Máquina equilibradora

Una máquina de equilibrado es una herramienta de medición utilizada para equilibrar piezas de máquinas rotativas, como rotores de motores eléctricos , ventiladores , turbinas , frenos de disco , transmisiones de disco , hélices y bombas . La máquina generalmente consta de dos pedestales rígidos, con suspensión y cojinetes en la parte superior que soportan una plataforma de montaje. La unidad bajo prueba se atornilla a la plataforma y se hace girar mediante una transmisión por correa, neumática o axial. A medida que la pieza gira, la vibración en la suspensión se detecta con sensores y esa información se utiliza para determinar el grado de desequilibrio en la pieza. Junto con la información de fase, la máquina puede determinar cuánto y dónde agregar o quitar pesos para equilibrar la pieza. ^{[ 1 ]}

Existen dos tipos principales de máquinas de equilibrado: con cojinetes rígidos y con cojinetes flexibles . Sin embargo, la diferencia entre ellas radica en la suspensión y no en los cojinetes.

Las máquinas de equilibrado con cojinetes rígidos tienen una suspensión rígida que impide que los cojinetes se muevan y desplacen con el peso del rotor que se está equilibrando. Las máquinas de equilibrado con cojinetes flexibles tienen una suspensión móvil y suelta que permite que sus cojinetes se muevan con el rotor.

Con la pieza giratoria apoyada sobre los cojinetes, se acopla un sensor de vibración a la suspensión. En la mayoría de las máquinas con cojinetes blandos, se utiliza un sensor de velocidad. Este sensor funciona moviendo un imán con respecto a una bobina fija que genera un voltaje proporcional a la velocidad de la vibración. También se pueden utilizar acelerómetros , que miden la aceleración de la vibración.

Se utiliza una fotocélula (a veces llamada fáser), un sensor de proximidad o un codificador para determinar la velocidad de rotación y la fase relativa de la pieza giratoria. Esta información de fase se utiliza para filtrar la información de vibración y determinar la magnitud del movimiento, o fuerza, en una rotación de la pieza. Además, la diferencia de tiempo entre la fase y el pico de vibración indica el ángulo en el que se produce el desequilibrio. La magnitud y el ángulo del desequilibrio dan como resultado un vector de desequilibrio.

La calibración se realiza añadiendo un peso conocido en un ángulo determinado. En una máquina con cojinetes blandos, se deben añadir pesos de prueba en los planos de corrección de cada pieza. Esto se debe a que se desconoce la ubicación de los planos de corrección a lo largo del eje de rotación y, por lo tanto, se desconoce cuánto afectará una cantidad determinada de peso al equilibrio. Al utilizar pesos de prueba, se añade un peso conocido en un ángulo determinado y se obtiene el vector de desequilibrio resultante.

Las máquinas de equilibrado estático se diferencian de las máquinas de equilibrado con cojinetes duros y blandos en que la pieza no gira para realizar la medición. En lugar de apoyarse sobre sus cojinetes, la pieza descansa verticalmente sobre su centro geométrico. Una vez en reposo, cualquier movimiento de la pieza con respecto a su centro geométrico es detectado por dos sensores perpendiculares situados debajo de la mesa y se registra como desequilibrio. Los equilibradores estáticos se utilizan a menudo para equilibrar piezas con un diámetro mucho mayor que su longitud, como los ventiladores. Las ventajas de utilizar un equilibrador estático son la velocidad y el precio. Sin embargo, un equilibrador estático solo puede corregir en un plano, por lo que su precisión es limitada.

Una máquina de equilibrado de palas intenta equilibrar una pieza durante el ensamblaje, de modo que se requiera una corrección mínima posteriormente. El equilibrado de masa de las palas se realiza normalmente en palas cortas, mientras que las palas largas pueden requerir la medición del momento en uno o dos ejes. Las palas largas y anchas pueden requerir la medición de su momento axial para optimizar la distribución de la tensión en el buje. Las equilibradoras de palas se utilizan en componentes como ventiladores, hélices y turbinas. En una equilibradora de palas, el peso y/o el momento de cada pala que se va a ensamblar se introduce en un software de equilibrado. El software clasifica las palas e intenta encontrar la disposición con el menor desequilibrio. Un menor peso de corrección del desequilibrio en el proceso de equilibrado final implica una menor tensión (concentrada) en el conjunto del rotor.

Las equilibradoras portátiles se utilizan para equilibrar piezas que no se pueden desmontar y colocar en una equilibradora fija, generalmente piezas en funcionamiento como turbinas, bombas y motores. Estas equilibradoras portátiles incorporan sensores de desplazamiento, como acelerómetros, y una fotocélula, que se montan en los soportes o la carcasa de la pieza en funcionamiento. A partir de las vibraciones detectadas, calculan el desequilibrio de la pieza. En muchos casos, estos dispositivos incluyen un analizador de espectro , lo que permite monitorizar el estado de la pieza sin necesidad de una fotocélula y analizar las vibraciones no rotacionales.

• Carl Schenck , empresario alemán, desarrollador de la primera máquina de equilibrado mecánico.
• Rotordinámica , mecánica aplicada de estructuras giratorias.

• Adolf Lingener: Auswuchten. Teoría y praxis . Verlag Technik, Berlín y Múnich 1992, ISBN 3-341-00927-2
• Hatto Schneider: Auswuchttechnik . 6. Auflaje. Springer, Berlín ua 2003, ISBN 3-540-00596-X
• Schenck Trebel Corporation (1990), Fundamentos del balance (3.ª  ed.), Schenck Trebel Corporation.

• Preguntas frecuentes básicas sobre máquinas de equilibrado