2 BALANCEO [Modo de Compatibilidad]
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1PRINCIPIOS DE BALANCEO
CAMPUS TECNOLGICO DE SANTA ANITA, 2011
DESBALANCE
POR QU BALANCEAR?
La vibracin es una manifestacin no deseada, generalmente.Indica una falla, o condicin mejorable en un componente enmovimiento, y est siempre ligado a cargas dinmicasincrementadas del rotor, cojinetes, soportes y fundaciones de lamquina. La mayora de fallas estn ligadas al desequilibrio.
En la medida en que eliminimos el desbalance de loscomponentes rotatorios, o al menos que se reduzcan a nivelesadmisibles, entonces esta operacin es suficiente para quemuchas mquinas funcionen suavemente.
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2PRINCIPIOS DE BALANCEO
El desface del centro de la masa del centro de rotacin del rotor es proporcional al desbalance de la masa por la distancia del
centro de la masa
PRINCIPIOS DE DESBALANCEO
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3rmF 2=La fuerza centrfuga generada por la masa m cuando el disco gira con velocidad angular (rad/seg)
CANTIDAD DE DESBALANCEO
LA FUERZA DEL DESBALANCE ES UNA FUERZA CENTRFUGA Y SE DA EN DIRECCIN RADIAL. POSICIONANDO UN
ACELERMETRO EN UN PUNTO DE LA CIRCUNFERENCIA DEL COJINETE REVELAR UN PICO POR CADA REVOLUCIN DEL EJE. EL DESBALANCE SE MUESTRA COMO UN PICO DE
1X RPM EN SU ANALIZADOR FFT.
EFECTOS DE LA FUERZA
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4LA VELOCIDAD: FACTOR VITAL EN DESBALANCES
300 mm
2011,0 xMxRxRPMF =F en NewtonsM en KilogramosR en Metros (Radio del centro del rotor al
centro de la masa de esbalance)
La fuerza generada por la masa de desbalance es:
F = 33 Newtons ( 3,367 Kg)
Si la velocidad del rotor se incrementa a 3000 RPM, la fuerza generada ser:
F = 29,700 Newtons ( 3 030,6 Kg)
Un rotor gira a 100 RPM y se le ha identificado una masa de desbalance de 1 Kg localizado en el extremo. El dimetro del rotor es 600 mm.
Mientras la velocidad se incrementa 30 veces, El nivel de vibracin se incrementa 900 veces
2100300,01011,0 xxxF =
23000300,01011,0 xxxF =
EFECTOS DE LA FUERZA
OBJETIVO: DISTRIBUIR LA DISTRIBUCIN DE LA MASA DE UN ROTOR, DE MODO QUE GIRE EN SUS COJINETES SIN EL
EFECTO DE FUERZAS CENTRFUGAS LIBRES Y QUE LOS COJINETES NO ESTN SUJETOS A FUERZSA PERIDICAS
EXCESIVAS A LA FRECUENCIA FUNDAMENTAL.
OBJETIVO DEL BALANCEO
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5TIPOS DE DESBALANCE
CG E.P.I.
DESBALANCE ESTTICO
EL DESBALANCE EST EN EL PLANO DEL CENTRO DE GRAVEDAD O ALTERNATIVAMENTE, UN DESBALANCE A UNA IGUAL DISTANCIA DEL CENTRO DE GRAVEDAD CG. EL EJE PRINCIPAL DE INERCIA EPI EST DESPLAZADO PARALELO AL EJE DEL ROTOR
TIPOS DE DESBALANCE
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6TIPOS DE DESBALANCE
DESBALANCE ESTTICO
Masa de desbalance m en plano del centro de la masa
Correccin en un plano (Plano del centro de la masa) o distribuir sobre dos planos proporcionales
US = m r
DESBALANCE DE PAR O DE CUPLA
EL CENTRO DE GRAVEDAD EL PUNTO SOBRE EL CUAL EL PESO DEL ROTOR EST DISTRIBUIDO IGUALMENTE. EL EJE PRINCIPAL DE INERCIA EPI. EL CENTRO DE GRAVEDAD CGEST SIEMPRE EN EL CENTRO DEL EJE DE INERCIA
TIPOS DE DESBALANCE
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7TIPOS DE DESBALANCE
DESBALANCE DE CUPLA
2 masas de desbalance u o igual magnitud en diferentes planosDistancia entre los planos = b
Correccin en 2 planos usando 2 masas de correccin iguales instaladas diametralmente opuestas una de otra.
UM = U b = m r b
CG
E.P.I.
DESBALANCE DINMICO
EL UNA COMBINACIN DE EJES Y PARES DE DESBALANCE. ESTE ES EL DESBALANCE QUE USUALMENTE SE ENCUENTRA
TIPOS DE DESBALANCE
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8TIPOS DE DESBALANCE
DESBALANCE DINMICO
Combinacin de desbalance esttico y dinmico Caracterizado por dos desbalances complementarios
Correccin en dos planosU = m1 r1U = m2 r2
CORRECCIONES
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9DESBALANCE ESTATICO
CORRECCIN EN EL PLANO DEL CENTRO DE LA MASA
Ua CorreccinU DesbalanceUa = - U
Montar en el plano del centro de la masa
DESBALANCE ESTATICO
CORRECCIN FUERA DEL PLANO DEL CENTRO DE LA MASA
Dividir la masa de correccin ma en 2 simples masasma y ma para evitar desequilibrio de los pares
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DESBALANCE ESTATICO
CORRECCIN FUERA DEL PLANO DEL CENTRO DE LA MASA
Dividir la masa de correccin ma en 2 simples masasma y ma para evitar desequilibrio de los pares
DESBALANCE DINMICO
CORRECCCIN USANDO MASAS DE CORRECCIN mua Y mua EN 2 PLANOS, A y B
Planos de correccin externos al cojinete
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DESBALANCE DINMICO
CORRECCCIN USANDO MASAS DE CORRECCIN mua Y mua EN 2 PLANOS, A y B
Planos de correccin conteniendo a los cojinetes (Rotor interno)
DESBALANCE DINMICO
CORRECCCIN USANDO MASAS DE CORRECCIN mua Y mua EN 2 PLANOS, A y B
Planos de correccin lateral y externo al cojinete (Rotor en voladizo)
1) Depende de la orientacin del desbalance de cupla, un cambio puede ser requerido
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BALANCEO ESTTICO Y DINMICO
BALANCEO ESTTICO Y DINMICO
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BALANCEO ESTTICO Y DINMICO
PARA IMPULSORES ESTRECHOS Y EJES CORTOS BALANCEO ESTTICO = SIMPLE PLANO DE BALANCEO
BALANCEO ESTTICO Y DINMICO
PARA IMPULSORES ESTRECHOS Y EJES CORTOS BALANCEO ESTTICO = SIMPLE PLANO DE BALANCEO
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BALANCEO ESTTICO Y DINMICO
PARA IMPULSORES ANCHOS Y EJES LARGOS BALANCEO DINMICO = DOS PLANOS DE BALANCEO
BALANCEO ESTTICO Y DINMICO
PARA IMPULSORES ANCHOS Y EJES LARGOS BALANCEO DINMICO = DOS PLANOS DE BALANCEO
Desbalance del momento con desbalance esttico
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ROTORES RIGIDOS Y FLEXIBLES
ROTORES RGIDOS Y FLEXIBLES
ROTOR RGIDO
Un rotor es considerado rgido cuando bajo cualquier condicin de desbalance puede ser resuelto instalando pesos de correccin en cualquiera de sus dos planos arbitrariamente elegidos, y puede ser balanceado a cualquier velocidad de operacin normales aproximndose a aquellas del sistema de soporte final.
Los rotores permaneces rgidos hasta una velocidad igual o aproximadamente 70% de su primera velocidad crtica.
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ROTORES RGIDOS Y FLEXIBLES
ROTORES RGIDOS Y FLEXIBLES
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ROTORES RGIDOS Y FLEXIBLES
ROTOR FLEXIBLE
Los rotores una vez balanceados, en bajas revoluciones, presentan problemas cuando alcanzan su velocidad de rgimen de trabajo; estos rotores son los que llamamos flexibles. En principio podemos tener un rotor rgido a bajas revoluciones y sin embargo, cuando lo lanzamos a una gama mas alta de revoluciones y dependiendo de su longitud, pierde su carcter de rotor rgido y se convierte en un rotor flexible. En muchos rotores, los momentos de internos actan en los planos extremos y esta actuacin aumenta en proporcin al cuadrado de la velocidad y flexionan enormemente el rotor dependiendo de las fuerzas elsticas que son proporcionales a su flexin. No existe una flexin nica del rotor sino que sta vara en dependencia de la gama de revoluciones a la que gira
ROTORES RGIDOS Y FLEXIBLES
DISTRIBUCIN DE MASA EN UN ROTOR FLEXIBLE
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ROTORES RGIDOS Y FLEXIBLES
ROTOR FLEXIBLE Vs. RESONANCIA
Los momentos internos existentes aumentan en las zonas de resonancia de forma tal que adems del cuadrado de la velocidad se le aaden los momento de la deformacin, es decir se le aaden las flexiones dinmicas; tericamente el rotor flexionara hasta el infinito 4 deformando su estructura y destruyndose.
ROTORES RGIDOS Y FLEXIBLES
ROTOR CUASI RGIDO (RGIDO)
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ROTORES RGIDOS Y FLEXIBLES
ROTOR CUASI RGIDO (RGIDO)
ROTORES RGIDOS Y FLEXIBLES
ROTOR FLEXIBLE
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ROTORES RGIDOS Y FLEXIBLES
ROTOR FLEXIBLE
ROTORES RGIDOS Y FLEXIBLES
ROTOR FLEXIBLE