Rotor en voladizo y entre apoyos: cómo el esquema de apoyos cambia el equilibrado

Un mismo rodete se equilibra de forma distinta según esté situado entre los rodamientos o quede fuera de ellos. El esquema de apoyos decide dónde colocar los sensores, cuántos planos de corrección tomar (las secciones del rotor en las que se colocan las masas), en qué medida esos planos interfieren entre sí y cuántas tiradas va a gastar. Analizamos los dos casos principales y un tercero que a menudo se confunde con los dos primeros.

Actualizado el 27 de agosto de 2026 · por AXILINE · Vila Nova de Gaia

Dos preguntas que lo deciden todo antes de la masa de prueba

El rotor no se comporta como parece. El equipo no ve el desequilibrio, ve la vibración de los apoyos de rodamiento, y entre la masa y los apoyos se interpone la geometría: la distancia desde la masa hasta cada apoyo y el signo del momento que esa masa genera. Por eso lo primero que hace en la planta es mirar, no la rueda, sino las carcasas de los rodamientos.

Responda a dos preguntas. Cuántos apoyos de rodamiento hay en la línea del eje y a qué lado de la masa están. Dónde puede fijar físicamente una masa respecto a esos apoyos. A partir de ahí, todo el trabajo queda determinado: el número de planos, los puntos de medición, el comportamiento esperado de las fases y el número de tiradas.

El esquema lo determina la posición de la masa respecto a los apoyos, no la longitud del rotor. La relación L/D (longitud del rotor entre diámetro) solo orienta sobre el número de planos, y se explica en un artículo aparte sobre la regla L/D. Aquí se trata de dónde van a quedar esos planos respecto a los rodamientos.

El rotor entre apoyos: una viga sencilla sobre dos puntos

Una masa colocada entre los apoyos carga a los dos apoyos en el mismo sentido. La reacción del apoyo cercano es mayor, la del lejano menor, pero el signo es común a ambos. De ahí la principal ventaja de este esquema: la respuesta de los apoyos es fácil de entender y de separar. Si desplaza la masa hacia el apoyo 1, sus lecturas suben más que las del apoyo 2, exactamente según la regla de la palanca.

Las fases de los dos apoyos en este esquema revelan enseguida la naturaleza del desequilibrio. La fase de la 1x es el ángulo que referencia la vibración a la frecuencia de giro con la marca del eje. Fases parecidas con amplitudes comparables significan que predomina la componente estática, y una sola masa la elimina. Una diferencia de fase hacia 180° delata una componente de momento, para la que hacen falta dos planos y dos masas en ángulos distintos.

Separe los planos de corrección tanto como sea posible dentro del cuerpo del rotor: junto al extremo del lado del apoyo 1 y junto al extremo del lado del apoyo 2. El brazo de palanca entre los planos juega a su favor. Cuanto mayor sea, menor masa compensará el mismo momento, y con más seguridad separará el software la contribución de los dos planos.

La influencia cruzada —el hecho de que una masa en un plano repercuta en los dos apoyos a la vez— existe aquí, pero se mantiene moderada y predecible. El equipo la tiene en cuenta él solo mediante la matriz de coeficientes de influencia; la mecánica de este cálculo se explica en el artículo sobre el método de los coeficientes de influencia. Conclusión práctica: un rotor entre apoyos suele resolverse en tres tiradas, más una de ajuste si hace falta.

El reparto de la tolerancia entre los dos planos de corrección lo trata por separado la norma ISO 21940-11, y dividir la tolerancia a partes iguales solo es correcto cuando los planos están situados de forma simétrica respecto al centro de masas del rotor. Compruebe la parte y la edición aplicables según su máquina.

Fuentes: ISO 21940-11:2016

El rotor en voladizo: una sola masa genera fuerza y momento

Ahora traslade esa misma masa fuera de los apoyos. Llame L a la distancia entre los rodamientos y a al vuelo desde el apoyo cercano hasta el plano de la rueda. La fuerza centrífuga F de la masa en la rueda produce en el apoyo cercano una reacción F·(L+a)/L, y en el lejano F·a/L, dirigida en sentido contrario. El apoyo cercano actúa como punto de apoyo de la palanca; el lejano, como tirante.

De esta aritmética se derivan tres cosas que verá en la pantalla. Primera: en una máquina en voladizo, las fases de la 1x en los dos apoyos difieren en torno a 180° incluso con un desequilibrio puramente estático de la rueda. En un rotor entre apoyos, esa diferencia se leería como indicio de momento; aquí es la norma del esquema. Segunda: la reacción del apoyo cercano en fuerza siempre es mayor. Tercera, y es la que más confunde: la vibración en mm/s en el apoyo lejano resulta con frecuencia más alta.

No hay contradicción. La vibración no es la fuerza, sino la fuerza dividida entre la rigidez dinámica del apoyo. El apoyo lejano suele estar sobre un soporte más alto o más flexible, soportar menos masa o estar él mismo más cerca de su frecuencia natural. Añada el balanceo de todo el conjunto sobre el bastidor: si el nodo de balanceo cae entre los rodamientos, el extremo lejano describe un arco de radio mayor. Por eso en una máquina en voladizo hacen falta obligatoriamente los dos canales, y una conclusión basada en un solo apoyo no significa nada.

Otra particularidad del esquema en voladizo: el momento flector del vuelo hace oscilar el soporte y el bastidor, y la componente axial de la 1x en estas máquinas puede ser notable sin que haya ninguna desalineación. Aplique aquí con más cautela la regla habitual sobre la vibración axial alta, y contraste con los indicios del artículo sobre cómo distinguir un desequilibrio de una desalineación.

Por qué un rotor en voladizo casi siempre necesita dos planos

La tentación es comprensible: la rueda es estrecha, L/D es pequeño, así que un solo plano. En el esquema en voladizo, esta regla falla a menudo, y así es por qué.

Los planos de corrección a los que llega en la rueda son el disco delantero y el disco trasero. El centro de masas del desequilibrio casi nunca queda exactamente en uno de ellos: los álabes están desgastados de forma desigual a lo ancho, la acumulación de material se concentra hacia el lado de aspiración, la grieta está junto a la raíz. Si coloca la masa solo en el disco trasero, compensa la fuerza, pero añade un momento que antes no existía. El apoyo cercano se calmará, el lejano subirá.

También funciona la lógica inversa. El vuelo a de un ventilador en voladizo suele ser comparable a la distancia entre apoyos L, o mayor. Esto significa que cualquier masa en la rueda genera un brazo de palanca respecto a los rodamientos, y el momento nace por sí solo, de la geometría del montaje, no del ancho de la rueda. Un solo plano elimina una sola magnitud vectorial, y aquí hay dos.

La conclusión práctica es sencilla. Si en una rueda en voladizo hay dos planos accesibles, use los dos. Si solo hay uno, trabaje con ese, reduzca lo que se pueda reducir, y anote honestamente en el informe que ha quedado una componente de momento. El software incluye el traslado de las masas correctoras a otros planos accesibles, pero ese traslado no va a crear un brazo de palanca donde no lo hay.

Peor convergencia: el condicionamiento del problema y el orden de las tiradas

En un rotor en voladizo, los dos planos de corrección quedan al mismo lado de ambos rodamientos, y la distancia entre ellos b suele ser pequeña en comparación con el vuelo a. Para la máquina, estos dos planos son casi idénticos: una masa de prueba en el plano delantero y en el trasero produce cambios de vector muy parecidos en los dos apoyos.

Matemáticamente es un sistema mal condicionado: la solución existe, pero un pequeño error de medición la cambia mucho. Dos columnas de la matriz de coeficientes de influencia quedan próximas entre sí, y el determinante es pequeño. Reconocerá el indicio enseguida: el software da dos masas grandes en ángulos casi opuestos que, sumadas, dan una corrección pequeña. Formalmente todo es correcto; físicamente está colgando de la rueda un kilo de más en forma de dos masas que casi se anulan entre sí.

De ahí las exigencias de disciplina en las tiradas. Cada tirada de prueba da una columna de la matriz, y todas las columnas deben corresponder a la misma máquina en el mismo estado.

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   Separe los planos al máximo

   El disco delantero y el trasero de la rueda, no dos puntos vecinos del mismo disco. Cada centímetro de b mejora el condicionamiento y reduce las masas calculadas.

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   Use la misma masa de prueba en los dos planos

   La misma masa al mismo radio. Así compara las columnas directamente y ve usted mismo hasta qué punto se distinguen los planos.

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   Empiece por el plano más cercano a los apoyos

   Da una respuesta mayor y más limpia. Compruebe el criterio de una tirada de prueba válida: un cambio de amplitud de la 1x de al menos un 20–30 %, o de fase de al menos 20–30°.

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   Entre tiradas, no cambie nada salvo la masa

   Ni las revoluciones, ni la posición ni orientación de los sensores, ni la marca del tacómetro, ni la compuerta, ni la temperatura de los rodamientos. Si desplaza un sensor tras la primera tirada de prueba, la matriz queda construida con dos máquinas distintas.

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   Si las dos columnas son casi iguales, cambie de estrategia

   Elimine primero la componente estática con masas iguales en el mismo ángulo en los dos planos, y después, por separado, el momento, con masas iguales en ángulos opuestos. Este método por separado es más robusto frente al error que la resolución directa de la matriz.

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   Planifique de antemano una tirada de ajuste

   En una máquina en voladizo, un ciclo de equilibrado trim (un ajuste con masas pequeñas según coeficientes ya conocidos) es la norma, no un indicio de error. Cuatro ajustes seguidos ya es un diagnóstico: busque resonancia, afloje en la fijación o una masa que se está desprendiendo de la rueda.

Observe la tirada de control en los dos apoyos, no solo en el que empezó. En un rotor en voladizo, el resultado normal es una reducción simultánea en los dos apoyos.

Tabla: sensores, planos e influencia cruzada

En todos los esquemas, coloque los sensores en los apoyos de rodamiento, lo más cerca posible del rodamiento, con fijación rígida y en la misma dirección de una tirada a otra. Evalúe el estado general de la máquina en mm/s RMS según la parte aplicable de ISO 20816: las normas para mediciones en partes fijas están escritas precisamente para esto.

Fuentes: ISO 20816-1:2016

Tres apoyos o más: por qué es una tarea aparte

El esquema de dos planos se apoya en el modelo de rotor rígido sobre dos apoyos. La aparición de un tercer apoyo rompe este modelo por dos frentes a la vez.

Primero: el sistema se vuelve estáticamente indeterminado. Esto significa que las reacciones de los apoyos dependen no solo del desequilibrio, sino también de cómo esté ajustada en altura el apoyo intermedio y de lo alineadas que estén las secciones entre sí. Si sube el rodamiento intermedio unas décimas de milímetro, la distribución de cargas cambia junto con los coeficientes de influencia. Por eso, en una máquina con varios apoyos, la geometría, la alineación y la pata floja (un apoyo de las patas que no asienta bien sobre el bastidor) se corrigen antes del equilibrado, no después.

Segundo: cambia la dimensión de la tarea. Un eje sobre tres apoyos se equilibra en tres planos, y hay que resolver un sistema de tres ecuaciones con tres incógnitas a partir de los coeficientes de influencia de los tres apoyos. La primera tirada da los vectores iniciales en todos los apoyos, y después una tirada de prueba por cada plano. Un mínimo de cuatro tiradas para tres planos y cinco para cuatro. Cada tirada de prueba no da un solo número, sino toda una columna de la matriz: coloca una masa en un plano y registra la reacción de todos los apoyos a la vez.

Un equipo de dos canales resuelve la tarea para dos planos. En un eje sobre tres apoyos hay dos caminos honestos. O bien instala un sistema de medición con el número de canales necesario y un algoritmo para tres o cuatro planos, o bien divide la tarea por secciones, trabaja con dos canales por turnos y comprueba el resultado con una tirada de control en todos los apoyos. El segundo camino funciona, pero la repetibilidad baja, y esto hay que acordarlo antes de empezar los trabajos.

• No trate un conjunto de motor, reductor y máquina de trabajo como un único rotor de tres apoyos. Son varios rotores en una misma línea de eje, cada uno con su propio desequilibrio, más los acoplamientos y la desalineación entre ellos. Equilibre un rotor cada vez.
• Un rotor flexible, que cambia de forma a las revoluciones de trabajo, no se describe con el esquema de rotor rígido ni en dos ni en tres planos. Ahí funcionan los métodos modales, y es una clase de tareas aparte.
• Consulte la clasificación de rotores y los enfoques para rotores flexibles en la serie ISO 21940; determine la parte y la edición aplicables según su máquina.
• El equilibrado en dos planos in situ, según la clasificación de ISO 18436-2, corresponde a una categoría de competencia más alta que el de un solo plano. Los rotores con varios apoyos y los flexibles están todavía más arriba.

Fuentes: ISO 21940-11:2016 · ISO 21940-12:2016

Identifique su esquema en un minuto con solo mirar la máquina

No hace falta ni un plano ni una ficha técnica para esto. Recorra con la vista la línea del eje desde el acoplamiento o la polea hasta el rodete y cuente las carcasas de los rodamientos.

• La rueda entre dos carcasas de rodamiento: esquema entre apoyos. Una boca de aspiración de doble entrada en un ventilador casi siempre indica precisamente este esquema.
• Las dos carcasas al mismo lado de la rueda: esquema en voladizo. Boca de aspiración de un solo lado, extremo libre con la rueda, tapa en el extremo.
• La rueda va directamente sobre el eje del motor, sin rodamientos propios: esquema en voladizo sobre los rodamientos del motor. Aquí el vuelo suele ser mayor que la distancia entre apoyos, y el momento será marcado.
• Entre usted y la rueda hay una carcasa de rodamiento intermedia: tres apoyos o más.
• Dos semiacoplamientos en línea: tiene delante dos rotores y cuatro apoyos. La desalineación no se corrige con masas.
• Mida con una cinta métrica tres cifras: L entre los rodamientos, a desde el apoyo cercano hasta el plano medio de la rueda, b entre los planos de corrección accesibles. Anótelas en el informe.

Estas tres cifras se leen como un pronóstico. La relación a/L muestra cuán intenso será el momento: cuanto mayor sea el vuelo, más marcada será la contrafase de los apoyos. La relación b/L muestra hasta qué punto el software podrá separar bien los dos planos: una b pequeña implica masas grandes, sensibilidad al error y una probable tirada de ajuste adicional.

Qué cambia esto en la práctica y en qué ayuda AXILINE

El esquema de apoyos determina no solo la metodología, sino también la planificación del turno. Un rotor entre apoyos con dos planos accesibles suele resolverse con tres tiradas. Un ventilador en voladizo con rueda estrecha exige esas mismas tres tiradas más una de ajuste, y casi siempre dos planos. Un eje con varios apoyos exige primero una decisión sobre el número de canales y planos, y es mejor tomarla antes de la visita, no en la propia planta.

Para esta tarea hace falta una herramienta de dos canales y con fase. El Balanset-1A mide los dos apoyos de rodamiento a la vez con dos acelerómetros, toma la fase de referencia con un sensor láser mediante una marca reflectante, y calcula el equilibrado en uno y en dos planos por el método de los coeficientes de influencia, es decir, tiene en cuenta él solo la influencia cruzada. En las máquinas en voladizo resultan útiles varias cosas más: el modo de posiciones fijas por álabes u orificios, el cálculo del taladrado, el traslado de masas a otros planos, el equilibrado trim con los coeficientes ya obtenidos, el diagrama polar y el archivo con los informes. Para integrarlo en bancos y máquinas existe la variante Balanset-1A OEM sin maletín.

El equipo lo manejan personas, y en los rotores en voladizo esto se nota: allí donde la influencia cruzada es fuerte, la decisión sobre el número de planos y el orden de las tiradas vale más que la velocidad de cálculo. Los ingenieros de AXILINE diseñan y fabrican los equipos Balanset y equilibran con ellos mismos in situ. Envíenos el tipo de máquina, las revoluciones, fotografías del conjunto por los dos lados y las tres cifras L, a y b, y analizaremos su esquema y le propondremos un orden de trabajo. Si prefiere hacerlo usted mismo, queda el soporte de consultoría sobre el equipo y la metodología.

Fuentes: Especificaciones del fabricante Balanset-1A · Manual de operación Balanset-1A

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