Cosas complejas en palabras sencillas o física en casa

No hace falta tener estudios superiores para entender los términos y principios del equilibrado, aunque no lo sabría leyendo cualquier GOST a primera vista.

Poca gente se da cuenta de que los términos de equilibrio pueden verse desde el ejemplo de una lavadora corriente.

Por ejemplo: el tambor de una lavadora puede considerarse con seguridad como un rotor equilibrado, de hecho es un rotor de tipo voladizo.

En el campo del balanceo, un rotor se conoce comúnmente como cualquier producto que está sujeto a balanceo.

Rotor Cantilever es uno de los tres tipos de rotores existentes. Su característica es que su masa principal está fuera de un soporte. En el caso de una lavadora, los cojinetes son los cojinetes y el tambor es el rotor.

Por ejemplo: el tambor de una lavadora puede considerarse con seguridad como un rotor equilibrado, de hecho es un rotor de tipo voladizo.

También hay rotores de dos voladizos. Se diferencian de los voladizos en que su masa principal se mueve más allá de ambos soportes y en su forma se asemejan a una mancuerna ordinaria.

El último tipo de rotor es intersupport y, como supuso por su nombre, la mayor parte de dicho rotor se encuentra entre los soportes. Un ejemplo clásico de un rotor entre soportes es el rotor de un motor eléctrico asíncrono, que está equipado con casi todos los electrodomésticos, incluida una lavadora.

Por cierto, el rotor de un motor eléctrico asíncrono es un rotor tipo eje, es decir, su longitud es 5 veces su diámetro. Y si es necesario equilibrar para eliminar el desequilibrio, utilizaremos al menos dos planos de corrección.

Si la situación es la inversa y la longitud del rotor es cinco veces menor que su diámetro, dicho rotor se denomina rotor de tipo disco. Se pueden lograr resultados aceptables para su equilibrio utilizando solo un plano de corrección. La lavadora también tiene una parte tipo disco, ¿cuál crees que es? Así es, es una polea.

Los planos de corrección son determinadas zonas elegidas por el constructor o de forma independiente. Están ubicados en el rotor y quitan, agregan o mueven material para equilibrar el rotor.

La polea puede equilibrarse de varias maneras, pero normalmente se hace en la máquina, aunque hay excepciones.

Para el equilibrado puede utilizarse una equilibradora vertical especial, que resulta más cómoda, o una equilibradora universal con eje de rotación horizontal. Sin embargo, en este caso el equilibrado se realizará utilizando un mandril de equilibrado, ya que la polea no tiene superficies de apoyo propias.

Mandril de equilibrado es un eje perfectamente equilibrado sobre el que se monta el rotor a equilibrar.

Las equilibradoras pueden dividirse en tres grupos: pre-resonancia, resonancia y fuera de resonancia.

Las máquinas de resonancia rara vez se utilizan, ya que la determinación del desequilibrio se produce en la frecuencia de resonancia, y esto es muy poco práctico, por lo que nos saltamos su descripción.

La frecuencia de resonancia es la frecuencia de rotación del rotor, a la que se produce un fuerte aumento de la amplitud de las oscilaciones. En otras palabras, esta es una frecuencia con un alto nivel de vibración y fuertes cargas en los soportes (cojinetes), el propio rotor y toda la estructura.

Las máquinas de prerresonancia tienen una mayor rigidez de los soportes, lo que permite equilibrar a bajas frecuencias sin llegar a la frecuencia resonante, lo cual es muy conveniente. Las máquinas de este grupo son muy populares.

Las máquinas resonantes son máquinas que equilibran el rotor a frecuencias superiores a la frecuencia resonante.

Así pues, con el equipo y los tipos de rotores que parece que hemos resuelto, es hora de pasar al equilibrado propiamente dicho.

Imaginemos la situación, cuando introducimos una pelota de tenis en el tambor de una lavadora, originalmente equilibrada en la fábrica del fabricante (así lo escribió el fabricante de nuestra chaqueta de plumas de ganso canadiense favorita en las instrucciones de lavado). En este caso, el rotor pasó de equilibrado a desequilibrado.

En esta situación, la bola puede considerarse con seguridad una masa desequilibrada y el radio-vector desde el eje de rotación hasta su centro de masa es la excentricidad de la masa. Es decir, la adición de la bola ha provocado un desequilibrio inicial.

El valor del desequilibrio inicial en este caso será el producto de la distancia del eje de giro al centro de masa de la bola por la masa de la bola. La fórmula se ve así: D=R*M

Equilibrar el rotor significa determinar la posición y magnitud del desequilibrio inicial y eliminarlo, o más bien compensarlo.

Qué opciones pueden ser en nuestro caso:

Primero – quitar la pelota. Esto se denominará corregir el desequilibrio eliminando las masas.

¿Pero qué hay de tu chaqueta favorita? Por cierto, puede costar más que una lavadora. Luego queda la segunda – para poner la misma bola en el lado opuesto – esto ya será una corrección de desequilibrio, pero agregando masas, y la segunda bola se llamará masa correctiva.

O tercero: si hay varias bolas, digamos tres, distribúyalas alrededor de la circunferencia para que sus desequilibrios se compensen entre sí. Para tres bolas idénticas, el ángulo entre ellas debe ser 120⁰. A esto se le llama corrección de desequilibrio por el método de desplazamiento de masa.

Si en el segundo caso las bolas difieren en masa o volumen, es posible que el rotor no esté totalmente equilibrado y el desequilibrio restante se denominará desequilibrio residual. Entonces se debe tomar la decisión de corregir el desequilibrio residual o terminar el equilibrado, ya que la cantidad de vibración puede ser aceptable para el funcionamiento del rotor en cuestión. Si el valor de vibración sigue siendo aceptable, el desequilibrio residual se denomina desequilibrio aceptable.

Para determinar el valor de desequilibrio aceptable, los rotores se dividen en clases de precisión de equilibrado, que se pueden determinar a partir de GOST 1940-1-2007.

El principal eje central de inercia es, en palabras simples, un eje de este tipo, durante la rotación alrededor del cual se equilibrará el rotor.

El hecho de que el eje de inercia no coincida con el eje de rotación del rotor provoca el desequilibrio, la vibración y la desviación del rotor. El radio-vector del desplazamiento del eje de inercia respecto al eje de rotación del rotor se denomina excentricidad (centro de masa) del rotor.

El producto de la excentricidad del rotor y la masa del rotor es el vector principal del desequilibrio del rotor. También es igual a la suma vectorial de todos los desequilibrios del rotor.

En pocas palabras, este valor se puede llamar el desequilibrio del rotor. GOST 1940-1-2007 normaliza desequilibrio específico. ¿Qué es y por qué es necesario? Averigüémoslo.

Desequilibrio específico es la relación entre el desequilibrio del rotor y la masa del rotor. Tomamos la masa de nuestra bola multiplicada por la distancia desde el eje de rotación hasta el centro de masa de la bola (D=R*M – no tenemos otros desequilibrios), y la dividimos por la masa del tambor Si pesamos la bola en gramos, medimos el radio del tambor en milímetros, y tomamos la masa del tambor en kilogramos y recordamos que 1000 mm es un metro y 1000 g es un kilogramo, entonces obtenemos el valor del desequilibrio específico en micras:

g*mm/kg= g*m/1000/1000g= m/1,000,000 = m* 10^-6 = µm gr*mm/kg = µm

Es la magnitud del desplazamiento del eje de inercia con respecto al eje de rotación del rotor.

¿Y por qué es necesario? Conociendo este valor podemos juzgar el desequilibrio de diferentes rotores. En nuestro caso, el desequilibrio del tambor de la lavadora de nuestros amigos, aunque vivan en Australia.

El desequilibrio puede ser de muchos tipos, y los veremos dentro de un momento. Los ejes son líneas rectas, y la disposición mutua de las líneas en el espacio puede ser de tres tipos:

1. Los ejes son paralelos

Desequilibrio estático del rotor

2. Los ejes se intersecan en el centro de masa del rotor

Desequilibrio momentáneo del rotor

3. Los ejes se cruzan o intersecan en lugares distintos del centro de masa

Desequilibrio dinámico del rotor

El desequilibrio dinámico incluye el desequilibrio estático y momentáneo.

La determinación del par y el desequilibrio dinámico se realiza mediante la rotación de la máquina equilibradora, mientras que el desequilibrio estático puede corregirse en algunos casos en bancos especiales.

Esperamos haber aclarado los complejos términos utilizados en el equilibrado, pero si desea saber más sobre este tema, le recomendamos estudiar la norma GOST 19534-74.

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