Conceptos físicos de balanceo
Una pieza rotante está desbalanceada cuando no hay coincidencia entre el eje de inercia y el eje de rotación. Esto es causado por una distribución desigual de la masa alrededor del eje de rotación.

Las principales causas de desbalanceo son poros en los materiales, pequeños errores de mecanizado, decentramientos, materiales no homogéneos, asimetrías, deformaciones etc.

Esto provoca vibraciones con consecuencias no deseadas tales como:
  1. Desgaste prematuro y posterior rotura de rodamientos y bujes.
  2. Ineficiencia mecánica
  3. Ruidos molestos
  4. Malestar de las personas en contacto con las vibraciones.
  5. Aflojes o roturas de montajes y fijaciones.
  6. Rotura de la capa de lubricante que separa las piezas rotantes de las fijas.
  7. Se transmiten a otras partes de la misma máquina y de otras maquinas cercanas
  8. Fatiga en los materiales.
  9. Mala terminación del producto final cuando se trata de máquinas para mecanizados.
Las fuerza originadas por desbalanceo son importantes y pueden calcularse con la siguinte fórmula

F=m.ω2.r

m = masa giratoria en gramos
ω = velocidad angular en radianes/segundo= 2.pi.RPM/60
r = radio donde gira la masa.
F = fuerza en Newtons

Por ejemplo un peso de 1 g ubicado a 300 mm del eje, girando a 2800 RPM generará una fuerza rotativa de 13.16 kgf.

El proceso de balanceo o equilibrado dinámico consiste en determinar el lugar y la cantidad de peso que debemos agregar (o quitar) para reestablecer el equilibrio de tal forma que el eje de rotación coincida con el eje de inercia.

Balanceo estático o en un plano: Si el diámetro de una pieza rotante es mucho mayor que el largo (pieza con forma de disco). Podemos prever que el centro de masa estará sobre el plano de ese disco. Entonces solo es necesario montar la pieza sobre apoyos extremadamente livianos para permitir que el desequilibrio que posee forme un momento respecto al eje de rotación y la pieza rote sola hasta detenerse con la masa sobrante quede ubicada hacia abajo. De esta forma sabemos que si agregamos peso en la parte de arriba podemos equilibrar la pieza con el método de "prueba y error".

Balanceo dinámico o dos planos: Si el diámetro de la pieza es comparable con el largo (pieza con forma de cilindro) el desequilibrio de masas tendrá como resultante un momento y para equilibrarlo deberemos añadir un momento opuesto para neutralizarlo.

Supongamos que tenemos un cilindro ideal, perfectamente balanceado, y le colocamos en los extremos dos pesos iguales, en un mismo radio y a 180º entre ellos. Si ahora montamos la pieza sobre apoyos livianos esta no se moverá ya que ambos pesos generarán momentos iguales, pero de signo contrario respecto al eje de rotación. Si la pieza no cae podemos llegar a la conclusión errónea que la pieza está balanceada.

Cuando esta pieza esté en rotación aparecerán fuerzas centrífugas sobre los pesos agregados que generarán una cupla que intentará hacer girar la pieza en un eje perpendicular al eje de rotación. Esta cupla será contenida por reacciones giratorias en los apoyos y aparecerán las indeseadas vibraciones en una pieza aparentemente balanceada.

En los casos reales las cuplas indeseadas deben neutralizarse por lo que se deben colocar dos pesos en planos distintos para generar una cupla de signo contrario.

Balanceadoras dinámicas: La función de una máquina balanceadora es indicar la posición angular y la cantidad de los pesos que debemos agregar para neutralizar la cupla indeseada. Estos pesos no serán necesariamente iguales ni estará necesariamente a 180º entre si.

Un rotor a balancear sobre una balanceadora ToB girará a velocidad constante, las vibraciones serán captadas por los sensores, el equipo electrónico procesará esta información e indicará el lugar y la cantidad del peso que debemos agregar en cada plano para equilibrar la pieza.

Los planos y los radios donde se colocarán los pesos usualmente son determinados por el operario que realiza el balanceo o pueden estar definidos por el diseñador del rotor.

Para cada aplicación particular se permitirá un desbalanceo remanente que está normalizado en diferentes normas como la ISO 1940, ANSI/AMCA Standard 204-96, API 610 ETC.
EQUILIBRADORAS ToB srl
Juan Müller 890
X5901CRR - VILLA MARIA - Córdoba
Rep. ARGENTINA


TelFax: 54+353+4532410
equitob@equitob.com
www.equitob.com