E.P.S. DE INGENIEROS DE GIJÓN UNIVERSIDAD DE OVIEDO
ÁREA DE INGENIERÍA MECÁNICA
PR
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TIC
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DE
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EN
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EQUILIBRADO DE ROTORES
PRACTICA - 7
NOMBRE NUMERO FIRMA
ABRIL de 2006
EQUILIBRADO DE ROTORES F I C H A D E T R A B A J O
PRACTICA 7
ALUMNO: NÚMERO: Hoja 1 de 12
CAJA CON MASAS DE 0,1gr a 2 gr
BANCADA-EQUIPO EQUILIBRADO ROTOR KIT
MEDIOS UTILIZADOS
Equipo didáctico de equilibrado compuesto por motor, rotor, acelerómetros y sonda tacométrica
o Marca: BENTKY NEVADA (Made in U.S.A.) o Modelo: RK-4 ROTOR KIT.
Regulador de velocidad con rampa de subida y bajada.
o Modelo: RK-4 ROTOR KIT MOTOR SPEED CONTROL.
Interfase de conexión sensores-analizador. o Modelo: RK-4 ROTOR KIT PROXIMITOR ASSEMBLY.
Analizador de vibraciones. o Marca: SKF. o Modelo: Microloga CMVA60.
Pesos de prueba. o tornillos prisioneros de 0,1 gr a 2 gr.
Llaves allen
PREPARACIÓN INICIAL
En cada una de las prácticas de equilibrado, se colocará una masa de ___ gr a ___º para provocar un desequilibrio que habrá que compensar con cada método utilizado (método del triple punto, método del ángulo de fase, método de equibrado por medio del programa de equilibrado básico del equipo Microlog CMVA60 de SKF) La velocidad del rotor y por tanto de motor en todas las prácticas se ha elegido de ____ rpm que corresponde a una frecuencia de __ Hz La disposición de los agujeros roscados en el rotor equidistan 22,5º, por lo cual la colocación de las masas de prueba o la masa equilibradora calculada en los diferentes procesos de equilibrado tendrán que ser situada en la posición angular más próxima de las disponibles en el rotor.
ANALIZADOR DE VIBRACIONES SKF Microlog CMVA60 INTERFACE DE CONEXIONES
REGULADOR DE VELOCIDAD JUEGO DE
LLAVES ALLEN
ROTOR 16 agujeros roscados equidistantes 22,5º
EQUILIBRADO DE ROTORES F I C H A D E T R A B A J O
PRACTICA 7
ALUMNO: NÚMERO: Hoja 2 de 12
0º
315º
270º
225º
180º
135º
90º
45º
CONEXIÓN DEL ANALIZADOR DE VIBRACIONES Y SELECCIÓN DEL PROGRAMA Para realizar la práctica habrá que conectar las sondas de medición al interface:
• Sensor tacometrico de fase • Sensor de vibraciones, posición horizontal
Seguidamente, con el fin de proceder a la medición de las vibraciones, se selecciona en el aparato “Analizador de vibraciones” el programa de “BALANCEO” y dentro de él el modo de “Aceleración a desplazamiento”
Aplicaciones Balaceo básico balanceo (velocidad a desplazamiento)
1.- EQUILIBRADO MEDIANTE EL MÉTODO DEL TRIPLE PUNTO CONSIDERACIONES INICIALES Masa que produce el desequilibrio: ___ gr ___º Velocidad del motor-rotor: n = ___ rpm La disposición de los agujeros roscados en el rotor para alojar las masas de prueba equidistan 22,5º por lo que en lugar de ángulos de 120º y 240º habrá que elegir los valores más próximos a ellos:
120º 112,5º 240º 247,5º
MEDIDA INICIAL DEL DESEQUILIBRIO Esta medida corresponde al desequilibrio que habrá que compensar
ORDEN MEDIDA OBSERVACIONES VALOR DE VIBRACIÓN
V (mm/s) FASE DE LA VIBRACIÓN
Θ (º)
V0 Desequilibrio inicial producido por
masa de __ gr colocada a ___º
MASA DE PRUEBA Posición 1º __ gr a 0º
MASA DE PRUEBA Posición 2º __ gr a 112,5º
MASA DE PRUEBA Posición 3º __ gr a 247,5º
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PRACTICA 7
ALUMNO: NÚMERO: Hoja 3 de 12
DATOS ETAPA 1. MEDIDAS DE VIBRACIONES CON LA MASA DE PRUEBA
ORDEN MEDIDA ANGULO COLOCACIÓN
MASA DE PRUEBA α (º)
MASA DE PRUEBA m (gr)
VALOR DE VIBRACIÓN V (mm/s)
FASE DE LA VIBRACIÓN Θ (º)
V1 0º
V2 112,5º (120º)
V3 247,5º (240º)
REPRESENTACIÓN GRAFICA DE RESULTADOS DE LA PRIMERA ETAPA.
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PRACTICA 7
ALUMNO: NÚMERO: Hoja 4 de 12 Por tanto la dirección del desequilibrio es de __º en la dirección AO CÁLCULO DE LA MASA DE DESEQUILIBRIO. Se añade una masa de __ gr en la dirección del desequilibrio AO , midiendo seguidamente el valor de la vibración
ORDEN MEDIDA ANGULO COLOCACIÓN
MASA DE PRUEBA α (º)
MASA DE PRUEBA m (gr)
VALOR DE VIBRACIÓN V (mm/s)
FASE DE LA VIBRACIÓN Θ (º)
V4 º
Finalmente, la magnitud de la masa necesaria para equilibrar el rotor será:
0 4
0 4
· pe
V mm
V V= = =
− ______ gr
Por tanto, como solución se adoptará:
Dirección masa equilibrado α = __º Magnitud masa equilibrado me = __ gr
Siendo el valor del desequilibrio final:
ORDEN MEDIDA ANGULO COLOCACIÓN MASA EQUILIBRADO
α (º)
MASA EQUILIBRADO m (gr)
VALOR DE VIBRACIÓN V (mm/s)
FASE DE LA VIBRACIÓN Θ (º)
Ve º
Este valor de ___ mm/s de vibración, aún denota un elevado desequlibrio que habrá que reducir aplicando nuevamente el método del triple punto. AJUSTE MAS FINO DEL EQUILIBRADO Se aplica el proceso de equilibrado por el método del triple punto para rebajar el desequilibrio Medida de vibraciones con la masa de prueba:
ORDEN MEDIDA ANGULO COLOCACIÓN
MASA DE PRUEBA α (º)
MASA DE PRUEBA m (gr)
VALOR DE VIBRACIÓN V (mm/s)
FASE DE LA VIBRACIÓN Θ (º)
V1 0º
V2 112,5º (120º)
V3 247,5º (240º)
0º
315º
270º
225º
180º135º
90º
45º
MASA EQUILIBRADO___ gr a º
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PRACTICA 7
ALUMNO: NÚMERO: Hoja 5 de 12 Representación gráfica de los resultados:
Por tanto la dirección del desequilibrio (dirección AO ) es de ___º . Se tomará ___º por ser el ángulo más próximo de los disponibles. Para calcular la masa de equilibrad se añade primeramente una masa de prueba de 0,2 gr en la dirección del desequilibrio AO , midiendo seguidamente el valor de la vibración
ORDEN MEDIDA ANGULO COLOCACIÓN
MASA DE PRUEBA α (º)
MASA DE PRUEBA m (gr)
VALOR DE VIBRACIÓN V (mm/s)
FASE DE LA VIBRACIÓN Θ (º)
V4 º
Finalmente, la magnitud de la masa necesaria para equilibrar el rotor será:
0 ' 4 ''
0 ' 4 '
·
pe
V mm
V V= = =
− gr se toma ____ gr a _____º
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PRACTICA 7
ALUMNO: NÚMERO: Hoja 6 de 12 Siendo el valor del desequilibrio final:
ORDEN MEDIDA ANGULO COLOCACIÓN MASA EQUILIBRADO
α (º)
MASA EQUILIBRADO m (gr)
VALOR DE VIBRACIÓN V (mm/s)
FASE DE LA VIBRACIÓN Θ (º)
Ve º
Por tanto, como solución final se adoptará:
Dirección masa equilibrado α = º Magnitud masa equilibrado me = gr Desequilibrio final Ve = mm/s
El valor de ___ mm/s de vibración, supone una reducción del ___% de la vibración respecto al desequilibrio inicial de ___ mm/s
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PRACTICA 7
ALUMNO: NÚMERO: Hoja 7 de 12
0º
315º
270º
225º
180º
135º
90º
45º
2.- EQUILIBRADO MEDIANTE EL MÉTODO DE MEDIDA DEL ÁNGULO DE FASE CONSIDERACIONES INICIALES Para producir el desequilibro se situará una masa de: ___ gr ___º El régimen de velocidad del motor-rotor: n = ____ rpm Se selecciona en el analizador de vibraciones Microlog CVMA60 de SKF el programa de “balanceo básico” midiendo el valor de la vibración en desplazamiento (µm).
1ª CARRERA. MEDIDA DEL DESEQUILIBRIO INICIAL La masa desequilibradora colocada en el rotor, produce una vibración de:
ORDEN MEDIDA MASA DESEQUILIBRADORA
VALOR DE VIBRACIÓN XD (µm)
FASE DE LA VIBRACIÓN ΘD (º)
1ª CARRERA Vibración inicial __ gr a ___º
2ª CARRERA. MEDIDA DEL DESEQUILIBRIO MAS LA MASA SE PRUEBA Se sitúa una masa de prueba en el rotor de __ gr en posición de __º. Esta masa junto con el desequilibrio inicial producirá una nueva vibración de valor:
ORDEN MEDIDA
MASA DE PRUEBA mp
VALOR DE VIBRACIÓN XD+P (µm)
FASE DE LA VIBRACIÓN ΘD+P (º)
2ª CARRERA Vibración inicial + masa de
prueba º
CALCULO DE LA MASA EQUILIBRADORA El valor de la vibración atribuible exclusivamente a la masa de prueba, vendrá dado por la expresión vectorial
DPDP XXX −= + cuyo módulo se puede calcular por la expresión:
PPDD2
PD2DP θ·cosX·X·2XXX ++ −+=
MASA de PRUEBA ___ gr a 0º
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PRACTICA 7
ALUMNO: NÚMERO: Hoja 8 de 12 El valor de la masa de equilibrado se calculara atendiendo a la proporcionalidad que existe entre una masa y el valor de la vibración que produce, así:
· DD E P
P
Xm m m gr
X= = = ______
El ángulo al que se colocará esta masa que producirá el equilibrado del rotor tendrá el mismo valor que el diferencia entre la fase de la vibración calculada para la masa de prueba (θP) y la fase de la vibración del desequilibrio inicial (θD). De forma numérica se podrá calcular con la expresión:
2 2 2 2 2 2
2 2
_____ _____ ______cos cos º2· · 2·______ ·_______
D P D P
D P
X X Xar ar
X Xδ +⎛ ⎞ ⎛ ⎞+ − + −= = =⎜ ⎟ ⎜ ⎟
⎝ ⎠⎝ ⎠_____
Este ángulo se colocará contando a partir de la posición de la masa se prueba. RESOLUCIÓN GRÁFICA Trasladando los valores medidos de módulo y argumento para las vibraciones de
DPDP X ,X ,X + , se obtienen similares resultado a los calculados anteriormente:
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PRACTICA 7
ALUMNO: NÚMERO: Hoja 9 de 12
3ª CARRERA. MEDIDA DE LA VIBRACIÓN FINAL Situando la masa de equilibrado en la posición más cercana a la calculada, se mide nuevamente el valor de la vibración para evaluar la mejoría en el desequilibrado mE = ____ gr mE = ____ gr α E = ____º α E = ______º
ORDEN MEDIDA
MASA DE EQUILIBRADO mE
VALOR DE VIBRACIÓN XD+E (µm)
FASE DE LA VIBRACIÓN ΘD+E (º)
3ª CARRERA Vibración final º
Este valor de ____ µm supone una reducción del ___% con respecto a la vibración inicial de ____ µm, si bien este valor elevado de vibración final, aconsejaría aplicar otra vez el procedimiento descrito para mejorar el equilibrado. Los datos más importantes de este procedimiento de equilibrado quedan resumidos en la tabla adjunta:
Desequilibrio inicial XD = Desequilibrio final XE = Dirección masa equilibrado αE = º Magnitud masa equilibrado mE = gr
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PRACTICA 7
ALUMNO: NÚMERO: Hoja 10 de 12
3.- EQUILIBRADO MEDIANTE EL PROGRAMA DE EQUILIBRADO BÁSICO DEL EQUIPO ANALIZADOR DE VIBRACIONES Microlog CMVA60 de SKF CONSIDERACIONES INICIALES
Para producir el desequilibro se situará una masa de: ____ gr ____º El régimen de velocidad del motor-rotor: n = _____ rpm Se selecciona en el analizador de vibraciones Microlog CVMA60 de SKF el programa de “equilibrado básico” y se ajusta la medida de la vibración en “velocidad a desplazamiento”. Se seguirán las instrucciones del programa dando los resultado que aparecen a continuación: 1ª CARRERA. MEDIDA DEL DESEQUILIBRIO INICIAL La masa desequilibradora colocada en el rotor, produce una vibración de:
ORDEN MEDIDA MASA DESEQUILIBRADORA
VALOR DE VIBRACIÓN VD (mm/s)
FASE DE LA VIBRACIÓN ΘD (º)
1ª CARRERA Vibración inicial
2ª CARRERA. MEDIDA DEL DESEQUILIBRIO MAS LA MASA SE PRUEBA Se aplica una masa de prueba en el rotor de __ gr en posición de ___º. Esta masa junto con el desequilibrio inicial producirá una nueva vibración de valor:
ORDEN MEDIDA
MASA DE PRUEBA mp
VALOR DE VIBRACIÓN VD+P (mm/s)
FASE DE LA VIBRACIÓN ΘD+P (º)
2ª CARRERA Vibración inicial + masa de
prueba
3ª CARRERA. MEDIDA DEL DESEQUILIBRIO CON LA MASA PROPUESTA PRO EL PROGRAMA El programa indica que se elimine la masa de prueba y se sitúe un peso de corrección de:
MASA EQUILIBRADORA SEGÚN EL PROGRAMA MASA EQULIBRADORA
INSTALADA _____ gr
____º ____ gr ____º
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PRACTICA 7
ALUMNO: NÚMERO: Hoja 11 de 12 Al aplica una masa de corrección en el rotor de ____ gr en posición de ____º, se obtiene:
ORDEN MEDIDA MASA DE CORRECCIÓN
mC1 ANGULO COLOCACIÓN MASA CORRECCIÓN
αC1 (º) VALOR DE VIBRACIÓN
VC1 (mm/s) FASE DE LA VIBRACIÓN
ΘC1 (º)
3ª CARRERA Vibración masa corrección
4ª CARRERA. MEDIDA DEL DESEQUILIBRIO CON LA MASA PROPUESTA PRO EL PROGRAMA Para mejorar el equilibrado, el programa indica que se coloquen la siguiente masa:
MASA EQUILIBRADORA SEGÚN EL PROGRAMA MASA EQULIBRADORA
INSTALADA ____ gr _____º ____ gr
_____º Al aplica esta segunda masa de corrección se obtiene unos valores de vibración de:
ORDEN MEDIDA MASA DE CORRECCIÓN
mC2 ANGULO COLOCACIÓN MASA CORRECCIÓN
αC2 (º) VALOR DE VIBRACIÓN
VC2 (mm/s) FASE DE LA VIBRACIÓN
ΘC2 (º)
4ª CARRERA Vibración masa corrección
Este valor de ____ mm/s supone una reducción del ____% respecto al desequilibrio inicial de ____ mm/s.