República Bolivariana de Venezuela

Universidad Nacional Experimental Politécnica

“Antonio José de Sucre”

Vicerrectorado Puerto Ordaz

Cátedra: Dinámica de maquinas

Profesor:

Ing. Juan Castillo

Bachiller:

Ilvanys Monteverde

C.I 24.845.958

Puerto Ordaz, julio de 2014

BALANCEO

EN UN PLANO

(LABORATOR

IO II)

Introducción

Todos los componentes rotatorios experimentan mejoras significativas

en calidad y rendimiento si son balanceados. Balanceo es el proceso de

minimizar vibración, ruido y desgaste a cuerpos rotatorios. Esto se logra al

reducir las fuerzas centrifugas alineando el eje de inercia principal con los ejes

geométricos de rotación a través de agregar o remover material.

El desbalance puede ser producido por diferentes factores como por

ejemplo la falta de simetría en las partes rotativas de las máquinas, falta de

homogeneidad causada por soldaduras, entre otros. A su vez los problemas

más comunes causados por la vibración debida al desbalance son:

Excesivo desgaste en los puntos de apoyo o chumaceras.

Ruidos adicionales en la operación de equipos.

Desajuste de tornillos, tuercas, etc.

Fallas por fatiga en elementos de la estructura en vibración.

Este laboratorio tiene como objetivo principal el balanceo de un rotor en

un plano (Balanceo estático). Para rotores simples, su procedimiento de

balanceo es sencillo porque el problema se resuelve aplicando solo una masa

(o contrapeso) en la posición angular correspondiente. Sin embargo, es

importante destacar que en el caso de rotores largos y flexibles, el

procedimiento es más complicado debido a que la distribución del desbalance

cambia a lo largo del rotor al igual que los modos de vibración del rotor, estos

aspectos afectan la posición en que los contrapesos tienen que ser colocados.

Objetivos

Objetivo General:

Balancear un rotor en un plano

Objetivos Específicos:

Determinar el desbalanceo original de un rotor

Utilizar el método vectorial para balanceo de un plano

Colocar la masa correctiva en el lugar conveniente para balancear el

rotor

Verificar que nuevo desbalance presentara el rotor

Marco teórico

Centro de masa: El centro de masa es el punto en un cuerpo donde si todas

las masa estuvieran concentradas en un punto, el cuerpo actuaría igual para

cualquier dirección o aceleración lineal. Si un vector de fuerza pasa a través de

este punto el cuerpo se moverá en línea recta, sin rotación. La segunda ley de

Newton del movimiento describe este movimiento como F=ma. Donde la suma

de fuerzas F, actuando sobre un cuerpo es igual a su masa m, por su

aceleración

Centro de gravedad: Donde a es la aceleración debida a la gravedad, la

fuerza resultante es el peso del cuerpo. Por esta razón el término centro de

gravedad se puede considerar como el centro de masa o donde está

concentrada toda la masa.

Ejes geométricos: El eje geométrico se refiere también como eje del eje o eje

dirigido de rotación. Este eje de rotación es determinado ya sea por la

superficie sustentadora rotatoria, la cual existe en la pieza de trabajo, o por la

superficie de montado.

Desbalance estático: Es una condición que existe cuando el centro de masa

no está sobre el eje de rotación, puede ser también explicada como la

condición cuando el eje principal de inercia es paralelo al eje de rotación Para

corregir el desbalance estático se requiere solo una corrección. Este tipo de

desbalance es un vector, y por eso, debe ser corregido con un peso conocido

en un ángulo particular. Fuerza de desbalance es otro nombre para el

desbalance estático. La siguiente figura representa un ejemplo de desbalance

estático.

Modelos para el balanceo : Para determinar qué modelo se tomará para

efectuar el balanceo, no es estrictamente necesario reconocer o identificar qué

tipo de desbalance presenta el rotor. De igual forma, con lo estudiado hasta el

momento es evidente que los tipos de desbalances identificados como

estático, cuasi -estáticos y dinámicos sólo pueden ser corregidos en al menos

dos secciones transversales "planos" del rotor, sin embargo en función de la

relación L/D se decide cual es el modelo más apropiado a ser utilizado para

realizar el balanceo.

Tabla a. Modelos de Balanceo según relación del rotor

Materiales

Tapa china (referencia móvil)

Plastilina de 1gr y 0,5gr

IRD 350 (captador de vibraciones)

Carta polar (referencia fija)

Juego de escuadras

Procedimiento

Instalar el equipo, en este caso, el disco (tapa) se conecta a un eje con

un apoyo el cual es impulsado por un motor eléctrico que gira a una

velocidad angular ω

Captar el desbalance original, colocando la mínima frecuencia (50 Hertz)

en el captador de vibraciones (IRD 350), la misma se debe variar hasta

lograr la máxima amplitud posible

Anotamos los valores arrojados por el captador de vibraciones (amplitud

y frecuencia)

Se obtiene la fase (ángulo) fijando la lámpara la cual dispara una luz

estroboscópica a la misma frecuencia del disco (tapa), y la marca en el

disco permanecerá fija a un ángulo θ de la del marco fijo.

Se apaga el equipo

Se escoge un peso de prueba, el cual se coloca en cualquier lugar

menos en la línea contraria de la fase.

Se ajusta nuevamente la frecuencia y la amplitud, y posteriormente se

hace girar el disco (tapa) a una velocidad ω, y se observa una nueva

posición de la marca con respecto al marco fijo, φ, y una nueva amplitud

O+T, causada por la combinación del desbalance del disco (tapa) y del

peso correctivo

A través del método vectorial, se determina un peso corregido, el cual se

debe colocar en un ángulo (θ) partiendo de la fase original y en sentido

contario de O+T

Finalmente se verifica que el peso calculado es el correcto, y que el rotor

esta balanceado ya que debe bajar la amplitud por lo menos un 75%.

Cálculos: