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Mecánica para la Automatización

Balanceo Estático y Dinámico

Tsu. JOSE ALEJANDRO AVILA REYES

Maestro:Nicolás Cristóbal Uzarraga

BALANCEO:

El balanceo es la técnica de corregir o eliminar fuerzas y momentos de inercia indeseables. Estas fuerzas pueden provocar vibraciones que a veces pueden alcanzar amplitudes peligrosas. Incluso aunque no lo fueran, las vibraciones aumentan los esfuerzos y someten a los cojinetes a cargas repetidas que provocan la falla prematura por fatiga de las piezas. Por lo tanto, en el diseño de maquinaria no basta simplemente con evitar la operación cercana a las velocidades críticas; también es preciso eliminar, o por lo menos reducir, en primera instancia, las fuerzas de inercia que producen estas vibraciones. Un mecanismo o una máquina se consideran equilibrados, si durante su funcionamiento la resultante de todas las fuerzas, que actúan sobre los apoyos del soporte (bancada, cimiento), y el momento resultante de esas fuerzas, son de magnitud y dirección constante.

BALANCEO ESTATICO (EN UN SOLO PLANO)

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 masa de corrección.

La cantidad de desbalance es el producto del peso por el radio. 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.

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.

BALANCEO DINAMICO (EN DOS PLANOS)

Es también definido como el desbalance dinámico. Es una suma vectorial de desbalance estático y desbalance de acoplamiento. Para corregir es necesario tener dos planos de balanceo y se requiere dos pesos de corrección, uno en cada plano en dos ángulos no relacionados.

La especificación de desbalance solamente es completa si se conoce el lugar del eje axial del plano de corrección. El desbalance dinámico o desbalance en dos planos especifica todo el desbalance que presenta una pieza de trabajo. Este tipo de desbalance puede solo ser medido en un balanceador giratorio el cual detecta la fuerza centrífuga debida al componente de acoplo de desbalance.

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

DESBALANCE DE ACOPLAMIENTO

Es una condición específica que existe cuando el centro de masa se encuentra sobre el eje de rotación y el eje principal de inercia no es paralelo con el mismo. Para corregir el desbalance por acoplamiento, deben ser Lección No 10. Balanceo 10.6 agregados dos pesos iguales a la pieza de trabajo en ángulo de separación de 180 grados en dos planos de corrección, la distancia entre estos dos planos es llamada “brazo de acoplamiento”. El desbalance de acoplamiento es un vector que describe la corrección. Es común para los balanceadores desplegar el vector de desbalance izquierdo de una corrección de acoplamiento para ser aplicado en ambos planos izquierdo y derecho.

El desbalance de acoplamiento es expresado como , donde M es la cantidad de

desbalance, es el producto de la masa por su radio por la distancia , del brazo de acoplamiento. El desbalance de acoplamiento es definido como la masa por su longitud al cuadrado, unidades comunes para el desbalance de acoplamiento serian g-mm^2 o onza-pul^2 . El ángulo es el ángulo de corrección en el plano izquierdo (note que en mecánica, el ángulo es perpendicular al plano del radio del vector y el vector del brazo de acoplamiento,

este es un ángulo de 90 grados en relación a la localización del peso). El desbalance de acoplamiento puede ser corregido en cualquiera de los dos planos, pero primero la cantidad tiene que ser dividida por la distancia entre los planos seleccionados. Mientras que el desbalance estático puede ser medido con un balanceador no rotacional, un desbalance de acoplamiento solo puede ser medido al girar la pieza de trabajo. El siguiente dibujo representa un ejemplo de desbalance de acoplamiento.

EJEMPLOS DE DESBALANCEO EN EQUIPOS MECANICOS

ROTORES

Al estar desbalanceados producen una vibración y aunque es pequeña en algunos casos ocasiona problemas como los son el desgaste de los cojinetes y afecta a la vida de el mecanismo

RINES DE AUTOMOVILES ( MAS COMUN)

Al tener un desbalance el automóvil tiende a presentar algunas vibraciones que afectan a la comodidad y la seguridad del conductor es por ello que se debe tener una gran atención al buen funcionamiento y balanceo de los neumáticos

MAQUINAS CENTRIFUGAS

Al diseñar este tipo de máquinas se debe tener en cuenta la alineación y balanceo ya que con el paso del tiempo este tipo de máquinas tienden a desgastarse por las pequeñas vibraciones ocasionadas por un desbalance y una desalineación y si no se corrige a tiempo es muy probable que afecte al producto directamente

Bibliografía:

http://es.slideshare.net/mikesanchezmtz/desbalanceo-estatico-y-dinamico-una-breve-explicacion

http://es.slideshare.net/mgacosta/trabajo-2-slideshare

http://www.vibratec.net/pages/servicios2_baldinamico.htmlhttp://www.aero.ing.unlp.edu.ar/catedras/archivos/Vibraciones%20-%20Balanceo.pdf