AXILINEEquilibrado de ejes portacuchillas y tambores fresadores en el lugar de explotación
Tras cambiar las cuchillas, la regruesadora deja en la tabla una onda grande, la cepilladora zumba, los apoyos de rodamiento se calientan a mediodía. Vamos a la planta, primero comprobamos el juego y el voladizo de las cuchillas, después equilibramos el eje en dos planos directamente en sus propios apoyos de rodamiento, a las revoluciones de trabajo. Nuestra base está en Vila Nova de Gaia, cerca de Oporto, y realizamos visitas en toda Portugal.
De dónde sale el desequilibrio en el eje portacuchillas
El propio eje sale equilibrado de fábrica. El desequilibrio lo aportan las cuchillas y todo lo que las sujeta. Cada reafilado retira de la cuchilla una banda de metal, y dos cuchillas del mismo juego, tras un número distinto de afilados, pesan de forma distinta. Una diferencia de dos a tres gramos a un radio de 50 mm da 100–150 g·mm de desequilibrio. A 6000 rpm, eso son ya del orden de seis kilogramos de fuerza giratoria, que recorre los apoyos de rodamiento cien veces por segundo.
El segundo grupo de causas se concentra en torno a la ranura. Las cuñas y los tornillos de sujeción de juegos distintos difieren en masa, las virutas bajo la superficie de apoyo de la cuchilla cambian su voladizo de forma puntual, y la resina se adhiere al cuerpo del eje de manera irregular y produce un desequilibrio errático. Una mella en el filo tras un encuentro con un clavo desconcha un tramo de la cuchilla: pierde masa y deja de cortar.
- Cuchillas del mismo juego con distinto número de reafilados y distinta masa residual
- Cuñas y tornillos intercambiados entre ranuras o tomados de otro juego
- Voladizo desigual de las cuchillas a lo largo del eje y entre cuchillas
- Resina y polvo adherido en el cuerpo del eje y en las ranuras
- Virutas bajo la superficie de apoyo de la cuchilla
- Filo desconchado tras un clavo o una inclusión metálica
Fuentes: ISO 21940-11:2016
Primero el juego y el voladizo, después el equilibrado
Esto no es un capricho nuestro, sino la lógica del método. Las cuchillas con sus cuñas constituyen una parte apreciable de la masa giratoria del eje, y su disposición en la circunferencia es precisamente la distribución de masa que equilibramos. Las masas de corrección compensan la configuración concreta de ese juego. Por eso no equilibramos un eje con un conjunto de cuchillas al azar: el resultado no sobrevivirá al primer cambio de cuchillas.
El voladizo también determina cuántas cuchillas cortan realmente. Una cuchilla que sobresale respecto a las vecinas tres a cinco centésimas (centésimas de milímetro) se lleva todo el corte para sí, y ningún equilibrado lo corrige. Comprobar el juego lleva menos de una hora y a menudo resuelve la mitad del problema incluso antes del primer arranque.
- Pese las cuchillas: mantenga la dispersión de masa dentro del juego según la tolerancia del fabricante, normalmente décimas de gramo
- No mezcle las cuñas y los tornillos entre ranuras; están junto a las cuchillas y forman parte del reparto de masa
- Limpie las ranuras de virutas y resina antes de montar las cuchillas, no después
- Ajuste el voladizo con un comparador o un calibre de ajuste: igual a lo largo de cada cuchilla y entre cuchillas
- Apriete los tornillos de las cuñas con el par de fábrica, del centro de la cuchilla hacia los extremos
- Tras el afilado en el taller, pida que se afile el juego completo con un mismo montaje, no cuchilla por cuchilla
Onda en la tabla: cómo el voladizo y el desequilibrio estropean el cepillado
Una superficie cepillada es una cadena de arcos que dejan las cuchillas. El paso de la huella es igual al avance por vuelta dividido entre el número de cuchillas que realmente cortan. Mientras cortan todas las cuchillas, los arcos son pequeños y la superficie parece lisa. En cuanto una cuchilla sobresale, empieza a cortar ella sola: el paso crece de dos a cuatro veces, y la onda se ve con luz rasante y se siente con la palma de la mano.
El desequilibrio actúa de otra manera. Hace que el eje se balancee en órbita dentro de los apoyos de rodamiento, y la profundidad de cada arco empieza a variar. En la tabla, esto se ve como una ondulación de paso inestable, velloso en la cara cepillada, arranques junto a los nudos. Al mismo tiempo, la fuerza giratoria daña los rodamientos y el asiento de la polea, así que un desequilibrio dejado sin corregir, con el tiempo, añade a la ondulación zumbido y calentamiento de los apoyos.
| Qué se ve en la tabla | Causa probable | Qué hacer |
|---|---|---|
| Onda grande y uniforme, paso igual al avance por vuelta | Una cuchilla sobresale, solo corta ella | Reajustar el voladizo, juego por masa |
| Ondulación de paso variable, velloso, zumbido de la máquina | Desequilibrio del eje, órbita en los apoyos de rodamiento | Equilibrado en dos planos |
| Onda cuyo paso no cambia al variar el avance | Vibración que no viene del eje: accionamiento, máquina vecina, resonancia de la mesa | Diagnóstico de vibraciones, búsqueda de la fuente por frecuencia |
| Marca profunda periódica una vez por vuelta | Mella en el filo o viruta bajo la cuchilla | Inspección del juego, sustitución de la cuchilla |
Regruesadoras, cepilladoras, moldureras de cuatro caras: qué tenemos en cuenta en cada tipo
Regruesadoras
El eje va sobre la mesa, accionamiento por correa, revoluciones típicas de 4000–6000 rpm. Apuntamos el sensor de fase a una marca en la polea o en el extremo del propio eje, no del motor: la correa desliza, y la fase medida en el motor engaña. Acceso al eje por arriba tras retirar el cárter y desviar la conexión de aspiración.
Cepilladoras
El eje va entre las mesas, y se accede a los apoyos de rodamiento por abajo o por los extremos de la bancada. Los planos de corrección están solo en los extremos del eje, pero, a cambio, un rotor corto y rígido se equilibra con facilidad. Fijamos las mesas antes de medir: una mesa móvil sobre guías flojas es, por sí misma, una fuente de vibración.
Moldureras de cuatro caras
Cuatro o más husillos con cabezales portacuchillas, cada uno con sus propias revoluciones. Equilibramos uno a uno, deteniendo los demás husillos. La vibración de un conjunto se lee en las carcasas de los vecinos, así que separamos las fuentes por la frecuencia de giro y la fase, no por dónde suena más fuerte.
Ejes de cepillado de gran longitud
En un eje largo, la distancia entre los planos de corrección es grande en comparación con el diámetro, así que trabajamos estrictamente en dos planos: la corrección en un solo plano aquí elimina la vibración en un apoyo y la aumenta en el otro. Tenemos un artículo aparte sobre cómo elegir el número de planos.
Tambores fresadores con cuchillas insertables
Tambores de grupos calibradores y fresadores con cuchillas insertables. Los alojamientos de asiento se desgastan de forma irregular, y cuchillas idénticas quedan a radios distintos. Antes de equilibrar, medimos el voladizo en cada alojamiento: unos alojamientos dañados son motivo para renunciar a las masas y enviar el tambor a reparación.
Ejes portacuchillas helicoidales
Ejes con filas helicoidales de plaquitas giratorias de metal duro. Aquí el equilibrado casi siempre se reduce a la composición del juego; más detalles en el siguiente apartado.
Eje portacuchillas helicoidal: el equilibrado empieza por la composición del juego
Un eje helicoidal lleva decenas, y en las máquinas anchas cientos, de plaquitas giratorias; cada una con su tornillo pesa unos pocos gramos. El fabricante equilibra ese eje montado, con el juego completo. A partir de ahí, todo depende del mantenimiento. Una plaquita o un tornillo perdidos generan un desequilibrio puntual de magnitud bastante apreciable: cinco gramos a un radio de 60 mm son 300 g·mm, más que la tolerancia de todo el eje.
Hallazgos típicos en la inspección: plaquitas de lotes distintos con distinta masa, una plaquita girada hacia una cara desgastada con la esquina desconchada, virutas bajo la superficie de apoyo, un tornillo apretado a mano. Por eso el orden es el siguiente: comprobamos que el juego esté completo por filas, giramos y sustituimos las plaquitas según el procedimiento del fabricante, apretamos los tornillos con el par de fábrica, limpiamos los asientos de resina. Después hacemos una medición de control. Lo más frecuente es que la componente de giro (la vibración a la frecuencia de rotación del eje, se denota 1x) ya esté dentro de la norma y no hagan falta masas: usted paga por el diagnóstico, no por el equilibrado. Si queda 1x, equilibramos como un eje normal.
Cómo se desarrolla el equilibrado del eje portacuchillas in situ
- Paso 1
Inspección, limpieza, holguras
Retiramos el cárter, inspeccionamos el juego de cuchillas y las ranuras, limpiamos la resina del cuerpo del eje. No se puede equilibrar con costra: se desprenderá junto con el resultado. Comprobamos la holgura en los apoyos de rodamiento y la tensión de la correa con la máquina parada y bloqueada.
- Paso 2
Sensores y marca de fase
Colocamos dos acelerómetros en los apoyos de rodamiento delantero y trasero del eje, en horizontal, en la dirección de menor rigidez. Pegamos la marca reflectante en el extremo o en la polea del eje, y fijamos el sensor láser de fase en un soporte magnético.
- Paso 3
Medición inicial
Arranque a las revoluciones de trabajo tras un breve calentamiento. Observamos la vibración total (nivel general en todas las frecuencias), la componente de giro 1x, la fase y el espectro —el desglose de la vibración por frecuencias—. Así separamos el desequilibrio de los rodamientos, la transmisión por correa y la resonancia de la mesa. Si la 1x no predomina, decimos con honestidad que las masas no ayudarán, y buscamos la causa real.
- Paso 4
Arranques de prueba en dos planos
Masa de prueba de forma sucesiva en cada plano de corrección, en los extremos del eje, con un arranque y una medición después de cada una. Según la respuesta del eje a las masas de prueba (método de los coeficientes de influencia), el equipo calcula las masas de corrección de ambos planos a la vez.
- Paso 5
Instalación de las masas de corrección
En un eje portacuchillas no se suelda nunca: el acero está templado, y el taller está lleno de polvo de madera. Trabajamos ajustando la masa de las cuñas y los tornillos, con los orificios roscados de fábrica y, si hace falta, retirando metal por taladrado en las bandas no funcionales. El equipo convierte la masa en profundidad y diámetro de taladrado, y referencia las posiciones a las ranuras de las cuchillas como si fuera una retícula fija.
- Paso 6
Control, ajuste fino, protocolo
Arranque de control y, si hace falta, un ajuste fino (trim): la corrección precisa final con una pequeña masa añadida, sin nuevas pruebas de arranque. Guardamos los coeficientes de influencia de su eje: en el siguiente cambio de cuchillas, el equilibrado ocupará uno o dos arranques. Entregamos un protocolo con la vibración de antes y después, el desequilibrio residual y la clase G.
Fuentes: Manual de operación Balanset-1A · Especificaciones del fabricante Balanset-1A
Revoluciones, tolerancia y entorno del taller de carpintería
Las revoluciones en carpintería son altas, y eso endurece la tolerancia. El desequilibrio residual específico admisible baja proporcionalmente a las revoluciones: para la clase G 2,5 a 6000 rpm quedan unos 4 g·mm por kilogramo de masa del rotor. Para un eje de 30 kg de masa, eso son 120 g·mm, es decir, unos 2,4 g a un radio de 50 mm repartidos entre ambos planos. Tomamos la clase y la tolerancia según la parte y edición aplicable de la ISO 21940, y evaluamos la vibración de los apoyos según la parte aplicable de la ISO 20816. Cómo se elige la clase G se explica en un artículo aparte.
El entorno también impone sus reglas. El polvo de madera es explosivo, así que nada de llama abierta, soldadura ni herramientas que produzcan chispas: solo fijación mecánica de las masas y taladrado con extracción de polvo local, acordado con usted. Hacemos las mediciones con la aspiración en funcionamiento, si está activada de forma habitual durante el corte: el conducto y el ventilador de aspiración cambian el fondo vibratorio de la máquina.
Fuentes: ISO 21940-11:2016 · ISO 20816-1:2016
Cuándo el equilibrado in situ no funcionará
- Los rodamientos del eje están desgastados: el espectro muestra componentes de rodamiento, la holgura se nota con una palanca. Primero, sustitución de los rodamientos; el equilibrado después, o de lo contrario mediremos holgura, no desequilibrio
- El eje está curvado tras un encuentro con metal: el comparador muestra descentramiento a lo largo del cuerpo del eje. Hace falta enderezarlo o sustituirlo en taller; las masas no ocultan la curvatura
- Las ranuras o los alojamientos de asiento están dañados: la cuchilla no se fija de forma repetible, cada sujeción da un voladizo nuevo y un desequilibrio nuevo
- Grietas y desconchados grandes en las cuchillas: es una cuestión de seguridad y de sustitución del juego, no de equilibrado
- Las revoluciones no se mantienen estables: una correa desgastada o un variador de frecuencia inestable impiden una medición de fase repetible
- Resonancia de la mesa o de la bancada: la vibración es enorme con un desequilibrio pequeño, se corrige con rigidez y apoyos; tenemos un artículo aparte sobre la resonancia
Ninguno de estos casos significa que la visita se haya desperdiciado: usted obtiene mediciones, espectros y un diagnóstico claro, con el que la reparación se hace de una vez, no a ciegas.
Fuentes: ISO 281:2007 · ISO 13373-3:2015
Precio, plazos y cómo preparar la máquina
Somos ingenieros que diseñamos y fabricamos los equipos Balanset y los usamos nosotros mismos para el equilibrado in situ. Los paquetes empiezan desde 550 EUR por máquina (diagnóstico 300 EUR + equilibrado desde 250 EUR), la factura mínima por visita es de 500 EUR. Varios husillos de una moldurera de cuatro caras son varios rotores en una sola visita, lo que sale más barato por eje. La cifra exacta para su máquina la calcula la calculadora de la web.
En cuanto al tiempo: el primer eje, con comprobación del juego, ocupa normalmente de dos a cuatro horas, incluidos los arranques de prueba. Un reequilibrado tras un cambio de cuchillas, según los coeficientes de influencia guardados, se resuelve en una hora.
- El juego de cuchillas recién afilado, seleccionado por masa, ya está instalado y apretado con el par de fábrica
- Las llaves para las cuñas y los datos del par de apriete a mano
- El cárter del eje se puede abrir, hay acceso a los extremos del eje
- La máquina puede hacer de cinco a ocho arranques cortos a las revoluciones de trabajo
- Existe la posibilidad de bloquear el arranque durante la instalación de las masas
- Envíe con antelación fotos del eje, la placa de identificación y la placa con las revoluciones: con ellas confirmamos la viabilidad y calculamos el precio
Preguntas frecuentes
¿Se equilibra el eje con las cuchillas o sin ellas?
Solo con el juego de trabajo, instalado y apretado con el par de fábrica. Un eje sin cuchillas es otro rotor, con otra distribución de masa; su equilibrio no dice nada sobre cómo se comportará el conjunto al cortar.
¿Por qué ha aumentado la vibración después de afilar las cuchillas?
El afilado retiró una masa distinta de cada cuchilla, o bien al montar se intercambiaron las cuñas y los tornillos entre ranuras, o el voladizo quedó desigual. Pese el juego y compruebe el voladizo con un comparador. Si tras esto la 1x sigue alta, hace falta el equilibrado.
¿El equilibrado eliminará las ondas en la tabla?
Depende de cuáles. Una onda grande y uniforme, con un paso igual al avance por vuelta, la produce una cuchilla que sobresale, y se corrige con el voladizo, no con masas. El equilibrado elimina la ondulación de paso variable, el velloso y el zumbido causados por la órbita del eje.
¿Hay que equilibrar el eje helicoidal con plaquitas?
Normalmente no. Primero, que el juego de plaquitas y tornillos esté completo, el giro de las caras desgastadas según el procedimiento, el par de fábrica, los asientos limpios. Después hacemos una medición de control, y en la mayoría de los casos la componente de giro ya está dentro de tolerancia. Equilibramos solo si queda 1x.
¿Dónde colocan las masas si la soldadura está prohibida?
Ajustamos la masa de las cuñas y los tornillos de sujeción, usamos los orificios roscados de fábrica y, si hace falta, retiramos metal por taladrado en las bandas no funcionales del eje. El propio equipo convierte la masa necesaria en profundidad de taladrado y referencia las posiciones a las ranuras de las cuchillas.
¿Con qué frecuencia hay que repetir el equilibrado del eje portacuchillas?
Una medición de control es conveniente en cada cambio de juego de cuchillas. Si los juegos están seleccionados por masa, la vibración normalmente se mantiene dentro de la norma. Guardamos los coeficientes de influencia de su eje, así que un reequilibrado, si hace falta, ocupa uno o dos arranques sin nuevas masas de prueba.
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