INTRODUCCIÓN

¿QUÉ ES EL DESEQUILIBRIO?

EQUILIBRIO ESTÁTICO

Para reducir un desequilibrio estático, se pone un peso en el punto apropiado, se elimina o se mueve.

DESEQUILIBRIO DINÁMICO

Eje de equilibrio

Eje de equilibrio

Eje de giro

Eje de giroEje de equilibrio

Eje de giro

Con peso

Peso eliminado

Eje de equilibrio

Eje de giro

El desequilibrio estático se produce cuando el eje de rotación no pasa a través del eje de gravedad del cuerpo de rotación. El eje de rotación es paralelo con el eje centroidal de rotación, y por lo tanto se producen vibra-ciones mecánicas circulares perpendiculares al eje de rotación. Este desequilibrio también se puede medir con el rotor parado.

El punto de desequilibrio se produce cuando los cuerpos en rotación no son simétricos. Esto produce vibra-ciones y aumenta el desgaste o daña a todos los componentes. El peso de cada componente es crucial para la obtención de la calidad de equilibrado y con qué velocidad gira para poderlo fabricar. Las velocidades de giro tienen gran influencia en las fuerzas centrífugas y centrípetas. Las fuerzas centrífugas aumentan de forma exponencial, por lo que la doble velocidad de giro resulta cuatro veces la fuerza centrífuga. En la práctica, se distinguen entre desequilibrio estático y desequilibrio dinámico.

La amplia experiencia de REGO-FIX AG en el desarrollo y fabricación de sistemas de sujeción de la herra-mienta nos da un gran conocimiento sobre el tema del equilibrio. En nuestra producción siempre se utilizan los equipos de mecanizado más novedosos y métodos de control de última generación. Para todos los fabricantes existen limitaciones físicas.  Se debe tener en cuenta si un procedimiento puede ser productivo y viable. Los pesos y la interacción de los componentes determinan qué posibilidades de equilibrio pueden realizarse. Por ello,queremos ver individualmente y en su conjunto, como se estipula en la norma DIN 69888.

El desequilibrio dinámico se produce sólo durante el funcionamiento. Se manifiesta en un momento de desequilibrado en el eje de rotación y se produce oscilaciones orbitales en sus extremos de 180 grados. El punto de equilibrio del cuerpo giratorio está en la posición de reposo, mientras que el eje, a causa de los movimientos circulares, se tambalea.

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Para reducir el desequilibrio dinámico, se eliminan o se mueven pesos en dos niveles.

INFLUENCIAS EN EL DESEQUILIBRIO

HUSILLO

SUJECIONES

PINZAS

TUERCAS

ACCESORIOS PARA EL SISTEMA DE SUJECIÓN

Eje de equilibrio

Eje de equilibrio Eje de giroEje de giro

Peso eliminado

Con pesoPeso eliminado

Con peso

Siempre debe ser considerado el sistema en su conjunto y de cualquier influencia exterior,desde el husillo de la máquina hasta el refrigerante seco o la suciedad. El peso de los componentes individuales y las veloci-dades son también factores importantes.

Los rotores del husillo se montan en la caja del husillo y suelen tener un peso de más de 15 kg. Por ello, se equilibra mucho más preciso que los pequeños cuerpos de rotación, por ej. un cono para herramientas de sólo 200 g.

Los portapinzas son los principales componentes en la interfaz entre el husillo y la herramienta. Estos son pre-equilibrados por el fabricante desde fábrica.

Estas suelen ser piezas rotacionalmente simétricas y no tienen que ser equilibra-das. Errores de instalación (por ejemplo, sujeción no correcta) o la suciedad pueden causar un desequilibrio.

Estas son equilibradas por cada fabricante. La suciedad o daños (en las tuercas de sujeción) puede causar un desequilibrio.

Accesorios, tales como tuberías de refrigerante, tornillos, pernos de apriete, discos de sellado y los de refrigeración pueden causar un desequilibrio adicional.

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HERRAMIENTA

ERROR DE CAMBIO

CALIDAD DE EQUILIBRIO

OBSERVACIONES DE LAS NORMAS RELEVANTESDIN ISO 1940

DIN 69888:2008-09

IMPORTANCIA DE LA CALIDAD DE EQUILIBRIO

Esta norma específica los requisitos de las calidades de equilibrio de los rotores en estado rígido.Por ello, esto no es aplicable en sistemas completos por las siguientes razones. A diferencia de otros rotores rígidos (por ejemplo, motores eléctricos) tienen las máquinas con husillos “cabezales”, pinzas y herramientas otras carac-terísticas:

Los requisitos para esta norma:

Con el valor de calidad de equilibrio G, el peso del rotor (M), la velocidad (n) y el factor de conversión (9549), se calcula el desequilibrio residual admisible Uzul en gmm. Esta fórmula indica la cantidad de masa distribuida asimétricamente en la dirección radial desde el eje de rotación todavía admisible. Con el valor calculado puede ser calculada la distancia de esta masa hasta el eje gravedad.

El error de cambio puede darse en conos HSK 2-4 μm y en conos ISO/BT de hasta 5 μm. Las suciedades en el cono o sobre la superficie plana entre el porta-herramientas y el husillo también puede conducir a un desequilibrio. Por lo tanto, es muy importante limpiar bien las piezas.

La herramienta puede ya tener un desequilibrio inicial (por ejemplo, de un diente, mangos de sujeción Weldon, etc).

Las velocidades de giro durante el mecanizado se han incrementado en los últimos años, debido a los mate-riales de corte y las herramientas más avanzadas. Esto da lugar a nuevos requisitos para el equilibrio de todo el sistema (husillo de la máquina, portabrocas y herramientas).

a) Por ejemplo, por los cambios frecuentes que se hacen de herramientas en un centro de mecanizado con el husillo y herramienta de sujeción, existen altas variaciones de tiempo.

b) Cambio repetitivos de herramientas en el husillo produce un cambio en el sistema general, a causa de los conductores radiales y angulares, una inexactitud de sujeción a un cambio de equilibrado.

c) Los husillos, conos de sujeción y herramientas tienen tolerancias de ajuste, que establecen límites para el equilibrio.

a) En la zona de velocidades en funcionamiento; los sistemas se consideran rígidos.

b) Se define la carga admisible de los límites de la tensión en las vibraciones mecánicas.

c) Para no desequilibrar en la producción se realiza con los procedimientos especificados,en cumplimiento de la norma (soporte de la carga y por lo tanto la velocidad).

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Determina  los requisitos de equilibrado para el sistema de herramientas con HSK 25 a HSK 100, pero también pueden utilizarse para ABS, Capto, KM, SK y mangos cilíndricos. Pero en este caso hay que tener en cuenta los requisitos específicos de diseño.

En el sistema la periferia es de 1,2 g a 10‘000 min y 0,3 g en 42‘000 min la masa de desequilibrio admisible en su diámetro máximo (en este caso el husillo - cabezal).

FORMULAS

Uzul = G × M× 9549 n

Uzul Desequilibrio residual del rotor admisible (gmm)G Calidad de equilibradoM Peso del rotor (kg)n Velocidad de funcionamiento del rotor9549 Factor de conversión

ezul = Uzul M

ezul Excentricidad permisible (μm)Uzul Desequilibrio admisible residual del rotor (gmm) M Peso del rotor (kg)

u = Uzul R

u Desequilibrio de masas en el mayor radio exterior Uzul Desequilibrio residual admisible del rotor (gmm)R Radio, en el que se realiza el equilibrio

COMPARATIVA

TOTAL DEL SISTEMA

Husillo rotor para HSK-A 63

15.000 kg

Porta-

herramientasHSK-A63

ER32X080-H 1.035 kg

Pinza

ER 32-UP 6.00 – 5.00 0.150 kg

Disco de estanquidad DS / ER 32 6.00 -5.50 0.015 kg

Tuerca

Hi-Q ERC 32 0.168 kg

Fresas conrefrigeración

interna ø 6 mm

0.030kg

Peso sistema total: 16.398 kg Radio (R) 31.5 mm Giros: 10’000 min-1 42’000 min-1 Calidad equilibrado (G): 5.2 5.2Desequilibrio residual adminisible (Uzul): mmg 123.9 mmg 641.93 Excentricidad admisible (ezul): mµ 865.0 mµ 783.2

Uzul10000 = 2.5 16.398 9549 = 39.146 gmm 10‘000

Uzul42000 = 2.5 16.398 9549 = 9.321 gmm 42‘000

ezul10000 = 39.146 = 2.387 µm 16.398

ezul42000 = 9.321 = 0.568 µm 16.398

u10000 = 39.146 = 1.2 g 31.5

u42000 = 9.321 = 0.3 g 31.5

-1 -1

La comparación entre el conjunto del sistema y un cono de sujeción para herramientas solo debe mostrar, que el equilibrio del componente individual tiene un efecto muy pequeño sobre el conjunto total.

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· · · ·

Peso: 1.035 kg Radio (R) 31.5 mm Giros: 10’000 min-1 42’000 min-1 Equilibrado (G): 5.2 5.2

mmg 885.0 mmg 174.2 mµ 885.0 mµ 174.2

Uzul10000 = 2.5 1.035 9549 = 2.471 gmm 10‘000

Uzul42000 = 2.5 1.035 9549 = 0.588 gmm 42‘000

ezul10000 = 2.471 = 2.387 µm 1.035

ezul42000 = 0.588 = 0.568 µm 1.035

u10000 = 2.471 = 0.078 g

31.5

u42000 = 0.588 = 0.019 g 31.5

EQUILIBRADO EN REGO-FIX

EQUILIBRADO FINO CON ANILLOS DE EQUILIBRADO HI-Q ®

*

El cálculo siguiente se utiliza para demostrar que poca masa es aceptable de un portaherramientas HSK-A x 63/080 ER32 en comparación con el sistema en general:

Desequilibrio residual adminisible (Uzul):Excentricidad admisible (ezul):

Si comparamos ahora las masas de desequilibrio admisibles, es evidente que en todo este sistema puede ser 15 veces más grande que el soporte de la herramienta. Se puede observar que en ambos casos el desequilibrio es mínimo (inferior a 0,1g) y con el estado técnico actual es mas económico o se considera no necesario el sistema integro. En el próximo capítulo "EQUILIBRAR CON REGO-FIX AG", incluyendo el "BALANCE CON anillos de equilibrado HI-Q " se describe, con el que todo el sistema de soporte de la herramienta (tenedor, pinzas, nueces, herramientas y accesorios) puede ser equilibrado en su conjunto. Sin embargo, un error de desequilibrio al cambiar el husillo de la máquina tanto, no se puede excluir.

Todos los conos de sujeción y las tuercas de la producción de REGO-FIX se equilibran en fábrica con el diseño. Además, los portaherramientas son finalmente equilibrados y identificados al 100%. Los datos del equilibrado se refieren sólo al cono de sujeción. La mayoría de las portaherramientas REGO-FIX están diseñados para los anillos de equilibrado REGO-FIX HI-Q .

Los anillos de equilibrado REGO-FIX HI-Q (patentado) se montan en las ranuras previstas en el cono, con lo que todo el sistema de sujeción (cono, pinzas, tuerca, herramienta, etc) puede ser equilibrado de forma fina. Los anillos de equilibrado no son para equilibrar aún más finamente el cono, sino el conjunto.

El tope evita que el tornillo de fijación sea expulsado si se ha perdido el tornillo de fijación (ej. Por vibra-ciones), que puede conducir causar lesiones graves y daños a la máquina, debido a altas velocidades y las fuerzas centrífugas resultantes.

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Tope del tornillo de bloqueo *

Tornillo de bloqueo

Cuerda de anillo elastómera

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Detalles de los valores en el portaherramientas

CONO - PORTA HERRAMIENTA

PORTA – HERRAMIENTA CAPTO

PORTA – HERRAMIENTA HSK

Nivel 2 (material de la máquina) (patente pendiente) Nivel 1 (material de la herramienta)

Por defecto, sirven los siguientes valores:

• HSK 25 equilibrado hasta 90'000 min-1 • HSK 32 equilibrado hasta 60'000 min-1 • HSK 40 equilibrado hasta 45'000 min-1 • HSK 50 equilibrado hasta 36'000 min-1 • HSK 63 G2.5 @ 25'000 min-1 * • HSK 80 G2.5 @ 25'000 min-1 * • HSK 100 G2.5 @ 25'000 min-1 * • HSK 125 G2.5 @ 12'000 min-1 *

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Los valores declarados de REGO-FIX de equilibrio (envases, catálogos, folletos, etc) son los datos reales que se han medido, que son valores que actualmente aún se pueden producir y necesarios para los centros de mecanizado (véase arriba).

Estos conos de sujeción de herramienta se han fabricado de forma estándar en un nivel de producción (estático) equilibrado a G2.5 @ 22.000 min-1 *.

Estos conos de sujeción de herramienta se han fabricado de forma estándar en un nivel de producción (estático) equilibrado a G2.5 @ 25‘000 min-1*

Estos conos de sujeción de herramienta (patente pendiente.) se equilibran con un proceso especial en el que dos planos desplazados axialmente se retira el material.

Otras calidades de equilibrio están disponibles bajo petición y con coste adicional, lo cual no se puede garantizar que pueda ser medido en todas partes. Ver extracto del estándar DIN 69888 "Requisitos de equilibrado en la rotación de sistemas de herramientas".

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