Cuál es la Velocidad de Giro Correcto para el Balanceo?

www.schenck-rotec.com.ve
1
| Herbert Kruger C.A.
www.schenck-rotec.com.ve
¿Cuál es la Velocidad de Giro Correcto para el Balanceo?
Introducción
Este menudo se pregunta con frecuencia, tanto para los productos producidos o de los
productos de nuevo desarrollo para el que se quiere planificar el proceso de equilibrar correctamentey con frecuencia se respondió de esta manera sencilla: "Naturalmente, a la velocidad de
funcionamiento del" rotor. Hay casos en que esta respuesta es correcta. pero por lo general es falsa.
La directriz VDI 2060 y la Recomendación ISO 1940, basada en las líneas directrices VDI,
tanto del Estado como un rotor rígido que puede ser equilibrado a cualquier velocidad de rotación
deseada entre cero y su velocidad de funcionamiento. Sobre esta base, la velocidad de equilibrio
general no será la misma que la velocidad en funcionamiento, pero será menor que él. Principalmente
por motivos económicos:
•
La aceleración y la frenada se hacen más cortos los tiempos: se obtiene más cortos
tiempos de ciclo.
•
La unidad de energía es inferior (en particular en el caso de rotores con un peso
significativo aerodinámica, pero también en el caso de los rotores que por su momento de
inercia necesidad de una entrada de energía correspondiente a la aceleración y de frenado): el
costo de capital y los costos de energía para equilibrio de la máquina son más pequeñas.
•
Cuanto más lenta rotación del rotor representa una fuente considerable reducción del
peligro, y las características de seguridad (edificio, una cubierta protectora, etc.) puede ser más
simple: el costo inicial y las necesidades de espacio son menores.
Por estas razones, los intentos de un equilibrio en la velocidad de rotación mínima posible. Es
cierto que también hay límites en el extremo inferior. En primer lugar, a cero la velocidad de rotación
sólo es posible determinar el desequilibrio estático (por ejemplo, por medio del centro de gravedad del
equilibrio) ya que el saldo pareja no actuar cuando el rotor está parado y por lo tanto no se puede
medir. Además, la máquina de equilibrado reduce la sensibilidad como la velocidad de rotación es
baja debido a limitaciones físicas. El límite inferior de velocidad por lo tanto es necesario establecer
para cada rotor particular en relación con la sensibilidad de la máquina de equilibrio.
Debe, sin embargo, destacar que la tolerancia desequilibrio admisible según la norma ISO
1940 se calcula a partir del grado de calidad y la velocidad de operación (y por tanto corresponde a la
condición operativa) y no de la velocidad del balanceo. Equilibrio de entonces se lleva a cabo de esta
tolerancia a la velocidad a la ponderación elegida.
2
| Herbert Kruger C.A.
www.schenck-rotec.com.ve
¿Cuál es la Velocidad de Giro Correcto para el Balanceo?
Comportamientos
Al principio se dijo que esta condición de equilibrio en cualquier lugar entre cero y la velocidad de
funcionamiento es válida para rotores rígidos. Este término se lo debe definir.
Un rotor rígido es un rotor cuyo estado de desequilibrio no cambia significativamente entre cero y la
velocidad no operacionales; esto significa que el cambio en el desequilibrio debe permanecer dentro
de los límites de tolerancia permitidos desequilibrio. El requisito de simetría de masas es, ha fijado
dentro de ciertos límites, la libertad absoluta de la deformación que no es necesario. Es posible tanto
para designar como rotores rígidos que se cargan hasta tal punto por las fuerzas centrífugas que las
cepas relativas de 1-2% se producen, por ejemplo, turbinas de determinados compresores. Mientras
que el desplazamiento masivo se realiza simétricamente al eje del árbol, el desequilibrio no cambia y
el rotor se considera rígido.
Opuesto del rotor rígido, son los rotores elásticos. En este caso, el estado de desequilibrio no
permanece constante, mientras que la velocidad de rotación se eleva hasta alcanzar la velocidad
operativa.
Si el estado de los cambios de desequilibrio, esto significa que las piezas, es decir, las masas, del
rotor se desplazan radialmente o axialmente. Dado que estas partes del rotor están siempre
conectadas a las revistas asunción por parte de algún tipo de elemento de construcción, cambios en
la posición media de deformación de estos elementos. Una diferencia entre la deformación elástica y
plástica:
• Una deformación es elástica si desaparece por completo en vacío.
• Una deformación es plástico cuando se mantiene incluso en vacío.
•
Un comportamiento típico de un rotor con la deformación elástica y plástica se muestra en las figuras
3 y 4.
•
•
En el caso del elástico el desequilibrio del rotor aumenta progresivamente con el aumento de la
velocidad de rotación. Durante la desaceleración de la curva tiene exactamente la misma forma
que durante la aceleración.
Los cambios plásticos del rotor su estado de desequilibrio considerable en un rango de
velocidades pequeñas, generalmente se estabiliza a velocidades más altas, y luego
permanece en este valor desequilibrio incluso más tarde, a velocidades de rotación más
pequeña. Durante su segunda carrera que se comporta como un rotor rígido, pero con un
cambio de desequilibrio inicial (Fig. 5).
3
| Herbert Kruger C.A.
www.schenck-rotec.com.ve
4
| Herbert Kruger C.A.
www.schenck-rotec.com.ve
¿Cuál es la Velocidad de Giro Correcto para el Balanceo?
Comportamientos
¿Qué requisitos en materia de desequilibrio de velocidad se puede deducir de estos hechos?
Un rotor con la deformación plástica inicialmente sólo se debe ejecutar hasta la velocidad operativa (o
un poco más de él) de manera que la deformación se produce (Fig. 4), entonces puede ser
equilibrado en cualquier deseada menor velocidad de rotación (Fig. 5).
La deformación elástica del rotor debe ser considerado algo más de cerca:
•
•
Si la parte que se deforma elásticamente es simétrica respecto al eje del eje, por ejemplo, el
rotor de una bomba en un eje elástico, se habla de un rotor con la elasticidad del eje.
Si la parte que se desplazados a distancia del eje del árbol, por ejemplo, una armadura con
varias barras de pretensado colocado axialmente que deforman bajo el efecto de la fuerza
centrífuga, y luego llama a esto una elasticidad de un rotor con cuerpo.
A los efectos de equilibrar estos dos rotores deben ser tratados de una manera fundamentalmente
diferente:
El rotor con la elasticidad del eje está equilibrado en varios planos de acuerdo con los métodos
usuales (ver Guía de BALANCEO N ° 6) para el rango de velocidad de rotación a la velocidad de
funcionamiento. En primer lugar, se equilibra a una velocidad pequeña en la que se comporta de
forma rígida, y luego a una velocidad a la que se dobla de manera significativa, la causa de la
curvatura se reduce de tal manera que el desequilibrio deseado o los valores de vibración se obtienen
(Fig. 8). En el caso de un rotor con la elasticidad del cuerpo, no es posible al equilibrio entre un gran
número de revoluciones ya que, por ejemplo, en el caso anteriormente mencionado, las barras del
rotor de la armadura no pueden ser desplazadas hacia el eje (sin cambiar el diseño). Aquí sólo hay
dos posibilidades:
El rotor está equilibrado a la velocidad de funcionamiento, los valores de desequilibrio en otras
velocidades puede ser peor, en consecuencia la -figura 9 - (esto sólo es posible cuando la velocidad
de operación es fijo) o, uno trata de encontrar la causa del desequilibrio y hacerla simétrica, en este
caso, por ejemplo, apretando las barras del rotor para que desplazar aproximadamente simétrica. A
continuación, el rotor puede ser tratado como un rotor rígido, es decir, puede ser equilibrado en
cualquier velocidad deseada.
5
| Herbert Kruger C.A.
www.schenck-rotec.com.ve
6
| Herbert Kruger C.A.
www.schenck-rotec.com.ve
¿Cuál es la Velocidad de Giro Correcto para el Balanceo?
Comportamientos
Los diversos tipos de deformación también pueden ocurrir simultáneamente, por ejemplo, el cuerpo
deformaciones elásticas y plásticas (figuras 10 y 11). Este rotor se debe ejecutar en primer lugar, a la
velocidad de funcionamiento o un poco más arriba de tal manera que la deformación plástica tiene
lugar a continuación, puede (a causa de la deformación del cuerpo elástico) ser equilibrado a la
velocidad de funcionamiento.
7
| Herbert Kruger C.A.
www.schenck-rotec.com.ve
En el caso de rotores con la elasticidad del cuerpo, las partes que desplazan son a veces tan sujetas
a otras partes que sólo se puede mover con la fricción. Entonces se termina con una situación similar
a la de la figura 12, con un estado de desequilibrio significativamente diferente después de la carrera.
Para la segunda pasada (Fig. 13) el principio y el final de la curva se encuentran en el mismo punto
pero los valores de desequilibrio para aumentar la velocidad de rotación son significativamente
diferentes de los desequilibrios de la reducción de la velocidad de rotación. El rotor de histéresis
muestra típica y su equilibrio suele ser difícil.
La experiencia ha demostrado, sin embargo que lo mejor es ejecutar el rotor hasta un poco más de
velocidad de operación, a continuación, para reducir la velocidad hasta la velocidad operativa y utilizar
esta condición como la base para el equilibrio. Naturalmente, la histéresis se puede superponer los
dos tipos de deformación.
8
| Herbert Kruger C.A.
www.schenck-rotec.com.ve
Rotores típicos para que los desequilibrios que varía con la velocidad de rotación puede ocurrir, por
ejemplo:
•
•
•
•
ligeros ventiladores, baterías de separación, rotores de álabes con alta carga centrífuga y las
diferencias en el espesor y largo de la pared y por lo tanto, la corrección de desequilibrios
extremos (cuerpo deformación elástica).
Encogido dentro o axialmente sujetar las ruedas de hoja (deformación plástica).
Todos los tipos de armadura del motor eléctrico con bobinados descubiertos (deformación
elástica de plástico y cuerpo, también histéresis).
Bomba de etapas múltiples y los rotores del compresor, turbinas, turbogeneradores, motores
eléctricos de alta velocidad y larga rodillos, ejes, etc. (ejes de rotores elásticos). En este caso
desequilibrios dependiente de la velocidad-a menudo se presentan como se muestra en la
figura 15:
El desequilibrio se eleva hasta un valor máximo (velocidad crítica) y luego cae de nuevo. Este es
también un eje elástico del rotor, como se indica en la figura 3, pero además hay una ocurrencia de la
resonancia. La Guía de Balanceo N ° 6 se describe con detalle cómo hacer frente a este tipo de rotor.
Incluso aunque el 90 al 95% de todos los rotores puede ser considerado como rígido y por lo tanto
representan ningún problema respecto a la elección de equilibrar velocidades, los casos restantes son
de gran importancia, sobre todo porque todos los efectos se magnifican y también debido a la gran
importancia económica de estos rotores. En la práctica, la observación cuidadosa del comportamiento
de un rotor siempre determinará cuál es el papel los diferentes modos de juego para que la velocidad
de deformación el equilibrio correcto puede ser elegido.
9
| Herbert Kruger C.A.