Teoría y Proceso para el Equilibrado de Rotores

Relacionada con las actividades de mantenimiento predictivo y planificación del mantenimiento, tendríamos el equilibrado de rotores.

Se trata de una actividad diagnosticada a través del mantenimiento predictivo, puesto que se trata de un problema que se manifiesta en forma de

niveles elevados de vibración.

Además, su severidad se verá reflejada en esa cuantía así como en la evolución relativa de ese parámetro. Ahora bien, también se puede incluir como una actividad a realizar dentro de nuestra planificación como una actividad más de mantenimiento, consumiendo recursos materiales y humanos de nuestro departamento. En esta entrada nos centraremos en la explicación del concepto y los medios y procedimiento necesario para la realización de este tipo de trabajos.

Introducción Teórica

Definición de Desequilibrio

El desequilibrio es una distribución desigual de masa alrededor de un eje de giro. Se presenta siempre que el eje principal de inercia no coincide con el centro geométrico de rotación. En esas condiciones se pude decir que el «punto pesado» es la suma vectorial de todos los desequilbirios parciales del rotor, expresado como un peso a una distancia del centro de rotación:

equilibrado de rotores

Equilibrado en campo (in-situ)

Siempre que sea posible esta es la opción preferida: equilibrar el equipo sin necesidad de desmontarlo de la máquina. Para poder hacerlo es necesario tener acceso al rotor.

Las ventajas que añade son:

  1. No es necesario el trabajo de desmontaje
  2. No es necesario transportar el rotor a un taller externo
  3. El rotor estará en sus apoyos y en las condiciones normales de funcionamiento
  4. El equilibrado se hará a la velocidad de régimen de la unidad
  5. Menor tiempo para la reparación

Para su realización se habrán de cumplir estas 3 condiciones:

  • El desequilibrio ha de ser el problema fundamental en la máquina
  • Acceso al rotor para añadir/quitar peso
  • Posibilidad de arrancar/parar equipo según necesidad

Equilibrado de Rotores

Contexto del Trabajo

Las causas más frecuentes de desequilibrio en la industria cementera son

las pegaduras

puesto que el material de trabajo en la planta se adhiere con facilidad a los alabes pudiendo desprenderse y consecuentemente generar el indeseado problema de desequilibrio indicado.

En un programa de mantenimiento predictivo en una de las plantas de esa industria se detectó un problema de este tipo en uno ventiladores de uno de los molinos de cemento, decidiéndose acometer un trabajo de equilibrado. Debido a que se trata de un desequilibrio por proceso (las pegaduras aparecen por el propio funcionamiento del equipo) y, dado que se dan las 3 circunstancias anteriores, se decide acometer el proceso de equilibrio in-situ.

equilibrado de rotores

Proceso de Equilibrado

En el contexto anterior, para realizar el proceso de equilibrado se debe:

  • Disponer de un analizador de vibración, o bien de un equipo equilibrador, si bien actualmente por el desarrollo del hardware casi todos los analizadores de vibración disponen de subrutinas de equilibrado.
  • Disponer un dispositivo que me detecte una referencia giratoria en el equipo como lámpara estroboscópica, fotocélula o de manera más habitual un foto tacómetro.
  • Tener la posibilidad de conocer el histórico de vibraciones para ubicar el sensor de vibración en la posición y dirección en las que existan lecturas más elevadas de esta variable.

Para la instalación del kit de equilibrado deberán tenerse en cuenta las siguientes consideraciones:

  • El fototacómetro deberá situarse fijo en la base de la máquina sin influencia posible por la propia vibración o movilidad asociada a la problemática de desequilibrio existente.
  • Para activar la señal del foto tacómetro se deberá ubicar una cinta reflectante en el eje de la máquina o acoplamiento.
  • Es recomendable la posibilidad de llevar un adaptador para poder instalar 2 acelerómetros en la máquina, uno sobre el rodamiento 3 otro sobre el 4 del croquis anterior. De esta manera, se podrían tomar las lecturas de manera alternativa de las 2 sondas sin necesidad de distraer nuestra atención de la plantalla del analizador o equilibrador.

Las lecturas que se tomarán en el proceso serán de

amplitud de vibración y fase,

todas ellas filtradas a la frecuencia de la señal o cinta reflectante ubicada en el equipo. La amplitud será el máximo de la onda vibratoria cuya frecuencia sea igual a la se la señal reflectante, mientras que la fase será la diferencia angular entre el pulso generado por la señal reflectante y ese máximo de la vibración, medido esta señal en ángulos eléctricos (es decir, considerando un período completo como 360º).

Detalle de los trabajos

En el caso de un rotor con simetría entre apoyos y con una geometría determinada (sin entrar en más detalles, la relación longitud-diámetro, y disposición simétrica entre apoyos), el equilibrado se debe realizar en los planos extremos del conjunto. El proceso de equilibrado de rotores consiste en

añadir Masas de compensación en cada uno de los Planos de la Máquina

en base a los cálculos que el software especializado realice. Estos cálculos están basados en la parametrización realizada en dicho software sobre la geometría, peso y niveles iniciales de desequilibrio recolectados.

Los datos así obtenidos han sido:

equilibrado de rotores

Beneficios del equilibrado

Con esta reparación, hemos conseguido:

  • Aumentar la fiabilidad
  • Reducción de consumos energéticos
  • Incremento del rendimiento
  • Mayor disponibilidad

¿Equilibras?

Si es así, seguro que te interesa este caso histórico sobre el equilibrado de rotores, pese a que se trata de un caso de los más simples que se pueden encontrar. Pero no me negarás que esta tarea requiere de mucho arte y oficio.

En general, yo la recomendación que te daría es que

Seas Minucioso con los Detalles,

pues Todos los grandes equilibradores que he conocido lo son.

¿Y tú lo Eres?equilibrado de rotores

Coméntanos cuál es tu personalidad y experiencias relacionadas.

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Comentarios (2)

  1. Pepe

    Que pasa si a un rotor equilibrado se le da la vuelta en la equilibradora? Se mantiene su equilibrado? O se des ajustaría

    Responder
    1. admin (Publicaciones Autor)

      Buenas noches Pepe.
      El desequilibrio es una fuerza que se manifiesta dinámicamente, y efectivamente gira con el rotor. Pero el proceso de equilibrado se realiza comparando la vibración producida por el desequilibrio en los apoyos de la máquina con la referencia que es fija, por lo que en principio no cambiaría.
      Piense que el desequilibrio siempre generaría máximos de vibración en la misma posición independientemente de donde se ubicara el rotor inicialmente en la equilibradora; pero efectivamente el giro manual de un rotor en una equilibradora modifica la vibración respuesta de la máquina.

      Responder

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