MAQUINAS DE SOPORTES OSCILANTES Y RIGIDOS

        Existen dos tipos básicos de máquinas equilibradoras estacionarias y estas se diferencian en la construcción de sus soportes o montantes donde se alojan los rotores a equilibrar:

Máquinas de montantes oscilantes

        Las máquinas de montantes oscilantes son el primer tipo de máquinas que se utilizaron para el equilibrado de rotores; en ellas los rotores desequilibrados provocan desplazamiento de los montantes cuyo recorrido depende del desequilibrio que lo provoca; este desplazamiento es aprovechado para realizar la medición de la magnitud y dirección del desequilibrio utilizando para ello un transductor o captador de vibraciones de bobina móvil, que generará un voltaje de acuerdo con la cantidad del desequilibrio y de la frecuencia de giro.

        Cuando se hace girar el rotor en una máquina oscilante, ésta pasa por el momento de resonancia lo cual provoca unas oscilaciones de elevada magnitud que no son aptas para la medición del desequilibrio y que pueden superar el límite del recorrido del montante pero, una vez superada esta velocidad de resonancia la medición es sencilla y normal; generalmente este tipo de máquinas dispone de un blocaje del balancín que lo libera cuando se supera la velocidad de resonancia y se alcanza la velocidad de medida. El proceso de equilibrado consiste en realizar una medida y comprobar el lado que indica mayor desequilibrio y proceder a su corrección, a continuación se procede a equilibrar el otro lado del rotor; después de equilibrar el segundo plano se podrá comprobar que el plano equilibrado en primer lugar ya no está equilibrado pues el desequilibrio de un plano influye en el otro y viceversa.

        Este proceso se puede corregir cuando el equilibrado se realiza con una máquina computarizada pero en todo caso se realizaran 3 lanzamientos en la primera pieza y en las piezas restantes solo se realiza un lanzamiento siempre que éstas sean iguales; con las electrónicas computarizadas el ajuste del rotor queda grabado asociado al tipo de rotor utilizado y ya no es necesario un nuevo ajuste pues en fechas posteriores puede reclamar los datos grabados para equilibrar de nuevo el mismo modelo de rotor. En el caso de máquinas verticales de equilibrado estático, el proceso se simplifica a un solo plano pero el ajuste previo sigue siendo necesario si deseamos una indicación del desequilibrio en una unidad concreta de medida.

Máquinas de montantes rígidos

        Este tipo de máquinas, es el más utilizado actualmente debido a su sencillez de manejo y a su elevada precisión de medida, especialmente si están dotadas de computadoras programadas para el cálculo y presentación de los resultados en pantalla. En las máquinas de montantes rígidos, el rotor gira sobre su eje geométrico aunque esté desequilibrado ya que los montantes rígidos no permiten desplazamiento y por tanto se producen fuerzas centrífugas proporcionales al cuadrado de la velocidad angular.

        La medición se realiza mediante captadores de fuerza piezoeléctricos (subcríticos) teniendo en cuenta las dimensiones geométricas del rotor y las distancias de los planos de equilibrado así como su radio de compensación, sin necesidad de realizar lanzamientos de ajuste previo para cada rotor; para ello se utiliza el cálculo de las fuerzas estáticas; en la figura podemos ver las seis formas posibles de selección de planos de equilibrado de un rotor colocado sobre los dos apoyos o montantes de la máquina equilibradora con los valores conocidos: a, b, c, DI, DD, valores que podemos medir: FI y FD además de los valores que necesitamos averiguar: PI y PD. Este tipo de equilibradoras permite una gran rapidez de equilibrado tanto si se trata de un rotor único como de series de varios rotores ya que al no necesitar de ajuste previo para cada rotor solo se introducen por teclado las dimensiones reales del mismo y la máquina queda lista para trabajar, además trabajan a velocidades muy bajas y por tanto el tiempo de marcha y paro del rotor es mas corto y el desequilibrio inicial permitido es muy grande lo que evitará en muchas ocasiones un preequilibrado estático "dejando caer el rotor".

Máquinas anisotrópicas y máquinas isotrópicas

        Según la construcción de los montantes, hemos visto antes que las máquinas pueden ser oscilantes o rígidas, pero además los montantes según su construcción pueden ser:

        Anisotrópicos si la medida se realiza en un solo sentido de oscilación, generalmente horizontal; en este tipo de montantes, el alojamiento donde se apoya el rotor a equilibrar tiene un solo sentido de libertad de oscilación y es en este sentido donde se coloca el captador de oscilaciones. En la figura 13 podemos ver un montante anisotrópico; el captador de vibraciones se sujeta por su cuerpo en el balancín que a su vez es soporte del utillaje donde se alojará el rotor que hemos de equilibrar y por otro lado del captador sale una varilla que interiormente está unida al conjunto de bobinas que al desplazarse generan un voltaje cuyo valor depende del desequilibrio y de la frecuencia de giro; esta varilla está sujeta por el otro extremo a la parte fija del montante.

        Isotrópicos si la medida se realiza en dos sentidos de oscilación, este tipo de montante tiene dos sentidos de libertad de movimiento desfasados 90º y el captador de oscilaciones es generalmente del tipo sísmico aunque también se pueden colocar dos captadores, uno para cada sentido de movimiento y luego sumarlos; en la figura podemos ver el dibujo de un montante isotrópico donde se muestran las diferencias de construcción y de funcionamiento con respecto al montante anisotrópico explicado anteriormente.

Caracteristicas a observar en una equilibradora:

        En general una máquina equilibradora debe ser comprobada al menos una vez al año incluso si se considera que funciona correctamente. Esta comprobación debe ser realizada por personal experto que conozca la técnica del equilibrado y tenga claros los conceptos de dicha técnica.

        Para realizar la verificación de la máquina equilibradora debemos disponer de un rotor patrón construido de acuerdo con el tamaño de la máquina y su capacidad siguiendo las normas reconocidas internacionalmente.

        En nuestro caso la norma a la que debemos atenernos para construir un rotor patrón para nuestra máquina equilibradora es ISO 2953 que nos indica las medidas correctas y el mecanizado adecuado para la situación de pesos de prueba además del procedimiento a seguir para realizar dichas pruebas. A continuación se detallan las pruebas mas importantes a realizar en una máquina equilibradora para comprobar su buen funcionamiento:

Desequilibrio residual mínimo obtenible (Drmo)

        El desequilibrio mínimo obtenible (Drmo)en una equilibradora se expresa en micras (um) o lo que es lo mismo gr/mm.Kg. Estas micras son el desplazamiento provocado por un desequilibrio en un cierto radio y en un rotor de cierto peso y se representa por la letra "e".

        Si observamos un catálogo de características de una equilibradora de montantes rígidos, en este apartado se expresa una cantidad cuya magnitud depende del tipo y tamaño de máquina, por ejemplo 10 gr/mm; esto significa que si colocamos un rotor patrón cuyo radio de medida es de 250 mm. la máquina debe ser capaz de detectar en magnitud y ángulo un peso de 40 miligramos colocado en el citado radio de 250 mm; esto se refiere a la suma de los dos planos del rotor. El usuario debe tener en cuenta ésta característica para decidir si es suficiente para el equilibrado de sus piezas. Estas consideraciones sobre Drmo están realizadas siguiendo la norma ISO 1925.

Prueba de sensibilidad de la equilibradora

        Para realizar la prueba de sensibilidad dispondremos de un rotor patrón cuyo desequilibrio sea inferior a 5 veces el desequilibrio residual mínimo que deseamos obtener de la máquina Drmo. Dispondremos de dos masas de prueba con un valor comprendido entre 10 y 20 veces el Drmo relativo a cada plano con respecto a la masa del rotor patrón. Debemos tener en cuenta que estas masas no estarán de ninguna de las cuatro formas siguientes:

        Equilibraremos el rotor lo mejor posible siguiendo las instarucciones de la máquina realizando un máximo de cuatro lanzamientos por cada prueba. Una vez hayamos equilibrado el rotor debemos cambiar de ángulo la señal de referencia para la fotocélula o bien girar 90 grados la cardan de arrastre y volver a comprobar que el rotor sigue equilibrado.

        Colocaremos en los dos planos de prueba la masa de prueba, 10 veces el Drmo, a la vez en los sucesivos orificios previstos siguiendo una secuencia arbitraria y registrando los valores leidos de magnitud y la posición angular. Anotaremos los valores leidos en un papel milimetrado formando un trazado cuasi senoidal de acuerdo con el gráfico de la figura 15.

        Trazaremos la línea de compensación que es la media aritmética de la lectura y trazaremos ademas dos líneas, una por encima y otra por debajo de la media aritmética a una distancia equivalente al valor del Drmo cada una de ellas. La media aritmética debe encontrarse dentro de " 12 % de 10 veces el Drmo requerido.

        Una forma mas rápida, sin necesidad de realizar el gráfico, es calcular la media aritmetica de todos los valores leidos y verificar que estan comprendidos el 0,88 y el 1,12 del valor medio calculado.

        En el caso de máquinas verticales debemos tener en cuenta el utillaje necesario para la colocación del rotor de prueba. En este caso ademas de la prueba antes descrita debemos girar el rotor 180° y tener en cuenta las variaciones posibles debido al acoplamiento y que deben ser inferiores al Drmo previsto.

Prueba de la reducción del desequilibrio(Prd, Rrs, Ker)

        El objetivo de esta prueba es el control de la precisión de medida del valor del desequilibrio y la indicación del ángulo así como la separación de planos. La comprobación de la eficiencia de una máquina equilibradora a la hora de la corrección del desequilibrio, se contempla como la "relación de reducción del desequilibrio" expresada en % y definida en la fórmula:

donde S1 es el valor del desequilibrio inicial y S2 es el valor del desequilibrio que queda después de una operación de equilibrado.

        Llamamos D_rmo el desequilibrio residual mínimo obtenible con referencia a cada plano, la prueba de bajo nivel se realiza con una masa de prueba fija de 5 D_rmo y una masa de prueba móvil de 25 D_rmo en cada plano; la prueba de alto nivel se realiza con una masa fija de 25 D_rm0 y una masa móvil de 125 D_rm0, también en cada plano.

Realización de la prueba:

        Prueba para la eliminación del par de fuerzas en las equilibradoras de un solo plano, que miden el desequilibrio estático, se realizará la prueba en un solo plano con un peso de prueba de cada tipo, tanto en máquina horizontal como vertical. En la página siguiente tenemos un gráfico que se puede utilizar para la realización de la prueba aunque cada uno se puede realizar el suyo personalizado. En las máquinas de un solo plano conviene comprobar la capacidad de la máquina para eliminar la indicación del par de fuerzas. La prueba se realiza de la siguiente forma: Dispondremos de un rotor equilibrado y de dos pesos de prueba equivalentes a 125 veces el desequilibrio residual mínimo obtenible D_rmo. Colocaremos los dos pesos en la parte superior e inferior (izquierda y derecha en máquinas horizontales) del rotor de prueba y a 180E uno del otro. Cambie los pesos de prueba cada 90E y realice la medida cada vez hasta completar todo el círculo tres veces; los valores medidos no deben superar el valor de par de fuerzas deseado después de sumarle el desequilibrio residual mínimo obtenible D_rmo.

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OBSERVACIONES:_______________________________________________

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LUGAR DE LA PRUEBA:

REALIZADA POR: