Diseño de piezas rotativas

Importancia del Equilibrio

• Un elemento rotativo está equilibrado si su masa está regularmente distribuida alrededor del eje de rotación, lo que permite girar sin vibración.
• Un desequilibrio se produce cuando hay un exceso de masa a un lado del rotor, generando fuerzas centrífugas que empujan al rotor en la dirección más pesada.

Consecuencias del Desequilibrio

• Desgaste excesivo en cojinetes, casquillos, ejes y engranajes.
• Fatiga en soportes y estructura.
• Disminución de eficiencia.
• Transmisión de vibraciones al operador y otras máquinas.

Objetivos del Equilibrado

• Incrementar la vida de cojinetes.
• Minimizar las vibraciones y ruidos.
• Minimizar las tensiones mecánicas.
• Minimizar las pérdidas de energía.
• Minimizar la fatiga del operador.

Causas del Desequilibrio

• Tolerancias de fabricación en piezas fundidas, forjadas e incluso mecanizadas.
• Heterogeneidades en materiales como poros, inclusiones, diferencias de densidad.
• Falta de simetría en diseño, como chaveteros, etc.
• Falta de simetría en uso, como deformaciones, distorsiones y cambios dimensionales debido a tensiones, fuerzas aerodinámicas o temperatura.

Tipos de Desequilibrio y Efectos

Desequilibrio Estático (Fuerza)

• Existe cuando el eje principal de inercia está desplazado paralelamente al eje de giro.
• Se corrige colocando una masa correctora en lugar opuesto al desplazamiento del C.G.

Desequilibrio de Par (Momento)

• Existe cuando el eje principal de inercia intersecta con el eje de giro en el C.G.
• Se corrige con al menos dos masas en planos distintos y giradas 180º entre sí.

Desequilibrio Cuasi-Estático

• Existe cuando el eje principal de inercia intersecta el eje de giro, pero en un punto distinto al centro de gravedad.
• Representa una combinación de desequilibrio estático y desequilibrio de par.

Desequilibrio Dinámico

• Existe cuando el eje principal de inercia no es ni paralelo al eje de giro ni lo corta en ningún punto.
• Necesita equilibrarse necesariamente en, al menos, dos planos perpendiculares al eje de giro.

Aprende sobre la importancia del equilibrio en el diseño de piezas rotativas, cómo se generan desequilibrios y cómo se pueden corregir. Descubre las consideraciones clave para asegurar un diseño equilibrado.