Equilibrado de inducidos de máquinas de colector y rotores de generadores en el lugar de servicio

El inducido ha vuelto de la reparación, y la grúa vuelve a zumbar. O el generador está casi silencioso en vacío, pero bajo carga empieza a hacer vibrar el bastidor. Son dos máquinas distintas y dos causas distintas, pero llegamos por la misma pregunta: equilibrar o buscar otra cosa. Registramos la amplitud y la fase de la componente de giro en ambos apoyos de rodamiento y respondemos a esa pregunta antes de que aparezca el primer contrapeso en las manos.

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

Síntomas: con qué se llega a los inducidos y generadores

Casi siempre hay un evento concreto. Una reparación con cambio de banda de retención, un rectificado del colector, un ventilador nuevo en el eje, un semiacoplamiento montado a presión, un traslado del generador a otro bastidor. Recuerde ese evento antes de llamar: acorta el diagnóstico en una hora y descarta de inmediato la mitad de las hipótesis.

• El inducido volvió de la reparación con una banda de retención nueva o tras una impregnación, y la vibración es mayor que antes de la reparación
• Las escobillas chispean en todo el puente portaescobillas, el colector se oscurece en franjas, y al tacto en el porta-escobillas la vibración se nota más fuerte que en el escudo del rodamiento
• La vibración del generador aumenta junto con la carga y disminuye al retirarla, mientras las revoluciones no cambian
• La vibración aumenta junto con la corriente de excitación y sigue aumentando a medida que el rotor se calienta
• Dos arranques consecutivos dan una amplitud y una fase de 1x distintas, aunque el régimen sea el mismo
• Todo empezó tras cambiar el ventilador de refrigeración del eje o tras montar a presión un semiacoplamiento nuevo
• El rodamiento del lado del colector vibra notablemente menos que el del lado del accionamiento
• El grupo electrógeno hace vibrar el bastidor, mientras que en el propio generador la componente de giro es pequeña
• Una medición de ronda situó la máquina en la zona C o D según la parte aplicable de la ISO 20816 (vibración elevada o inadmisible)

El síntoma que sale caro aquí no es el ruido. El desequilibrio residual crea una fuerza radial giratoria que se suma al peso del rotor y a la carga axial. En el cálculo de vida útil según la ISO 281 esa fuerza no está incluida, si no se ha tenido en cuenta expresamente, por lo que el rodamiento del lado del plano pesado falla antes del plazo calculado, y esto parece un defecto de fábrica.

Fuentes: ISO 281:2007 · ISO 20816-1:2016

Construcción: de dónde viene el desequilibrio en el inducido y en el rotor del generador

En un ventilador, el desequilibrio casi siempre está en un solo lugar; en el inducido y en el rotor del generador se acumula a partir de cuatro o cinco pequeñas contribuciones a un radio grande. A continuación, lo que buscamos en primer lugar.

• Inducidos de máquinas de corriente continua de grúa, de tracción y de máquina-herramienta: el rotor es largo, la relación longitud/diámetro es notablemente mayor que 0,5, por lo que casi siempre se necesitan dos planos de corrección
• Rotores de generadores de grupos diésel y de gas: funcionan en un grupo con su accionamiento, por lo que hay que separar la vibración del grupo de la vibración del rotor antes de calcular nada
• Rotores de generadores accionados a 1500 y 3000 rpm: los requisitos sobre el residuo son más estrictos, porque la fuerza centrífuga crece con el cuadrado de la frecuencia de rotación
• Rotores con excitatriz sin escobillas: en el eje cuelga otro paquete con puente de diodos, y es una masa adicional con su propio desequilibrio y su propia fijación

El colector y los anillos rozantes: lo que el equilibrado no cura

Esta es la primera bifurcación en cualquier máquina de colector. La excentricidad del colector y el desequilibrio del inducido producen quejas parecidas, pero se tratan de formas opuestas. El equilibrado no elimina la excentricidad, y, a la inversa, un colector perfectamente rectificado no libra del desequilibrio.

El mecanismo es sencillo. La escobilla debe mantener contacto con la superficie de trabajo. Una excentricidad radial del colector, una diferencia de altura entre las delgas, mica saliente o una forma ovalada tras un sobrecalentamiento hacen que la escobilla rebote. El contacto se interrumpe, aparece chisporroteo, aumenta el desgaste de las escobillas y las delgas, y el propio conjunto de escobillas empieza a vibrar. En el espectro esto se sitúa alto: en la frecuencia de paso de las delgas del colector, es decir, el número de delgas multiplicado por la frecuencia de rotación, más sus armónicos. En el apoyo de rodamiento, ese pico puede parecer modesto, por lo que colocamos además un sensor más cerca del puente portaescobillas.

Todo esto se comprueba sin equipo. Un comparador sobre la superficie de trabajo, girando lentamente, da la excentricidad radial; el mismo comparador, delga por delga, muestra la diferencia de altura, y una inspección visual revela el estado del rebaje de la mica y de las orejetas. El tratamiento es mecánico: rectificado, rebaje de la mica, pulido, asentamiento de las escobillas sobre el colector.

En los generadores con anillos rozantes el cuadro es el mismo, pero más sencillo. Hay dos anillos, son lisos, y la excentricidad de un anillo o una ranura desgastada dan chisporroteo y quemado, no desequilibrio del rotor. En una máquina sin escobillas esta bifurcación no existe en absoluto, y el diagnóstico es más corto.

En el inducido solo hay un orden de trabajo posible: primero la mecánica del colector, después el equilibrado. Si se colocan los contrapesos y después se rectifica el colector, el metal eliminado quedará repartido de forma asimétrica y habrá que recalcular toda la corrección. La lógica general de buscar el origen de la vibración por el espectro se explica en el artículo sobre cómo determinar la causa de la vibración; aquí la aplicamos a la máquina de colector.

El generador en el grupo: la contribución del accionamiento y las causas eléctricas

El generador casi nunca funciona solo. De un lado un motor diésel, un motor de gas, una turbina o una toma de fuerza; del otro, la excitatriz y la carga. La vibración que usted oye es una suma, y el equilibrado solo elimina uno de sus sumandos.

La máquina de accionamiento aporta sus propias frecuencias, y se sitúan por debajo de la de giro. En un diésel de cuatro tiempos son la mitad de la frecuencia de giro y la frecuencia de explosiones, igual a las revoluciones multiplicadas por el número de cilindros y divididas entre dos. Un funcionamiento desigual de los cilindros, un inyector defectuoso o una compresión distinta elevan estas componentes bajas. Ningún contrapeso en el rotor del generador las afectará. A esto se suma el desgaste del acoplamiento elástico entre el diésel y el generador y los apoyos antivibración hundidos del bastidor.

En un motor eléctrico, las causas eléctricas se descartan cortando la alimentación. En un generador no hay alimentación que cortar, pero sí hay tres regímenes que se pueden recorrer en una sola visita: giro con el rotor sin excitar, marcha en vacío con excitación, y trabajo bajo carga por escalones. El desequilibrio no depende en absoluto de la excitación ni de la corriente de carga, y en los tres regímenes da la misma 1x con fase repetible. Todo lo que cambia junto con la corriente apunta hacia la electricidad y hacia el estado térmico del rotor.

La comprobación de los regímenes y la retirada de la excitación durante la deceleración libre las acordamos con su personal, y las hacemos solo donde sea seguro para la máquina y para los consumidores. En las instalaciones donde el generador no se puede descargar, nos limitamos al régimen que usted pueda ofrecer, y lo indicamos con honestidad en el informe.

Otra particularidad de los grupos sobre bastidor. El grupo electrógeno casi siempre está sobre apoyos antivibración de goma, es decir, sobre una base flexible, y la vibración admisible para él según la parte aplicable de la ISO 20816 es mayor que para la misma máquina sobre una cimentación rígida. Un apoyo hundido o agrietado actúa como un pie blando y hace bascular todo el bastidor. Hay que comprobarlo antes del equilibrado, no después.

Fuentes: ISO 13373-3:2015 · ISO 20816-1:2016

Qué comprobamos antes de sacar los contrapesos

La ronda de inspección lleva entre media hora y una hora, parte de las comprobaciones a mano con la máquina parada y bloqueada, parte con instrumentos con la máquina en marcha. En los inducidos y generadores es más larga de lo habitual, porque aquí hay más zonas prohibidas que permitidas.

• Bandas de retención: grietas en el barniz, señales de desplazamiento, desalineación de las marcas de coincidencia, sonido sordo al golpear ligeramente en lugar de sonido claro
• Colector: excentricidad radial y diferencia de altura de las delgas con comparador, estado del rebaje de la mica, orejetas y señales de resoldadura, color y patrón del pulido
• Anillos rozantes: excentricidad, ranuras desgastadas, quemado, desgaste y asentamiento de las escobillas, juego libre de las escobillas en sus portaescobillas
• Rotor de polos salientes: apriete de los pernos de fijación de los polos, estado de las cuñas y de los separadores interpolares, ajuste de las bobinas de excitación
• Ventilador de refrigeración: grietas en la raíz de las palas, ajuste en el eje tras la reparación, polvo de carbón adherido entre las palas
• Semiacoplamiento: excentricidad radial y axial con comparador, ambas chavetas en su sitio, estado de los elementos elásticos, ajuste en el voladizo del eje
• Excentricidad del eje con comparador: flecha residual tras un enderezado, tras un sobrecalentamiento o tras un almacenamiento prolongado
• Rodamientos y ajustes: apriete en el eje y en el escudo, señales de un anillo que ha girado, estriado de las pistas por paso de corriente a través del rodamiento
• Fijación al bastidor y a la cimentación, estado de los apoyos antivibración en los grupos sobre bastidor, alineación de ejes del generador con el accionamiento
• Evolución con la temperatura: medición con la máquina fría y repetición tras 30 o 60 minutos de funcionamiento bajo carga

Una banda de retención floja y un polo flojo se delatan de la misma manera: con una fase inestable. Por eso, antes del contrapeso de prueba siempre hacemos dos arranques consecutivos en el mismo régimen. Si la fase de 1x se desvía entre ellos más de una decena de grados, equilibrar no tiene sentido: el coeficiente de influencia —la relación «se colocó un contrapeso y la vibración cambió así», sobre la que se construye todo el cálculo— se habrá obtenido para un estado del rotor, mientras que funcionará en otro distinto.

Cómo se desarrolla el trabajo in situ

1. Paso 1

   Autorización, inspección, bloqueo

   Determinamos quién maneja la máquina y quién bloquea el arranque, dónde está la llave, cómo se retira la tapa del ventilador y se abre el acceso al colector, a las escobillas y al semiacoplamiento. En el caso del generador, averiguamos además si se puede descargar y retirar la excitación, y qué consumidores lo notarán. Recorremos la ronda de inspección según la lista anterior.

2. Paso 2

   Sensores

   Dos acelerómetros en los apoyos de rodamiento, lo más cerca posible de los propios rodamientos: en un resalte o una nervadura del escudo del rodamiento, sobre una superficie plana y limpia, con imán o con espárrago. Dirección radial, normalmente horizontal, la misma en todos los arranques. En la máquina de colector añadimos una medición de control junto al puente portaescobillas, para ver el rebote de las escobillas. Un sensor en la tapa, en la caja de bornes o en el resguardo da cifras grandes que no tienen relación con el rotor.

3. Paso 3

   Revoluciones y fase de referencia

   Pegamos la marca reflectante en el voladizo desengrasado del eje o en el semiacoplamiento, y apuntamos hacia ella el sensor láser. Debe haber una sola marca; una segunda franja daría el doble de revoluciones de las reales. Vigilamos que el láser no capte un reflejo del chavetero, del chaflán o de la superficie pulida de un anillo rozante.

4. Arranque 0

   Medición inicial

   Revoluciones y régimen de trabajo. Registramos las revoluciones, la vibración total en mm/s RMS (valor eficaz), la amplitud y la fase de 1x en cada apoyo, el espectro y la señal temporal. La vibración axial en el acoplamiento se mide aparte, una sola vez.

5. Regímenes

   Sin excitación, en vacío, con carga

   Para el generador, este es el arranque clave. Repetimos la misma medición en los tres estados y comparamos la componente de giro. Si no cambia, la causa es mecánica. Si aumenta con la corriente de excitación o con la carga, a continuación viene el diagnóstico, no los contrapesos.

6. Separación

   Desequilibrio, colector, electricidad o accionamiento

   Comparamos 1x con la vibración total, observamos las componentes bajas del accionamiento, la frecuencia de paso de las delgas del colector, la frecuencia doble de la red, y comprobamos la repetibilidad de la fase con dos arranques. Solo después de esto decimos que el equilibrado es pertinente.

7. Arranque 1

   Contrapeso de prueba en el primer plano

   Pesamos el contrapeso, lo fijamos en el punto marcado con la misma solidez con la que fijaremos el definitivo, e introducimos la masa y el radio reales. Consideramos válido el arranque de prueba si la amplitud de 1x cambió al menos un 20–30 por ciento, o la fase al menos 20–30 grados. Si el cambio fue pequeño, aumentamos el contrapeso y repetimos.

8. Arranque 2

   Contrapeso de prueba en el segundo plano

   Para el cálculo en dos planos, trasladamos el contrapeso como indique el programa. En total: un plano requiere dos arranques, dos planos requieren tres. En el inducido, casi siempre es el escenario de dos planos.

9. Corrección

   Masas, posiciones, fijación

   El programa indica la masa y la posición para cada plano, con el cero de referencia donde estaba el contrapeso de prueba. En las palas del ventilador, en los pernos del semiacoplamiento y en los orificios roscados de la arandela de presión trabajamos en modo de posiciones fijas: el equipo indica el número de posición y la masa, y queda excluido el error en el sentido de referencia.

10. Control

    Arranque de verificación y ajuste (trim)

    Las mismas revoluciones y el mismo régimen que en el arranque inicial. La componente de giro debe caer varias veces. Si no se alcanza el objetivo a la primera, el programa calcula masas adicionales para las ya instaladas; normalmente basta con una o dos iteraciones. En el generador, repetimos la medición de verificación también bajo carga.

11. Informe

    Registro del resultado

    Cifras de antes y después para cada apoyo y dirección, revoluciones, régimen, corriente de excitación y carga en el momento de cada medición, temperatura, masas, radios y posiciones de los contrapesos. Los coeficientes de influencia quedan en el archivo del equipo, y la siguiente corrección de esta máquina se hará ya sin arranques de prueba.

Trabajamos con el Balanset-1A: dos acelerómetros, sensor láser de fase mediante marca reflectante, módulo USB de dos canales y programa para portátil. Cálculo en uno y dos planos por el método de los coeficientes de influencia, vibración total y 1x, fase, revoluciones, espectro y señal temporal, modo de posiciones fijas, cálculo de eliminación de metal por taladrado, evaluación de la tolerancia por grados G (grados de calidad de equilibrado), archivo e informes.

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

Planos de corrección en el inducido y en el rotor del generador: dónde son admisibles y qué hacer si no los hay

El inducido es largo, la relación longitud/diámetro es notablemente mayor que 0,5, por lo que la respuesta práctica es casi siempre dos planos. Con una sola masa en un rotor así no se puede reducir la vibración en ambos apoyos a la vez; quedará la componente de par. La propia regla para elegir el número de planos se explica en un artículo aparte; aquí lo importante es otra cosa: en este rotor, los planos no los define el cálculo, sino aquello que está permitido tocar.

Los lugares permitidos son pocos, y siempre son macizos y de fábrica. Todo lo que pertenece a la parte activa de la máquina, al devanado y a su aislamiento, queda excluido de la lista de inmediato.

A veces no hay ni un solo plano accesible. Una tapa fundida no desmontable, el colector en un lado y un escudo ciego en el otro, un resguardo del acoplamiento que solo se retira desmontando el grupo. En ese caso hay cuatro opciones, y las repasamos en este orden. La primera: buscar orificios roscados de fábrica donde no se esperan, en la arandela de presión, en el borde del ventilador, en el extremo del borde del sistema de polos. La segunda: trabajar en un solo plano por el lado accesible y avisar de antemano de que en el apoyo lejano quedará un residuo. La tercera, en los grupos sobre bastidor: usar el volante del motor de accionamiento, que tiene pernos en su circunferencia, pero ese es un plano del grupo, no del rotor del generador, y no resuelve todos los casos. La cuarta: detenerse en el diagnóstico y enviar el rotor a la máquina equilibradora, donde le fabricarán planos de corrección de fábrica y emitirán un documento según el grado G.

• Arandelas de presión y sujetadores de devanado del inducido: metal macizo, a menudo con orificios roscados de fábrica, admiten tanto el contrapeso atornillado como la eliminación de metal por taladrado
• Ranuras y anillos de equilibrado, si el fabricante los ha previsto: el contrapeso sectorial se coloca en la ranura y se fija, sin necesidad de taladrar nada
• Los extremos de las expansiones polares y el borde del sistema de polos de un rotor de polos salientes: solo por los orificios de fábrica y solo con la conformidad del fabricante
• Los anillos de banda de un rotor de polos no salientes como asiento para un contrapeso sectorial, sin tocar la propia banda de retención
• El borde y las palas del ventilador de refrigeración en el eje: contrapeso atornillado a través de un orificio de fábrica, el plano más accesible del lado opuesto al accionamiento
• Pernos del semiacoplamiento: arandelas calibradas bajo las cabezas, el método más rápido en el lado del accionamiento
• El volante del motor de accionamiento en un grupo sobre bastidor: un plano accesible, pero que pertenece al accionamiento, no al rotor del generador

• Permitido: fijación atornillada a través de orificios de fábrica del ventilador, de la arandela de presión y del semiacoplamiento, arandelas bajo los pernos del semiacoplamiento, contrapesos sectoriales en las ranuras de equilibrado
• Permitido con reservas: soldadura de una placa solo en piezas macizas, alejadas del devanado, sin precalentar el paquete magnético y protegiendo los rodamientos de la corriente de soldadura
• Permitido con reservas: eliminación de metal por taladrado solo en arandelas de presión, en el borde del ventilador y otras piezas macizas; el programa calcula la profundidad y el diámetro
• Prohibido: taladrar el paquete magnético del rotor; se rompería la simetría magnética y aparecería una vibración en la frecuencia doble de la red que después no se podría eliminar de ningún modo
• Prohibido: taladrar, calentar o recortar el colector, las orejetas, los anillos rozantes y las barras del devanado amortiguador
• Prohibido: tocar la banda de retención, las cabezas de bobina del devanado, las bobinas de excitación y su aislamiento; cualquier intervención aquí anula la garantía de la reparación
• Los contrapesos magnéticos solo sirven como de prueba, durante la medición, y solo donde el campo magnético disperso no los desplace de su sitio

Un apartado especial para las revoluciones altas. Si las revoluciones de trabajo están próximas a la primera frecuencia crítica —las revoluciones en las que el eje entra en resonancia—, el rotor empieza a flexarse, y dos planos pueden no ser suficientes: una corrección que elimina la vibración a las revoluciones de trabajo empeorará el comportamiento durante el arranque. Comprobamos la aplicabilidad del procedimiento habitual de bajas revoluciones a estos rotores según la edición vigente de la ISO 21940-12, y decimos claramente cuándo el lugar de la máquina es la máquina equilibradora.

Fuentes: ISO 21940-12:2016

Cuándo no funcionará in situ

Cuándo es más honesto desmontar el rotor. Si la máquina de todos modos va a desmontarse, si se necesita un documento de calidad de equilibrado según el grado G, si el rotor es flexible o no hay planos accesibles, la máquina equilibradora del taller es más precisa y, al final, más económica. Hay una comparación de los dos enfoques en un artículo aparte sobre el equilibrado in situ y en taller, y después del montaje hacemos una medición de control y, si hace falta, un ajuste.

Qué obtiene y cómo solicitarlo

Al final no solo obtiene una máquina silenciosa, sino cifras con las que se puede seguir trabajando: compararlas con la siguiente medición, mostrarlas a la empresa de mantenimiento, incorporarlas al plan de mantenimiento.

El diagnóstico vibratorio con informe cuesta 300 EUR por máquina, el equilibrado añade desde 250 EUR, la factura mínima por visita es de 500 EUR. El cálculo exacto para su máquina lo da la calculadora del sitio web: tiene en cuenta el número de rotores en la instalación, el número de planos de corrección, el acceso a ellos, el alcance del diagnóstico y la distancia. Base en Vila Nova de Gaia, cerca de Oporto, desplazamiento por toda Portugal. El diagnóstico sin equilibrado también es un resultado completo de la visita: a veces todo el resultado consiste en que usted no gasta dinero en contrapesos, sino que lleva el colector a rectificar.

• Informe con la vibración inicial y residual por cada apoyo y dirección, por separado el nivel total en mm/s RMS y por separado la componente de giro
• Espectros de antes y después, para que se vea exactamente qué bajó y qué queda
• Revoluciones, régimen, corriente de excitación y carga en el momento de cada medición, esquema de los puntos de instalación de los sensores
• Masas, radios y posiciones de los contrapesos instalados, con la descripción del método de fijación
• Mediciones de excentricidad del colector o de los anillos rozantes, si se hicieron, y conclusión sobre el conjunto de escobillas
• Evaluación de la vibración total por zonas según la parte aplicable de la ISO 20816, indicando la edición, la banda de frecuencias, el tipo de apoyos y los puntos de medición
• Cálculo de la tolerancia de desequilibrio residual según los grados G de la ISO 21940-11, si se conocen la masa del rotor, las revoluciones y el radio de corrección
• En una lista aparte, lo que no se elimina con el equilibrado, con el orden de trabajos recomendado
• Los coeficientes de influencia de esta máquina guardados: la siguiente corrección se hará sin arranques de prueba

• Tipo de máquina: inducido de máquina de corriente continua o rotor de generador, síncrono de polos salientes, de polos no salientes, con anillos rozantes o sin escobillas
• Potencia, revoluciones nominales, tensión y tipo de accionamiento; para un grupo sobre bastidor, tipo y número de cilindros del diésel
• Qué se hizo antes de que apareciera la vibración: reparación, cambio de banda de retención, rectificado del colector, cambio de rodamientos, ventilador o semiacoplamiento nuevos
• Fotos de ambos lados: escudos de rodamiento, colector o anillos rozantes con la tapa retirada, ventilador, semiacoplamiento, bastidor y apoyos antivibración
• Mediciones de vibración disponibles, informe de equilibrado en máquina equilibradora del rotor, registros de rondas de inspección
• Si se puede descargar y parar la máquina, qué ventanas de tiempo hay disponibles y si está vigente la garantía de la empresa de mantenimiento

AXILINE son ingenieros que diseñan y fabrican los equipos Balanset y equilibran con ellos en las visitas. Por eso nos resulta igual de natural acudir a la instalación que vender el equipo a quienes quieran hacerlo por su cuenta. El equilibrado del inducido según el procedimiento estándar está al alcance del servicio de mantenimiento, y los casos complejos en estas máquinas son casi siempre de diagnóstico: colector, banda de retención, excitación, accionamiento. No confunda tres evaluaciones distintas: la línea sobre la tolerancia en el programa solo significa que la 1x residual está por debajo del objetivo introducido; el estado de la máquina se evalúa por la vibración total y las zonas de la ISO 20816; la calidad del equilibrado del rotor, por el desequilibrio residual en g·mm/kg según los grados G de la ISO 21940-11.

Fuentes: ISO 20816-1:2016 · ISO 21940-11:2016 · Especificaciones del fabricante Balanset-1A

Preguntas frecuentes

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