Diseño y validación de un equilibrador de rotores de alta velocidad basado en el método de coeficientes de influencia...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería Mecánica
• Análisis de Vibraciones
• Rotodinámica

Sus antecedentes:

• El equilibrado del rotor es crucial para un funcionamiento suave y la longevidad.
• Las velocidades de rotación más altas amplifican las fuerzas centrífugas, mejorando la precisión del equilibrado.
• Los métodos de equilibrado existentes pueden carecer de precisión a altas velocidades.

Objetivo del estudio:

• Diseñar y validar un novedoso dispositivo de equilibrado de rotores.
• Implementar el método de coeficientes de influencia para la corrección de masa.
• Garantizar un equilibrado seguro y preciso a altas velocidades de rotación.

Principales métodos:

• Se diseñó un novedoso equilibrador que incorpora el método de coeficientes de influencia.
• Se implementó un sistema de control de doble velocidad (transmisión PWM y de engranajes).
• Se utilizaron células de carga y sensores ópticos de proximidad para la medición de fuerza y fase.
• Se realizó análisis modal y simulación de movimiento para la validación.

Principales resultados:

• El equilibrador está diseñado para una corrección de masa precisa utilizando el método de coeficientes de influencia.
• El análisis modal muestra una frecuencia natural más baja de 216 Hz.
• Se confirma la operación segura hasta 9500 RPM sin inducir vibraciones.
• Las simulaciones de movimiento validaron las ecuaciones rectoras y los efectos de desalineación del sensor.
• Se determinó una tolerancia de desalineación del sensor de hasta 0.25 mm.

Conclusiones:

• El novedoso diseño del equilibrador corrige con precisión el desequilibrio del rotor utilizando el método de coeficientes de influencia.
• El sistema se valida para una operación segura y precisa a altas velocidades (hasta 9500 RPM).
• El estudio confirma la precisión del modelo y cuantifica la tolerancia a la desalineación.