Desbalance de rotores en voladizo

Un rotor en voladizo tiene sus planos de corrección ubicados fuera de los soportes, como ocurre en ventiladores y bombas industriales. El desbalance de rotores en voladizo presenta un reto especial para debido al alto efecto cruzado: cualquier ajuste en un plano afecta significativamente al otro.

Incluso un simple desbalance estático genera un acoplamiento crítico en los cojinetes. Los sensores detectan vibraciones desfasadas (180°) aunque solo exista desbalance estático, ya que este efecto se suma vectorialmente al desbalance por par. Por ello, el balanceo dinámico efectivo requiere separar y compensar ambos componentes.

Condiciones de desbalance de rotores en voladizo

Desbalance en el plano interior del rotor

En este caso, se asume que el desbalance de rotores es causado por una masa única ubicada en el plano interior del impulsor (Plano A). Aunque esta condición no es común en la práctica, muchos desbalances pueden tratarse mediante balanceo estático en el plano interior.

Los síntomas de esta condición son los siguientes:

• Alta vibración en el Plano A (el plano cercano al impulsor).
• Menor vibración en el otro plano (Plano B).
• Vibración desfasada (180º ± 30º) entre el Plano A y el Plano B.

Es importante considerar que estos síntomas se basan en una respuesta casi lineal de la estructura y en la ausencia de condiciones de resonancia. Sin embargo, en algunos casos, la estructura puede presentar una respuesta no lineal y resonancia en ciertos modos, lo cual podría afectar significativamente la vibración.

Desbalance en el plano exterior del rotor

Los síntomas de esta condición son similares a los del caso anterior. Este desbalance de rotor puede corregirse colocando una masa en el plano exterior (Plano 2), lo cual es fácil de implementar durante el balanceo en campo.

Desbalanceo por par de fuerzas

Un par de fuerzas (momento) se genera cuando dos fuerzas iguales pero opuestas actúan en planos diferentes. En este caso, el desbalance de rotor por par ocurre cuando dos masas idénticas pero opuestas (con desfase de 180°) se ubican en planos distintos.

Los síntomas de este tipo de desbalance son:

• Vibraciones similares en ambos planos, pero en contrafase.
• Al intentar corregir la vibración en el Plano A con balanceo estático, la vibración en el Plano B aumenta.

Nota clave: Este tipo de desbalance requiere un procedimiento específico de detección y corrección de pares.

Desbalance de rotores por dos masas apuestas desiguales

Este tipo de desbalance de rotor ocurre cuando dos masas desiguales, separadas 180°, generan fuerzas asimétricas. Según la diferencia entre las masas, las dimensiones del rotor y la posición de los cojinetes, las reacciones en los apoyos pueden presentarse en fase o en contrafase.

Síntomas característicos:

• Las vibraciones no suelen ser muy altas en amplitud
• Las vibraciones entre planos pueden aparecer en fase o contrafase
• Los intentos de corrección con una sola masa de balanceo fallarán

Desbalance por dos masas

Este escenario representa el caso más realista y complejo de desbalance de rotor, donde dos masas desbalanceadas están separadas por un ángulo cualquiera.

Recomendaciones para el balanceo de rotores en voladizo

1. Para el balanceo en campo, siga todas las normas de seguridad y bloqueo. El proceso de balanceo es peligroso debido a la proximidad con las máquinas; las pesas de prueba pueden salir despedidas, la alta vibración y el ruido, las máquinas pueden arrancar o girar inesperadamente y otros riesgos de seguridad.
2. Cuando la relación ancho/diámetro del rotor es muy pequeña, un procedimiento de balanceo en 1 plano, será suficiente.
3. Para el balanceo en taller, realice el balanceo de todo el conjunto. Ya sea un eje o un motor conectado al impulsor, conserve la pieza original y realice el balanceo con la misma configuración.
4. No tome lecturas mientras la máquina esté acelerando y no la detenga antes de tomar la lectura final.
5. Para el balanceo en campo de ventiladores y sopladores, vuelva a colocar las puertas de acceso antes de ponerlos en marcha para evitar el efecto aerodinámico.