AXILINEEquilibrado trim y coeficientes de influencia guardados: cómo prescindir de nuevos arranques de prueba
Tras instalar la masa calculada, la vibración suele caer varias veces, pero no siempre se alcanza el valor objetivo a la primera. Esto no es un error del equipo ni un motivo para empezar de cero. El programa ya sabe cómo responde su máquina a la masa añadida, así que propone añadir una pequeña masa a la que ya está instalada en el rotor. Y si los coeficientes de influencia están guardados de la visita anterior, se las arregla con un solo arranque en lugar de tres.
Qué es el equilibrado trim y cuándo lo propone el programa
El procedimiento habitual es este. El arranque Run#0 da la amplitud y la fase iniciales de la componente de giro 1x —la vibración a la frecuencia de rotación del rotor, que es la que crea el desequilibrio—. La fase, a su vez, indica en qué ángulo del giro se encuentra el punto pesado. El arranque Run#1 con la masa de prueba muestra cómo responde el sistema a una masa conocida en un lugar conocido. A partir de este par de arranques, el programa obtiene el coeficiente de influencia y da la masa y el ángulo de la masa correctora.
A continuación, usted detiene la máquina, retira la masa de prueba, coloca la masa calculada y lanza el arranque de control RunTrim. Y aquí es donde la pestaña Result no propone calibrar de nuevo. Muestra los parámetros de la masa adicional que hay que añadir a la que ya está en el rotor. En la parte inferior de la ventana aparece el desequilibrio residual alcanzado.
Esto es precisamente el equilibrado trim, o ajuste adicional. No hace falta una nueva masa de prueba: la respuesta del sistema ya está descrita por los coeficientes de los arranques de calibración, y el programa resuelve de nuevo el mismo problema, partiendo de la nueva medición. El método se llama aproximación sucesiva. Y de paso, corrige los errores que usted introdujo al instalar o retirar metal.
El ajuste adicional no es un retoque a ojo. Es el mismo cálculo vectorial con los mismos coeficientes, solo que el punto de partida es ya un rotor parcialmente equilibrado.
De dónde sale el remanente tras la primera corrección
La masa no quedó exactamente donde se calculó
En los álabes y en los orificios para tornillos, la masa solo puede colocarse en posiciones fijas —entre ellas no se puede poner—. Incluso en un aro libre, el marcado a mano da ±3…5°. Con un desequilibrio inicial grande, cinco grados dejan un remanente apreciable.
La masa es distinta de la calculada
El programa pide 17,4 g, y usted tiene una placa de 20 g y una arandela de 4 g. Redondeó al alza y obtuvo una sobrecorrección. Soldó la masa y añadió también la masa del cordón de soldadura.
El radio no es el que usted introdujo
La corrección se calculó para el radio indicado. Colocó la masa 20 mm más cerca del eje, y su efecto cayó de forma proporcional, mientras que la fase se mantuvo igual.
Parte del remanente no proviene del desequilibrio
El equipo mide el 1x en el rango de 0,02–80 mm/s con un error de fase de ±1°. Con amplitudes residuales pequeñas, el ruido de medición y las fluctuaciones de las revoluciones ya son comparables al propio remanente.
El sistema no es perfectamente lineal
El modelo lineal es exacto para un rotor rígido sobre apoyos bien fijados. Cualquier holgura en las uniones distorsiona ligeramente la proporción «masa-respuesta».
Un arranque de ajuste es la norma. Cuatro ya es un diagnóstico
Un arranque después de la primera corrección es la norma habitual. Dos también se dan, sobre todo cuando la masa solo se puede colocar en los álabes. A partir del tercero o el cuarto, deje de añadir metal y empiece a buscar la causa: a partir de ahí, lo único que hace es hacer arrancar la máquina en vano.
- La máquina no está anclada a la base. Con vibración apreciable, la fuerza del desequilibrio levanta el equipo, la rigidez del sistema cambia de un arranque a otro, y el cálculo sale distinto cada vez.
- Los rodamientos están dañados. La holgura y los golpes producen desplazamientos del eje que el modelo lineal no describe.
- El rotor se comporta como flexible. Al aumentar la masa en el punto pesado, aumenta también la flexión, es decir, su radio. La vibración crece más rápido que la masa, y el cálculo habitual deja de converger.
- Las revoluciones de trabajo están cerca de la resonancia. En la zona de resonancia, un cambio de 100 rpm en la frecuencia de giro puede multiplicar la vibración por diez, y la fase se desplaza unos 180°. Ningún ajuste adicional puede vencer esto.
| Qué observa | Qué significa | Qué comprobar |
|---|---|---|
| 0–1 arranque de ajuste, vibración dentro de tolerancia | Normal. El sistema es lineal, los datos se introdujeron bien | Nada. Cierre el protocolo |
| 2 arranques en un rotor con posiciones fijas | Admisible: la discretización de las posiciones no permite colocar la masa exacta en el ángulo exacto | Número de posiciones, masas reales del reparto |
| 3 o más, la vibración baja cada vez más despacio | El cálculo se queda sistemáticamente «corto». Suele ser un error de introducción de datos | Radio de instalación, masa de la masa de prueba, unidades (gramos o porcentaje), sentido de referencia |
| Añadió masa, la vibración aumentó | La masa quedó en espejo, o está taladrando en lugar de añadir | Sentido de referencia del ángulo, indicador Add/Delete |
| Las lecturas cambian de un arranque a otro | Las revoluciones son inestables o la fijación está floja | Apriete de los apoyos, pata floja, estabilidad de la frecuencia de giro |
| La fase del 1x es distinta cada vez | Resonancia o falta de linealidad del sistema | Frecuencias propias durante la parada por inercia y mediante bump test (un golpe en la máquina parada con registro de la respuesta), estado de los rodamientos, fijación a la cimentación |
El equilibrado de un rotor rígido y el trabajo con un rotor en estado flexible son tareas distintas y corresponden a partes distintas de la norma ISO 21940. Tómelas como referencia de trabajo, eligiendo antes la parte y la edición aplicables a su rotor.
Fuentes: ISO 21940-12:2016 · Manual de operación Balanset-1A
Coeficientes de influencia guardados: un arranque en lugar de tres
El coeficiente de influencia relaciona una masa de prueba de masa conocida con el cambio que provoca en la amplitud y la fase del 1x. No describe el rotor en sí, sino todo el sistema: rotor, apoyos, base y régimen de trabajo. Se calcula una vez, se guarda en el archivo del equipo, y en la siguiente visita ya no hace falta el arranque de prueba.
En el modo Saved coeff. usted elige el registro correspondiente en el archivo de coeficientes, confirma la elección, y el resto de los campos de configuración se rellenan solos: masa de la masa de prueba, radios, número de posiciones fijas. Después, un solo arranque Run#0, y el programa da de inmediato la masa y el ángulo de la corrección.
Rotores en serie
La primera pieza se calibra por completo. A partir de la segunda, cada rotor: un arranque, instalación de la masa, arranque de control. Tres paradas se convierten en una.
Mantenimiento periódico
Extractor de humos, husillo de rectificado, rodete de bomba. Una vez al trimestre coloca los sensores en los puntos marcados, hace un arranque y sabe de inmediato dónde y cuánto añadir.
Dónde está exactamente el ahorro
No en los minutos de cálculo. Cada arranque de prueba es una parada por inercia, enfriamiento, retirada de la carcasa, fijación de la masa, nuevo arranque. Eso es precisamente lo que se elimina.
| Modo | Un plano | Dos planos |
|---|---|---|
| Rotor nuevo (New rotor), arranques de calibración | 2 (inicial + de prueba) | 3 (inicial + dos de prueba) |
| Coeficientes guardados (Saved coeff.) | 1 (inicial) | 1 (inicial) |
| Arranque de control adicional | al menos uno | al menos uno |
Qué debe coincidir para que los coeficientes funcionen
La condición sobre los sensores figura en el manual como una advertencia aparte, y no es una formalidad. El coeficiente de influencia se mide para un par concreto «punto de medición-plano de corrección». Si cambia el sensor de la dirección horizontal a la vertical, o lo desplaza de la carcasa del rodamiento a la pata, estará midiendo ya otra relación «masa-vibración», a la que los coeficientes antiguos no se ajustan.
- La misma máquina y el mismo rotor. No «uno igual», sino precisamente este.
- Los mismos puntos de instalación de los sensores de vibración en los apoyos de rodamiento y la misma dirección de medición.
- El mismo sensor de fase y la marca reflectante en el mismo lugar del eje.
- Los mismos planos de corrección y los mismos radios de instalación de la masa.
- El mismo régimen: revoluciones, carga, posición de las compuertas o del aparato director, estado de calentamiento.
- El mismo esquema de fijación de la masa: en los álabes, con tornillos o soldada; el mismo número de posiciones fijas y el mismo cero Z1.
- La masa de la masa de prueba, en el primer equilibrado, introducida en gramos, no en porcentaje.
Si ha cambiado aunque sea un solo punto, el coeficiente de influencia pasa a ser otro. El programa no lo detectará: calculará honestamente con los números antiguos. El error se manifestará como una corrección inexplicablemente grande, tras la cual la vibración no baja o incluso sube. En esa situación, no intente arreglarlo con masas de ajuste (trim). Vuelva al modo New rotor y calibre de nuevo: sale más barato que tres arranques de más.
El primer equilibrado «de cara al futuro»: seis pasos
- 01
Introduzca la masa de la masa de prueba en gramos
El modo Percent calcula la corrección en porcentaje de la masa de prueba y no da cifras que se puedan reutilizar después. Pese la masa e introduzca los gramos reales. La balanza forma parte del kit.
- 02
Coloque la masa de prueba exactamente sobre la marca del tacómetro
Condición clave para poder reutilizarlo: la posición angular de la masa de prueba debe coincidir con la posición de la marca reflectante. Así, el cero de referencia queda ligado a la marca, y no a un punto arbitrario que dentro de un año no encontrará.
- 03
Anote el radio de instalación real
El radio hace falta tanto ahora como después: con él, el programa calcula el desequilibrio inicial y el residual, y comprueba si entra dentro de tolerancia. Indique el radio en el que la masa está realmente colocada, no el diámetro nominal del rodete.
- 04
Marque físicamente los puntos de los sensores
Un granete, una marca de pintura o una pegatina en la carcasa del apoyo de rodamiento, más una flecha con la dirección de medición. Fotografíe ambos sensores y el sensor de fase con la marca en el eje.
- 05
Guarde los coeficientes con un nombre claro
En la pestaña Result, abra la vista de los coeficientes de influencia y guárdelos en el archivo, escribiendo en la columna Rotor un nombre con sentido. «Ventilador VDN-9 n.º 3, apoyo del lado del accionamiento» funciona; «fan1» dentro de un año no funciona.
- 06
Guarde el protocolo y el historial de arranques
El archivo guarda los resultados de todos los arranques con marcas de tiempo y permite generar un protocolo en el editor integrado. Calcule la tolerancia del desequilibrio residual según los grados G, indicando en el propio protocolo la parte y la edición aplicables de la norma ISO 21940.
Fuentes: ISO 21940-11:2016 · Manual de operación Balanset-1A
No hay dónde poner la masa: cuatro vías alternativas
Recalcular a otros planos de corrección
El plano calculado está cubierto por la carcasa, coincide con una superficie de asiento, o simplemente no hay metal en él. La función de cambio de planos de corrección ofrece cuatro esquemas típicos de disposición de los planos originales y nuevos, a los que traslada la masa. Introduzca las distancias entre los planos y los nuevos radios de instalación, y el programa recalcula las masas y los ángulos. Especialmente útil en rotores de forma compleja, por ejemplo cigüeñales.
Reparto entre posiciones fijas
Indique el número de posiciones (12 orificios equivalen a un paso de 30°), y el programa reparte automáticamente la masa calculada entre dos posiciones vecinas y da sus números, por ejemplo Z10 y Z11. La referencia se toma en el sentido de giro desde Z1, donde estaba la masa de prueba. No hace falta transportador, y se excluye el error de ángulo en espejo.
Taladrado en lugar de añadir
Cambie el modo de añadir a retirar material. El ángulo girará automáticamente 180°: el metal se retira del lado opuesto. A partir de ahí, controle la profundidad, el espesor de pared y la resistencia: lo que se retira no se puede volver a poner.
No es posible retirar la masa de prueba
Se soldó, quedó bajo la carcasa, el acceso se cerró después del montaje. Active la opción que deja la masa de prueba en el plano, y el programa recalculará la masa y el ángulo de la corrección teniendo en cuenta su masa.
Cualquiera de estas vías cambia el radio o el plano, y por tanto también cambia el coeficiente de influencia de cara al futuro. Si piensa trabajar con coeficientes guardados, registre en el archivo el plano y el radio en los que la masa está realmente colocada, no aquellos con los que se hizo el primer cálculo.
Un archivo al que se puede volver dentro de un año
El registro del archivo del equipo basta para el cálculo, pero no siempre basta para repetir las condiciones de medición. Las condiciones viven en su formulario y en las fotografías. Cree una página por máquina y mantenga en ella lo siguiente.
- Trasladar los coeficientes a una máquina del mismo tipo, pero distinta. Dos ventiladores idénticos sobre cimentaciones vecinas responden de forma diferente a la misma masa: distintos anclajes, distinta rigidez de la bancada, distinto desgaste. De ahí una corrección aparentemente correcta tras la cual la vibración no se mueve.
- Cambio de radio sin recalcular. La masa pasó a otro radio, pero en la configuración sigue el anterior. El efecto de la corrección cambia proporcionalmente a la relación entre los radios, y se obtiene sistemáticamente una masa insuficiente o excesiva.
- Cambio de dirección o del punto del sensor. Horizontal-radial en lugar de vertical, la pata en lugar del apoyo de rodamiento, imán sobre pintura en lugar de espárrago sobre una superficie desbastada. La fase se desplaza, y la masa acaba en el lugar equivocado.
- Cambio de revoluciones. Se equilibró a 1480 rpm, y llega con 990 rpm mediante variador de frecuencia. Los coeficientes no se pueden trasladar, hace falta una nueva calibración.
- Masa de la masa de prueba introducida en porcentaje. El cálculo se hará, obtendrá la corrección, pero los coeficientes del archivo serán inútiles para la próxima vez.
- Revoluciones del equilibrado y régimen de la máquina: carga, posición de las compuertas, calentamiento.
- Puntos de instalación de los sensores de vibración y dirección de medición, con fotografía y flecha.
- Ubicación del sensor de fase y ubicación de la marca reflectante en el eje.
- Planos de corrección y radios de instalación en milímetros.
- Masa de la masa de prueba en gramos y su posición angular respecto a la marca.
- Esquema de fijación de la masa correctora: soldadura, tornillo, álabe; número de posiciones fijas y ubicación de Z1.
- Valor objetivo del 1x residual y la amplitud y fase realmente alcanzadas.
- Desequilibrio residual alcanzado en g·mm y grado G, si lo calculó.
- Fotografías de las masas instaladas, referenciadas a los números de posición.
Qué se le puede encargar a los ingenieros de AXILINE
Diseñamos y fabricamos los equipos Balanset, y los utilizamos nosotros mismos para equilibrar in situ. Por eso organizamos la primera visita de forma que la segunda pueda aprovecharla: marcamos los puntos de los sensores, colocamos la masa de prueba sobre la marca del tacómetro, fijamos los radios y los planos, y guardamos los coeficientes de influencia con un nombre claro de la máquina. Después, una visita programada a la misma máquina es un solo arranque, la instalación de la masa y el control.
El segundo camino es adquirir usted mismo el kit Balanset-1A. Dos sensores de vibración, sensor láser de fase y revoluciones, módulo USB de dos canales y software para Windows, que incluye equilibrado en uno y dos planos, ajuste adicional (trim), archivo de coeficientes de influencia, reparto de la masa entre posiciones fijas, cálculo de taladrado, recálculo a otros planos de corrección, espectro FFT y protocolos. También en este caso, ingenieros con experiencia le dan soporte de asesoramiento sobre sus máquinas.
Elija lo que elija, mantenga separados los dos resultados. El valor objetivo del programa se refiere a la componente de giro residual. El estado general de la máquina evalúelo por la vibración de banda ancha en los apoyos de rodamiento, comparándola con los criterios de la norma ISO 20816 en su parte y edición aplicables, y registrando los puntos de medición, la banda de frecuencias, el régimen de trabajo y el tipo de apoyos.
Fuentes: Especificaciones del fabricante Balanset-1A · Manual de operación Balanset-1A · ISO 20816-1:2016
Preguntas frecuentes
¿Cuántos arranques de ajuste después de la corrección se consideran normales?
Uno, a veces dos. Un arranque corrige los errores de la instalación de la masa; el segundo hace falta donde la masa solo se puede colocar en los álabes o en orificios con un paso grueso. Si hace un tercero y un cuarto, y la vibración baja cada vez más despacio, deténgase y compruebe el radio y la masa introducidos, el apriete de los apoyos, la estabilidad de las revoluciones y la cercanía de la resonancia.
¿Se pueden aplicar los coeficientes guardados en una segunda máquina igual?
No. El coeficiente no describe el rotor, sino el sistema «rotor-apoyos-base-régimen». Dos equipos idénticos sobre cimentaciones distintas responden de forma diferente a la misma masa de prueba. Para la segunda máquina, realice una calibración completa y guarde su propio registro en el archivo.
Después de la masa trim, la vibración no bajó, sino que subió. ¿Qué hacer?
Primero compruebe el sentido de referencia del ángulo y el modo de añadir o retirar metal: al taladrar, el ángulo gira 180°, y un indicador confundido produce exactamente ese efecto. Si el ángulo es correcto, retire la masa añadida y busque un aflojamiento de la fijación, rodamientos dañados o resonancia. A partir de ahí, seguir con el ajuste adicional no tiene sentido.
¿Hay que retirar la masa de prueba antes de instalar la correctora?
Por defecto, sí: detenga el rotor, retire la masa de prueba y solo entonces coloque la masa calculada o retire metal. Si no es posible retirar la masa de prueba, active en la configuración la opción de dejarla en el plano, y el programa recalculará la masa y el ángulo de la corrección teniendo en cuenta su masa.
Las revoluciones cambiaron un tres por ciento. ¿Los coeficientes siguen siendo válidos?
Lejos de la resonancia, una pequeña desviación suele ser tolerable, y el primer arranque de ajuste la absorbe. Pero si usted trabaja cerca de la frecuencia propia, incluso un centenar de rpm cambia la amplitud varias veces y la fase decenas de grados. Compruebe mediante la parada por inercia dónde está la resonancia, y equilibre a unas revoluciones estables fuera de esa zona.
¿El equilibrado trim sustituye al arranque de control?
Al contrario, nace precisamente de él. El arranque de control después de instalar las masas es obligatorio: da el 1x residual, la fase y el desequilibrio residual. El trim es lo que el programa propone a partir de los resultados de ese arranque, si todavía no se ha llegado al valor objetivo.
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