AXILINEÁngulo de colocación del peso corrector: el cero, el sentido y las posiciones fijas
El equipo ha calculado: 6,4 g a 137°. A partir de aquí empieza el punto donde más se estropea el equilibrado. El cero de referencia, el sentido de medición y el selector «añadir o quitar» deciden si la vibración baja o se duplica. A continuación analizamos cada punto y mostramos cómo el modo de posiciones fijas elimina el transportador del proceso.
El cero de referencia: donde estaba el peso de prueba
El equipo no sabe dónde está el «arriba» de su rotor. Conoce un único punto de referencia: el lugar donde colocó el peso de prueba. Desde ahí se mide el ángulo de corrección. El programa muestra «M1 = 6,4 g, f1 = 137°», y esos 137° están medidos desde la huella del peso de prueba. No desde la chaveta. No desde la vertical. No desde la marca reflectante del tacómetro.
Por eso el peso de prueba no basta con atornillarlo, hay que marcarlo. Tiza, rotulador, un granete, una tira de cinta adhesiva: cualquier cosa que sobreviva al arranque y no se despegue. Al retirar el peso de prueba, pierde el punto cero si no lo ha marcado de antemano. Después no hay forma de recuperarlo: en el archivo del equipo no queda anotado ningún ángulo «de antes».
Un truco ahorra tiempo en la próxima visita. Coloque el peso de prueba en la misma posición angular donde está pegada la marca reflectante. Así el cero coincide con la marca, siempre se ve, y los coeficientes de influencia se pueden guardar y reutilizar: con los coeficientes guardados, el equipo calcula la corrección en un solo arranque en vez de dos.
- El lugar del peso de prueba está marcado en el rotor antes del primer arranque
- El cero coincide con la marca reflectante, si piensa guardar los coeficientes de influencia
- La masa real y el radio real del peso de prueba están introducidos en el programa
- Está anotado desde qué lado de la máquina se mira el rotor
La fase F1 que muestra el equipo no es el ángulo del punto pesado (el lugar donde se concentra la masa sobrante). Es la fase de la señal de 1x (la vibración a la frecuencia de rotación) respecto a la marca del tacómetro. No se puede determinar «a ojo» dónde colocar el peso a partir de ella. El ángulo de corrección solo lo da el cálculo con dos arranques: el inicial y el de prueba.
El sentido de medición: en el sentido de rotación del rotor
Ya tiene el cero, ahora el sentido. Balanset-1A mide el ángulo de corrección desde el lugar del peso de prueba en el sentido de rotación del rotor. Con la misma regla se numeran las posiciones fijas: Z1 está donde estaba el peso de prueba, Z2 es la siguiente posición en el sentido de rotación.
«En el sentido de rotación» suena inequívoco hasta que le da la vuelta a la máquina. Una rotación en sentido horario vista desde el lado del accionamiento parece antihoraria vista desde el lado del rodete. La mitad de los errores especulares nacen precisamente aquí: el ángulo se midió bien, pero desde el extremo equivocado.
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Determine el sentido de rotación a simple vista
Dé un breve impulso al motor o gire el rotor a mano y observe hacia dónde va. No se fíe de la flecha de la carcasa: se pintó durante el montaje y pudo invertirse junto con la tapa, o desaparecer en una reparación.
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Dibuje una flecha donde vaya a marcar
Con tiza sobre el disco del rotor o sobre la brida, en el lado desde el que realmente alcanza el punto de fijación del peso. A partir de ahí mida el ángulo solo con esa flecha, y no vuelva a rodear la máquina.
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Marque el cero y las divisiones
Aplique el transportador desde la marca cero hacia la flecha. Si no tiene transportador, mida la circunferencia con una cinta y repártala en partes iguales: 30° en un diámetro de 400 mm son unos 105 mm por el borde.
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Verbalícelo antes de apretar
«El cero está aquí, la rotación va hacia allá, 137° es aquí». Treinta segundos de comprobación salen más baratos que una parada de más, desmontar la carcasa y un nuevo arranque.
El sentido debe ser el mismo durante todo el equilibrado: al colocar el peso de prueba, al colocar la corrección y al añadir pesos después del arranque de control. Si el programa fija explícitamente el sentido en los ajustes o lo muestra en el diagrama polar, siga esa indicación, no la costumbre.
El error especular: por qué sube la vibración
Veamos qué ocurre físicamente. El peso corrector genera un vector que debe anular el vector del desequilibrio inicial: igual en magnitud, opuesto en dirección. Si se ha medido el ángulo en el sentido contrario, el peso queda en posición especular respecto a la marca cero. El error angular no es entonces θ, sino 2θ, es decir, el doble del ángulo calculado.
La masa del peso es correcta, la dirección no. Para un sistema lineal, la vibración residual resulta aproximadamente 2 · V0 · sen θ, donde V0 es la componente de giro inicial. Esta geometría sencilla muestra cuándo el error pasa desapercibido y cuándo golpea de verdad.
| Ángulo calculado θ | Error real 2θ | 1x residual con montaje especular |
|---|---|---|
| 10° | 20° | ≈0,35 × la inicial: la vibración baja de todos modos |
| 30° | 60° | ≈ la inicial: como si no se hubiera hecho nada |
| 60° | 120° | ≈1,7 × la inicial: ha empeorado |
| 90° | 180° | ≈2 × la inicial: el máximo perjuicio |
| 150° | 300° | ≈ la inicial |
| 170° | 340° | ≈0,35 × la inicial |
No corrija un montaje especular con un segundo peso al azar. Retire el peso, devuelva el rotor a su estado inicial, recalcule la marca en el sentido contrario y vuelva a colocarlo. El equipo calcula el peso adicional a partir de lo que realmente hay en el rotor. Si el peso está en posición especular, el cálculo del peso adicional también se desviará.
Cómo saber que el error ha sido precisamente en el ángulo
La tabla anterior explica algo desagradable. Un ángulo calculado pequeño perdona el error de sentido, y no lo notará: la vibración ha bajado, el trabajo «ha salido». Los ángulos entre 30 y 150° no perdonan, ahí un peso especular deja las cosas peor que antes. El peor caso son los 90° calculados: el peso acaba exactamente en el punto pesado y duplica el desequilibrio inicial.
El arranque de control ayuda a distinguir un error especular de otras causas del aumento de vibración. Observe no solo la amplitud, sino también la fase de 1x.
Si el 1x ha subido y la fase se ha desplazado de forma notoria, y la vibración global (el nivel conjunto en todas las frecuencias) se ha movido junto con el 1x, es casi seguro que se ha equivocado en el ángulo o en el selector «añadir/quitar». Si el 1x ha quedado más o menos igual y la global ha subido, el ángulo no tiene nada que ver: busque una sujeción floja, un rozamiento, un defecto de rodamiento, una desalineación. El equilibrado no eliminará esa vibración.
Compruebe aparte la linealidad del sistema. El peso puede estar bien colocado, y la vibración comportarse de forma distinta a lo que calcula el equipo: esto ocurre en resonancia, en un rotor elástico y en apoyos que cambian de rigidez con amplitudes grandes. En ese caso, un ángulo preciso no salvará la situación, y hay que equilibrar después de haber puesto en orden la mecánica.
Añadir o quitar metal: el taladrado gira el ángulo 180°
No siempre se puede soldar o atornillar un peso. En poleas, muelas abrasivas, rodetes de bombas y rodetes bajo una carcasa cerrada resulta más cómodo quitar metal: taladrar, fresar, retirar un recargue.
En el programa esto lo controla el selector «añadir» / «quitar» (Add / Delete, en el modo de dos planos Removal). Al cambiar a quitar, el equipo gira automáticamente el ángulo 180°. La lógica es simple: retirar masa en el punto A equivale a añadir la misma masa en el punto opuesto.
Se olvidó cambiar el selector
El equipo dio el ángulo para añadir, y usted taladró siguiéndolo tal cual. Es exactamente un error de 180°: el metal se ha quitado del lado ligero, el desequilibrio ha subido aproximadamente al doble. Uno de los escenarios más frecuentes de «tras el equilibrado ha ido a peor».
Volumen del orificio para la masa necesaria
La masa es igual a la densidad multiplicada por el volumen. Acero ≈7,85 g/cm³, fundición ≈7,2, aluminio ≈2,7. Un orificio de Ø10 mm y 10 mm de profundidad en acero retira unos 6 g. Si un orificio resulta demasiado profundo, taladre varios uno junto a otro.
Dónde no se debe taladrar
En cordones de soldadura, en la pared fina del rodete, en radios de acuerdo y en lugares donde el orificio se convierta en un concentrador de tensiones o abra una cavidad interna. Si duda de la resistencia, añada masa en vez de quitarla.
El radio cambia junto con el método
El peso suele colocarse al radio máximo, pero se taladra donde hay material. Con un radio menor, hace falta más masa: m₂ = m₁ · r₁ / r₂. Introduzca el radio real, medido con cinta métrica, no el de proyecto tomado del plano.
Retirar con exactitud la masa calculada con un taladro casi nunca se consigue. Mida la profundidad y el diámetro reales del orificio con un calibre, calcule la masa retirada, introduzca el valor real y haga el arranque de control. Después el propio equipo propondrá añadir un peso o seguir taladrando.
Posiciones fijas: un número en vez de un ángulo
Ahora la simplificación principal. En la mayoría de las máquinas reales, de todos modos no se puede colocar el peso a un ángulo cualquiera. Hay seis álabes, doce orificios para pernos, ocho radios, y solo se puede fijar ahí. En esa situación el transportador solo estorba: mide 137°, y el álabe más cercano está a 120°.
En los ajustes de Balanset-1A esto lo controla «Weight attachment method». «Circum» significa que el peso se puede colocar en cualquier punto de la circunferencia. «Fixed position» significa que los puntos de fijación son un número finito, y usted introduce su cantidad real: 12 orificios dan un paso de 30°, 6 álabes dan un paso de 60°.
A partir de ahí el equipo deja de hablar de grados. En la pestaña de resultados ve los números de posición y la masa de cada una: por ejemplo, Z10 = 4,2 g y Z11 = 2,8 g. Z1 es la posición donde estaba el peso de prueba, la numeración avanza en el sentido de rotación del rotor.
- No hace falta transportador ni marcar la circunferencia: cuenta álabes, no grados.
- El error de interpolación desaparece. El propio equipo ajusta el ángulo calculado a los puntos de fijación reales, en vez de que usted calcule «más o menos a la mitad».
- Una segunda persona puede comprobar la marcación sin el equipo: «desde el álabe marcado, el décimo en el sentido de rotación».
- El número de posición queda registrado en el informe sin ambigüedad. «Unos 137°» no se puede repetir dentro de un año, «Z10 y Z11» sí.
Hay una cosa que de todos modos depende de usted: el sentido de la numeración. Las posiciones hay que contarlas en el sentido de rotación del rotor, y el modo de posiciones fijas no le libra de eso. Pero comprobarlo es incomparablemente más fácil que un ángulo: el sentido de rotación se ve a simple vista, y el número de posición es discreto, se puede recontar con el dedo y decirlo en voz alta. Marque Z1 con pintura y anote los números directamente en el rotor mientras el peso de prueba siga en su sitio.
Reparto del peso entre dos posiciones vecinas
El ángulo calculado casi nunca cae exactamente en un álabe. El equipo hace lo que usted haría con vectores: reparte la masa necesaria entre dos puntos de fijación vecinos. Dos masas en esas posiciones dan el mismo vector total que una masa al ángulo calculado.
El reparto se calcula por la regla de los senos. Cuanto más cerca esté el ángulo calculado de una de las posiciones, más masa va hacia ella. Justo a mitad de camino entre dos posiciones, las masas resultan iguales.
El reparto tiene un efecto secundario que conviene conocer antes de la visita. La masa total siempre es mayor que una sola masa al ángulo exacto: dos vectores en ángulo entre sí no se suman de forma aritmética. El sobrecoste depende solo del paso entre posiciones, y se puede estimar de antemano.
- En un ventilador con 12 orificios, el reparto sale casi gratis, no hace falta pensar en el sobrecoste
- En un rodete de cuatro álabes, compruebe de antemano que los dos pesos caben en el sitio y no rozan la carcasa
- La sujeción y el asiento deben aguantar la masa incrementada, no solo la calculada
- Si el sobrecoste molesta, añada posiciones: ocho en vez de cuatro reducen el sobrecoste del 41 al 8 %
| Número de posiciones n | Paso entre posiciones | Sobrecoste máximo de la masa total |
|---|---|---|
| 4 | 90° | hasta +41 % |
| 6 | 60° | hasta +15 % |
| 8 | 45° | hasta +8 % |
| 12 | 30° | hasta +3,5 % |
| 24 | 15° | hasta +1 % |
El equipo reparte la masa solo entre dos posiciones vecinas. Si ha dado una masa grande para un solo álabe, no la reparta a su criterio entre tres o cuatro vecinos: el vector se desviará, y obtendrá el mismo efecto especular en miniatura. Mejor marque puntos de fijación adicionales, si la construcción lo permite, aumente el número de posiciones en los ajustes y vuelva a calcular.
Lista de comprobación antes del arranque de control
- El peso de prueba está retirado. Si no se puede retirar, en el programa está marcada la casilla «dejar el peso de prueba», y la corrección está recalculada
- El cero de referencia está marcado en el rotor y coincide con el lugar del peso de prueba
- El sentido de medición coincide con el sentido de rotación y se ha comprobado desde el mismo lado de la máquina en el que se marcó
- El selector «añadir / quitar» corresponde a lo que realmente se ha hecho con el metal
- La masa real del peso está pesada e introducida, no tomada del cálculo
- El radio de colocación es el real. Con un radio distinto, la masa está recalculada según m₂ = m₁ · r₁ / r₂
- El número de posiciones fijas en el programa es igual al número de puntos de fijación reales
- El peso está fijado con la misma solidez que uno definitivo: soldadura, perno con contratuerca o retén
La vibración ha bajado, pero no ha entrado en tolerancia; eso es el curso normal del trabajo, no un error. El programa propondrá pesos adicionales a los ya colocados. El cero y el sentido no cambian en este caso: la medición sigue partiendo del lugar del peso de prueba. Y recuerde que «dentro de tolerancia» en el programa significa una cosa: la 1x residual está por debajo del valor objetivo que usted fijó. El estado general de la máquina se evalúa por separado, según la vibración global en mm/s RMS en la banda de 10–1000 Hz. Compruebe para su máquina la parte y la edición aplicables de la norma.
Si no hay tiempo para lidiar con los ángulos in situ
Un error en la medición del ángulo cuesta un arranque de más cuando lo detecta, y una máquina desmontada cuando no. En un ventilador accesible, la marcación y el recálculo se dominan en un par de visitas. En un equipo que se para según el reglamento una vez al trimestre, en altura, en una línea caliente, normalmente no hay derecho a un segundo intento.
Los ingenieros de AXILINE diseñan y fabrican los equipos Balanset y los usan ellos mismos para equilibrar en las visitas. Vamos hasta la máquina, colocamos los sensores en los apoyos de los rodamientos, primero comprobamos que la vibración realmente viene del desequilibrio y no de la desalineación, una holgura o la resonancia, y solo entonces equilibramos el rotor en sus propios apoyos: en uno o dos planos, con pesos o taladrando, por ángulo o por posiciones fijas. Entregamos el resultado en un informe con la 1x inicial y residual, y con la indicación de dónde y cuánta masa se ha colocado.
Si equilibra usted mismo, el soporte de consulta sobre el equipo y sobre la marcación de ángulos va incluido con el Balanset-1A. El orden de magnitud típico para un ventilador con un pico dominante de 1x: desde ~12 mm/s es realista bajar hasta ~1,5–2 mm/s. Nadie promete esto de antemano. El resultado depende del estado de los apoyos y de la sujeción, y de si el desequilibrio es la única causa de la vibración.
Fuentes: Especificaciones del fabricante Balanset-1A · Manual de operación Balanset-1A · ISO 21940-11:2016 · ISO 20816-1:2016 · ISO 13373-5:2020
Preguntas frecuentes
¿Desde qué punto se mide el ángulo de colocación del peso corrector?
Desde el lugar donde estaba el peso de prueba (calibrador). Justo ahí está el 0°. No desde la chaveta, no desde la vertical y no desde la marca reflectante del tacómetro, salvo que coincida con el peso de prueba. Marque ese lugar con pintura o tiza antes del primer arranque: una vez retirado el peso de prueba, no habrá forma de recuperar el cero.
¿En qué sentido se cuenta el ángulo?
En el sentido de rotación del rotor, salvo que el programa indique lo contrario. Con la misma regla se numeran las posiciones fijas: Z1 donde estaba el peso de prueba, Z2 la siguiente en el sentido de rotación. Compruebe el sentido de rotación a simple vista y dibuje una flecha en el lado de la máquina desde el que está marcando. Una rotación en sentido horario vista desde el lado del accionamiento parece antihoraria vista desde el lado del rodete.
¿Por qué con un error de sentido la vibración sube en vez de quedar igual?
El peso queda en posición especular respecto a la marca cero, así que el error angular real es el doble del ángulo calculado, 2θ. La vibración residual para un sistema lineal resulta de unos 2 · V0 · sen θ. Con 30° calculados es igual a la inicial, con 60° aproximadamente 1,7 veces mayor, con 90° se duplica. Con ángulos menores de 30° la vibración baja de todos modos, y el error se pasa fácilmente por alto.
¿Hace falta transportador para colocar el peso?
En el modo «Circum», cuando el peso se puede fijar en cualquier punto de la circunferencia, hace falta transportador o marcar el borde con cinta. En el modo «Fixed position» no hace falta: usted introduce el número real de puntos de fijación, y el equipo da los números de posición (Z1, Z2 … Zn) y la masa de cada una. Ya no hace falta contar grados, cuenta álabes u orificios desde la Z1 marcada.
El equipo ha dado dos pesos para dos álabes vecinos. ¿Es normal?
Sí. El ángulo calculado rara vez cae exactamente en una posición, así que el programa reparte el vector necesario entre dos puntos de fijación vecinos según la regla de los senos. La masa total en ese caso siempre es algo mayor que una sola masa al ángulo exacto: con 12 posiciones hasta +3,5 %, con 6 posiciones hasta +15 %, con 4 posiciones hasta +41 %. Compruebe que los dos pesos caben en el sitio y no rozan la carcasa.
¿Qué hacer si no hay dónde atornillar el peso y hay que taladrar?
Cambie el modo de añadir a quitar (Delete / Removal). El equipo girará automáticamente el ángulo 180°, porque retirar masa en un punto equivale a añadir la misma masa en el punto opuesto. Olvidarse de este selector es el error más caro: obtendrá exactamente 180° y un desequilibrio aproximadamente el doble de grande. Calcule el volumen del orificio para la masa necesaria a partir de la densidad del material, y mida lo realmente retirado, no lo calculado.
¿Se puede determinar el ángulo de corrección por la fase de 1x sin peso de prueba?
No. La fase de 1x es la fase de la señal respecto a la marca del tacómetro, no el ángulo del punto pesado. El programa calcula el ángulo solo a partir del coeficiente de influencia, que se obtiene de dos arranques: el inicial y el de prueba. Hay una única excepción: si los coeficientes para esa máquina ya están guardados, basta con un arranque. Pero entonces los sensores y la marca deben estar colocados igual que en el equilibrado inicial.
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Responderemos a sus preguntas, concretaremos los datos iniciales y le diremos qué hace falta para el presupuesto y la visita.