MÁQUINA DE BALANCEO DINÁMICO DE EQUIPO ROTATIVO

 

Juan Manuel Del Río Castañeda, Gustavo Azpeitia Espino

riosuena@hotmail.com, gustavo_azpeitia@hotmail.com

 

RESUMEN

La principal finalidad de este proyecto, es reducir el tiempo de operación de la máquina, por medio de su automatización, además de ponerla al alcance de cualquier persona, refiriéndome no solo a su costo sino primordialmente a su fácil uso, ya frecuencia, etc., en fin, esperamos obtener una máquina de balanceo dinámico de equipo rotativo inteligente.

 

La vibración se define en la forma más simple, como un movimiento oscilatorio, y éste se presenta si en un rotor tenemos un desbalanceo, el cual será reducido con nuestra máquina.

Debido a que la vibración redunda en un uso ineficiente de cualquier equipo rotativo, además de ruido, se considera de gran importancia balancear dinámicamente dicho equipo, para eliminarla.

 

ANTECEDENTES

Toda máquina funcionando tiene un determinado comportamiento vibratorio y el deterioro de los elementos mecánicos está acompañado por variaciones de este comportamiento vibratorio.  El balanceo exacto es esencial para la operación, mantenimiento y reparación de un equipo rotativo. No importa si se trata de una turbina en una planta de generación eléctrica, un ventilador en una planta química o la armadura de un motor eléctrico, sus rotores necesitan estar balanceados en forma tan precisa como sea posible. Lo que se sabe acerca de balanceo preciso, nos permite tratar de encontrar la mejor solución en maquinas balanceadoras de rodamientos suaves o duros, es decir, ésta máquina de balanceo dinámico de equipo rotativo, por sus dimensiones solo será capaz de balancear equipo pequeño, y de una medida fija, pero la aplicación se puede generalizar a equipo industrial, aumentando su dimensión o tamaño, además de implementarle rieles y poleas para tener la capacidad de balancear equipo rotativo de diversas dimensiones con una misma máquina.

En las máquinas donde la masa rotativa tiene la forma de un disco, es decir, que la dimensión a lo largo del eje es pequeña, el balanceo estático es el único balanceo que es necesario para garantizar una operación silenciosa a cualquier velocidad.  En el caso de que el rotor sea un cuerpo alargado, el simple balanceo estático no es suficiente. 

Cualquier desbalanceo de un rotor rígido (estático, dinámico o combinado) puede corregirse colocando pesos adecuados en dos planos diferentes.

 

DESARROLLO

La estructura general de la máquina consta de dos soportes en los cuales se sientan las piezas a balancear, ayudándonos con unos baleros, para que los rotores giren libremente y no haya fricción hierro con hierro.  Para hacer girar la pieza, se utiliza un sistema externo que consta de un motor de corriente directa de velocidad variable y una banda que se ajusta al rotor a balancear.  Una vez que comienza a girar la pieza, se comienzan a monitorear los sensores y ayudados de un algoritmo se obtendrá el o los pasos a seguir para balancear la pieza.  La figura 1 nos muestra un diagrama a bloques del sistema, en el cual podemos ver, el motor, la máquina balanceadora los sensores, el ADC y finalmente la PC.

 

 


                                                                           

 

Figura 1

 

Para lograr obtener un desempeño óptimo de esta máquina es necesario contar con sensores, además de un ADC, ya que la comunicación con la PC se hará por medio del puerto paralelo, el cual deberá recibir una señal digital de 8 bits, además de otras señales de ser necesario.  Las figuras 2 y 3 muestran los soportes de la máquina, se muestra uno solo por ser idénticos, así mismo podemos ver en la parte inferior de la figura 2, los porta resortes, y en la parte frontal, el orificio donde se inserta el balero.  La figura 3, nos muestra varias vistas de los mismos soportes.

Figura 2

Figura 3

 

RESULTADOS

Lograr el balanceo dinámico óptimo de las piezas rotativas.

Obtención de señales reales de vibración para usarse como parámetros en algoritmos.

Interfaz cómoda y fácil de usar.

Reducción de costos de operación.

Reducción de tiempo de balanceo por pieza.

Lograr que cualquier persona con un mínimo de instrucción pueda operarla.

Que la vibración y frecuencia sean mínimas.

 

 

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] ROBERT F. STEIDEL.  Introducción al estudio de las vibraciones mecánicas.   

     Compañía Editorial Continental S.A. de C.V. México.  1981.  (pág. 17)

 

[2] J. P. DEN HARTOG.  Mecánica de las vibraciones.  Compañía Editorial Continental  

     S.A. de C.V. México.  1964.