Equilibrado estático y dinámico (PT. 2)JOHN VAUGHAN | BRÜEL & KJÆR
DESCARGAR PDF
Esta Nota de Aplicación demostrará con la ayuda de varios ejemplos trabajados, lo fácil que es equilibrar la maquinaria rotativa. Se presentarán métodos sencillos que hacen uso de instrumentación B&K simple y portátil para medir en piezas giratorias que funcionan en sus propios rodamientos a velocidades normales de funcionamiento. Las máquinas B&K que aceptan piezas giratorias y muestran inmediatamente las masas y posiciones de equilibrado se describen en publicaciones separadas sobre las equilibradoras tipo 3905 y tipo 3906.
Los estándares de equilibrio logrados por los arreglos mostrados aquí se comparan favorablemente con los resultados obtenidos de máquinas de equilibrado mucho más complicadas y costosas.
¿Qué es el equilibrado estático?
El equilibrado primario describe el proceso en el que las fuerzas primarias causadas por los componentes de masa desequilibrados en un objeto giratorio pueden resolverse en un plano y equilibrarse añadiendo una masa sólo en ese plano. Como el objeto estaría ahora completamente equilibrado en la condición estática (pero no necesariamente en la dinámica) esto se conoce a menudo como Equilibrio Estático.
¿Qué es el Equilibrio Dinámico?
El equilibrado secundario describe el proceso en el que las fuerzas primarias y los pares de fuerzas secundarias causados por componentes de masa desequilibrados en un objeto en rotación pueden resolverse en dos (o más) planos y equilibrarse añadiendo incrementos de masa en dichos planos.
Este proceso de equilibrado se conoce a menudo como equilibrado dinámico porque el desequilibrio sólo se hace evidente cuando el objeto está girando. Después de ser equilibrado dinámicamente, el objeto estaría completamente equilibrado tanto en condiciones estáticas como dinámicas.
La diferencia entre el equilibrio estático y el equilibrio dinámico se ilustra en la Fig.1. Se observará que cuando el rotor está parado (estático) las masas extremas pueden equilibrarse entre sí. Sin embargo, al girar (dinámico) se experimentará un fuerte desequilibrio.
Teoría básica
Un objeto que imparte vibración a sus rodamientos cuando gira se define como «desequilibrado». La vibración de los rodamientos se produce por la interacción de cualquier componente de masa desequilibrada presente con la aceleración radial debida a la rotación que, en conjunto, genera una fuerza centrífuga.
Como los componentes de la masa están girando, la fuerza también gira y trata de mover el objeto en sus cojinetes a lo largo de la línea de acción de la fuerza. Por lo tanto, cualquier punto del cojinete experimentará una fuerza fluctuante.
En la práctica, la fuerza en un cojinete estará compuesta por una fuerza primaria debida a los componentes de masa desequilibrados en el plano del cojinete o cerca de él, y una fuerza secundaria debida a los componentes de par desequilibrados de los otros planos.
Si se monta un acelerómetro en la carcasa del cojinete, se puede detectar la fuerza de vibración fluctuante y enviar una señal eléctrica a un medidor de vibraciones. El nivel de vibración indicado es directamente proporcional a la resultante de las masas desequilibradas. La dirección en la que actúa esta resultante (es decir, el radio que contiene la fuerza centrífuga) puede determinarse de forma precisa comparando la fase de la señal fluctuante que sale del medidor de vibraciones con una señal periódica estándar obtenida de alguna posición de referencia en el objeto giratorio.
Ahora es posible definir el desequilibrio en el rodamiento mediante un vector.
La longitud viene dada por la magnitud de la fuerza de desequilibrio (el nivel de vibración medido) y el ángulo viene dado por la dirección de acción de la fuerza. Además, si la fuerza desequilibrada resultante en un rodamiento puede resolverse en sus componentes primarios (momentos de primer orden) y secundarios (momentos de segundo orden), será posible equilibrar el objeto.
Métodos de medición generales
El nivel de vibración puede medirse en términos de aceleración, velocidad o desplazamiento. Sin embargo, como la mayoría de las normas para el equilibrado están escritas en términos de velocidad, un legado de los días en que la vibración se medía mediante transductores mecánicos sensibles a la velocidad, normalmente la velocidad será el parámetro elegido.
El uso de niveles de aceleración tenderá a enfatizar los componentes de mayor frecuencia, mientras que el desplazamiento enfatizará los componentes de baja frecuencia.
- Equilibrado estático y dinámico de rotores rígidos
- Análisis modal y simulación: Structural Testing Part II
- Environmental Noise Measurement