Práctica de laboratorio de Balanceo Estático y Dinámico en la asignatura de Mecanismos y Vibraciones

1. OBJETIVO: Proporcionar al estudiante las competencias necesarias para aplicar en su vida profesional en forma ética y moral los conceptos del balanceo estático y dinámico. 1 LABORATORIO DE MECANISMOS Y VIBRACIONES -BALANCEO ESTATICO Y DINAMICO

2. MARCO TEÓRICO / CONCEPTUAL BALANCEO ESTÁTICO Existe desbalanceo estático cuando la masa no está sobre el mismo plano (perpendicular al eje de rotación) que el centro de gravedad del rotor. Esto provoca que el eje principal de inercia del conjunto se desplace paralelamente al eje de rotación. Este desbalanceo se corrige con un contrapeso opuesto al peso sobrante. Si montamos una pieza muy desbalanceada sobre apoyos que ofrezcan muy poca resistencia a la rotación, el rotor se moverá por acción de la gravedad y quedará con el peso sobrante hacia abajo. Nuestro sistema consiste en un eje de 170 mm. y un set de 4 pesas con diferentes valores de desbalance, el cual deberá ser primero balanceado estáticamente. Como vemos en el gráfico, cuando el eje rota cada pesa contribuirá con su propia fuerza centrífuga de manera que para balancear estáticamente el eje la sumatoria de fuerzas centrifugas deberá ser igual a cero. 2 LABORATORIO DE MECANISMOS Y VIBRACIONES -BALANCEO ESTATICO Y DINAMICO

3. BALANCEO DINAMICO Este es el caso más frecuente y general de desbalanceo y provoca que el eje principal de inercia de una pieza desbalanceada no sea paralelo al eje de rotación del eje y no pase por el centro de gravedad de la pieza. En este caso solo se puede balancear colocando dos contrapesos en dos planos perpendiculares al eje de rotación y con posiciones angulares distintas. El balanceo dinámico es obligatorio en ejes cuya dimensión longitudinal es mucho mayor que su diámetro como en nuestro caso. 3 LABORATORIO DE MECANISMOS Y VIBRACIONES -BALANCEO ESTATICO Y DINAMICO

4. ESTRATEGIAS Y PROCEDIMIENTO El sistema en el cual se va a desarrollar la aplicación del balanceo estático y dinámico, consiste en un eje de 170 mm. y un set de 4 pesas con diferentes valores de peso que al ser colocados sobre el eje de una manera no adecuada producirán sobre el eje un desbalance, el cual será identificado al darle un leve movimiento al eje y peor aún si le acoplamos al motor y lo hacemos girar, por lo tanto la estrategia será: Balancear estáticamente el eje incluidas las masas. Como vemos en el gráfico, cuando el eje rota cada pesa contribuirá con su propio peso a un momento que está en función de la distancia hacia el centro del eje, de manera que para balancear estáticamente el eje la sumatoria de estos momentos con respecto al centro del eje deberá ser igual a cero. 4 LABORATORIO DE MECANISMOS Y VIBRACIONES -BALANCEO ESTATICO Y DINAMICO

5. Puesto que son conocidos los valores mri, las incógnitas que debemos resolver son los ángulos y el mejor método de resolver esta ecuación vectorial es en forma gráfica para lo cual se utilizará algún software de aplicación Como se observa en el gráfico los valores mr1 corresponden a distancias iguales a los valores de desbalance y como nos hemos impuesto dos ángulos de 0 y 90 , los otros dos salen del gráfico, siempre medidos desde el eje positivo de las X., con los cuatro ángulos obtenidos, podemos continuar con la siguiente fase. 5 LABORATORIO DE MECANISMOS Y VIBRACIONES -BALANCEO ESTATICO Y DINAMICO

6. Balanceo dinámico Para balancear dinámicamente un eje la sumatoria de momentos producida por la fuerza centrifuga debe ser igual a cero con respecto a un plano perpendicular al eje y su resolución es analítica. Las incógnitas en este caso deben ser las distancias y de igual manera se debe imponer dos distancias y las otras dos quedan como incógnitas. ara resolver analíticamente se debe utilizar el software MathCAD. Se debe aplicar también las masas y los ángulos en radianes obtenidos en el anterior proceso 6 LABORATORIO DE MECANISMOS Y VIBRACIONES -BALANCEO ESTATICO Y DINAMICO

7. Los valores impuestos de z1 y z2 Los valores de ensayo de z3 y z4 pueden tener cualquier valor. Nota aclaratoria: Los iguales de la ecuación se los escribe con : 7 LABORATORIO DE MECANISMOS Y VIBRACIONES -BALANCEO ESTATICO Y DINAMICO