AXILINEEquilibrado de rotores de motores eléctricos y generadores in situ
El motor empezó a hacer ruido después de una reparación, el rodamiento se calienta, y en un mes habrá que volver a desmontarlo. La vibración de una máquina eléctrica casi nunca tiene una sola causa: parte la da el desequilibrio del rotor, parte las fuerzas electromagnéticas en el entrehierro, parte la desalineación con la máquina accionada. Vamos con un analizador de vibraciones de dos canales, desglosamos la vibración por frecuencias y equilibramos el rotor en sus propios apoyos de rodamiento. Si la causa no es el desequilibrio, lo sabrá en la primera hora, no después de instalar los pesos.
Síntomas: por qué acuden a nosotros y cuándo es hora de llamar
Una máquina eléctrica rara vez empieza a vibrar sin motivo. Casi siempre hay un evento: una reparación, un cambio de rodamientos, un ventilador nuevo, una carga distinta, un traslado a otro bastidor. Recuerde ese evento antes de llamar; le ahorra una hora de diagnóstico.
- El ruido y la vibración aumentaron justo después de una reparación, un rebobinado, un cambio de rodamientos o el montaje del grupo
- La vibración aumenta a medida que la máquina se calienta y vuelve a la anterior después de enfriarse
- Todo empezó después de instalar un ventilador de refrigeración nuevo, un semiacoplamiento o un manguito de reparación en el eje
- Los rodamientos duran claramente menos que el plazo indicado por el fabricante, la grasa se oscurece y se sale
- El nivel de vibración cambia con el régimen en el variador de frecuencia: a una frecuencia de consigna la máquina hace ruido, a otra está silenciosa
- Se han aflojado o cizallado los tornillos de las patas, hay una grieta en una pata o en la bancada, el ajuste del rodamiento en el escudo está dañado
- Una medición de ronda situó la máquina en zona C o D según la parte aplicable de la ISO 20816 (niveles en los que el funcionamiento prolongado no se recomienda o no es admisible)
- El generador hace ruido bajo carga, y en vacío está notablemente más silencioso
- Ha aumentado la vibración axial en el semiacoplamiento, mientras que la radial apenas ha cambiado
Aquí el síntoma caro no es el ruido, sino el fallo prematuro de los rodamientos. El desequilibrio residual crea una fuerza radial giratoria que se suma al peso del rotor, la tensión de la correa y la carga axial. Esa fuerza no está en el cálculo de vida útil según la ISO 281 si no se ha introducido expresamente, así que el rodamiento dura «inesperadamente» la mitad de lo previsto.
Fuentes: ISO 281:2007
Qué rotores de esta familia equilibramos
Es una familia amplia, pero con una mecánica común: rotor en dos apoyos de rodamiento, ventilador de refrigeración en un extremo, semiacoplamiento o polea en el otro. A continuación, los subgrupos y qué genera exactamente el desequilibrio en cada uno.
Motores asíncronos
Rotores de motores asíncronos de uso industrial general: accionamientos de bombas, ventiladores, compresores, transportadores, trituradoras, agitadores. Jaula de ardilla o rotor bobinado con anillos rozantes. El desequilibrio propio del paquete de chapas suele ser pequeño, pero el ventilador de refrigeración, el semiacoplamiento y las huellas de reparaciones lo aportan de sobra.
Motores síncronos y generadores
Rotores de motores síncronos de polos salientes y rotores de generadores eléctricos, incluidos los generadores de grupos diésel y de gas. Aquí es obligatoria una segunda medición: en vacío y bajo carga. La componente electromagnética crece junto con la corriente; el desequilibrio no depende de la carga en absoluto.
Inducidos de máquinas de colector
Inducidos de motores de corriente continua: de grúa, de tracción, accionamientos de máquinas herramienta y de laminación. El rotor es largo, casi siempre dos planos. La corrección la hacemos en los anillos de zunchado y las arandelas de presión; no tocamos el colector ni las cabezas de bobina.
Motores de accionamiento de grupos
Rotores de motores de accionamiento dentro de una máquina: grupo motobomba, grupo motoventilador, grupo motocompresor. A menudo hay que equilibrar tanto el rotor del motor como el rodete de la máquina accionada, y entre los dos comprobar además la alineación de ejes. El orden de trabajo lo decidimos in situ según el espectro, no por suposición.
Máquinas de alto régimen de giro
Rotores de motores eléctricos de alto régimen: bipolares a 3000 rpm, accionamientos de husillo, máquinas aceleradas por variador por encima del valor nominal. Las exigencias sobre el desequilibrio residual son más estrictas, porque la fuerza centrífuga crece con el cuadrado del régimen, y a veces ya no queda mucho margen hasta la primera frecuencia crítica.
- Rotores tras una reparación o un rebobinado: un devanado nuevo, un zunchado enrollado in situ, cuñas y un exceso de impregnación que ha cuajado más de un lado cambian la masa a lo largo de la circunferencia
- Rotores tras un cambio de rodamientos: ha cambiado la posición del rotor en el entrehierro y la rigidez del apoyo, y con ellas todo el cuadro de vibración, incluida la fase
- Rotores tras recuperar las superficies de asiento: el recargue por soldadura, la proyección térmica, el niquelado o un manguito de reparación añaden metal de forma asimétrica y casi siempre exigen un nuevo equilibrado
- Rotores tras instalar el ventilador de refrigeración: un ventilador nuevo, o simplemente reubicado, aporta su propio desequilibrio, sobre todo si es de aluminio fundido con palas de espesor desigual
- Rotores tras instalar o cambiar el semiacoplamiento: este se sitúa en el vuelo del eje, así que su excentricidad y su propio desequilibrio actúan con un brazo de palanca largo y cargan el apoyo más cercano
Conviene precisar lo del rebobinado. Tienen devanado en el rotor el rotor bobinado, el inducido de una máquina de corriente continua y los polos de una máquina síncrona, y ahí la reparación cambia directamente el reparto de masa. En un motor asíncrono de jaula de ardilla, lo que se rebobina es el estator, y eso influye en el desequilibrio del rotor de forma indirecta: por el desmontaje, el cambio de rodamientos, el ventilador que se quita y se vuelve a montar, el enderezado del eje. Después de esa reparación la vibración también aumenta, solo que su causa es de montaje.
Desequilibrio o electricidad: cómo lo distinguimos
Esta es la principal diferencia entre una máquina eléctrica y un ventilador o una bomba. El motor tiene una fuente de vibración que ningún otro rotor tiene: las fuerzas electromagnéticas en el entrehierro. Estas viven en sus propias frecuencias y no se eliminan con pesos, en principio.
Las referencias son sencillas. El desequilibrio se sitúa en la frecuencia de giro, es decir, en el 1x. Las fuerzas electromagnéticas se sitúan en la frecuencia de red y en su duplicación: 50 y 100 Hz con alimentación de red a 50 Hz. Un entrehierro irregular, una excentricidad del rotor o del taladro del estator, un devanado flojo en las ranuras y un cortocircuito entre espiras se manifiestan sobre todo a 100 Hz.
La rotura o grieta de las barras de la jaula de ardilla se presenta de otra forma. Alrededor de la frecuencia de giro y alrededor de los 100 Hz aparecen bandas laterales con un paso igual a la frecuencia de deslizamiento (la pequeña diferencia entre la velocidad del campo y el régimen del rotor) multiplicada por el número de polos. Ese paso es pequeño, así que fijamos suficientes líneas de espectro para que los picos vecinos se separen de verdad y no se fundan en una sola joroba.
Hay una trampa en la que se cae a menudo. En un motor tetrapolar a 1500 rpm, el segundo armónico de la frecuencia de giro (2x) es exactamente 50 Hz y coincide con la frecuencia de red. En un bipolar a 2900 rpm, el primer armónico está en torno a 48 Hz, casi pegado a los 50 Hz. Por el espectro, esos picos son difíciles de separar. Por el comportamiento de la máquina, es fácil.
La comprobación por corte de alimentación lleva un solo arranque. El motor llega a régimen, registramos la amplitud y la fase del 1x y el nivel global, y después se corta la alimentación. La fuerza electromagnética desaparece junto con la corriente: la amplitud cae en escalón en fracciones de segundo, mientras el rotor todavía gira casi al mismo régimen. El desequilibrio no se comporta así: baja de forma suave junto con la parada por inercia, es decir, a medida que el propio rotor se frena, porque la fuerza centrífuga es proporcional al cuadrado de la frecuencia de giro. La comprobación la acordamos con su personal y la hacemos solo donde la parada libre es segura para la máquina y para el proceso.
| Qué se ve | Qué es probablemente | Qué hacemos |
|---|---|---|
| Domina el pico 1x, la fase se repite de un arranque a otro dentro de unos pocos grados | Desequilibrio del rotor | Equilibramos in situ, en uno o dos planos |
| La amplitud cae en escalón en el momento de cortar la alimentación | Componente electromagnética | Los pesos no ayudan: medición del entrehierro, comprobación de los devanados y del ajuste del estator |
| Pico apreciable en el doble de la frecuencia de red (100 Hz con 50 Hz) | Entrehierro irregular, excentricidad del rotor o del estator, devanado flojo en las ranuras | Trabajo en la parte eléctrica, aplazamos el equilibrado |
| Bandas laterales alrededor del 1x y de los 100 Hz con un paso «deslizamiento × número de polos» | Rotura o grieta de las barras de la jaula de ardilla | Ensayo no destructivo del rotor y reparación de la jaula; aquí el desequilibrio es secundario |
| 2x fuerte más vibración axial alta en el semiacoplamiento | Desalineación | Alineación de ejes, y solo después, si hace falta, equilibrado |
| Peine de armónicos 1x, 2x, 3x y superiores, fase inestable | Holgura mecánica: tornillos de las patas, pata floja, ajuste dañado | Fijación y reparación del ajuste; en este estado no hay nada que equilibrar |
| Picos en la zona de alta frecuencia, no múltiplos del régimen de giro | Defectos en los rodamientos | Diagnóstico y sustitución; no se corrige con pesos |
En un generador añadimos otro corte de análisis. Hacemos la medición en vacío y bajo carga, mejor en dos niveles de corriente. El desequilibrio no depende de la carga en absoluto. Una vibración que crece junto con la corriente o con el calentamiento del devanado apunta a la parte eléctrica y al estado térmico del rotor. La metodología general para buscar la causa está explicada en un artículo aparte; aquí la aplicamos a la máquina eléctrica.
Fuentes: ISO 13373-3:2015
Qué comprobamos antes de sacar los pesos
La ronda de inspección lleva entre quince minutos y una hora, y decide si merece la pena siquiera iniciar el proceso. Parte de las comprobaciones se hacen a mano con la máquina parada y bloqueada, y parte con instrumentos con la máquina en marcha.
- Fijación al bastidor y a la cimentación: apriete de los tornillos de las patas, pata floja, grietas en las patas y en la bancada, juego de calzas bajo la pata, estado de los anclajes
- Ajustes de los rodamientos: apriete sobre el eje y en el escudo portarrodamientos, señales de que el aro exterior ha girado, marcas de rodadura y colores de revenido
- Estado de los rodamientos según las componentes de alta frecuencia del espectro, ruido y temperatura, presencia de estriado en las pistas por paso de corriente a través del rodamiento
- Ventilador de refrigeración: grietas en la raíz de las palas, palas ausentes o rotas, polvo pegado entre las palas, ajuste sobre el eje después de una reparación
- Semiacoplamiento o polea: descentramiento radial y axial medido con reloj comparador, ajuste en el vuelo del eje, estado de los elementos elásticos, presencia de las dos chavetas
- Descentramiento del eje con reloj comparador: flexión residual tras un almacenamiento prolongado apoyado de lado, tras un calentamiento o tras un enderezado
- Chaveta y chavetero: un chavetero vacío bajo el semiacoplamiento genera su propio desequilibrio, y una segunda chaveta cambia el cuadro de cálculo
- Rotor después de un rebobinado: cuñas sobresalientes, zunchado irregular, chorreones de impregnación, cabezas de bobina colocadas de forma asimétrica
- Régimen tecnológico: estabilidad del régimen de giro, consigna del variador de frecuencia, carga en el generador, posición de la válvula en la bomba accionada
- Estado térmico: medición con la máquina fría y repetición tras 30 o 60 minutos de funcionamiento bajo carga
La flexión térmica en las máquinas eléctricas es más frecuente de lo que parece. El rotor se calienta de forma desigual, el eje se curva, y el desequilibrio pasa a depender de la temperatura. El indicio característico: el 1x sube despacio a medida que la máquina se calienta, y la fase se desplaza decenas de grados y no vuelve hasta que la máquina se enfría. Se puede equilibrar esa máquina, pero el resultado solo será válido para un estado térmico concreto. La causa la buscamos aparte: cortocircuito entre espiras, impregnación irregular, canales de refrigeración obstruidos, roce del rotor.
Cómo se desarrolla el trabajo in situ
- Paso 1
Autorización, inspección, bloqueo
Determinamos quién maneja la máquina y quién bloquea el arranque, dónde está la llave, cómo se abre la tapa del ventilador y si hay acceso al semiacoplamiento. Hacemos la ronda de inspección según la lista anterior. Aquí mismo decidimos si la parada libre es segura: hace falta para la comprobación de electricidad y de resonancia.
- Paso 2
Captadores y marca de fase
Colocamos dos acelerómetros en los apoyos de rodamiento del motor, lo más cerca posible del rodamiento: en una nervadura o un resalte del escudo portarrodamientos, sobre una superficie plana limpia, con imán o en un espárrago. La dirección es radial, normalmente horizontal, e igual en todos los arranques. Un captador en la tapa del ventilador, en la caja de bornes o en la carcasa de protección da cifras grandes que no tienen nada que ver con el rotor.
- Paso 3
Régimen de giro y fase de referencia
Apuntamos el captador láser a la marca reflectante. La pegamos en un tramo desengrasado del vuelo del eje, en el semiacoplamiento o en la parte visible del eje por el lado del ventilador. La marca debe ser una sola: una segunda tira daría un régimen el doble de alto. Vigilamos que el láser no capte un reflejo del chavetero ni del chaflán.
- Arranque 0
Medición inicial
Máquina a régimen de trabajo y en su modo de funcionamiento real. Registramos el régimen de giro, la vibración global en mm/s RMS, la amplitud y la fase del 1x en cada apoyo, el espectro y la señal en el dominio del tiempo. La vibración axial en el semiacoplamiento la medimos aparte, una sola vez.
- Separación de causas
Desequilibrio, electricidad o mecánica
Comparamos el 1x con la vibración global, revisamos los 50 y los 100 Hz y las bandas laterales, hacemos un corte de alimentación y observamos la parada por inercia, comprobamos la repetibilidad de la fase con dos arranques seguidos. Solo después de esto decimos si tiene sentido equilibrar o si la causa es otra. Si es otra, a continuación viene el diagnóstico, no los pesos.
- Arranque 1
Peso de prueba en el primer plano
Pesamos el peso, lo fijamos en el punto marcado con la misma firmeza con la que se fijará el definitivo, e introducimos la masa real y el radio real. Consideramos válido el arranque de prueba si la amplitud del 1x cambió al menos un 20–30 % o la fase giró al menos 20–30°. Si el cambio es menor, el peso es pequeño: lo aumentamos y repetimos.
- Arranque 2
Peso de prueba en el segundo plano
Solo para el cálculo en dos planos. Trasladamos el peso como indique el programa y repetimos la medición. En total: un plano requiere dos arranques, dos planos, tres.
- Corrección
Masas, ángulos y fijación
El programa da la masa y la posición del peso por plano. El origen de referencia está donde estaba el peso de prueba. En las palas del ventilador y en los tornillos del semiacoplamiento resulta más cómodo el modo de posiciones fijas: el equipo responde con un número de posición y una masa, y desaparece el error de sentido en la referencia angular. El peso se fija con tornillo a través de un orificio de fábrica, con arandelas bajo los tornillos del semiacoplamiento, soldando una placa donde la soldadura está permitida y no calienta el devanado, o quitando metal por taladrado en la parte maciza. No se puede taladrar el paquete de chapas, las barras de la jaula ni el zunchado.
- Control
Arranque de comprobación y ajuste (trim)
El mismo régimen de giro y el mismo modo de funcionamiento que en el arranque inicial. La componente a la frecuencia de giro debe bajar varias veces. Si no se llega al objetivo a la primera, el programa propondrá añadir pequeñas masas a las ya colocadas. Normalmente basta con una o dos iteraciones.
- Informe
Registro del resultado
Registramos las cifras de antes y después en cada apoyo y dirección, el régimen de giro, el modo de funcionamiento, la temperatura, las masas, los radios y las posiciones de los pesos. Los coeficientes de influencia —la respuesta medida de esta máquina en concreto al peso de prueba— quedan en el archivo del equipo, y un próximo equilibrado de la misma máquina se hará ya sin arranques de prueba.
Trabajamos con el Balanset-1A: dos acelerómetros, captador láser de fase, módulo USB de dos canales con preamplificadores y convertidor A/D, programa en un portátil. El equipo calcula la corrección en uno y dos planos por el método de los coeficientes de influencia, muestra la vibración global, el 1x, la fase, el régimen de giro, el espectro y la señal en el dominio del tiempo, reparte la masa entre posiciones fijas, calcula el taladrado, evalúa la tolerancia por grados de calidad G y guarda un archivo para el informe.
Fuentes: Manual de operación Balanset-1A · Especificaciones del fabricante Balanset-1A
Uno o dos planos para rotores de máquinas eléctricas
El número de planos de corrección lo determinan la forma del rotor y el régimen de giro. Calculamos la relación L/D, donde L es la distancia entre los posibles planos de corrección y D es el diámetro en la zona donde se coloca el peso. La regla en sí está explicada en un artículo aparte; a continuación, un resumen práctico para máquinas eléctricas.
La diferencia entre un motor eléctrico y un ventilador es que los planos disponibles vienen dados por el diseño, no por lo que usted prefiera. Por regla general, son el ventilador de refrigeración en un lado y el semiacoplamiento o la polea en el otro. Están separados en los extremos del eje, y esa es una geometría cómoda para el cálculo en dos planos.
| Qué rotor es | Planos | Por qué |
|---|---|---|
| Rotor corto de motor pequeño, L/D menor que 0,5, régimen hasta 1500 | Uno | Se comporta como un disco, predomina el desequilibrio estático, basta con un arranque de prueba |
| Rotor típico de potencia media y grande, L/D mayor que 0,5 | Dos | De lo contrario queda un desequilibrio de par: con una sola masa no se reduce la vibración en los dos apoyos a la vez |
| Motor bipolar a 3000 rpm | Dos | El régimen alto refuerza la componente de par, las exigencias sobre el residuo son más estrictas |
| Inducido de máquina de corriente continua | Dos | El rotor es largo, corrección en los anillos de zunchado y las arandelas de presión de los dos extremos |
| Solo es accesible el ventilador de refrigeración | Uno, con matices | Reduciremos la vibración en el apoyo cercano; en el lejano puede quedar un resto. Se lo diremos antes de empezar |
| El ventilador y el semiacoplamiento son accesibles los dos | Dos | Los planos están separados en los extremos del eje, el cálculo converge de forma estable |
| El rotor trabaja cerca de la primera frecuencia crítica | In situ, de forma limitada | Un rotor flexible se comporta de otra manera, dos planos pueden no bastar. Comprobamos la aplicabilidad según la edición vigente de la ISO 21940-12 |
Un caso aparte: la corrección en el semiacoplamiento. La masa en el semiacoplamiento queda en el vuelo del eje, detrás del rodamiento, así que su efecto sobre el apoyo lejano a veces tiene signo contrario y no es evidente. Precisamente por eso no lo adivinamos: obtenemos los coeficientes de influencia con un arranque de prueba para esa máquina en concreto.
Fuentes: ISO 21940-12:2016
Qué lo impide y cuándo no será posible hacerlo in situ
No hay acceso al plano de corrección
Máquina cerrada, tapa de ventilador fundida de una pieza, ventilador integrado en el paquete, semiacoplamiento cerrado por un resguardo que no se puede quitar sin desmontar el grupo. Si no se puede abrir ningún plano, el equilibrado in situ es físicamente imposible.
La causa es eléctrica
Rotura de las barras de la jaula, excentricidad del rotor o del taladro del estator, cortocircuito entre espiras, devanado flojo en las ranuras. Aquí los pesos no sirven de nada: equilibrará el rotor, pero la vibración a 100 Hz seguirá ahí. Se lo demostraremos con cifras y no le cobraremos por un equilibrado que no hace falta.
Flexión térmica
La vibración crece a medida que se calienta, la fase se desplaza decenas de grados. El equilibrado dará resultado solo para un estado térmico, y con la máquina fría o recalentada la vibración volverá. Primero la causa del calentamiento, después los pesos.
Holgura y ajustes dañados
Un aro de rodamiento que ha girado, un escudo portarrodamientos dañado, un ajuste aflojado del ventilador o del semiacoplamiento. La masa del rotor no está fija, y el cálculo parte de lo contrario. Primero recuperar las superficies de asiento, después equilibrar.
Variador de frecuencia y régimen oscilante
El equilibrado exige un régimen constante. En el variador de frecuencia fijamos la consigna, desactivamos la regulación PID y el autoajuste por presión o caudal, y esperamos a que se estabilice la frecuencia. Si el régimen varía más de un par de puntos porcentuales, los coeficientes de influencia se vuelven inestables, y la corrección resulta aleatoria. Equilibramos a la frecuencia en la que la máquina trabaja realmente la mayor parte del tiempo, y si hay dos regímenes de trabajo, comprobamos el resultado en los dos.
Resonancia de los apoyos y del bastidor
Durante la parada por inercia, la amplitud da un pico estrecho, y la fase gira unos 180 grados. En resonancia, el equilibrado es inestable: el resultado varía de un arranque a otro. Trabajamos sobre la rigidez del bastidor y la cimentación, o nos alejamos por régimen de giro.
La máquina no se puede parar
La instalación de los pesos exige parar y bloquear el arranque. Un plano son como mínimo dos paradas; dos planos, tres. Si el proceso no permite paradas, planificamos el trabajo en una ventana disponible o lo trasladamos a una parada programada.
Cuándo es más honesto desmontar el rotor. Si la máquina de todos modos va a desmontarse, si hace falta un documento de calidad de equilibrado por grado G, si el rotor es flexible o in situ no hay ningún plano accesible, equilibrar en una máquina equilibradora en taller es más preciso y, al final, más barato. Se lo diremos al principio, no después de tres arranques. Hay una comparación de los dos enfoques en un artículo aparte sobre equilibrar in situ o en taller.
Qué obtiene al final
El resultado del trabajo no es solo una máquina silenciosa, sino también unas cifras con las que seguir adelante: compararlas con la medición anterior, enseñárselas al fabricante, incorporarlas al plan de mantenimiento.
- Informe con la vibración inicial y residual en cada apoyo y cada dirección, el nivel global en mm/s RMS por separado y la componente a la frecuencia de giro 1x por separado
- Régimen de giro, modo de funcionamiento, carga y temperatura en el momento de cada medición, esquema de los puntos de colocación de los captadores
- Espectros de antes y después, para que se vea exactamente qué bajó y qué queda
- Masas, radios y posiciones de los pesos instalados, con la descripción de la forma de fijación
- Evaluación de la vibración global 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 del desequilibrio residual por grados de calidad G de la ISO 21940-11, si se conocen la masa del rotor, el régimen de giro y el radio de corrección
- En una lista aparte, lo que el equilibrado no elimina: desalineación, rodamiento, electricidad, resonancia, holgura en la fijación, con recomendaciones sobre el orden de las intervenciones
- Coeficientes de influencia de esta máquina, guardados: la próxima corrección se hará sin arranques de prueba
Es importante no mezclar tres evaluaciones distintas. La línea «dentro de tolerancia» en el programa significa una sola cosa: que el 1x residual está por debajo del valor objetivo introducido. El estado general de la máquina se evalúa por la vibración global y las zonas de la ISO 20816, y la calidad del equilibrado del rotor, por el desequilibrio residual en g·mm/kg según los grados de calidad G de la ISO 21940-11. Qué parte y edición de la norma es aplicable a su máquina lo comprobamos aparte: en los grupos pequeños, las máquinas con transmisión por correa y las ejecuciones especiales hay salvedades. El análisis de las tres tolerancias y la elección del grado de calidad están en artículos aparte.
Fuentes: ISO 20816-1:2016 · ISO 21940-11:2016
Cuánto cuesta y cómo solicitarlo
el diagnóstico de vibraciones con informe cuesta 300 EUR por equipo, el equilibrado añade desde 250 EUR, y la factura mínima por visita es de 500 EUR. El cálculo exacto para su máquina lo da la calculadora de la web: tiene en cuenta el número de rotores en la planta, el número de planos de corrección, el acceso a los planos, el alcance del diagnóstico y la distancia hasta la planta. Trabajamos en Portugal, con base en Vila Nova de Gaia, cerca de Porto, y servicio en todo el país.
El diagnóstico sin equilibrado también es un trabajo independiente. A veces es toda la visita: le demostramos que la causa está en la desalineación, en un rodamiento o en la electricidad, y usted se ahorra unos pesos que no habrían cambiado nada.
- Tipo de máquina, potencia, régimen de giro nominal y número de polos
- Alimentación de red o de variador de frecuencia, frecuencias de consigna de trabajo
- Qué se hizo en la máquina antes de que apareciera la vibración: reparación, rebobinado, cambio de rodamientos, ventilador o semiacoplamiento nuevo
- Fotos de la máquina por los dos lados: escudos portarrodamientos, tapa del ventilador, semiacoplamiento, bastidor y fijación a la cimentación
- Lecturas de vibración disponibles, informes de rondas, registros de monitorización
- Posibles ventanas de parada y requisitos de acceso a la planta
AXILINE son los ingenieros que diseñan y fabrican los equipos Balanset, y los usan personalmente en las visitas. Por eso, tanto vamos a la planta como vendemos el equipo a quien quiera hacerlo por su cuenta, con apoyo de asesoría para su máquina en concreto. El equilibrado habitual del rotor de un motor eléctrico está al alcance del servicio de mantenimiento, y los casos complicados casi siempre tropiezan con el diagnóstico, no con el cálculo.
Fuentes: Especificaciones del fabricante Balanset-1A
Preguntas frecuentes
¿Se puede equilibrar el rotor de un motor eléctrico sin desmontar la máquina?
Sí, es el método principal. El rotor se equilibra en sus propios apoyos de rodamiento a régimen de trabajo: captadores en los escudos portarrodamientos, captador láser de fase sobre la marca del eje, pesos a través de la tapa del ventilador o en el semiacoplamiento. Hace falta desmontar cuando no se puede abrir ningún plano de corrección, cuando el rotor de todos modos va a reparación, o cuando se necesita una recepción por grado de calidad G en una máquina equilibradora.
El motor empezó a hacer ruido después de un rebobinado. ¿Es un desequilibrio?
Puede que sí, pero hay que comprobarlo con más amplitud. Si se rebobinó el rotor (rotor bobinado, inducido, polos de una máquina síncrona), la masa a lo largo de la circunferencia cambió de forma directa, y el equilibrado es casi obligatorio. Si se rebobinó el estator, en el proceso se desmontó el rotor, se cambiaron los rodamientos, se quitó y se volvió a montar el ventilador, así que la fuente puede estar tanto en el montaje como en el ajuste o en una nueva geometría del entrehierro. Hacemos un arranque con comprobación de corte de alimentación y le decimos con precisión.
¿Cómo saber si la vibración es de origen eléctrico y no por desequilibrio?
Tres indicios. El primero: un pico apreciable en el doble de la frecuencia de red, es decir, alrededor de 100 Hz con alimentación a 50 Hz. El segundo: bandas laterales alrededor del 1x y de los 100 Hz con un paso igual a la frecuencia de deslizamiento multiplicada por el número de polos; es el cuadro típico de rotura de barras de la jaula. El tercero, y el más convincente: al cortar la alimentación, la amplitud cae en escalón en fracciones de segundo, aunque el rotor todavía está girando. El desequilibrio baja de forma suave, a medida que avanza la parada por inercia.
¿Dónde se colocan los pesos de corrección en el rotor de un motor eléctrico?
Por orden de comodidad: los orificios de fábrica y las palas del ventilador de refrigeración, arandelas bajo los tornillos del semiacoplamiento, anillos y ranuras de equilibrado si el fabricante los ha previsto, arandelas de presión y anillos de zunchado en los inducidos, soldadura de una placa donde la soldadura está permitida y no calienta el devanado, eliminación de metal por taladrado en la parte maciza. El paquete de chapas, las barras de la jaula, el colector y el zunchado no se taladran ni se sueldan. Los pesos magnéticos solo sirven como prueba.
La vibración aumenta a medida que el motor se calienta. ¿El equilibrado va a ayudar?
Probablemente no, y es un indicio importante. Un 1x que crece con la temperatura y una fase que se desplaza apuntan a una flexión térmica del eje o del rotor: calentamiento desigual, cortocircuito entre espiras, canales de refrigeración obstruidos, señales de roce. El equilibrado dejará la máquina silenciosa en un estado térmico, y en otro la vibración volverá. Primero nos ocupamos de la causa del calentamiento, después colocamos los pesos.
El motor funciona con variador de frecuencia a distintos regímenes. ¿A cuál se equilibra?
A la frecuencia en la que la máquina trabaja la mayor parte del tiempo, con la consigna fijada y el autoajuste desactivado. Un régimen oscilante estropea los coeficientes de influencia, y el cálculo se vuelve aleatorio. Si de verdad hay dos regímenes de trabajo, equilibramos en el principal y comprobamos el resultado en el segundo. De paso, revisamos si alguno de los regímenes cae en la resonancia del bastidor: en las máquinas con variador es un hallazgo frecuente.
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Equilibrado de inducidos de máquinas de colector y rotores de generadores en el lugar de servicio
Sí, equilibramos in situ los inducidos de máquinas de colector y los rotores de generadores, en sus propios apoyos de rodamiento y a las revoluciones de trabajo. Hay tres condiciones. Primera: la vibración principal debe darla la componente de giro 1x, es decir, la vibración exactamente a la frecuencia de rotación del rotor, y no la frecuencia de red, ni la excentricidad del colector, ni los armónicos del diésel de accionamiento. Segunda: hace falta al menos un plano de corrección accesible —el lugar donde se puede colocar el contrapeso de corrección—, y en estos rotores no siempre lo hay, porque no se puede tocar el paquete magnético, el devanado, la banda de retención ni el colector. Tercera: las bandas de retención, la fijación de los polos y el ajuste del semiacoplamiento deben estar en buen estado, porque de lo contrario el desequilibrio se desplazará de un arranque a otro y los contrapesos no mantendrán el resultado. Si no se puede abrir ningún plano o el rotor de todos modos va a desmontarse, es más honesto equilibrar en la máquina equilibradora, y se lo diremos en la primera hora, no después de tres arranques.
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Descríbanos el equipo y el problema
Responderemos a sus preguntas, concretaremos los datos iniciales y le diremos qué hace falta para el presupuesto y la visita.