CALIDAD DE BALANCEO

El desarrollo tecnológico de las últimas éadas ha fomentado la tendencia al incremento en la velocidad de las máquinas y al decremento simultáneo de su peso específico. Este hecho ha ocasionado mayor demanda de balanceo de rotores y mayores exigencias en la precisión de la corrección de masa.

de desequilibrio residual que genera fuerzas centrífugas rotativas y momentos, perjudiciales para la estructura del rotor y demás partes integrantes de la máquina. Estos efectos se corrigen afinando el balanceo, es decir, efectuando procesos de equilibrado de mayor precisión.

A mayor velocidad de funcionamiento de una máquina, mayor debe ser la seguridad en el balanceo puesto que, la fuerza centrífuga rotativa aumenta con el cuadrado de la velocidad.

Una mayor precisión en el balanceo implica mayor costo en el proceso. Por tanto, es conveniente hacer solamente la corrección necesaria, sin intentar conseguir mayor precisión que la requerida.

El desequilibrio residual que puede estar presente en un rotor sin afectar significativamente las condiciones de funcionamiento suave, es conocido como “desequilibrio admisible”.

En general, para las mismas condiciones de velocidad, a mayor masa del rotor, mayor será el desequilibrio admisible U.

Es apropiado el uso del desequilibrio específico “e” que es el desequilibrio por unidad de masa del rotor. De la ecuación (105), e = U/M.

Este valor es igual al desplazamiento del centro de masa del rotor en el plano transversal que lo contiene ( plano que pasa por el centro de masa).

Los valores máximos del desequilibrio admisible han sido determinados en parte por experimentación y en parte por observaciones realizadas a lo largo de muchos años. La Organización Internacional de Normas Técnicas, en su norma ISO 1940, presenta una clasificación de los rotores en varios grupos de acuerdo con el peso, la velocidad de operación, las exigencias de uso, la relación entre la masa rotativa y los componentes oscilatorios, el grado de rigidez de los apoyos o soportes del rotor, factores que influyen en la precisión de la corrección requerida, esto es, en el desequilibrio residual admisible. Cada grupo requiere un grado de calidad de balanceo el cual se especifica en función de la velocidad del centro de masa del rotor. Para cada grupo de rotores o para cada grupo de calidad requerido, el valor máximo de la velocidad periférica del centro de masa expresa el grado de calidad y debe ser constante para cada grupo de rotores :

e.ω = constante, donde e puede ser entendido como el desequilibrio específico o como la excentricidad o desplazamiento del centro de masa y ω la velocidad angular del rotor.

Los grados de calidad de balanceo están clasificados en grupos separados uno del otro por un factor de amplificación de 2.5. No obstante, en algunos casos en que se requiere alta precisión puede ser necesaria una graduación más fina de la calidad de balanceo.

En el cuadro de la Figura 51 se presenta la clasificación de los rotores y los correspondientes grados de calidad de balanceo (G). Para cada grado de calidad, la velocidad periférica del centro de masa del rotor debe cumplir la condición :

eω ≤ G (114)

En la gráfica de la Figura 52 se determina el valor del máximo desequilibrio específico, e, en función de la velocidad de operación y el grado de calidad requerido.

Para un rotor cuyo balanceo se hace en un plano, el máximo desequilibrio residual admisible se obtiene multiplicando el desequilibrio específico por la masa del rotor :

Ur = e. M (115)

Si el rotor es balanceado en dos planos, el desequilibrio residual admisible en cada plano de corrección es la mitad del valor anterior :

Ur = eM .

Grafira 51. Grados de calidad de balanceo de varios grupos representativos de rotores rígidos.

Grado de Tipos de rotores-

Calidad de e.w ejemplos generales

Balanceo G mm/s

G 4000 4000 Sistema motriz de máquinas diesel de marina con número impar de ciilindros, montadas rígidamente y con la velocidad del pistón < 9 m/s.

G 1600 1600 Sistema motriz de máquinas grandes de dos ciclos montadas rígidamente. (Comprende todo el sistema de transmisión). G 630 630 Sistema motriz de máquinas grandes de cuatro ciclos

montadas rígidamente. Sistema motriz de máquinas diesel de marina montadas elásticamente.

G 250 250 Sistema motriz de máquinas diesel de cuatro cilindros montada rígidamente y con velocidad de pistón > a 9 m/s. G 100 100 Sistema motriz de máquinas diesel con seis o más cilindros y

velocidad > a 9 m/s. Sistema motriz total (a gasolina o diesel), para carros, camiones, locomotoras

G 40 40 Ruedas de automotores, rines, conjuntos de ruedas, ejes de transmisión. Sistema motriz de máquinas rápidas de cuatro ciclos (gasolina o diesel) con seis o más cilindros, montadas elásticamente. Sistema motriz de carros, camiones

y locomotoras.

G 16 16 Ejes de transmisión (propulsores, cardanes) con requeri- mientos especiales. Partes de maquinaria de trituración. Partes de maquinaria agrícola. Partes individuales de máqui nas para autos, camiones, locomotoras. Sistema motriz de motores con seis o más cilindros bajo requerimientos

Grado de Tipos de rotores-

Calidad de e.w ejemplos generales

Balanceo G mm/s

G 6.3 6.3 Partes de máquinas de plantas de proceso. Engranajes principales de la turbinas de marina. Tambores, centrífugas. Ventiladores. Turbinas de naves espaciales (ensamblado el rotor). Volantes- impulsores de bombas. Máquinas herra- mientas y partes generales de maquinaria. Armaduras de motores eléctricos. Componentes individuales de motores bajo condiciones especiales.

G 2.5 2.5 Turbinas a gas y a vapor, turbinas principales de marina. Rotores rígidos de turbogeneradoes - rotores - turbocom- presores - transmisiones de máquinas herramientas. Armaduras de motores eléctricos medios y grandes con especiales requerimientos. Armaduras eléctricas pequeñas. Conjunto turbina - bomba.

G 1 1 Sistema de accionamiento de tocadiscos, fonógrafo, y gramófonos. Mecanismo de máquinas esmeriladoras. Armaduras eléctricas pequeñas con requerimientos especiales.

G 0.4 0.4 Rotores, discos y armaduras de máquinas rectificadoras. Giróscopos.

Notas : 1. w= 2pn/60 » n/10 n=rev/min w=rad/seg

2. Un sistema motriz comprende :cigüeñal, volante, embrague,

Figura 52. Desequilibrio específico máximo correspondiente a varios grados de calidad de balanceo. (ISO .1940).