Es un trabajo que describe el balanceo dinámico y estático de rotores

1. Preparado por Ing. José Luis Iporre
Analista en Vibraciones Nivel II
ISO 18436-2
CN: 08-7251 – Vibration Institute USA

3. 
Definición
“El desbalance se debe a que el centro de
rotación no coincide con el centro de gravedad”

4. 

El balanceo dinámico
Es el arte de compensar y redistribuir
masas, por el efecto producido por
descompensación de las masas producidos
por errores en la fabricación o el
maquinado en máquinas rotativas”

6. 
Centro de Rotación
Es el verdadero centro geométrico de un rotor, en
el balanceo se refiere exclusivamente al centro de
un eje que gira a una velocidad angular
determinada.
Teniendo especial cuidado a la hora de balancear,
en que si existe soltura mecánica en los
rodamientos o cojinetes pueden perjudicar de
manera significativa al trabajo de balanceo

7. 
Centro de Gravedad
Es el centro en que se concentran la sumatoria de
las masas descompensadas, que normalmente no
coincide con el centro geométrico de rotación

8. 
Fuerza Centrífuga
Es el resultado del momento producido por
la masa desbalanceada cuando gira a una
velocidad angular determinada, pivotada
en el centro de gravedad

9. 
Concepto Matemático
Desbalance
U=mxr
Donde
m = masa desbalanceada
r = distancia de la masa que
causa el desbalance

10. Fuerza Centrífuga

11. 
Normalmente son varios defectos asociados al desbalance
que producen mas de una fuerza centrífuga y que estas se
tienen que sumar, encontrando una resultante que
signifique el total de las masas descompensadas

12. 
Tipos de desbalance
Desbalance
Estático
Desbalance Copla o
Par

13. 
Desbalance Par
Es el desbalance en un solo plano de acción y
corrección. Siendo que los centros de gravedad y
geométrico solamente se cruzan en dos dimensiones

14. 
Desbalance Dinámico
Es desbalance que ocurre en mas de un plano, siendo que
los ejes geométrico y de gravedad no están desfasados
tridimensionalmente

15. 
Fase
Es la diferencia de ángulos que existen entre las
masas que producen el desbalance

16. La fase
Nos muestra la dirección del movimiento

17. 
Tipos de Desbalance
Desbalanceo de
igual magnitud 0º
fuera de fase
Desbalanceo de
magnitudes iguales
180 º fuera de fase
Desbalanceo Estático
Desbalanceo Par
Desbalanceo de
magnitudes iguales
ni a 0º ni a 180º
fuera de fase.
Desbalanceo Cuasi-estático

18. Un plano
Cuatro corridas
Rotor Rígido
Dos o mas
planos
Balanceo de
Rotores
Método modal
Rotor
Flexible
Método Vectorial
con fase
Coeficiente de
Influencia
Método integrado
Método Vectorial
Método estático
par

19. 
Como se decide para balancear estática o
dinámicamente?

20. 
La metodología que mayor predominio tiene en la
industrial internacional es el balanceo estático,
siendo que es mas práctico y rápido en su resolución
Métodos de Balanceo
27%
Estático
Dinámico
73%
Siendo que la metodología mas apropiada es el balanceo
dinámico

21. 
Causas del desbalance en rotores
 Rechupes o defectos ocasionados en la
fundición.
Excentricidad radial y axial
 Mala aplicación de chavetas y chaveteros.
Distorsión del metal ocasionado por la
conformación o fatiga.
Tolerancias en los cojinetes o rodamientos
Corrosión y desgaste.
Acumulación de depósitos (incrustaciones).

22. La metodología para balancear rotores:
1. Se identifica el nivel de vibración a 1xrpm y se evalúa
dicho nivel en los planos radiales, evidenciando que se
trata efectivamente de desbalance.

Desbalance
original

23. • La metodología para balancear rotores:
2. Se genera una desviación de “punto pesado que está
generando el desbalance, colocando un peso de
prueba, generando de esta forma un segundo vector.
Desbalance
provocado

24. • La metodología para balancear rotores:
3. Se obtiene el vector resultante que llegaría a ser
la descompensación total de masa original y
provocada, de manera que se puede cuantificar la
amplitud y dirección del vector denominado
“desbalance”
Desbalance
cuantificado
Se relaciona amplitud con
masa:
Vr = Vo + Vp
Mr = Mo + Mp
Fase de la misma forma
acompaña al análisis
vectorial.

25. 

ISO 1940/1
Se base en la ecuación :
Donde :
r = radio de masa que genera el
desbalance (m)
w= velocidad angular (rad/s)
m= cantidad de masa (Kg)
F= Fuerza centrífuga (N)
U = m*r = cantidad de desbalance (Kg*m)
Cantidad de Desbalance = Fuerza centrífuga /
Rigidez dinámica

26. Ulim > Uexiste → Calidad dentro de tolerancia
Ulim < Uexiste → Calidad fuera de tolerancia
Desbalance
Permisible
Historia y/o
Experiencia
Fuerzas en
Rodamientos
Estándar ISO
1940/1

28. Grado Permisible de acuerdo al tipo de máquina – ISO
1940/1
Calidad Del Balanceo
TIPO DE ROTOR
G4000
Cigüeñales de motores (diesel) marítimos de bajas revoluciones, montados sobre soportes rígidos y con un número
de cilindros impar.
G1600
Cigüeñales de motores de dos tiempos montados sobre soportes rígidos.
G630
Cigüeñales de motores de cuatro tiempos montados sobre soportes rígidos. Cigüeñales de motores (diesel)
marítimos montados sobre soportes elásticos.
G250
Cigüeñales de motores (diesel) de cuatro cilindros y de alta velocidad, montados sobresoportes rígidos.
G100
Cigüeñales de motores (diesel) de seis o más cilindros y de alta velocidad. Cigüeñales de motores de combustión
interna (gasolina, diesel) para carros y ferrocarriles.
G40
Ruedas y llantas de carros. Cigüeñales de motores de cuatro tiempos de alta velocidad (gasolina, diesel) sobre
soportes elásticos y con seis o más cilindros.
G16
Ejes de propelas, ejes de transmisiones cardánicas. Elementos de máquinas agrícolas. Componentes individuales
de motores (gasolina, diesel) para carros y ferrocarriles.
Cigüeñales de motores de seis o más cilindros bajo requerimientos especiales.
G6.3
Elementos de máquinas procesadoras en general. Engranajes para turbinas de uso marítimo. Rodillos para
máquinas papeleras.
Ventiladores. Rotores de turbinas para la aviación. Impelentes para bombas. Máquinas herramienta. Rotores de
motores eléctricos.
G2.5
Turbinas de gas y de vapor. Rotores rígidos para turbogeneradores. Discos para computadoras.
Turbocompresores. Bombas operadas por turbinas.
G1
Grabadoras de cinta magnética y tocadiscos convencionales. Máquinas trituradoras.
G0.4
Discos compactos, brocas, barrenas. Giróscopos.

29. Patrón Vibracional del Desbalance
Figure 1 - Typical Radial FFT Generated By Unbalance
Figure 2 - Single Plane Unbalance
El desbalance genera una onda pura sinusoidal, por igualarse a la
frecuencia fundamental de rotación.
Síntomas:
Vibración Radial @ 1x rpm dominante
Vibración axial con niveles muy bajos, de otra forma se debe resolver o
determinar si hay otro problema
Forma de onda sinusoidal casi perfecta.

30. L a forma de onda nos muestra claramente que
existe una sola fuerza que es causante del nivel
global de vibración, que es el desbalance de masa

31. 1.
2.
3.
El equipo de balanceo dinámico está compuesto por
uno a mas sensores (aceleración o velocidad)
Una fotocélula infrarroja o llamado también
tacómetro infrarrojo
Un analizador de vibraciones con un software que
haga el cálculo interno por los métodos
mencionados.

32. 

Balanceo de un rodete de un VTI en planta Viacha –
Soboce S.A.
Potencia 1250 Kw
Problema: Desbalance del rodete del ventilador por fatiga de un
sector de los álabes y encostramiento (pegadura de material en
discos y álabes)

33. Espectro y Forma de Onda Real del ventilador de la foto

Análisis Orbital

34. 
Contrapesos colocados en el balanceo

35. Espectro y forma de onda después de balancear
dinámicamente
Análisis Orbital

36. GRACIAS POR SU ATENCION
PREGUNTAS????
Correo Electrónico:
jiporre@soboce.com
Joseluis.iporre@gmail.com