Balanceo
En una balanza hay equilibrio si en ambos lados tenemos el mismo peso.
De la misma manera hay que imaginarse la distribución del peso de un rotor con respecto a su eje de giro. Cuando el peso no está distribuido de manera igual hablamos de desequilibrio.
Cuando gira un motor con desequilibrio se generan fuerzas centrifugas, vibraciones y ruidos, que aumentan al subir la velocidad.
Efectos nocivos del desequilibrio
Vida útil:
Rodamientos, apoyos, carcasa, reciben mayor carga y sufren mayor desgaste.
Productos mal o no equilibrados suelen tener una vida bastante mas corta.
Seguridad:
Vibraciones pueden aflojar tornillos y tuercas, hasta soltar fijaciones.
Los interruptores y conexiones eléctricas pueden dañarse debido a las vibraciones.
Este desequilibrio puede influir negativamente en el funcionamiento correcto y seguro, incrementando peligro para personas.
Calidad:
Trabajando con una maquina manual con altas vibraciones el resultado no tendrá mucha precisión y el esfuerzo es mayor. También en maquinas herramientas las vibraciones influyen negativamente en el resultado produciendo mas perdidas.
Competitividad:
Un funcionamiento suave sin ruido siempre será una señal de calidad. De esta manera el desequilibrio puede bajar considerablemente su competitividad.
Balanceo y vibración
El desbalanceo depende esencialmente de la velocidad de giro, de las proporciones geométricas y de la distribución de la masa de la rigidez dinámica del eje y de los cojinetes.
F: Fuerza del desbalance
r: radio de la masa
m: masa
?: velocidad angular
Vibración de = Fuerza de balance
Desbalanceo Rigidez dinámica
Desequilibrio Estático
Dos desequilibrios pueden tener el mismo tamaño y ángulo, y la misma distancia del centro de gravedad.
Si el rotor es colocado sobre dos apoyos giraría hasta su lado pesado es decir hacia abajo.
En este tipo de desequilibrio el centro de gravedad del rotor esta fuera del centro geométrico, esto resulta que el rotor vibra de una manera que siempre esta paralelo a su eje.
Desequilibrio de Par
Dos desequilibrios pueden tener el mismo tamaño, pero con una diferencia de ángulos de exactamente 180°.
Este rotor no giraría si lo apoyamos sobre dos apoyos.
Sin embargo el rotor vibra cuando está girando, debido a que las dos fuerzas de desequilibrio generan un par sobre el rotor.
Desequilibrio Dinámico
Dos desequilibrios serán distintos en valor y ángulo.
Este estado solamente se puede determinar cuando el rotor esta girando, hablamos de desequilibrio dinámico, el cual se puede dividir en una parte estática y un desequilibrio de par.
El desequilibrio dinámico existe prácticamente en todos los rotores, para equilibrar se utilizan maquinas horizontales y verticales.
Maquinas Horizontales
Son la solución mas adecuada para equilibrar un amplio espectro de rotores con propio eje, como por ejemplo:
Motores eléctricos.
Cigüeñales.
Rotores de bombas.
Empleando un eje auxiliar se pueden también:
Equilibrar rotores en forma de discos como poleas.
Volantes
Ruedas dentadas.
Maquinas Verticales
Rotores típicos sin eje propio, como:
Discos de freno.
Embragues.
Rotores de bombas.
No hay necesidad de ejes auxiliares. La carga y descarga del rotor es fácil y rápida.
Los resultados se muestran de manera directa sin necesidad de cálculos ya que posee un dispositivo integrado para la corrección del desequilibrio.
Peligro de las vibraciones
La exposición a vibraciones se produce cuando se transmite a alguna parte del cuerpo el movimiento oscilante de una estructura, ya sea el suelo, una empuñadura o un asiento.
Dependiendo de la frecuencia del movimiento oscilatorio y de su intensidad, la vibración puede causar sensaciones muy diversas que van desde el simple molestias hasta alteraciones graves de la salud.
Limites permisibles de vibraciones
Vibraciones Mano – Brazo (Parciales)
A menudo son el resultado del contacto de los dedos o la mano con algún elemento vibrante .
Los efectos adversos se manifiestan normalmente en la zona de contacto con la fuente vibración, pero también puede existir una transmisión importante al resto del cuerpo.
Una motosierra, un taladro, un martillo neumático, por producir vibraciones de alta frecuencia, dan lugar a problemas en las articulaciones, en las extremidades y en la circulación sanguínea.
Vibraciones en Todo el Cuerpo (Globales)
La transmisión de vibraciones al cuerpo y los efectos sobre el mismo dependen mucho de la postura y no todos los individuos presentan la misma sensibilidad, es decir, la exposición a vibraciones puede no tener las mismas consecuencias en todas las situaciones.
Los efectos más usuales son:
Traumatismos en la columna vertebral.
Dolores abdominales y digestivos.
Problemas de equilibrio.
Dolores de cabeza.
Trastornos visuales.
Alineación
El estado desalineado de ejes forma parte, junto con el desequilibrio y los fallos de rodamientos, del grupo que cubre el 85% de los problemas en maquinarias rotativas.
Cuando dos ejes se encuentran desalineados, se generan esfuerzos adicionales en los acoplamientos que genera un mayor consumo de energía. Estos esfuerzos se transforman en una carga adicional sobre los rodamientos o cojinetes, lo que conducirá a un desgaste prematuro de estos y por lo tanto un acortamiento de la disponibilidad de la maquina.
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