ISO 1940 Vibración mecánica: Requisitos de calidad del equilibrio para rotores rígidos

La norma “ISO 1940 Vibración mecánica - Requisitos de calidad del equilibrio para rotores rígidos”, desarrollada por la Organización Internacional de Normalización (ISO), consta de las siguientes secciones bajo el mismo título:

ISO 1940-1 Parte 1: Determinación del desequilibrio residual admisible
ISO-1940 2 Parte 2: Errores de equilibrio

La norma ISO 1940-1 contiene recomendaciones para determinar el desequilibrio y especificar los requisitos de calidad relevantes para rotores rígidos. Esta norma especifica:

Visualización de desequilibrio en uno o dos planos
Métodos para determinar el desequilibrio restante admisible
Métodos para asignar esto a los planos de corrección
Métodos para determinar la condición de desequilibrio residual de un rotor mediante medición
Resumen de errores asociados a la identificación del desequilibrio residual

La tabla y la figura que se dan en la norma dan recomendaciones sobre los requisitos de calidad de equilibrio de los rotores rígidos según su tipo, masa y velocidad máxima de servicio, basándose en la experiencia mundial. Esta norma también tiene como objetivo facilitar las relaciones entre el fabricante de la máquina y su usuario. La terminología especificada en esta norma podrá utilizarse para determinar especificaciones técnicas.

Esta norma no incluye una evaluación detallada de los errores asociados a la determinación del desequilibrio residual. La norma ISO 1940-2 se ocupa de estos errores. La norma ISO 1940-1 no define el desequilibrio residual admisible para rotores flexibles. Estos aspectos se abordan en la norma “Criterios ISO 5343 para la evaluación del equilibrio del rotor flexible”. No se revelan los métodos de equilibrio.

Los grados de calidad de equilibrio recomendados no pretenden servir como especificaciones de aceptación para ningún conjunto de rotor en particular. Más bien, se pretende ofrecer consejos sobre cómo evitar deficiencias importantes, así como requisitos exagerados o inalcanzables. También puede servir como base para investigaciones más amplias, por ejemplo, cuando es necesario determinar con mayor precisión la calidad de equilibrio requerida mediante mediciones en el laboratorio o en el campo. Si se tienen debidamente en cuenta los límites recomendados, probablemente se puedan esperar condiciones de funcionamiento satisfactorias. Sin embargo, pueden existir casos en los que sea necesario desviarse de estas recomendaciones, por ejemplo, debido a una construcción o geometría inusuales.

La norma ISO 1940-2 cubre principalmente la determinación de errores en el proceso de equilibrado de rotores rígidos, la evaluación de errores, las directrices para la contabilización de errores y la evaluación del desequilibrio permanente en cualesquiera dos planos de corrección.

Posteriormente, esta norma fue sustituida por la norma “ISO 21940-14 Vibración mecánica - Equilibrado del rotor - Parte 14: Procedimientos para evaluar errores de equilibrado”. Esta norma también especifica los requisitos para las siguientes situaciones:

Determinación de errores en el proceso de medición del desequilibrio de un rotor
Evaluación de errores identificados
Teniendo en cuenta los errores

Esta nueva norma especifica los criterios de aceptación del equilibrio tanto inmediatamente después del equilibrado como en términos de desequilibrio residual para la posterior comprobación de la calidad del equilibrio por parte del usuario. Esta norma enumera los principales errores típicos en un anexo informativo con métodos para su reducción.

Los errores de equilibrado de una máquina equilibradora se pueden clasificar de la siguiente manera:

Errores sistemáticos en los que la magnitud y el ángulo pueden evaluarse mediante cálculo o medición.
Errores de variable aleatoria en los que la magnitud y el ángulo varían de manera impredecible a lo largo de una serie de mediciones realizadas en las mismas condiciones
Errores escalares, donde se puede evaluar o estimar la magnitud máxima, pero el ángulo es incierto

Dependiendo del proceso de fabricación utilizado, un mismo defecto puede clasificarse en una o más categorías. En la norma se enumeran ejemplos de fuentes de error que pueden producirse. Algunos de estos errores se analizan con más detalle en el apéndice de la norma (Apéndice A).

Algunos ejemplos de fuentes de error sistemático de la máquina equilibradora incluyen:

Desequilibrio interno en el eje de transmisión
Desequilibrio interno en el mandril
Desalineación radial y axial del elemento de accionamiento con respecto al eje del rotor
Desalineación radial y axial en el ajuste entre el componente a equilibrar o en el mandril de la equilibradora
Falta de concentricidad entre los ejes y las superficies de apoyo utilizadas para el equilibrio
Descentramiento radial y axial de los cojinetes de elementos rodantes utilizados para soportar el rotor y no para los cojinetes de servicio
Descentramiento radial y axial de las carcasas rodantes (y pistas) de los cojinetes de servicio de elementos rodantes instalados después del equilibrado
Desequilibrio causado por chaveteros y chaveteros
Magnetismo residual en el rotor o mandril
Errores de reensamblaje
Errores en equipos de equilibrio e instrumentación
Diferencias entre los diámetros del eje de servicio y del mandril de equilibrado
Defectos de la junta universal
Flexión temporal del rotor durante el equilibrado
Flexión permanente del rotor después del equilibrado

Ejemplos de fuentes de error de variable aleatoria de la máquina equilibradora son:

Piezas sueltas
Líquidos o sólidos atrapados
Deterioro por efectos térmicos
Efectos del viento
Utilización de un acoplamiento suelto como elemento de accionamiento
Flexión temporal del rotor horizontal causada por efectos gravitacionales cuando el rotor está estacionario

Algunos ejemplos de fuentes de error escalar de una máquina equilibradora incluyen:

Cambios en la brecha en las interfaces que se eliminarán después del proceso de balanceo
Juego excesivo en las juntas universales
Juego excesivo en el mandril o eje
Tolerancias de diseño y fabricación
Si los diámetros de los rodillos de soporte de la equilibradora y el diámetro del eje del rotor son iguales, casi iguales o tienen una relación entera, su desalineación

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