llevará a cabo mediante la adición o
eliminación de material, si no se ha establecido en la fase de diseño.
Una decisión debe ser tomada si el material se va a agregar a través de:
• Atornillar o soldar en pesos,
• Pegando en o remaches
• Fijación de las abrazaderas o materiales de auto-endurecimiento de plástico,
• Manejar en tacos o tapones roscados, etc.,
• o si el material debe ser eliminado mediante la perforación, fresado, rectificado o de presentación.
De la misma manera, el radio debe estar establecido en la que la corrección de desequilibrios se llevará a cabo, junto
con el material máximo que se puede quitar o agregar en un lugar determinado, siempre y cuando su masa y dimensiones
se refiere. Si estos puntos se descuidan, un tipo equivocado de proceso de corrección puede alterar el funcionamiento del
rotor y puede causar un estrés excesivo en la operación. A menudo se ha demostrado en la práctica que por el material de
soldadura en los rotores del ventilador de su estado de desequilibrio puede ser cambiado debido a las tensiones térmicas,
por lo que la corrección de desequilibrio previsto se hace imposible. La eliminación del material del cuerpo de una muela
puede tener un efecto excesivo y peligroso de su fuerza, mientras que la adición de material en la abertura de entrada de
los impulsores de bomba, se producirá la turbulencia del flujo y por lo tanto, las alteraciones funcionales.
Como ya se mencionó, el proceso de equilibrio debe tomar su lugar correcto en la secuencia de operaciones de
mecanizado. Si el equilibrio es seguido por las operaciones de elaboración de productos derivados, se debe considerar si
este no empeorará el resultado de la ponderación de manera inaceptable. La cuestión de si el tratamiento térmico
posterior es admisible, o si produce cambios excesivos, es más difícil de responder, lo que probablemente sólo se puede
resolver por ensayo y error. La pregunta es probablemente más fácil de responder en los casos en que el equilibrio es
seguido por un proceso mecánico como superficie de pulido y rectificado.
El punto sobre el montaje del proceso de equilibrio en la etapa correcta del proceso de producción será más claro si
se tiene en cuenta el siguiente ejemplo.
Un rollo se apoya en su diámetro exterior y se compensa con referencia al eje del árbol resultante. Posteriormente, los
tapones de llevar a los muñones están soldados y determinar el eje de rotación de funcionamiento. Aparte de la
posibilidad de que el rollo se distorsionan debido al efecto térmico de la soldadura de los tapones, es probable que las
revistas teniendo girarán excéntricamente al diámetro exterior por algo del orden de centésimas de milímetro de una
pocas y se niega, por lo tanto, el resultado del proceso de equilibrio.
Debe ser el objetivo de la planificación del trabajo para introducir todos los datos de ajuste de la máquina de equilibrio
en una tarjeta para el tipo específico del rotor (Fig. 6). En el caso de máquinas equipadas con microordenadores los datos
en las tarjetas de tipo para tipos frecuencia equilibrado de rotores pueden ser tomados de las unidades de memoria. Al dar
instrucciones precisas de equilibrio, debe ser posible en el caso de una serie de rotores rígidos en la producción en serie
única o pequeños para dar a destajo veces, como cuando se mecaniza en otros tipos de máquinas herramienta. Esto va,
por supuesto, sin decir en el caso de la producción en masa de armaduras pequeño motor y particularmente de los rotores
en la industria automotriz. En estos, el equilibrio es casi siempre se realizan en máquinas automáticas con tiempos de
ciclo fijo.
7
Empresa:
Atte.:
Dirección:
Ciudad:
Estado:
País:
Telf.:
E-mail:
N° de orden:
Operador:
Fecha Recibido:
Fecha Entrega:
N° Ref. de rotor:
N° de ref. de cliente:
Nombre de Rotor:
Velocidad de operación:
Observaciones previas:
Plano del rotor (adjunto)
N° Plano:
•
Planos de corrección I-II
•
Planos de Soportes 1-2
•
Peso del rotor
•
Soporte del rotor:
o
Entre soportes de ambos pedestales
o
Voladizo
Imagen del rotor.
•
Tipo de Mandril
•
Tipo de rodamientos
•
Eje de junta universal
•
N° de accesorio de sujeción del rotor
Posición de referencia
Izquierdo – 1
Tracción de correa Ørotor=
Tracción por cardán =
d 1=
d 2=
Radios de corrección en por plano
r1=
r2 =
Posición de planos de balanceo:
b=
Distancia de plano de corrección Izq.
a=
Distancia de plano de corrección Der.
c=
Tipo de corrección
Agregando masa:
Removiendo masa:
Tolerancia
Definida por cliente
Aplicado por ISO 1940
Indexado
Si / No (seguir procedimiento)
Tipo de tracción:
Datos de Corrección
Diámetros de ejes de soportes:
Derecho – 2
Velocidad de Balanceo
Proceso de compensación
Observaciones finales
Si / No (seguir procedimiento)
Entregado conforme:
Fecha:
Figura 6: Ejemplo de Carta de Datos del Rotor.
8
Selección de una Máquina de Balanceo
En la mayoría de las fábricas, la compra de una máquina de equilibrio no es ni el negocio de la oficina de diseño ni del
departamento de planificación. Sin embargo, ambas secciones deben tener voz y voto en la elección de la máquina. No
habría ninguna razón para tener diseños que son correctas desde el punto de vista de balanceo, junto con las
instrucciones de balanceo de la forma más precisa, aunque en la producción, las máquinas adecuadas no existen lo que
se traducirá de instrucciones a la práctica.
La máquina de balanceo errónea es una mala inversión evitable, si sus fallos son debidos a principios de mala
operatividad, para equilibrar las velocidades que son demasiado baja o se incrementan de forma incorrecta, errónea o la
sensibilidad a la precisión, el hecho de que no es lo suficientemente universal, veces excesiva por pieza, o cualquier otro
motivo.
Tipos de Errores Durante el Balanceo
Si se cometen errores en el equipo depende en gran medida en el personal operativo. Sin lugar a dudas, un operador de
máquina balanceadora bien entrenados y experimentados pueden lograr resultados satisfactorios de equilibrio sin
instrucciones especiales de trabajo, y estará en condiciones de reconocer las instrucciones erróneas de equilibrio. No
obstante, sería aconsejable sólo en los casos más raros de dejar la responsabilidad de la condición final de un rotor con el
operador de la máquina de equilibrio solo, porque las instrucciones inadecuadas de equilibrio será, por regla general,
aumentar la probabilidad de que se produzcan errores.
1. la indicación de cero
Puedan incluidos los errores que resultan de una falta de comprensión de la capacidad específica de una máquina de
equilibrio y su equipo de medición. Cada instalación de equilibrio ciertos procesos de datos de características
correspondiente a su especificación de detalle, y estos deben ser comprobados de vez en cuando.
Esto puede llevarse a cabo con la ayuda de un rotor de la prueba en la que desequilibra conocido puede ser aplicado en
los planos definidos con precisión y en radios definida y conocida la posición angular. Si el equipo de medición se
establece que corresponde a los datos del rotor, y la calibración para el parámetro de desequilibrio se lleva a cabo,
entonces después de una ejecución de prueba, el valor indicado se puede comparar con el desequilibrio actual. En lugar
de utilizar un rotor demostrando fabricado especialmente para este fin, también es posible utilizar cualquier rotor rígido
que es posible aplicar rigurosamente definidos y conocidos desequilibrio prueba. Si el desequilibrio inicial del rotor es
desconocido, se puede determinar en un plazo de medición y el efecto del desequilibrio de pruebas aplicadas a
continuación, puede verse en el correspondiente cambio en la indicación durante una segunda vuelta. Este debe
corresponder a los valores de ajuste del instrumento de medida si la máquina está en orden. Sin embargo, según el tipo
específico de máquina, tipo de unidad y el método de medición, hay ciertos límites dentro de los cuales un "cero" de
lectura, sólo en apariencia indica un perfecto equilibrio del rotor.
Una fuente de error relacionado con las máquinas de equilibrio se encuentra en la unidad del rotor. Todos los métodos de
medición desequilibrio funcionan según el principio de la selectividad de frecuencia: i. e. que de la mezcla de las
vibraciones con amplitudes y frecuencias diferentes a las que una adecuada recogida está expuesta, sólo esa parte se
mide cuya frecuencia es igual a la frecuencia de rotación del rotor. El desequilibrio en el uso de métodos de medición de
hoy difieren cualitativamente en la medida en que de la mezcla de las vibraciones que son capaces de indicar a un mayor
o menor precisión. Sólo la parte de la frecuencia de rotación. Cuanto menos la indicación contiene otros componentes que
parecen indicar un desequilibrio que no está presente, mejor será el método de medición. Los métodos métricas de vatios-
9
tienen la capacidad de las vibraciones no separadas en frecuencia del rotor del desequilibrio del rotor se mide con el
máximo grado de selectividad conocida hoy en día.
De esto se deduce que en el caso de las unidades de eje de articulación universal, el desequilibrio del eje de conducción
no puede ser separado de desequilibrio del rotor, ya que ambos están conectados firmemente juntos y tienen la misma
velocidad de rotación.
Aparte del desequilibrio en el eje cardán, centrando los errores y el juego radial de la articulación, así como el juego radial
entre el eje de articulación y el rotor, puede conducir a errores (véase la norma ISO 1940). Si bien la medición y
compensación de la obra radial en el eje cardán en la práctica no es posible, los otros errores se pueden evitar si el rotor
es el índice de equilibrio (véase el balanceo en la Guía N°3) y si, además, dos medidas de forma diferente que tales
movimientos organizados dentro de la obra radial entre el eje cardán y el rotor se llevan a cabo.
Un error de centrado en el rotor: i. e. y la excentricidad entre la posición de apoyo productivo y el extremo del eje o de su
pivote para la conexión a la transmisión por cardán del empalme universal, no se puede determinar e incluso eliminarse
mediante el equilibrio de índice. Una parte de la masa de la unidad de eje cardán, que impulsa un rotor a través de un eje
excéntrico formas final un desequilibrio de masas que no se puede separar del desequilibrio del rotor y, por lo tanto, ser
compensado durante el proceso de corrección. Este error sólo se puede evitar si se tiene cuidado para obtener el grado
máximo de concentricidad entre el extremo del eje y punto de apoyo, por ejemplo, al medir con un indicador de dial.
Los errores mencionados hasta ahora, que se refieran a la transmisión por cardán del empalme universal, se pueden
evitar si los elementos de conducción utilizados no se giran a la velocidad del rotor, y el rotor, por ejemplo, es conducir con
un cinturón, utiliza su propia unidad integral, o si se establece en la rotación por aire comprimido.
Para lograr el mayor nivel de calidad de equilibrio, por lo que es necesario utilizar una unidad sin acoplamiento directo,
tales como la transmisión por correa de uso frecuente.
Incluso si un rotor es impulsado sin eje del motor, e. g. con un cinturón, la excentricidad antes mencionadas entre el
extremo del eje y el punto de apoyo es de suma importancia si el extremo del eje, posteriormente, sea equipado con un
acoplamiento, una polea o un ventilador. En este caso, las partes deben ser equilibradas, junto con el rotor si la calidad
del equilibrio deseado lo requiere.
2. Economía
Los errores que son independientes de la máquina, sino que afectan a la economía del proceso de equilibrio, se pueden
dividir en dos grupos:
1. los errores que se producen durante la medición de los desequilibrios, y
2. las que resultan de la transformación de los valores medidos
Es decir, durante la corrección en masa. Estos errores, que ocurren con frecuencia, son los siguientes:
Después de realizar los controles de la máquina de equilibrio descrito anteriormente, el rotor se inserta en la máquina, la
unidad está conectada, y la carrera primera medición se lleva a cabo. Cuando los resultados medidos se obtienen, se
aplican correcciones y en determinadas circunstancias esto puede ser un proceso largo y costoso, y es entonces cuando
encuentra desde el siguiente control de ejecución que el desequilibrio residual es demasiado grande, tal vez incluso mayor
que el desequilibrio inicial se , o se produce a una posición angular diferente. En este caso ante el error se atribuye a la
máquina, todos los ajustes del instrumento de medida debe ser comprobados exactamente. Si es sólo una cuestión de un
ajuste de la falsa interruptor de inversión que indica la luz por elección o de una parte pesada del rotor, entonces el error
ha sido rápidamente encontró, pues en ese caso el desequilibrio inicial se duplica por el proceso de corrección.
10
Es mucho más difícil encontrar las causas de la excesiva dispersión de grandes, de los valores que no son repetibles. Las
causas de esto pueden ser:
• piezas sueltas en la rotación del rotor
• de los componentes del rotor en el eje, el establecimiento de devanados
• deformación plástica debido a un impacto y
• las deformaciones resultantes de las tensiones térmicas.
La exposición de un lado al sol u otros efectos de un solo lado de calor puede, en el caso de los rotores más grandes que
se encuentran desde hace mucho tiempo en la máquina de equilibrado sin rotación, el plomo a la asimetría notable de la
masa. Cuidado por tanto hay que tener con el equilibrio de las máquinas que están cerca de una ventana, cerca de una
pared, al lado del sistema de calefacción u otras fuentes de calor. Si en tal caso un rotor ha estado de almacenado
durante mucho tiempo, quizás debido a un largo proceso de corrección, entonces se debe permitir que girando
por un tiempo determinado antes de realizar la verificación de ejecución de modo que cualquier desplazamientos
masivos por asimétrica se desaparezcan.
Pequeños errores se producen debido al hecho de que el centro de gravedad de la masa de corrección no se agrega a la
radio correcta. En el caso de las masas de corrección de forma complicada, p. e. sectores angulares, que se utilizan con
frecuencia para la corrección de rollos, siempre es necesario llevar a cabo los trabajos preparatorios correctos durante el
diseño y la planificación de las etapas.
Si el instrumento de medición se ha establecido en un radio de corregir algo, entonces la indicación de la masa de
corrección se refiere a esta radio. Es, por supuesto, también la posibilidad de corregir en un radio diferente si la masa se
ajusta de acuerdo a la fórmula
.
En la práctica, sin embargo, esto es muy a menudo se realiza incorrectamente.
Meros "errores" de radio son relativamente fáciles de reconocer y corregir, ya que solo hay que pensar y calcular en
términos de "más" y "menos" o "demasiado" y "muy poco".
Se vuelve más difícil si el eje o la posición angular de la ubicación de corrección son incorrectos. Si el proceso de
corrección se lleva a cabo en el plano equivocado (posición axial) a continuación, en general, todos los valores
medidos de corrección son incorrectos tanto en cantidad y en posición angular, por lo que el avión procedimiento de ajuste
deberá realizarse de nuevo por el centro axial de gravedad posición de las masas de corrección.
Un error en la transferencia de la posición angular de las causas del desequilibrio, en el caso de corrección con una masa
constante a radio constante, un cambio en el desequilibrio inicial en términos de cantidad y posición angular ya que una
suma vectorial de desequilibrio y de la masa de corrección tiene lugar en el rotor. El reconocimiento de estos errores ya no
es posible con la simple "más-menos" planteamiento, en este caso es necesario pensar en términos de vectores, que a
menudo causan dificultades. Esa dificultad se produce en la corrección de desequilibrios polares, es decir, cuando se
corrige con cierta masa en un ángulo fijo. Si los límites de tolerancia deseados no se realizan en la fase primera
corrección, la corrección debe llevarse a cabo en un ángulo diferente, su importe en función del error angular. Por un error
angular de 10 °, el error en la cantidad es un 17,4%, mientras que para 60 ° el error importe es de 100%, por lo que la
corrección produce ninguna mejora en absoluto
Para evitar errores durante la corrección angular, es aconsejable que el departamento de diseño para establecer
la "ubicación" de corrección, p. e. Lugares de corrección dispuestos en el rotor. Los errores en la transferencia de la
posición angular son, pues, de evitar, siempre que no sea necesaria para la corrección del desequilibrio residual admisible
después de que se encuentra en la misma posición angular que el desequilibrio inicial. Esto normalmente no tiene
importancia en absoluto, porque sólo la cantidad y no la posición angular del desequilibrio residual es de interés cuando
se considera el estado final de desequilibrio del rotor
11
Cuando la corrección a los tres, cuatro o más lugares en el rotor, se requiere de medición adecuado accesorios que
simplifican la lectura de los valores de corrección. Es su mayor parte los instrumentos de medición avanzada equipados
con microprocesadores que facilitan el trabajo del operador. El desequilibrio puede ser indicado, ya sea en forma polar o
componentes 3 a 99, porque es raro que el desequilibrio se sitúe exactamente en uno de los lugares de corrección
prescrito, por lo general se encuentran en el medio. Al llevar a cabo la corrección de los componentes que el operador ya
no necesita pensar en términos de los vectores, pero puede volver a operar en términos de "mucho" y "muy poco".
En casos complicados, se recomienda que antes de llevar a cabo el proceso de corrección final, las masas de
corrección indicados deben aplicarse en forma de plastilina o la cera, y que una carrera de verificación debe
llevarse a cabo, de esta manera es posible evitar que cambios en la corrección final.
Si la corrección de desequilibrios se lleva a cabo en la máquina de equilibrio en sí, se debe tener cuidado de que
cuando esmerilado, taladrado o fresado, las estacas de metal son inmediatamente absorbidos de distancia, de
modo que la bancada de la máquina, los pedestales que sostienen y, sobre todo, los cojinetes del rotor, se
mantengan limpias.
Si la soldadura en las masas de corrección, de puesta a tierra debe tener lugar en la proximidad inmediata al punto de
soldadura.
Si el electrodo se conecta al pedestal de cojinete o de la cama de la máquina, la corriente fluye a través de las
revistas y los lugares del rodamiento y pueden, debido a la resistencia de contacto de alto (puntos de contacto, la
suciedad, la película de aceite), el plomo de la soldadura daños en el rotor revistas y los cojinetes.
Los errores descritos en este folleto son quizás los que se producen con mayor frecuencia, pero ciertamente no son todos
los que se puede hacer cuando se trata de tecnología de equilibrio de rotor en la oficina de diseño, planificación y
producción.
Conclusión
Si todos los errores se evitan y el rotor está correctamente balanceado, y luego incorporado en la máquina, aún es
posible para el conjunto completo a vibrar en la operación. La calidad de equilibrio alcanzado en la máquina de equilibrio
no es necesariamente una medida directa del comportamiento de un rotor en una máquina o, menos aún, para el
comportamiento de la vibración de la máquina misma.
Equilibrio de rotores se realiza normalmente a temperatura ambiente. En la máquina, sin embargo, el rotor puede ser
en muchos casos a una temperatura mucho más alta, que puede conducir a la expansión desigual y tensiones. El
comportamiento de la vibración de una máquina completa no sólo está determinada por las partes en rotación, sino
también por las masas vibrantes con ellos (la vivienda, la fundación), por la rigidez general, en régimen de suspensión,
elementos de rodamientos vibraciones, las fuerzas electromagnéticas, armónicos debido a la anisotropía de los rotores, la
turbulencia del aire, la vivienda y la rigidez del rodamiento, la influencia de las máquinas en las inmediaciones, y mucho
más.
Es, por tanto, aconsejable llevar a cabo mediciones de la calidad del funcionamiento de la máquina en condiciones
operativas (directiva VDI 2056). Si la intensidad de vibración medida es inaceptablemente elevada, a continuación, un
análisis de vibraciones debe llevarse a cabo para encontrar la causa. Esto mostrará si las vibraciones de frecuencia de
rotación son la causa, que puede ser eliminado por el equilibrio en el estado de servicio, o si las vibraciones a frecuencias
no son predominantes frecuencia de giro, para cuya eliminación o reducción de por lo menos, otras medidas son es
necesario. Véase también el Volumen N º 2. En uno de los siguientes volúmenes de esta serie el tema "de medición de
vibraciones» se debatirá de nuevo.
12
1
¿Cuál es la Velocidad de Giro Correcto para el Balanceo?
Introducción
Este menudo se pregunta con frecuencia, tanto para los productos producidos o de los
productos de nuevo desarrollo para el que se quiere planificar el proceso de equilibrar correctamentey con frecuencia se respondió de esta manera sencilla: "Naturalmente, a la velocidad de
funcionamiento del" rotor. Hay casos en que esta respuesta es correcta. pero por lo general es falsa.
La directriz VDI 2060 y la Recomendación ISO 1940, basada en las líneas directrices VDI,
tanto del Estado como un rotor rígido que puede ser equilibrado a cualquier velocidad de rotación
deseada entre cero y su velocidad de funcionamiento. Sobre esta base, la velocidad de equilibrio
general no será la misma que la velocidad en funcionamiento, pero será menor que él. Principalmente
por motivos económicos:
•
La aceleración y la frenada se hacen más cortos los tiempos: se obtiene más cortos
tiempos de ciclo.
•
La unidad de energía es inferior (en particular en el caso de rotores con un peso
significativo aerodinámica, pero también en el caso de los rotores que por su momento de
inercia necesidad de una entrada de energía correspondiente a la aceleración y de frenado): el
costo de capital y los costos de energía para equilibrio de la máquina son más pequeñas.
•
Cuanto más lenta rotación del rotor representa una fuente considerable reducción del
peligro, y las características de seguridad (edificio, una cubierta protectora, etc.) puede ser más
simple: el costo inicial y las necesidades de espacio son menores.
Por estas razones, los intentos de un equilibrio en la velocidad de rotación mínima posible. Es
cierto que también hay límites en el extremo inferior. En primer lugar, a cero la velocidad de rotación
sólo es posible determinar el desequilibrio estático (por ejemplo, por medio del centro de gravedad del
equilibrio) ya que el saldo pareja no actuar cuando el rotor está parado y por lo tanto no se puede
medir. Además, la máquina de equilibrado reduce la sensibilidad como la velocidad de rotación es
baja debido a limitaciones físicas. El límite inferior de velocidad por lo tanto es necesario establecer
para cada rotor particular en relación con la sensibilidad de la máquina de equilibrio.
Debe, sin embargo, destacar que la tolerancia desequilibrio admisible según la norma ISO
1940 se calcula a partir del grado de calidad y la velocidad de operación (y por tanto corresponde a la
condición operativa) y no de la velocidad del balanceo. Equilibrio de entonces se lleva a cabo de esta
tolerancia a la velocidad a la ponderación elegida.
2
Comportamientos
Al principio se dijo que esta condición de equilibrio en cualquier lugar entre cero y la velocidad de
funcionamiento es válida para rotores rígidos. Este término se lo debe definir.
Un rotor rígido es un rotor cuyo estado de desequilibrio no cambia significativamente entre cero y la
velocidad no operacionales; esto significa que el cambio en el desequilibrio debe permanecer dentro
de los límites de tolerancia permitidos desequilibrio. El requisito de simetría de masas es, ha fijado
dentro de ciertos límites, la libertad absoluta de la deformación que no es necesario. Es posible tanto
para designar como rotores rígidos que se cargan hasta tal punto por las fuerzas centrífugas que las
cepas relativas de 1-2% se producen, por ejemplo, turbinas de determinados compresores. Mientras
que el desplazamiento masivo se realiza simétricamente al eje del árbol, el desequilibrio no cambia y
el rotor se considera rígido.
Opuesto del rotor rígido, son los rotores elásticos. En este caso, el estado de desequilibrio no
permanece constante, mientras que la velocidad de rotación se eleva hasta alcanzar la velocidad
operativa.
Si el estado de los cambios de desequilibrio, esto significa que las piezas, es decir, las masas, del
rotor se desplazan radialmente o axialmente. Dado que estas partes del rotor están siempre
conectadas a las revistas asunción por parte de algún tipo de elemento de construcción, cambios en
la posición media de deformación de estos elementos. Una diferencia entre la deformación elástica y
plástica:
• Una deformación es elástica si desaparece por completo en vacío.
• Una deformación es plástico cuando se mantiene incluso en vacío.
•
Un comportamiento típico de un rotor con la deformación elástica y plástica se muestra en las figuras
3 y 4.
•
•
En el caso del elástico el desequilibrio del rotor aumenta progresivamente con el aumento de la
velocidad de rotación. Durante la desaceleración de la curva tiene exactamente la misma forma
que durante la aceleración.
Los cambios plásticos del rotor su estado de desequilibrio considerable en un rango de
velocidades pequeñas, generalmente se estabiliza a velocidades más altas, y luego
permanece en este valor desequilibrio incluso más tarde, a velocidades de rotación más
pequeña. Durante su segunda carrera que se comporta como un rotor rígido, pero con un
cambio de desequilibrio inicial (Fig. 5).
3
4
Comportamientos
¿Qué requisitos en materia de desequilibrio de velocidad se puede deducir de estos hechos?
Un rotor con la deformación plástica inicialmente sólo se debe ejecutar hasta la velocidad operativa (o
un poco más de él) de manera que la deformación se produce (Fig. 4), entonces puede ser
equilibrado en cualquier deseada menor velocidad de rotación (Fig. 5).
La deformación elástica del rotor debe ser considerado algo más de cerca:
•
•
Si la parte que se deforma elásticamente es simétrica respecto al eje del eje, por ejemplo, el
rotor de una bomba en un eje elástico, se habla de un rotor con la elasticidad del eje.
Si la parte que se desplazados a distancia del eje del árbol, por ejemplo, una armadura con
varias barras de pretensado colocado axialmente que deforman bajo el efecto de la fuerza
centrífuga, y luego llama a esto una elasticidad de un rotor con cuerpo.
A los efectos de equilibrar estos dos rotores deben ser tratados de una manera fundamentalmente
diferente:
El rotor con la elasticidad del eje está equilibrado en varios planos de acuerdo con los métodos
usuales (ver Guía de BALANCEO N ° 6) para el rango de velocidad de rotación a la velocidad de
funcionamiento. En primer lugar, se equilibra a una velocidad pequeña en la que se comporta de
forma rígida, y luego a una velocidad a la que se dobla de manera significativa, la causa de la
curvatura se reduce de tal manera que el desequilibrio deseado o los valores de vibración se obtienen
(Fig. 8). En el caso de un rotor con la elasticidad del cuerpo, no es posible al equilibrio entre un gran
número de revoluciones ya que, por ejemplo, en el caso anteriormente mencionado, las barras del
rotor de la armadura no pueden ser desplazadas hacia el eje (sin cambiar el diseño). Aquí sólo hay
dos posibilidades:
El rotor está equilibrado a la velocidad de funcionamiento, los valores de desequilibrio en otras
velocidades puede ser peor, en consecuencia la -figura 9 - (esto sólo es posible cuando la velocidad
de operación es fijo) o, uno trata de encontrar la causa del desequilibrio y hacerla simétrica, en este
caso, por ejemplo, apretando las barras del rotor para que desplazar aproximadamente simétrica. A
continuación, el rotor puede ser tratado como un rotor rígido, es decir, puede ser equilibrado en
cualquier velocidad deseada.
5
6
Comportamientos
Los diversos tipos de deformación también pueden ocurrir simultáneamente, por ejemplo, el cuerpo
deformaciones elásticas y plásticas (figuras 10 y 11). Este rotor se debe ejecutar en primer lugar, a la
velocidad de funcionamiento o un poco más arriba de tal manera que la deformación plástica tiene
lugar a continuación, puede (a causa de la deformación del cuerpo elástico) ser equilibrado a la
velocidad de funcionamiento.
7
En el caso de rotores con la elasticidad del cuerpo, las partes que desplazan son a veces tan sujetas
a otras partes que sólo se puede mover con la fricción. Entonces se termina con una situación similar
a la de la figura 12, con un estado de desequilibrio significativamente diferente después de la carrera.
Para la segunda pasada (Fig. 13) el principio y el final de la curva se encuentran en el mismo punto
pero los valores de desequilibrio para aumentar la velocidad de rotación son significativamente
diferentes de los desequilibrios de la reducción de la velocidad de rotación. El rotor de histéresis
muestra típica y su equilibrio suele ser difícil.
La experiencia ha demostrado, sin embargo que lo mejor es ejecutar el rotor hasta un poco más de
velocidad de operación, a continuación, para reducir la velocidad hasta la velocidad operativa y utilizar
esta condición como la base para el equilibrio. Naturalmente, la histéresis se puede superponer los
dos tipos de deformación.
8
Rotores típicos para que los desequilibrios que varía con la velocidad de rotación puede ocurrir, por
ejemplo:
•
•
•
•
ligeros ventiladores, baterías de separación, rotores de álabes con alta carga centrífuga y las
diferencias en el espesor y largo de la pared y por lo tanto, la corrección de desequilibrios
extremos (cuerpo deformación elástica).
Encogido dentro o axialmente sujetar las ruedas de hoja (deformación plástica).
Todos los tipos de armadura del motor eléctrico con bobinados descubiertos (deformación
elástica de plástico y cuerpo, también histéresis).
Bomba de etapas múltiples y los rotores del compresor, turbinas, turbogeneradores, motores
eléctricos de alta velocidad y larga rodillos, ejes, etc. (ejes de rotores elásticos). En este caso
desequilibrios dependiente de la velocidad-a menudo se presentan como se muestra en la
figura 15:
El desequilibrio se eleva hasta un valor máximo (velocidad crítica) y luego cae de nuevo. Este es
también un eje elástico del rotor, como se indica en la figura 3, pero además hay una ocurrencia de la
resonancia. La Guía de Balanceo N ° 6 se describe con detalle cómo hacer frente a este tipo de rotor.
Incluso aunque el 90 al 95% de todos los rotores puede ser considerado como rígido y por lo tanto
representan ningún problema respecto a la elección de equilibrar velocidades, los casos restantes son
de gran importancia, sobre todo porque todos los efectos se magnifican y también debido a la gran
importancia económica de estos rotores. En la práctica, la observación cuidadosa del comportamiento
de un rotor siempre determinará cuál es el papel los diferentes modos de juego para que la velocidad
de deformación el equilibrio correcto puede ser elegido.
9

Guía de Balanceo - SCHENCK Venezuela

Transcripción

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