Balanceamiento de rotores flexibles a baja velocidad

Abstract

El desbalanceamiento de rotores es uno de los problemas más frecuentes en la empresa. Para efectos del balanceamiento, los rotores se clasifican como rotores rígidos y rotores flexibles, diferenciándose principalmente por su velocidad de operación. Los métodos para balanceamiento de rotores rígidos, a pesar de la gran cantidad de años que llevan en estudio, muchas veces muestran problemas de exactitud, despertando el interés de los operadores en conocer el origen de dichos problemas. En la actualidad muchas máquinas rotatorias, operan a velocidades que superan su primera velocidad crítica, considerándose rotores flexibles. Debido a la complejidad de balanceamiento para este tipo de rotores, es muy común que en la industria se intente realizar un balanceamiento en 2 planos a velocidades mucho más bajas que las de operación en terreno como si fueran rotores rígidos, apoyándose en recomendaciones realizadas por la norma [ISO 11342, 1994]. Sin embargo, el comportamiento de un rotor flexible está determinado por sus modos de vibrar, lo cual no se considera en un balanceamiento a baja velocidad e inevitablemente se producirá un efecto en la deflexión del rotor que es necesario investigar. En el presente trabajo se realiza un estudio y análisis de los métodos de balanceamiento para rotores rígidos, evaluando las posibles fuentes de error en los resultados y el comportamiento de un equipo comercial de balanceamiento. Para el caso de los rotores flexibles, se analiza el efecto del balanceamiento a baja velocidad, realizando un modelo numérico, una estimación analítica y pruebas experimentales, con el propósito de entregar un fundamento a las recomendaciones de balanceamiento indicadas por la norma ISO 11342 de manera que el ingeniero de terreno pueda tomar adecuadas decisiones para el balanceamiento de estos. Se concluye en este trabajo que a pesar de los errores de medición que tienen los equipos comerciales, existen recomendaciones y técnicas de balanceamiento que logran controlar la propagación de estos errores, mostrando mejores resultados aquellos métodos con medición directa de fase de la vibración. Para el balanceamiento de rotores flexibles a baja velocidad, se demuestra que sólo se reducen las vibraciones originadas por los 2 primeros modos de vibrar y de forma limitada, ya que teóricamente no es posible alcanzar un desbalanceamiento nulo. Para los modos de vibrar de orden superior, se podrían tener incluso efectos negativos, lo cual es consistente con la recomendación realizada por la norma ISO 11342, donde menciona que los rotores balanceados a baja velocidad no deben operar cerca de su segunda velocidad crítica.