UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL Facultad de Ciencias de la Ingeniería e Industrias Máquinas de reconstrucción Que es y cómo se hace los balances estáticos y dinámicos a los elementos móviles Nombre José Avila Carrera Ingeniería Automotriz Desarrollo del tema:
Fecha 18 de septiembre de 2017 Curso 7-A
BALANCEO ESTÁTICO
El balanceo estático mide que, el centro de giro coincida con el centro de gravedad. De esta manera, si ponemos el cigüeñal sobre dos puntas, con libertad para girar libremente, veremos que, si está equilibrado estáticamente, podremos dejarlo en cualquier posición angular, que se quedara quieto. Ok, esto el cigüeñal lo lograra con cualquier tamaño de contrapesos, basta que sean iguales entre ellos y estén uniformemente distribuidos en los 360°. Ese "iguales" es lo que mide la rectificadora cuando balancea el cigüeñal solo (con el volante). Ahora bien, cuando el fabricante diseña el cigüeñal, no pone cualquier valor a los contrapesos, sino que tiene en cuenta que cada muñón de biela tendrá solidario una biela con su pistón. Entonces, una vez montado, pasa a ser solidario, y cuando el cigüeñal gira con todo montado, los contrapesos tienen un valor de masa tal, que, multiplicado por la distancia al centro, es igual a la de los pistones más sus bielas. Entonces, si cambiamos los pistones por otros más livianos, por ejemplo, estáticamente el cigüeñal seguirá estando equilibrado, pero al girar con los pistones más livianos, le sobrará contrapeso
BALANCEO DINÁMICO Este es el caso más frecuente y general de desbalanceo y provoca que el eje principal de inercia de una pieza desbalanceada no sea paralelo al eje de rotación y no pase por el centro de gravedad de la pieza. En este caso solo se puede balancear colocando dos contrapesos en dos planos perpendiculares al eje de rotación y con posiciones angulares distintas. El balanceo dinámico es obligatorio en ejes cuya dimensión longitudinal es mucho mayor que su diámetro como en nuestro caso.
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Para balancear dinámicamente un eje la sumatoria de momentos producida por la fuerza centrífuga debe ser igual a cero y su resolución es analítica.
BALANCEO DEL MOTOR Balanceo de cigüeñales El equilibrado se consigue por medio de contrapesos aplicados a las manivelas para obtener, cuando sea necesario, el equilibrado estático y el dinámico del cigüeñal en todo su conjunto. Sirve además para reducir el efecto de algunas de las fuerzas debidas a las masas en movimiento. Los objetivos del equilibrado son esencialmente dos:
Reducir las vibraciones del motor causadas por las fuerzas y momentos generados por la presión de los gases en los cilindros y por las piezas en movimiento alternativo y giratorio (pistones, bielas, y cigüeñal). Reducir las cargas sobre los cojinetes de bancada. El cigüeñal puede ser balanceado de dos formas: Balanceo estático: Puede equilibrar la pieza solamente con respecto al eje de rotación, pero no puede evitar las acciones de las fuerzas que tienden a hacer girar el eje longitudinal de la pieza. El balanceo estático se ejecuta sobre cuchillas o sobre rodillos. Las cuchillas y rodillos deben ser templados, y antes del balanceo debe controlarse su horizontalidad.
Balanceo dinámico: restringe ambos tipos de desequilibrio, se emplea en las piezas que trabajan a grandes velocidades, con considerable relación del largo respecto al diámetro. El balanceo dinámico se ejecuta en máquinas especiales.
No se puede asegurar que un cigüeñal balanceado estáticamente marchará con suavidad en el motor. El balanceo estático significa solamente que el peso es distribuido en forma pareja alrededor de su centro de rotación. El peso es a menudo localizado sobre un lado del centro en el extremo y sobre el otro lado del centro en el extremo opuesto.
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Cuando el cigüeñal gira se produce oscilación porque dinámicamente esta desequilibrado. Para eliminar la oscilación, los cigüeñales requieren ser balanceados en dos planos. Esto significa que el balanceo requiere detección y corrección en ambos extremos del cigüeñal. Lógicamente la corrección en un extremo del cigüeñal afecta el balance en el otro extremo. Para detectar condiciones de desequilibrio, el balanceador hace girar el cigüeñal a una velocidad adecuada para generar fuerzas medibles. BALANCEO ESTÁTICO Y DINÁMICO DEL CIGÜEÑAL Al equilibrar estáticamente un cigüeñal se pretende que el peso total del mismo quede distribuido uniformemente alrededor del eje. Como se puede ver en la figura la parte izquierda se encuentra desequilibrada estáticamente debido a que el peso está concentrado hacia la parte superior de la misma, por otro lado, en la parte derecha se encuentran dos contrapesos que hacen que los pesos a cada lado del eje (en rojo) sean iguales y se presente el equilibrio estático. Cuando el cigüeñal se encuentra en movimiento se generan fuerzas centrífugas, las cuales deben tener una sumatoria igual a cero con respecto al eje de rotación, esto se conoce como el equilibrio dinámico del cigüeñal. El equilibrio se consigue por medio de contrapesos aplicados a las manivelas, este equilibrio sirve además para reducir el efecto de algunas fuerzas debidas a las masas en movimiento alternativo. Los objetivos de equilibrar un cigüeñal son los siguientes:
Reducir las vibraciones del motor causadas por las fuerzas y momentos generados por la presión de los gases en los cilindros y por las piezas en movimiento alternativo y giratorio, como son pistones, bielas y el mismo cigüeñal. Reducir las cargas sobre los casquetes o cojinetes de bancada.
Los contrapesos además de equilibrar el cigüeñal se utilizan como elementos de lubricación por salpique, es decir, que cuando el sistema de carter es normal, como depósito de aceite en la parte inferior del motor, las masas entran al aceite y en su paso salpican las paredes de los cilindros y éstos por medio de los anillos las lubrican uniformemente. También se aclara que el paso de las masas de contrapeso por dentro del aceite es una de las causas de mayor pérdida de potencia en un motor, por esta razón es que cuando se desea una mayor velocidad de volteo en el cigüeñal se rebajan las mismas, con ciertos límites y proporciones. Bibliografía: https://cbtis50arias.files.wordpress.com/2011/01/cuestionario-1-rectificadora.pdf Machine, T. (s.f.). Obtenido de http://www.thlmachine.com/es/index.htm
Links: http://www.fornisport.com.ar/notastecnicas/Caracteristicas%20de%20los%20motores%20(%20macmillan%20).pdf
