# Máquina de equilibrado por cuenta propia: apoyos, bancada, accionamiento y sistema de medición

> Montar un banco de equilibrado en su propio taller es factible, y se hace más a menudo de lo que se suele pensar. La parte cara de este proyecto no es la electrónica, sino la mecánica: apoyos, bancada, accionamiento y posicionamiento del rotor. A continuación desglosamos la construcción por unidades, mostramos dónde están los límites físicos de la precisión y damos un orden de recepción paso a paso. En los ejemplos, el núcleo de medición es el Balanset-1A OEM, porque para las máquinas de apoyos blandos esa es su aplicación estándar.

**En resumen:** Sí, se puede construir un banco por cuenta propia, y el esquema de apoyos blandos (por encima de la resonancia) es el más accesible para ello. Necesita cuatro cosas: una bancada rígida y pesada, apoyos con una frecuencia propia de suspensión conocida (la frecuencia a la que la parte móvil del apoyo oscila por sí sola) claramente inferior a las revoluciones de trabajo, un accionamiento con revoluciones estables y un sistema de medición de dos canales con sensor de ángulo de fase. La electrónica se resuelve comprando un núcleo de medición ya hecho; todo lo demás hay que diseñarlo y comprobarlo. El punto clave que distingue un banco que funciona de un hierro caro: la recepción por geometría, por dinámica y por un rotor de control con un desequilibrio de prueba conocido.

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## ¿Necesita su propio banco? Una disyuntiva honesta

Tener un banco propio se justifica cuando dispone de un flujo de piezas del mismo tipo y las equilibra antes del montaje. Rodetes de ventiladores, impulsores de bombas, poleas, tornillos sinfín, tambores, ejes portacuchillas, rotores de motores eléctricos tras el rebobinado, herramientas. El banco ofrece el mismo posicionamiento de una pieza a otra, elimina el trajín de colocar los sensores y permite trabajar con los coeficientes de influencia guardados: la reacción memorizada del banco ante un peso de prueba, con la que el equipo calcula la corrección sin repetir arranques de prueba.

Un banco no se justifica cuando la máquina ya está instalada sobre su cimentación. El equilibrado en los propios apoyos tiene en cuenta los apoyos de rodamiento reales, la rigidez real del bastidor, la temperatura de trabajo y el régimen de funcionamiento. El banco no reproduce nada de esto. Obtendrá una pieza equilibrada sobre el mandril, y de todos modos tendrá que ir a ajustar el conjunto in situ.

Una máquina ya fabricada gana la partida allí donde hace falta un documento. La máquina de fábrica llega con su ficha técnica, con el desequilibrio residual mínimo alcanzable declarado y con una metodología de comprobación. Un banco casero no hereda estas cifras: hay que obtenerlas uno mismo, y eso es un trabajo aparte.

| Situación | Elección razonable | Por qué |
| --- | --- | --- |
| Rotores unitarios, un tipo distinto cada vez | Equilibrado a domicilio en los propios apoyos | Diseñar utillaje para cada pieza sale más caro que equilibrarla in situ |
| Serie de piezas del mismo tipo antes del montaje | Banco propio | El posicionamiento es repetible, los coeficientes de influencia se guardan, el tiempo por arranque es mínimo |
| Reparación de ventiladores y bombas en las instalaciones del cliente | Equilibrado a domicilio | El rotor trabaja en su propia máquina; el banco no reproducirá sus apoyos ni su régimen |
| Se necesita un protocolo para la recepción externa | Máquina ya fabricada o servicio certificado | Declarar una clase de precisión exige una metodología acreditada y un rotor de control |
| Hay mecánica antigua en buen estado | Retrofit de la parte de medición | La bancada y los apoyos duran más que la electrónica; no hace falta cambiarlos |

> Consejo práctico: empiece por el equilibrado a domicilio de su gama de piezas. En uno o dos meses reunirá estadísticas sobre masas, diámetros, revoluciones y número de planos de corrección (las secciones del rotor donde se colocan los pesos correctores). Diseñar el banco a partir de estos datos es mucho más sencillo que hacerlo a partir de suposiciones.

## Esquema de apoyos blandos y de apoyos rígidos: dónde están las revoluciones de trabajo

Toda la diferencia entre los dos esquemas se reduce a una sola pregunta: dónde están las revoluciones de trabajo respecto a la frecuencia propia de la suspensión de los apoyos. En el esquema de apoyos blandos (por encima de la resonancia), el apoyo es flexible y oscila de forma apreciable bajo la acción de la fuerza centrífuga del desequilibrio. Las revoluciones de trabajo están por encima de la frecuencia propia de la suspensión, de ahí lo de «por encima de la resonancia», orientativamente 2–3 veces más, o incluso más. En este caso se mide el movimiento del apoyo: la velocidad de vibración o el desplazamiento de vibración.

En el esquema rígido (por debajo de la resonancia), el apoyo está prácticamente inmóvil. Se fabrica como una placa gruesa con una ranura en forma de U que divide la placa, de forma convencional, en una parte rígida y otra flexible. Bajo la acción de la fuerza del desequilibrio, estas partes se desplazan una respecto a la otra unas micras, y ese desplazamiento se capta con un sensor de fuerza o con un sensor de desplazamiento de alta sensibilidad. Las revoluciones de trabajo se mantienen 2–3 veces por debajo de la frecuencia propia del apoyo, de ahí lo de «por debajo de la resonancia».

Para un banco casero, el esquema de apoyos blandos es más sencillo por tres razones. Las amplitudes en los apoyos son varias veces mayores, por lo que sirven acelerómetros normales. La frecuencia propia de la suspensión se puede ajustar fácilmente con la geometría de los muelles y se mide con facilidad. Y por último, la respuesta del apoyo no necesita un modelo de cálculo: el propio sistema se calibra con el peso de prueba. El Balanset-1A OEM encaja en este esquema de serie: dos acelerómetros en los apoyos, un sensor láser de fase sobre una marca reflectante, un módulo USB de dos canales y el programa en un portátil.

| Característica | De apoyos blandos (por encima de la resonancia) | De apoyos rígidos (por debajo de la resonancia) |
| --- | --- | --- |
| Revoluciones de trabajo | 2–3 veces por encima de la frecuencia propia de la suspensión, o más | 2–3 veces por debajo de la frecuencia propia del apoyo |
| Qué se mide | Las oscilaciones del apoyo | La deformación relativa de las partes del apoyo, o la fuerza |
| Sensores | Acelerómetros, sensores de velocidad de vibración | Sensores de fuerza, sensores de desplazamiento sin contacto |
| Límite inferior de revoluciones | Limitado por la suspensión: con una suspensión de cinta de 1–2 Hz se puede equilibrar desde 200 rpm | Limitado por la sensibilidad del canal de medición; en la práctica, 200–500 rpm o menos |
| Versatilidad respecto a la masa del rotor | Menor: la frecuencia propia depende de la masa de la pieza | Mayor: el apoyo rígido apenas reacciona a la masa |
| Dificultad de construcción por cuenta propia | Moderada | Alta: la rigidez transversal de la ranura hay que ajustarla de forma experimental |
| Balanset-1A OEM | Aplicación estándar según el manual | Requiere una comprobación aparte: el acelerómetro necesita movimiento del apoyo |

> La frecuencia propia del apoyo de un banco de apoyos blandos depende de la masa del rotor instalado. Es decir, el rango de trabajo de revoluciones será distinto para un rodete ligero y para un tambor pesado. Calcule la ventana de revoluciones para las masas extremas de su gama de piezas, no para una única pieza media.

## Los apoyos: la unidad que determina todo lo demás

El apoyo es la parte móvil del banco que sostiene el rotor y transmite su vibración al sensor. Los requisitos que debe cumplir son contradictorios: tiene que ser flexible en la dirección de medición y rígido en todas las demás, y al mismo tiempo mantener la coaxialidad y no perder su geometría a lo largo de los años de funcionamiento.

La solución más habitual en los bancos caseros son los muelles planos (de lámina). Dos láminas de acero unen la placa base inferior con la placa superior, sobre la que se asienta la unidad de apoyo. Fabrique los muelles siempre en acero para muelles o en un acero aleado de calidad. Un acero estructural corriente, con un límite elástico bajo, acumula deformación permanente bajo carga estática y dinámica, la coaxialidad se pierde y, en el peor de los casos, el apoyo pierde estabilidad.

La suspensión de cinta del carro da una frecuencia propia muy baja, del orden de 1–2 Hz, y por eso un rango amplio de revoluciones de trabajo. Aquí es importante elegir bien el grosor y el ancho de la cinta: debe soportar el peso del rotor y, a la vez, evitar las oscilaciones torsionales de la suspensión, que se manifiestan como descentramiento frontal. Los muelles cilíndricos de compresión bajo la placa son los más sencillos de fabricar, pero tienen un defecto de nacimiento. Con un rotor asimétrico, los muelles delantero y trasero se hunden de forma distinta, el eje del rotor se inclina en el plano vertical y aparecen fuerzas que desplazan el rotor en dirección axial.

- [x] Rigidez y su dirección: flexibilidad solo en el plano de medición; en sentido transversal y vertical, el apoyo debe ser rígido.
- [x] Frecuencia propia de la suspensión en dirección transversal: como mínimo 2–3 veces por debajo de las revoluciones de trabajo.
- [x] Frecuencia propia en dirección axial: limita el rango por arriba; mantenga las revoluciones de trabajo no superiores a 0,3–0,5 de ese valor.
- [x] Igualdad de frecuencias entre todos los apoyos de la máquina: la dispersión entre los apoyos de husillo y los intermedios reduce la ventana de trabajo de revoluciones al caso más desfavorable.
- [x] Rozamiento: cualquier rozamiento seco y cualquier holgura se traducen en dispersión de amplitud y fase de un arranque a otro.
- [x] Ajuste: en altura para nivelar la coaxialidad, y a lo largo de la bancada para adaptarse a rotores con distinta distancia entre apoyos.
- [x] Fuerza axial: el apoyo debe soportar el esfuerzo axial procedente del accionamiento y de una posible inclinación, sin perder su geometría.
- [x] Tope de bloqueo: mecanismo de fijación del apoyo durante la aceleración y la marcha por inercia; si no, al pasar por la resonancia la suspensión trabaja hasta desgastarse.
- [x] Grosor de los apoyos rígidos como referencia: unos 20 mm para rotores de hasta 50–100 kg, 30–40 mm hasta 300–500 kg, 50–60 mm o más para rotores a partir de 1000 kg.

| Tipo de apoyo | Frecuencia propia, orientativa | Dónde se aplica | Qué vigilar |
| --- | --- | --- | --- |
| Muelles planos (de lámina) | 10–15 Hz con dimensiones típicas de 200–300 mm de altura y 3 mm de grosor | Ejes, cardanes, rotores de hasta varios cientos de kilogramos | Grado del acero, igualdad de frecuencias entre todos los apoyos de la máquina, mecanismo de bloqueo |
| Suspensión de cinta del carro | 1–2 Hz | Rango amplio de revoluciones, equilibrado desde 200 rpm, turbinas pequeñas y herramientas | Grosor y ancho de la cinta, oscilaciones torsionales de la suspensión |
| Placa sobre muelles cilíndricos | Se ajusta 2–3 veces por debajo de las revoluciones de trabajo | Bancos para el mecanismo completo: ventiladores, bombas, discos abrasivos | Hundimiento desigual de los muelles, inclinación del eje, desplazamiento axial del rotor |
| Placa rígida con ranura en U | Más de 100 Hz en dirección transversal | Máquinas por debajo de la resonancia, amplio rango de masas de rotor | El grosor de la placa, la profundidad de la ranura y el ancho del puente se ajustan de forma experimental |
| Bastidor basculante sobre rodamientos | La determina el elemento elástico del bastidor | Bancos compactos para rotores pequeños | El rozamiento y la holgura en las articulaciones perjudican directamente la repetibilidad |

> Corregir la frecuencia propia de un apoyo sobre muelles planos no es complicado. Frese ranuras longitudinales o transversales en el muelle, reduzca la rigidez y vuelva a medir la frecuencia. Así se igualan las frecuencias de los apoyos de husillo y de los intermedios después del montaje.

## Frecuencia propia de la suspensión: primero calcule, después mida

El cálculo estimativo se hace con un modelo de un solo grado de libertad: una masa sobre un muelle. La frecuencia propia es igual a la raíz cuadrada del cociente entre la rigidez y la masa, dividida entre 2π. Para un rotor simétrico entre apoyos, tome como masa la de la parte móvil del apoyo más la masa del rotor, dividida entre el número de apoyos implicados. La rigidez es más fácil de obtener por vía experimental: cargue el apoyo con una fuerza estática mediante un dinamómetro, mida el desplazamiento con un comparador y divida la fuerza entre la deformación.

De esta fórmula se derivan dos reglas que se olvidan con facilidad. La frecuencia depende de la rigidez y de la masa a través de una raíz cuadrada: duplicar la rigidez sube la frecuencia solo 1,4 veces, y duplicar la masa de la parte móvil la baja también 1,4 veces. Y la segunda: el cálculo con un esquema simplificado da un error grande, así que obtenga siempre la cifra final por medición.

Se mide de dos formas. La excitación por impacto funciona tanto para apoyos blandos como para apoyos rígidos. La determinación por marcha por inercia solo es aplicable al esquema de apoyos blandos: en una máquina rígida, las revoluciones de trabajo están de antemano por debajo de la frecuencia propia del apoyo, y no será posible excitarla mediante la marcha por inercia.

1. **Cálculo** — Evalúe la rigidez del apoyo mediante carga estática y calcule la frecuencia propia esperada. Esto es necesario para saber qué orden de magnitud está buscando.
2. **Impacto** — Coloque el sensor de vibración de forma que su eje de medición coincida con la dirección del impacto. Golpee con un martillo de goma o una maza de una masa aproximada del 10 % de la masa de la unidad excitada. Registre la función temporal y el espectro de las oscilaciones amortiguadas: el pico del espectro es precisamente la frecuencia propia.
3. **Dos direcciones** — Repita el impacto en dirección transversal (donde mide el desequilibrio) y en dirección axial, a lo largo del eje de giro del rotor. En los apoyos blandos, la frecuencia axial suele ser el factor limitante por arriba.
4. **Marcha por inercia** — Acelere el rotor hasta el máximo, desconecte el accionamiento y registre en el ciclo la amplitud y la fase de la componente de giro, es decir, la vibración a la frecuencia de rotación. La resonancia se delata con un salto local de amplitud y un giro brusco de la fase de unos 180°.
5. **Ventana de revoluciones** — Fije el rango de trabajo: no por debajo de 2–3 veces la frecuencia propia en dirección transversal y no por encima de 0,3–0,5 de la frecuencia propia en dirección axial. Compruebe que la ventana sigue siendo válida para la pieza más ligera y la más pesada de su gama.

> Ejemplo práctico. Un apoyo sobre muelles planos de 300×200×3 mm dio, sin carga, 11–12 Hz. Es decir, en esta máquina se puede equilibrar a partir de 22–24 Hz como mínimo, es decir, aproximadamente desde 1320–1440 rpm. Los apoyos intermedios de la misma máquina, con muelles de 200×200×3 mm, dieron 13–14 Hz, y hubo que igualar sus frecuencias con las de los apoyos de husillo.

## Las unidades de apoyo y el lugar para el sensor

La unidad de apoyo es aquello sobre lo que gira directamente el rotor. De ella dependen el rozamiento, la repetibilidad del posicionamiento y el descentramiento, que no podrá compensar con ningún peso de equilibrado.

Piense aparte en la superficie de montaje del sensor de vibración. Coloque el sensor en la parte móvil del apoyo, lo más cerca posible de la línea de acción de la carga, sobre una superficie limpia, plana y mecanizada, con un espárrago o con un imán. La dirección de medición suele ser horizontal-radial, perpendicular al eje, y debe ser la misma de una medición a otra. Una superficie poco rígida, una escuadra hecha de pletina, un sensor sobre la tapa o sobre la carcasa producen resonancias propias dentro de la banda de medición y dispersión de la fase.

### Unidades prismáticas

Sencillas y baratas, normalmente para rotores de hasta 50–100 kg. Se fabrican a menudo en textolita, PTFE o caprolón. Tienen un inconveniente, y serio: el rozamiento por deslizamiento sobre el muñón. Esto dificulta la puesta en marcha y perjudica directamente la repetibilidad. Una buena solución son dos casquillos cilíndricos en ángulo entre sí: el contacto se produce por la generatriz, la zona de rozamiento es mínima y, al desgastarse, el casquillo se puede reorientar girándolo sobre su eje.

### Puesta a tierra del rotor

Si la unidad no es metálica, prevea sin falta la puesta a tierra del rotor a la carcasa de la máquina. De lo contrario, se acumula carga estática en la pieza giratoria. Esto supone tanto interferencias en el canal de medición como un riesgo para el operador.

### Unidades de rodillos

La opción principal para rotores de 50 kg en adelante: rozamiento de rodadura en lugar de rozamiento de deslizamiento, arranque más fácil, menor desgaste de los muñones. Los rodillos se fabrican con rodamientos de rodadura estándar, cuyos aros exteriores giran sobre ejes fijos. Para bancos pesados se emplean rodillos autoalineables, con dos grados de libertad angulares adicionales.

### Descentramiento de los rodillos

La tolerancia de descentramiento radial del rodillo es estricta: no más de 3–5 µm. Compruébelo con un comparador en cada rodillo antes del montaje y de forma periódica durante el funcionamiento. La práctica demuestra que incluso los juegos nuevos comprados tienen a veces un descentramiento de 10–11 µm, lo que de inmediato pone un techo a la precisión alcanzable.

### Unidades de husillo

Necesarias para rotores con fijación por brida. Tome la distancia entre los apoyos de rodamiento como cuatro o cinco veces el diámetro del husillo en el apoyo delantero. El diámetro del eje determina la rigidez de la unidad en un 70–80 %, por lo que intentar aumentar la rigidez solo con rodamientos más caros apenas da resultado. Para máquinas de tamaño medio, oriéntese hacia una rigidez no inferior a 50 kg/µm y una frecuencia propia del husillo no inferior a 500–600 Hz.

### Equilibrado del husillo

El propio desequilibrio del husillo se transmite a la pieza como un error sistemático. Equilibre el husillo en dos planos con una clase de precisión 1–2 categorías superior a la de las piezas que va a equilibrar en él. Lo mismo se aplica al motor con su polea y a las poleas intermedias.

- [x] Montaje de rodillos y rodamientos sin holgura, con control del descentramiento después del montaje, no según la ficha técnica del rodamiento.
- [x] Ajuste de la unidad en altura para nivelar la coaxialidad de los apoyos, y a lo largo de la bancada para adaptarse a rotores con distinta distancia entre apoyos.
- [x] Superficie mecanizada para el sensor de vibración en la parte móvil del apoyo, cerca de la línea de carga.
- [x] Misma dirección de medición en todos los apoyos, fijada en las instrucciones del operador.
- [x] Cable del sensor fijado y que no actúe como un muelle: un cable suelto añade oscilaciones propias.
- [x] Posicionamiento repetible del rotor: tope, marca, posición fija, de modo que la pieza se asiente en los apoyos igual cada vez.
- [x] Calentamiento de los aros exteriores de los rodamientos del husillo no superior a 70 °C, y para alta precisión, no superior a 40–45 °C.

## Bancada, instalación y aislamiento de vibraciones

La bancada mantiene la geometría de todo el banco. Se le exigen cuatro cosas: rigidez a flexión y a torsión, precisión geométrica de las guías, resistencia a las vibraciones y resistencia al desgaste de las guías. La masa de la bancada debe superar claramente la masa del rotor más pesado de su gama; si no, los apoyos empezarán a hacer oscilar la base, y no estará midiendo el desequilibrio, sino el comportamiento de la estructura.

El camino más rápido para un taller es una bancada de fundición procedente de una máquina de corte de metal o de carpintería usada. Así obtiene de inmediato un sistema portante rígido con guías, sobre las que se montan columnas de apoyo de cualquier tipo. El trabajo principal se reduce a restaurar la precisión geométrica de las guías, lo que en condiciones de taller se hace mediante raspado fino.

Las bancadas soldadas o ensambladas a partir de perfiles en U también funcionan, pero exigen disciplina. Después de soldar hace falta un tratamiento térmico para aliviar las tensiones internas; si no, la bancada perderá su geometría en medio año. La unión atornillada permite prescindir de este paso, porque no introduce deformaciones de soldadura. En ambos casos habrá que mecanizar las alas superiores de los perfiles en U: rectificado o fresado fino para las guías.

- Hormigón polimérico con revestimiento absorbente de vibraciones: mayor coeficiente de amortiguamiento, menor conductividad térmica y deformación por temperatura, sin tensiones internas, no se corroe. La parte superior se refuerza con insertos de acero para las guías.
- Fijación al suelo: bien de forma rígida con anclajes a la cimentación, bien sobre aisladores antivibratorios. La fijación rígida mantiene mejor la geometría; los aisladores antivibratorios protegen mejor frente a las interferencias externas procedentes del taller.
- Resonancias de la bancada: compruébelas con el mismo método de impacto que los apoyos. Un pico de la bancada dentro del rango de trabajo de revoluciones produce amplitud y fase inestables, y ningún ajuste del software lo soluciona.
- Fuentes externas: una prensa, un puente grúa o un compresor cerca del banco generan vibración en frecuencias que caen dentro de la banda de medición. El filtrado síncrono las atenúa, pero no de forma ilimitada.
- Guías: su longitud y precisión determinan qué distancia entre apoyos del rotor podrá atender y con qué repetibilidad se colocarán los apoyos intermedios exactamente en el mismo sitio.

> Referencias de geometría que conviene tomar como guía en la recepción: nivelación de la bancada en dirección longitudinal y transversal no peor de 0,02–0,04 mm/m, desviación de rectitud de las guías de unas 10 µm para una longitud de hasta 500 mm, 15 µm hasta 1000 mm y 20 µm hasta 2000 mm, alabeo de las guías no superior a 10 µm. Son referencias de trabajo para un banco casero, no requisitos normativos.

## Accionamiento: cómo hacer girar el rotor sin estropear la medición

El accionamiento solo sirve para llevar el rotor a unas revoluciones estables. Todo lo que añade a la vibración se convierte en error. De ahí una regla sencilla: cuanto menos participa el accionamiento en la medición, más limpio es el resultado.

La inmensa mayoría de los bancos caseros se construyen con un motor asíncrono y un variador de frecuencia. Es barato y da un amplio rango de regulación. Potencias orientativas del accionamiento principal: 0,25–0,72 kW para rotores de hasta 5 kg, 0,72–1,2 kW hasta 50 kg, 1,2–1,5 kW hasta 100 kg, 1,5–2,2 kW hasta 500 kg, 2,2–5 kW hasta 1000 kg, 5–7,5 kW hasta 3000 kg.

El tipo de transmisión influye en la medición más de lo que parece. Para las unidades de husillo es preferible la transmisión por correa plana. Las correas trapezoidales y dentadas introducen cargas dinámicas adicionales debidas a los errores geométricos de la correa y de las poleas, y estas cargas llegan a los apoyos junto con la señal útil. Monte la polea de accionamiento en el extremo trasero del husillo, lo más cerca posible de la unidad de rodamiento, con el menor voladizo posible. Una polea situada en un voladizo largo aumenta el momento de la carga dinámica sobre los apoyos del husillo.

- [x] Motor fijado de forma rígida a la bancada o a la cimentación, y no a la parte móvil del apoyo.
- [x] Motor equilibrado junto con la polea instalada, antes del montaje en la máquina o in situ.
- [x] Descentramiento radial de la polea de accionamiento dentro de 20 µm: el sistema de medición interpreta el descentramiento de la polea como desequilibrio.
- [x] Correa tensada de forma que no patine: el patinaje provoca saltos de revoluciones, y de las revoluciones depende el ajuste del filtro síncrono y la precisión de la fase.
- [x] A la entrada y a la salida del variador de frecuencia hay filtros de red, ya sean de fábrica o caseros con núcleos de ferrita.
- [x] La máquina está fiablemente puesta a tierra: sin toma de tierra, el variador induce interferencias directamente en el canal de medición.
- [x] La aceleración y la marcha por inercia se realizan con los apoyos bloqueados, si el mecanismo de bloqueo está previsto.
- [x] Se prevé un accionamiento desmontable o la medición en marcha por inercia como forma de eliminar por completo las interferencias del accionamiento.

> La medición en marcha por inercia es una técnica legítima para un banco de apoyos blandos. Se acelera el rotor por encima de las revoluciones de trabajo, se desconecta el accionamiento y se registran la amplitud y la fase a la frecuencia de giro deseada con el motor desconectado. Las interferencias de la correa, la polea y el variador desaparecen en ese momento. El precio es que las revoluciones caen de forma continua, y en rotores de baja velocidad puede no haber tiempo suficiente para la acumulación síncrona.

## La parte de medición: sensores, marca, dos canales

El sistema de medición tiene una sola tarea: medir con precisión la amplitud y la fase de la componente de giro de la vibración a la frecuencia de rotación del rotor. Todo lo demás son medios para lograr ese objetivo. La señal útil hay que extraerla de una mezcla de interferencias, por lo que en la cadena de medición se suceden el filtrado de banda ancha, la amplificación, la integración, un filtro de seguimiento de banda estrecha, la conversión analógico-digital, el filtrado síncrono y el análisis armónico.

Para el filtro de banda del equipo de equilibrado, unos límites razonables son 2–3 Hz por abajo y 50–100 Hz por arriba. El filtrado por abajo suprime el ruido de baja frecuencia de los amplificadores; el filtrado por arriba elimina las frecuencias combinadas y las resonancias de unidades concretas de la máquina. El filtrado síncrono funciona como una acumulación por revoluciones: la energía de la señal útil crece proporcionalmente al cuadrado del número de ciclos de acumulación, mientras que la energía de la interferencia solo crece proporcionalmente a su número. El precio es que, a bajas revoluciones, la medición lleva tiempo: a 120 rpm y 64 ciclos de acumulación, una sola medición dura más de 30 segundos.

Los dos canales simultáneos no son por comodidad, sino porque el problema de dos planos se resuelve mediante un sistema de ecuaciones que abarca ambos apoyos a la vez. Si mide los apoyos uno tras otro, obtendrá dos mediciones en estados distintos del sistema, y los coeficientes de influencia se calcularán a partir de datos no coherentes entre sí.

### Acelerómetros

La opción principal para un banco de apoyos blandos. Un factor de conversión entre 10 y 30 mV/(m/s²) cubre la mayoría de los casos; para un equilibrado de especial precisión se toman 100 mV/(m/s²) o más. La señal se integra en la cadena hasta velocidad de vibración, y en bancos de baja velocidad, a veces dos veces, hasta desplazamiento de vibración. En los acelerómetros capacitivos, tras la integración aparecen interferencias de baja frecuencia en la banda de 0,5–3 Hz, lo que limita el límite inferior de revoluciones.

### Sensores de velocidad de vibración

Los sensores inductivos dan un factor de conversión alto, decenas y centenares de mV por mm/s, y las versiones con amplificador mecánico, incluso más. Su fabricación es laboriosa, por lo que en los bancos caseros aparecen rara vez. Los sensores piezoeléctricos de velocidad de vibración con amplificador de carga e integrador incorporados son más sencillos de emplear.

### Sensores de desplazamiento sin contacto

Los sensores capacitivos e inductivos funcionan desde 0 Hz, lo que es importante para rotores de baja velocidad, de 120 rpm o menos. El factor de conversión alcanza 1000 mV/mm o más. La limitación está en el entrehierro de trabajo: depende del diámetro de la bobina y normalmente es de pocos milímetros.

### Sensores de fuerza

Se emplean en el esquema rígido, por debajo de la resonancia, donde el apoyo prácticamente no se mueve. Los sensores piezoeléctricos y extensométricos se sujetan en la ranura del apoyo o se aprietan con un tornillo contra su parte rígida, a través de una arandela plana que reparte la presión de forma uniforme sobre el plano del sensor.

### Sensor de ángulo de fase

Sin él no se puede aislar la componente de giro ni medir la fase. Una opción práctica es un sensor láser (fotoeléctrico) sobre una marca reflectante. El Balanset-1A OEM tiene un rango de 100–100 000 rpm, con un error de medición de fase de ±1°. Donde la óptica no es conveniente, se instala un sensor inductivo sin contacto.

### La marca y el cero de referencia

La marca se coloca en el rotor si este gira directamente por la correa, y en el husillo conductor si el rotor se posiciona por brida. Coordine la posición de la marca con el cero de la escala angular de la máquina. La comprobación es sencilla: girando el rotor lentamente con la mano, compruebe que el haz incide exactamente en la marca y que el utillaje no la tapa.

- Lo que ofrece el software del núcleo de medición: cálculo de la corrección en uno y dos planos, coeficientes de influencia con guardado para un tipo concreto de rotor.
- La componente de giro 1x con su fase, por separado de la vibración total, el espectro FFT y el diagrama polar, para comprobar que realmente está combatiendo el desequilibrio.
- El valor objetivo de la vibración residual y un aviso de que se ha entrado dentro de tolerancia, además del cálculo de la tolerancia según los grados G.
- Posiciones fijas: el programa indica el número de posición y la masa en lugar del ángulo, lo que elimina el error más frecuente del operador con el sentido de referencia.
- Reparto del peso entre dos posiciones vecinas y cálculo de los parámetros de taladrado cuando se retira material en lugar de añadirlo.
- Archivo de mediciones e impresión de protocolos: sin esto, el banco no ofrece trazabilidad y no se puede recuperar el historial de una pieza concreta.
- Compensación de la excentricidad de posicionamiento mediante el método de giro del rotor: resta del resultado la contribución del mandril o del husillo.

> La banda de medición del Balanset-1A, según el manual, es de 5–200 Hz para el valor eficaz de la velocidad de vibración, con un rango de la componente de giro de 0,02–80 mm/s. La evaluación del estado de las máquinas según la serie ISO 20816 normalmente exige una medición de banda ancha en la banda de 10–1000 Hz. Son cosas distintas, y si su recepción está vinculada a esta segunda banda, compruebe la aplicabilidad de antemano. Verifique aparte la parte aplicable y la edición de la norma.

Sources: [Manual de operación Balanset-1A](https://vibromera.eu/balanset-1a-operation-manual/) · [Especificaciones del fabricante Balanset-1A](https://vibromera.eu/product/balanset-1/) · [ISO 20816-1:2016](https://www.iso.org/standard/63180.html)

## Mandriles, posicionamiento y compensación de la excentricidad

La precisión de su banco depende del posicionamiento del rotor, no de la electrónica. Si el mandril tiene excentricidad, el rotor se asienta en él con el eje desplazado, y el sistema de medición mostrará honestamente esa excentricidad como desequilibrio. Equilibrará la pieza junto con el error del mandril, la retirará del banco, la instalará en la máquina y obtendrá vibración.

Lo mismo se aplica al husillo. El descentramiento radial y frontal del husillo se traslada al resultado. Referencia de tolerancia: no más de 5 µm en ambos parámetros, si quiere prescindir del giro adicional del rotor 180°. Mantenga la coaxialidad de las unidades de apoyo, en máquinas de tamaño medio, dentro de 10–15 µm.

Contra la excentricidad existe una técnica estándar: el equilibrado con giro del rotor, que en los sistemas de medición se denomina compensación de excentricidad. La idea es sencilla. Se hace una medición, se gira el rotor 180° sobre el mandril y se hace una segunda medición. El desequilibrio del propio rotor gira junto con él, mientras que la excentricidad del mandril permanece en su sitio. La diferencia de vectores permite separar las dos contribuciones y restar del resultado el error de posicionamiento.

- [x] El mandril tiene un descentramiento mínimo y está a su vez equilibrado en dos planos, con una clase de precisión 1–2 categorías superior a la de la pieza.
- [x] El montaje de la pieza en el mandril es repetible: cono, resalte, tope, y no «a ojo, apretando a mano hasta el fondo».
- [x] El apriete de la fijación de la pieza está normalizado por par: un apriete distinto significa un montaje distinto y un resultado distinto.
- [x] La marca del rotor o del husillo está referenciada al cero de la escala angular de la máquina.
- [x] Para las piezas con un requisito exigente de desequilibrio residual está previsto el modo de compensación de excentricidad, y no solo la medición directa.
- [x] Los planos de corrección son accesibles con el rotor parado y sin retirar la pieza del mandril; de lo contrario, cada iteración rompe el posicionamiento.
- [x] El radio de colocación del peso está marcado y registrado: coloque la corrección en el mismo radio que el peso de prueba.

> Límite práctico. Si el descentramiento del mandril representa una fracción apreciable del desequilibrio residual exigido, ningún sistema de medición le ayudará: chocará con el propio utillaje. Calcule esta cifra antes de construir el banco, porque determina qué clase de precisión es siquiera alcanzable con su construcción.

## Recepción del banco: geometría y dinámica paso a paso

Un banco casero es una pieza unitaria, sin documentación de serie. Por eso necesita una comprobación exhaustiva al ponerlo en marcha, y aquí el orden importa: primero la geometría, después la dinámica, después el canal de medición, y solo entonces la precisión con el rotor de control. Comprobar la precisión antes de haber ajustado la geometría no tiene sentido.

Como herramientas necesitará un nivel de máquina (de burbuja o electrónico), una regla de verificación, un soporte con comparador de reloj, un puente de medición, un mandril de control y un dinamómetro. Todo esto está al alcance de cualquier taller de mantenimiento.

1. **Instalación y nivelación** — Fije la bancada con anclajes a la cimentación o colóquela sobre aisladores antivibratorios. Nivélela en dirección longitudinal y transversal, tomando lecturas en puntos distribuidos de forma uniforme a lo largo de la bancada.
2. **Guías** — Compruebe la rectitud de las guías con una regla de verificación y comparador, o con un nivel, avanzando en pasos iguales a su base. La desviación es igual a la mayor diferencia algebraica de las lecturas en todas las secciones. Compruebe aparte el alabeo con un nivel colocado transversalmente a las guías.
3. **Husillos y poleas** — Mida con el comparador el descentramiento radial y frontal de los husillos conductor y conducido, sobre las superficies cilíndrica y frontal de la arandela de posicionamiento. Después, el descentramiento radial de la polea de accionamiento.
4. **Rodillos** — Compruebe el descentramiento radial de cada rodillo sobre su superficie cilíndrica. Aproveche para detectar mellas y daños en las pistas de rodadura, que aparecen tanto en la fabricación como durante el funcionamiento.
5. **Coaxialidad de los apoyos** — Instale el mandril de control en las unidades de apoyo delantera y trasera. Posicione el puente con el soporte del comparador sobre las superficies plana y lateral de las guías y hágalo rodar entre los apoyos. Realice las mediciones en dos planos mutuamente perpendiculares, vertical y horizontal.
6. **Frecuencias propias** — Determine mediante el método de impacto las frecuencias propias de todos los apoyos en dirección transversal y axial, y, si hace falta, también de la bancada. Compruebe que las frecuencias de los apoyos son parecidas entre sí.
7. **Marcha por inercia** — Acelere el rotor y registre la amplitud y la fase de 1x durante la marcha por inercia. Compruebe que en el rango de trabajo asignado no hay ni saltos de amplitud ni giros de fase. Solo después de esto fije las revoluciones de trabajo en las instrucciones.
8. **Canal de medición** — Registre la función temporal en los dos canales de vibración y en el canal de ángulo de fase. Las sinusoides deben ser limpias, y su periodo debe coincidir con la frecuencia de repetición de las marcas.
9. **Estabilidad** — Realice tres mediciones seguidas sobre un mismo rotor sin detenerlo y compare: las revoluciones no deben apartarse de la media en más de 1–2 rpm, el módulo de la componente de giro en más del 5 %, y la fase en más de 1–2°.

| Qué se comprueba | Referencia de trabajo | Con qué medir |
| --- | --- | --- |
| Nivelación de la bancada | 0,02–0,04 mm/m en dos direcciones | Nivel de máquina |
| Rectitud de las guías | 10 µm hasta 500 mm, 15 µm hasta 1000 mm, 20 µm hasta 2000 mm | Regla con comparador o nivel |
| Alabeo de las guías | hasta 10 µm | Nivel transversal a las guías |
| Descentramiento radial y frontal del husillo | hasta 5 µm | Comparador de reloj |
| Descentramiento radial de la polea de accionamiento | hasta 20 µm | Comparador de reloj |
| Descentramiento radial de los rodillos | 3–5 µm | Comparador de reloj |
| Coaxialidad de las unidades de apoyo | 10–15 µm para máquinas de tamaño medio | Mandril de control, puente, comparador |
| Dispersión de revoluciones entre mediciones | 1–2 rpm | Sistema de medición y tacómetro |
| Dispersión del módulo 1x entre mediciones | hasta 5 % | Sistema de medición |
| Dispersión de la fase 1x entre mediciones | 1–2° | Sistema de medición |

> La inestabilidad de las lecturas casi siempre tiene una de estas dos causas. Eléctrica: no hay toma de tierra, el variador no tiene filtros, cerca hay una soldadura funcionando en la misma red. Mecánica: resonancia del apoyo o de la bancada, desgaste de los rodillos y las pistas de rodadura, holguras en los rodamientos del husillo, descentramiento de la polea, ovalización o mellas en los muñones del propio rotor. Es cómodo distinguirlas así: la interferencia del accionamiento desaparece en la marcha por inercia, el defecto mecánico permanece.

## Comprobación de la precisión con un rotor de control

Este es el paso que más a menudo se saltan los bancos caseros, y es precisamente el que separa una máquina comprobada de otra sin comprobar. La idea consiste en tomar un rotor con un desequilibrio residual pequeño y conocido de antemano, introducirle desequilibrios de prueba conocidos y observar con qué estabilidad la máquina los encuentra.

El rotor de control debería ser, en el caso ideal, un patrón, pero en condiciones de taller sirve una pieza de serie cuidadosamente equilibrada. El requisito para ella es este: el desequilibrio residual no debe superar diez veces el valor del desequilibrio residual mínimo alcanzable en su máquina. La masa del rotor para los ensayos se toma como 0,2–0,3 de la masa máxima para la que está previsto el banco.

La comprobación se desarrolla en dos etapas. Primero, una aproximación iterativa: el procedimiento estándar con arranques de prueba, seguido de varios ciclos más que reducen el desequilibrio residual hasta el límite de las posibilidades de la máquina. Además, se desplaza la marca 60° y se hace una medición de control ya en el nuevo sistema de coordenadas angulares: así se comprueba que el resultado no depende de la posición del cero.

La segunda etapa es el recorrido del rotor con un peso de control. Un peso de masa conocida se va colocando sucesivamente en ángulos con un paso de 30°, es decir, 12 arranques, o con un paso de 60° en una comprobación reducida. Para cada plano de corrección se calcula el valor medio del desequilibrio medido y la relación de cada medición con esa media. La dispersión de los valores relativos es precisamente la característica honesta de su máquina. Como referencia, la práctica habitual toma un margen de 0,88 a 1,12.

1. **Preparación** — Equilibre el rotor de control hasta que su desequilibrio residual no supere diez veces el mínimo. Marque una referencia coordinada con el cero de la escala de la máquina.
2. **Peso de prueba** — Calcule la masa del peso de prueba a partir del desequilibrio residual relativo declarado, la masa del rotor y el radio de colocación. Pese el peso e introduzca la masa y el radio reales en el programa.
3. **Iteraciones** — Realice el procedimiento estándar con arranques de ajuste, y después varios ciclos de aproximación sucesiva. Anote el desequilibrio residual inicial y los sucesivos en una hoja de control.
4. **Cambio de cero** — Desplace la marca 60° y repita la medición. El resultado no debe desviarse: si se desvía, busque descentramiento en el posicionamiento y errores en la referencia angular.
5. **Recorrido con el peso** — Coloque el peso de control sucesivamente en 12 (o 6) posiciones angulares y anote el desequilibrio medido en ambos planos de corrección para cada posición.
6. **Procesamiento** — Calcule los valores medios y las desviaciones relativas, y trace una gráfica para cada plano. Una dispersión que se salga del margen significa que en algún punto de la máquina queda un defecto, no que haya que reducir la tolerancia de la ficha técnica.
7. **Compensación de excentricidad** — Compruebe aparte la cadena de compensación de excentricidad: el giro del rotor se simula desplazando los pesos de control 180°. Cuando este modo funciona correctamente, el desequilibrio residual debe bajar hasta unas pocas unidades porcentuales del valor de control introducido.

> Qué hacer si la comprobación no se supera. No reescriba la tolerancia de la ficha técnica hasta haber aclarado la causa. El orden de búsqueda es el inverso al de la recepción: primero el canal de medición y la toma de tierra, después las resonancias, después los descentramientos de rodillos y husillo, después el posicionamiento y el mandril, y solo entonces la propia construcción de los apoyos.

Sources: [ISO 21940-11:2016](https://www.iso.org/standard/54074.html) · [Manual de operación Balanset-1A](https://vibromera.eu/balanset-1a-operation-manual/)

## Rotores largos y de varios apoyos

Dos planos de corrección bastan para un rotor rígido que no se deforma a las revoluciones de trabajo. El umbral geométrico es sencillo: con una relación longitud/diámetro de hasta unos 0,5, la pieza se comporta como un disco y a menudo basta un plano. Con una relación mayor hacen falta dos; si no, queda un desequilibrio de momento (un par de fuerzas que hace girar el rotor sobre sí mismo) y la vibración en el segundo apoyo no desaparecerá.

A partir de aquí empieza otro problema distinto. Un eje compuesto sobre tres o cuatro apoyos se equilibra en tres o cuatro planos, y hay que resolverlo con un sistema de ecuaciones de tres o cuatro incógnitas, a partir de los coeficientes de influencia de todos los apoyos. Cada arranque de prueba da una columna de la matriz: coloca el peso de prueba en un plano y registra la reacción de todos los apoyos a la vez. Para tres planos son, como mínimo, cuatro arranques; para cuatro planos, cinco, respectivamente.

Aparte está el rotor flexible, que cambia de forma con las revoluciones. Aquí el esquema de dos o tres planos propio del rotor rígido no funciona en absoluto, y se emplean métodos modales. Esto ya no es una tarea para un banco casero, y hay que decirlo así, con honestidad.

- Un banco para un eje de varios apoyos requiere desplazamiento longitudinal de los apoyos intermedios sobre las guías, y dispositivos para ajustar en altura los apoyos de rodamiento intermedios.
- Todos los apoyos de un banco así deben tener frecuencias propias parecidas: la dispersión reduce la ventana de trabajo de revoluciones a la del apoyo más desfavorable.
- Un sistema de medición de dos canales resuelve el problema para dos planos. Tres y cuatro planos requieren el número correspondiente de canales y otro algoritmo de cálculo.
- Un rodeo práctico para tres planos con un sistema de dos canales: dividir el problema en etapas por secciones del eje, aunque con ello la repetibilidad baja, y el resultado hay que comprobarlo con un arranque de control sobre todos los apoyos.
- La clasificación de los rotores en rígidos y flexibles, así como los enfoques para el equilibrado de rotores flexibles, están descritos en la serie ISO 21940. Compruebe aparte la parte aplicable y la edición.

Sources: [ISO 21940-11:2016](https://www.iso.org/standard/54074.html) · [ISO 21940-12:2016](https://www.iso.org/standard/50429.html)

## Seguridad y errores típicos de los bancos caseros

Un banco de equilibrado es una máquina con una masa girando a alta velocidad y con pesos desmontables sobre ella. El desprendimiento de un peso corrector a las revoluciones de trabajo no es un riesgo hipotético. Incorpore la protección y el procedimiento de trabajo en el proyecto desde el primer plano, no después del primer incidente.

### Bancada poco rígida

Un bastidor soldado ligero para un rotor pesado. Los apoyos empiezan a hacer oscilar la base, la amplitud depende de dónde se haya colocado el banco, y el resultado no se repite de una instalación a otra. Se soluciona con masa y rigidez, no con ajustes del programa.

### Resonancia de la suspensión dentro del rango de trabajo

El error más frecuente. Nadie ha medido la frecuencia propia del apoyo, y las revoluciones se eligieron por comodidad del accionamiento. En la resonancia, la fase se desplaza hasta 180° por un pequeño cambio de revoluciones, y el cálculo de la corrección se convierte en una lotería.

### Rozamiento en los apoyos

Unidades prismáticas sin atención a la zona de contacto, rodillos secos o desgastados, holgura en las articulaciones del bastidor basculante. El rotor ocupa cada vez una posición ligeramente distinta, y se obtiene una dispersión que se achaca a que «el equipo miente».

### Posicionamiento distinto

La pieza se monta en el mandril de forma distinta cada vez, el par de apriete no está normalizado, no hay tope. La repetibilidad de una instalación a otra se pierde, y con ella el sentido de los coeficientes de influencia guardados.

### Sensor sobre una superficie poco rígida

Escuadra hecha de pletina, imán sobre pintura, sensor sobre la carcasa. La fijación adquiere una frecuencia propia dentro de la banda de medición, y lo que mide es la escuadra, no el apoyo.

### Revoluciones inestables

Correa que patina, motor insuficiente, variador sin filtros. Las revoluciones fluctúan, el filtro síncrono se ajusta de forma imprecisa, la fase tiene ruido. Se comprueba comparando las revoluciones del programa con las de un tacómetro independiente.

### Sin comprobación con un rotor de control

El banco está montado, muestra algo, las piezas se equilibran de alguna manera. No hay con qué declarar la precisión, no hay con qué detectar una degradación, y la primera recepción discutida termina en conflicto. La comprobación con un rotor de control se hace una vez al poner en marcha el banco y después de forma periódica.

### Frecuencias distintas entre apoyos

Los apoyos de husillo sobre unos muelles, los intermedios sobre otros. La ventana de revoluciones de trabajo se reduce a la del apoyo más desfavorable, y en parte del rango las lecturas se vuelven inestables sin causa aparente.

- [x] Protección en toda la zona de rotación, con enclavamiento: el accionamiento no arranca con la protección abierta.
- [x] Parada de emergencia al alcance del brazo extendido del operador, aparte de los botones del variador.
- [x] Limitación de las revoluciones máximas, tanto por software como mecánica, adaptada a la pieza más pesada y de mayor diámetro.
- [x] Fije el peso de prueba y el peso corrector con la misma fiabilidad que uno permanente: soldadura, tornillo, pasador, y no plastilina ni cinta adhesiva.
- [x] Compruebe que la masa del peso de prueba es razonable: no debe generar vibración peligrosa, sobrecargar los apoyos ni tocar piezas fijas.
- [x] Fijación del rotor en el mandril con control del par de apriete y con tope axial.
- [x] Bloqueo de los apoyos durante la aceleración y la marcha por inercia, si las revoluciones de trabajo están por encima de la resonancia de la suspensión.
- [x] Puesta a tierra del rotor y de la máquina, especialmente con unidades de apoyo no metálicas.
- [x] Procedimiento aparte para la marcha por inercia: el operador no se acerca al rotor hasta la parada completa, no «cuando ya casi se ha detenido».

## Qué se puede declarar honestamente y en qué ayuda AXILINE

Distinga dos afirmaciones. La primera: «nuestro banco da un resultado repetible y sirve para el control interno». Esto puede confirmarlo usted mismo, pasando la recepción por geometría, dinámica y recorrido con peso de control. La segunda: «nuestro banco garantiza la clase de precisión X y emitimos protocolos para la recepción externa». Esto exige una metodología acreditada, un rotor de control y un acuerdo con la parte que recibe el protocolo. No las mezcle en la correspondencia con el cliente.

Aparte, sobre el significado de la expresión «dentro de tolerancia» en el programa. Significa una sola cosa: que la componente de giro residual ha bajado por debajo del valor objetivo que usted mismo introdujo. Esto no es una confirmación del grado G según la serie ISO 21940 ni una evaluación de la máquina según la serie ISO 20816. Los tres criterios existen en paralelo: la 1x residual frente a su consigna, el desequilibrio residual en g·mm/kg según los grados G, la velocidad de vibración total por zonas. Compruebe en cada caso, por separado, la parte aplicable y la edición de la norma.

El Balanset lo diseñan y lo fabrican ingenieros que ellos mismos equilibran con estos equipos en visitas a domicilio. En la práctica, esto significa que preguntas como «dónde irá el sensor en un apoyo así», «bastará un plano para este rodete» o «qué ventana de revoluciones queda con una dispersión de masas de 3 a 40 kg» se resuelven de forma directa, no a través de un catálogo. Ofrecemos apoyo de asesoramiento para elegir la configuración de la parte de medición, el esquema de colocación de los sensores y la marca, la configuración del programa y la formación de su operador.

Por dónde empezar la conversación. Envíenos el rango de masas y diámetros de los rotores, su relación longitud/diámetro, la clase de precisión requerida, las revoluciones previstas, el tipo de accionamiento y un boceto o fotografías de la construcción de apoyos prevista. Con esto basta para decir si el Balanset-1A OEM encajará de serie en su esquema, dónde chocará con el utillaje y qué comprobar antes de construirlo. Si de sus datos se deduce que no hace falta un banco, se lo diremos así de claro: para las máquinas que ya están instaladas sobre su cimentación, el equilibrado a domicilio en los propios apoyos sigue siendo la solución más honesta.

> La opción intermedia que se suele olvidar. Empiece por el equilibrado a domicilio de su gama de piezas con el kit completo Balanset-1A. Obtendrá cifras sobre los desequilibrios iniciales, sobre el número de planos necesarios y sobre los valores residuales alcanzables, verá el equipo funcionando con sus propias piezas y solo después decidirá si merece la pena construir un banco y cómo debería ser.

Sources: [Manual de operación Balanset-1A](https://vibromera.eu/balanset-1a-operation-manual/) · [Especificaciones del fabricante Balanset-1A](https://vibromera.eu/product/balanset-1/) · [ISO 21940-11:2016](https://www.iso.org/standard/54074.html) · [ISO 20816-1:2016](https://www.iso.org/standard/63180.html)

## Preguntas frecuentes

**¿Se puede construir un banco de equilibrado decente sin un departamento de diseño?**

Sí, si elige el esquema de apoyos blandos y no intenta cubrir de golpe todo el rango de rotores. Un apoyo sobre muelles planos o de cinta perdona las imprecisiones de cálculo, porque su frecuencia propia se mide fácilmente con el método de impacto y se puede corregir fresando ranuras en el muelle. El esquema rígido, por debajo de la resonancia, exige ajustar por vía experimental la rigidez transversal de la ranura del apoyo; no existe una metodología de cálculo hecha para ello, y sin experiencia es una iteración cara. Un plan realista es este: gama reducida de piezas, un solo tamaño de apoyos, un núcleo de medición ya hecho, recepción completa con rotor de control. Es mejor ampliar el rango de masas con un segundo banco que rehaciendo el primero.

**¿Cómo elegir las revoluciones de trabajo del banco?**

No por comodidad del accionamiento, sino por las frecuencias propias de los apoyos. Para el esquema de apoyos blandos, la frecuencia de rotación de trabajo debe ser, como mínimo, 2–3 veces mayor que la frecuencia propia del apoyo en dirección transversal, y al mismo tiempo no superior a 0,3–0,5 de su frecuencia propia en dirección axial. Ambas frecuencias se miden con el método de impacto, por separado para cada dirección y para cada apoyo. Si las frecuencias de los apoyos difieren, calcule la ventana según la más desfavorable. Y recuerde que la frecuencia propia depende de la masa del rotor instalado: calcule la ventana para la pieza más ligera y la más pesada, o de lo contrario resultará que, para parte de su gama, no hay rango de trabajo posible.

**¿Qué sensor de vibración instalar en un banco casero?**

Para el esquema de apoyos blandos, un acelerómetro. Un factor de conversión de 10–30 mV/(m/s²) cubre la mayoría de los casos; para alta precisión se toman 100 mV/(m/s²) o más. El Balanset-1A OEM incorpora dos acelerómetros uniaxiales con una sensibilidad de unos 20–30 mV/(mm/s), y toda la cadena (preamplificadores, integradores, convertidor A/D) está ajustada precisamente para ellos, por lo que recomendamos los sensores de serie y no otros cualesquiera. Para el esquema rígido, por debajo de la resonancia, el acelerómetro no sirve: el apoyo apenas se mueve, y ahí hacen falta sensores de fuerza o sensores de desplazamiento sin contacto. Para revoluciones muy bajas, de 120 rpm o menos, los sensores de desplazamiento sin contacto ganan la partida, porque funcionan desde 0 Hz.

**¿Por qué hacen falta dos canales a la vez y no un solo sensor que se va cambiando de sitio?**

Porque el problema de dos planos se resuelve con un sistema de ecuaciones que abarca ambos apoyos a la vez. El programa necesita las reacciones de cada apoyo ante el peso de prueba en cada plano, registradas en un mismo estado del sistema. Si mide los apoyos uno tras otro, entre las mediciones cambian las revoluciones, la temperatura, la tensión de la correa y el montaje de la pieza, y los coeficientes de influencia se calculan a partir de datos no coherentes entre sí. El error, en este caso, no se manifiesta como un fallo evidente: el resultado simplemente deja de converger en una sola iteración, y usted empieza a añadir pesos al azar.

**¿Qué aporta la compensación de excentricidad y es obligatoria?**

Resta del resultado la contribución del mandril o del husillo. Se hace una medición, se gira el rotor 180° sobre el mandril y se hace una segunda. El desequilibrio del propio rotor gira junto con él, mientras que la excentricidad del posicionamiento permanece en su sitio, y la diferencia de vectores permite separarlos. Es obligatoria cuando el descentramiento de su mandril representa una fracción apreciable del desequilibrio residual exigido. Para clases de precisión bastas se puede prescindir de ella; para piezas de precisión, sin compensación, simplemente equilibrará la pieza junto con el error del utillaje y obtendrá vibración ya en la máquina.

**¿Se le puede entregar al cliente un protocolo con los resultados de su propio banco?**

Se puede entregar un protocolo como documento de control interno, con los valores realmente medidos de desequilibrio residual, y es una práctica normal. Declarar la clase de precisión de la máquina y un protocolo para la recepción externa es otra cosa: para ello hace falta una metodología de comprobación acreditada, un rotor de control y un acuerdo con la parte receptora. El mínimo que hace defendible su protocolo: recepción superada por geometría y dinámica, resultado registrado del recorrido con peso de control, y en el protocolo, las revoluciones, el radio de colocación del peso, el número de planos, el tipo de apoyos y la fecha de la última comprobación de la máquina. El estatus metrológico para la verificación obligatoria depende de los requisitos de su sector y de la legislación nacional, y hay que aclararlo antes de prometer el documento.

**¿Banco nuevo o retrofit de una máquina antigua: qué sale más barato?**

Si dispone de mecánica en buen estado, el retrofit casi siempre sale más a cuenta. La bancada y los apoyos de fundición sobreviven a varias generaciones de electrónica, y no tiene sentido pagar dos veces por un hierro que ya le funciona. El volumen habitual de trabajo en un retrofit es pequeño: mecanizar las superficies para los sensores, montar una escuadra para el sensor láser de fase, marcar la referencia, poner a punto el accionamiento y la correa, comprobar el apriete de la fijación de los apoyos. Un banco desde cero tiene sentido cuando no hay máquina antigua, o cuando su esquema no es en absoluto adecuado: por ejemplo, si los apoyos son rígidos y prácticamente inmóviles, y usted pretende medir sus oscilaciones con acelerómetros.

**¿Cuánto tiempo lleva poner el banco en marcha?**

Respuesta honesta: la mecánica se hace más rápido que la recepción. El montaje de la parte de medición lleva días, mientras que ajustar la geometría, medir las frecuencias propias de todas las unidades, asignar la ventana de trabajo de revoluciones, comprobar la estabilidad de las lecturas y recorrer el rotor con el peso de control en 12 posiciones angulares en dos planos es un trabajo aparte, con iteraciones. Planifíquelo como una fase del proyecto, no como «lo encendemos y probamos». Es precisamente en esta fase donde se detectan la bancada poco rígida, la resonancia de la suspensión, el descentramiento de los rodillos y el posicionamiento distinto, es decir, todo lo que después resulta imposible corregir con ajustes del programa.