Los Beneficios de Equilibrar Armaduras Automáticamente

Bruce J. Mitchell, Jr.

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Acerca de Nosotros Con la sede cerca de Ann Arbor, Michigan (EEUU), Balance Technology Inc BTI es una empresa de equipo y servicios precisos de medición y de prueba que prospera y tiene una gran presencia doméstica e internacional. Desde 1968, BTI ha establecido el estándar en sistemas industriales de medición y de prueba precisas. Con más de 13.000 sistemas distribuidos globalmente, la dedicación de nuestro equipo a la satisfacción de nuestros clientes y a innovaciones técnicas ha construido nuestra reputación como líder de la industria y socio fiable.

La Sede de BTI. Nuestro equipo siempre se diseña y se fabrica en los EEUU.

BTI diseña y fabrica una línea completa de equipo de medición y de prueba de precisión industrial, incluyendo equipo de equilibrio estático y dinámico, calibres dimensionales, equipo de centrado de masa, sistemas de detección de grietas por corriente de Foucault, equipo de medición del acabado de superficies, equipo de NVH (Ruido, Vibración, y Dureza), bancos de pruebas funcionales, giradores, equipo de prueba de motores, y sistemas de medición de frecuencias de resonancia. También diseñamos y fabricamos sistemas de pruebas especiales, incluyendo torsión para girar, retraso, juego axial, y equipo de pruebas destructoras. Además, la capacidad única que tiene BTI de combinar las tecnologías susodichas en un solo sistema totalmente integrado les permite a nuestros clientes reducir inversión de capital, mejorar la calidad de productos, y minimizar requisitos de espacio. Permita que nuestro equipo de más de 50 ingenieros diseñe una solución única para sus requisitos específicos. Además, nuestro equipo de servicio de medición y pruebas (M & T Services) le puede ayudar con todo desde pruebas de prototipos, trabajo de investigación y desarrollo (R&D), y certificación de maestra hasta corriendo producción a niveles pequeños y medianos. Nuestro departamento de servicio está disponible las 24 horas, 365 días del año. También ofrecemos diagnósticos remotos para actualizaciones de software a “tiempo real” EQUIPO Y SERVICIOS PRECISOS DE MEDICIÓN Y DE PRUEBA

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Lo que hacemos… Diseñamos equipo único para todos sus requisitos de Medición y de Pruebas Precisas

Máquinas de equilibrio

Calibres Dimensionales

Medición del acabado superficial

NVH (Ruido, Vibración, y Dureza) y Sistemas Especializados

Detección de Grietas

Equipo Combinado

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LOS BENEFICIOS DE EQUILIBRAR ARMADURAS AUTOMÁTICAMENTE Bruce J. Mitchell, Jr.

LOS FUNDAMENTOS DEL EQUILIBRIO Virtualmente todos los componentes giratorios disfrutan de mejoras significativas en calidad

si se equilibran. Equilibrar es el proceso de minimizar vibración, ruido y desgaste a cuerpos giratorios. Esto se logra al reducir las fuerzas centrífugas a través de alinear el eje de inercia principal al eje geométrico por medio de agregar o remover material. En el mercado global hoy en día los consumidores buscan los mejores productos disponibles por su dinero. Ellos demandan productos de desempeño máximo, de tamaño mínimo, y de coste bajo. Adicionalmente, todo debe ser más pequeño, más eficiente, más poderoso, más ligero, de corrida suave y de mayor duración. Mientras la demanda del consumidor continúa incrementando, los componentes equilibrados se harán aún más esenciales en proveer la calidad más alta a precios más competitivos. ELIGIENDO EL EQUILIBRADOR Y EL PROCESO MÁS ADECUADOS PARA SUS REQUISITOS Hoy en día, hay tantas opciones para equilibrar armaduras. Hay equilibradores de armaduras manuales, semiautomáticos, y completamente automáticos. Hay que elegir si quiere añadir o remover material de la parte. Si quiere añadir material, ¿quiere usar epoxi de dos partes? ¿O de una parte curado por calor? ¿O curado por luz ultravioleta? ¿O a lo mejor inserción de peso? Si quiere remover material, ¿va a fresar en ambos planos o están tan cercas los planos que tiene que fresar en un plano de la armadura y en otro del ventilador? ¿Quiere usar una cortadora en forma de contorno o en forma de “V”? ¿Si elige la de “V”, quiere una sola o un grupo de “V”? En cuanto a producción, ¿cuántas partes necesita por hora? ¿150, 360, o 600? La información siguiente le dará la confianza necesaria para tomar una de muchas decisiones asociadas con armaduras y equipo de equilibrio. Se discute algunas desventajas asociadas con equilibrio manual tal y como las ventajas asociadas con equilibrio automático.

AUTOMÁTICO VS. MANUAL Equilibrio automático de armaduras es la manera más eficiente de reducir coste y de producir partes de mayor calidad en menos tiempo y para menos dinero. Hay muchas razones para automatizar su proceso de equilibrio, incluyendo: más producción, menor requisito de espacio, reducción de mano de obra calificada, mejor control de calidad, un producto final de mayor calidad, la eliminación de turnos múltiples, y la capacidad de gestionar más negocios con capacidad incrementada.

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Page 5 of 7 Adicionalmente, equilibrio automático puede incrementar la comerciabilidad de sus productos con la capacidad de exhibir su equipo más avanzado para sus productos más avanzados. Por lo tanto, equilibrio automático de armaduras le puede dar a su empresa una ventaja competitiva incrementando la producción y bajando costes y a la vez produciendo productos de mayor calidad. Mientras se estrechan las tolerancias de equilibrio, equilibrando manualmente se hará aún más difícil y menos práctico. Aunque una máquina manual tiene la capacidad de medir desequilibrio como una automática, un operador no puede equilibrar tan rápido ni con tanta precisión como puede una máquina automática. DESVENTAJAS ASOCIADAS CON LA INTERPRETACIÓN DEL OPERADOR Como la mayoría de fabricantes de armaduras de bajas potencias corrigen desequilibrio fresando, enfocamos en la eliminación de metal y los dos errores más comunes asociados con equilibrio manual. Aunque ya no se disponen de muchos equilibradores analógicos, todavía hay fabricantes que usan máquinas analógicas manuales y viejas. Aparte de deriva analógica, la desventaja principal asociada con equipo analógico y equilibrio manual es la incapacidad del operador de leer/interpretar correctamente ambos el medidor analógico para cantidad y la luz estroboscópica para ángulo. La interpretación del operador combinada con su “ojo” para controlar profundidad y ángulo hace que equilibrio manual sea impreciso. Ordenadores de equilibrio nuevos pueden mostrar la cantidad y el ángulo de desequilibrio digitalmente, así eliminando errores de leyenda del operador. El desequilibrio se puede expresar como la masa para añadir o quitar a varios radios y planos y se pueden expresar en combinaciones de unidades cualquieras para especificar el desequilibrio, i.e. onza-pulgadas (oz-in), gramospulgadas (g-in), gramos-milímetros (g-mm), gramos centímetros (g-cm), y kilogramos-metros (kg-m). Aunque los ordenadores hoy en día se pueden personalizar fácilmente para mostrar la información preferida, el operador todavía tiene que interpretar y realizar la corrección de equilibrio con precisión. Por consiguiente, el error humano todavía existe en la corrección; todavía tiene que remover la cantidad precisa de desequilibrio al ángulo especificado. DESALINEACIÓN DEL ÁNGULO ¿Cómo pasa? Para esta parte de la discusión, asumimos que un operador puede remover la cantidad de desequilibrio exacta de una armadura pero falla en ángulo por unos pocos 12 grados (sólo dos minutos en el reloj). Asombrosamente, este error aparentemente insignificante creará un error de amplitud de más de 20%. Considere el ejemplo siguiente:

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Page 6 of 7 Una armadura con laminaciones de diámetro de 2 in, una tolerancia de equilibrio de 0.0015 oz-in, y un desequilibrio inicial de 0.020 oz-in (una proporción de corrección de 13:1). Como se discutió antes, el operador removió la cantidad de material exacta, pero falló en ángulo por 12 grados. Como resultado, la corrección reduce la cantidad de desequilibrio por 0.0158 oz-in. Hay un desequilibrio residual de 0.0042 oz-in, entonces permanece fuera de tolerancia la parte.

Para errores pequeños en ángulo, el porcentaje de error se puede calcular multiplicando el seno del ángulo de error (x) en grados por 100. Porcentaje de Error = (Sin(X))(100) Es decir que, la armadura todavía estará fuera de la tolerancia de 0.0015 oz-in por 0.0027 oz-in. Este error aparentemente pequeño cometido por el operador requerirá eliminación adicional de material y entonces un segundo y posiblemente un tercer paso de corrección que no sería necesario de otra manera. Aparte del tiempo que pasa haciendo pasos adicionales, también pasará aún más tiempo remidiendo la armadura para verificar que es una buena parte. La mayoría de equilibradores automáticos tienen la capacidad de localizar el ángulo de desequilibrio aproximadamente hasta un tercio de un grado. Este nivel de precisión es más de 30 veces más preciso que el ejemplo práctico demostrado antes. La resolución susodicha se puede lograr usando uno de muchos aparatos de orientación, como un servomotor, codificadores, o motores paso a paso. Con 1024 pulsos por revolución (típico), y aproximadamente un error de un tercio de un grado (ignorando resbalamiento de correa, posibles errores de traslado, etc.), un equilibrador de armaduras automático produce sólo un error de amplitud de 0.5% comparado al más de 20% cometido por el operador y su máquina manual. ERRORES DE CANTIDAD TOMAN TIEMPO Y PERJUDICAN AL RENDIMIENTO DEL MOTOR Errores de cantidad son otra desventaja asociada con equilibrio manual. El operador tiene que leer la pantalla y determinar la cantidad de material que hay que remover. Típicamente, con experiencia un operador veterano puede remover la cantidad de desequilibrio aproximada por “ojo”, pero todavía sólo es a ojo. Es fácil ver que el gran problema asociado con la técnica del “ojo” es el requisito de tener un operador que “sepa” cuánto material hay que remover controlando la profundidad del corte.

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Page 7 of 7 Aún con un operador con experiencia, no es inusual ver armaduras con correcciones demasiadas grandes, donde removió demasiado material y el desequilibrio mueve 180 grados fuera de su fase original. Recuerde, cada corrección innecesaria toma tiempo precioso y puede perjudicar el rendimiento del motor. Estudios enseñan que operadores equilibrando manualmente típicamente remueven más material de lo necesario debido a desalineación de fase y errores de profundidad. Por consiguiente, rendimiento del motor se transige y las características electromagnéticas del motor sufren. Estos cambios en campo magnético, debido al exceso de eliminación de material, pueden inducir fuerzas que estimulan desequilibrio en un conjunto final. Algunos equilibradores de armaduras automáticos superan errores de cantidad utilizando sensores parte de contacto efectivos y sistemas de retroalimentación adaptiva. El resultado es una máquina automática con la capacidad de exceder por mucho el rendimiento de una máquina manual y un operador. Otra ventaja de equilibrio automático es la capacidad del ordenador de percibir con rapidez y ajustar para cosas como desgaste de herramientas y tendencias de producción que conlleva el proceso de manufactura de armaduras. Sin exceder los parámetros de su parte, una máquina de armaduras automática puede producir partes de mayor calidad en menos tiempo y con menos artículos con tara. VENTAJA - AUTOMÁTICO Como se discutió, hay muchos tipos de errores e inexactitudes del operador típicamente asociados con equilibrio manual. Todos estos errores cuestan tiempo y dinero, y posiblemente reducen el rendimiento en general del motor. Mientras incrementa producción y continúa estrechando las tolerancias de equilibrio, equilibrio manual se hará aún más difícil y poco práctico. Equilibrio de armaduras automático se hará una necesidad para la producción constante de armaduras de alta calidad. Equilibrio de armaduras automático es una buena inversión en el futuro de su empresa.

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