En qué consiste la alineación?
En que las llantas trabajen en forma paralela unas de otras y que rueden en el ángulo correcto.
Cada vehículo tiene sus propios ángulos. Estos ángulos dependen del peso sobre cada una de las llantas delanteras y traseras, diseño y resistencia de muelles, espirales o barras de torque y otros factores.
Un equipo computarizado determina con láser sus ángulos para que se corrija, ajustando varios puntos o aumentando cuñas o calzas para compensar los desgastes y daños ocasionados por caminos accidentados. Hay tres medidas y ajustes que se hace para una alineación completa:
- Retorna las ruedas automáticamente a la posición céntrica para que el auto vaya recto después de la curva.
- Hace de que el vehículo vaya más recto con mayor control.
- Ayuda a reducir el aumento de caída de la rueda en las curvas para ayudar a maximizar la tracción de la llanta.
Cuando el avance es muy negativo, el auto tiende a entrar en todos los baches y seguir todos los lugares bajos en el camino.
- Caída positiva: Mirando el auto del frente, las partes superiores de las llantas están más distantes que las partes inferiores. O sea, mirando de frente, las llantas forman una "V". Esta condición no es muy frecuente.
- Caída negativa: Mirando el auto del frente, las partes superiores de las llantas están más cercanas que las partes inferiores. Esta condición es muy común.
La convergencia normalmente es regulado en las ruedas delanteras, pero existen condiciones donde el vehículo sale de escuadra y las llantas traseras no quedan paralelas al chasis. Ciertos vehículos tienen ajustes de esta condición, mientras otros necesitan estirar el chasis con gatas hidráulicas para devolverle el escuadro.
Un vehículo está alineado cuando todos los componentes de la suspensión y la dirección (conjunto de llantas y volante) funcionan correctamente.
BALANCEO
El balanceo es la técnica de corregir o eliminar fuerzas o momentos generadores de perturbaciones vibratorias. Los esfuerzos sobre el bastidor de un mecanismo, o sobre los soportes pueden variar de manera significativa durante un ciclo completo de operación y provocar vibraciones que a veces pueden alcanzar amplitudes peligrosas. Incluso aunque no lo fueran, las vibraciones someten a los cojinetes a cargas repetidas que provocan el fallo por fatiga de las piezas. Se hace entonces preciso eliminar o reducir las fuerzas de inercia que producen estas vibraciones.
Cualquier eslabón o elemento que se encuentre en rotación pura puede, teóricamente, estar perfectamente equilibrado estática y dinámicamente para lo que hay que eliminar todas las fuerzas y momentos generadores de vibración. Para lograr un equilibrio completo se requiere establecer el equilibrio dinámico; sin embargo, en algunos casos, el estático puede ser un sustituto aceptable y generalmente es más fácil de alcanzar.
Las variaciones debido a las tolerancias de producción de las partes en rotación hacen que haya algún pequeño desequilibrio en cada una. Por lo tanto, en cada parte se deberá aplicar algún procedimiento de balanceo. La magnitud y localización de cualquier desequilibrio pueden ser determinadas con bastante exactitud, y compensadas al agregar o quitar material en las ubicaciones correctas. El balanceo se ha tornado preciso, rápido y fácil para el usuario y las ventajas de realizarlo superan ampliamente el esfuerzo y tiempo necesarios para reparar un rotor. Las turbinas son balanceadas durante el proceso de manufactura y deben ser balanceadas nuevamente después de cualquier montaje o desmontaje de partes rotativas, ya sea por causas de mantenimiento de rutina o por daños. Los resultados del balanceo deben ser comparables, sin importar a dónde se ha balanceado un módulo y quién lo ha balanceado. La calidad del balanceo depende de tres factores: la capacidad de la máquina balanceadora, la configuración del rotor, y el diseño de las herramientas.
DESEQUILIBRIO
La condición de desequilibrio estático se da cuando el eje principal de inercia del rotor se encuentra desplazado paralelamente al eje del árbol:
Un par desbalanceado se presenta cuando el eje principal de inercia del rotor y el eje del árbol intersecan en el centro de gravedad del rotor pero no son paralelos.
El caso más común de desequilibrio es el dinámico. Esto ocurre cuando el eje principal no es paralelo ni interseca en el centro de gravedad de la pieza al eje del árbol. Este tipo de desequilibrio es una combinación de los anteriores:
EQUILIBRADO ESTÁTICO
La configuración mostrada en la figura se compone de una combinación de un disco y un eje, que descansa sobre rieles rígidos, de manera que el eje (que se supone perfectamente recto) pueda rodar sin fricción. Se fija un sistema de referencia xyz en el disco que se mueve con él.
Para determinar si el disco está estáticamente equilibrado:
+ Se hace rodar al disco suavemente impulsándolo con la mano.
+ Se deja rodar libremente al sistema eje-disco hasta que vuelve al reposo.
+ Se marca el punto más bajo de la periferia del disco.
+ Se repite la operación siete u ocho veces (dependiendo del nivel de confianza buscado en los resultados).
+ Si las marcas quedan dispersas al azar en lugares diferentes alrededor de la periferia de manera equiprobable, el disco se encuentra equilibrado estáticamente.
+ Si las marcas tienden a coincidir, el disco se encuentra estáticamente desequilibrado, lo que significa que el eje del árbol y el centro de masa del disco no coinciden. Esta situación de desequilibrio se puede visualizar de la siguiente manera: existe una pequeña masa de desequilibrio (magnitud del desequilibrio) que se encuentra desalineada en relación el eje del árbol (posición angular). Esta masa, cuando se deja rodar libremente al sistema, ejercerá un momento sobre el disco que desaparece sólo si la línea de acción de su peso pasa por el eje del disco. Esto se da cuado dicha masa hipotética está en el punto más bajo de la periferia del disco (o a 180°, pero ésta es una situación de equilibrio inestable, por lo que es muy poco probable que ocurra). La posición de las marcas respecto al sistema xy indica la ubicación angular del desequilibrio pero no su magnitud.
Si se descubre que existe desequilibrio estático, se puede corregir eliminando material mediante una perforación en las marcas señaladas, o bien agregando masa a la periferia a 180º de la marca. Equilibrado Estático (disco fino, en un plano).
Como no se conoce la magnitud del desequilibrio, estas correcciones se deberían hacer por tanteos. Pero si se introduce una masa de ensayo m, se puede determinar la corrección a introducir en el sistema:
+ Sea A la marca realizada en los ensayos anteriores y A' el punto situado a 180º, AA' es la vertical que pasa por la marca realizada en dichos ensayos.
+ Colocando una masa m en la periferia del disco (de radio r) según una dirección perpendicular a AA', el rotor gira un ángulo, fácil de determinar experimentalmente.
Este ángulo está relacionado con el balance de momentos debido a la masa del desequilibrio y a la masa de ensayo, es decir, está relacionado con la magnitud del desequilibrio.
+ Para equilibrar el sistema habrá que colocar en A' una masa m* = m / tan?
Si se montan un disco y un eje desequilibrados sobre cojinetes, y se hacen girar, aparecerá una fuerza centrífuga de inercia mrG?2 como se ve en la figura.
Esta fuerza actúa sobre el eje y aparecen reacciones giratorias en los cojinetes. Se establece la siguiente notación:
+ m: masa total del sistema.
+ mu: masa no equilibrada.
+ k: rigidez del eje (magnitud de la fuerza necesaria para flexionar al eje una distancia unitaria cuando se aplica en O)
+ c: coeficiente de amortiguamiento viscoso.
Si se selecciona cualquier coordenada x normal al eje, se puede escribir la ecuación de movimiento y hallar el movimiento del punto O y el ángulo de fase:
Si se designa a la excentricidad e = rG , se obtiene la relación de amplitudes de la vibración del conjunto de disco y eje girando:
Volviendo a la figura, si se designa O como el centro del eje en el disco y G como el centro de masa del disco, y no se considera amortiguamiento, se puede llegar a conclusiones interesantes al representar gráficamente esta ecuación.
En la figura también aparece la posición relativa de tres puntos, O, G y el eje de rotación en la intersección de las líneas de centro de los cojinetes, para distintas frecuencias de giro. Se ve que la amplitud del movimiento nunca vuelve a ser cero al aumentar la velocidad del eje, sino que alcanza un valor final de -rG. En este caso el disco se encuentra girando en torno a su propio centro de gravedad que entonces coincide con la línea central de los cojinetes.
Los sistemas rotativos estáticamente desequilibrados generan vibraciones indeseables y reacciones giratorias en los cojinetes. Para resolver este problema, se puede reducir la excentricidad rG utilizando equipos de equilibrado estático aunque será imposible reducirla a cero.
MÁQUINAS DE BALANCEO
MAQUINAS DE EQUILIBRADO ESTATICO
La máquina para balancear debe indicar, en primer lugar, si una pieza está equilibrada. En caso de no estarlo, la máquina debe medir el desequilibrio, indicando su magnitud y ubicación.
Las máquinas para balanceo estático se utilizan sólo para piezas cuyas dimensiones axiales son pequeñas (disco delgado), como por ejemplo: engranes, poleas, ruedas, levas, ventiladores, volantes e impulsores. Reciben también el nombre de máquinas de balanceo en un solo plano. Si se deben montar varias ruedas sobre un eje que va a girar, las piezas deberán equilibrarse estáticamente de forma individual antes de montarlas.
El equilibrado estático es en esencia un proceso de pesado en el que se aplica a la pieza una fuerza de gravedad o una fuerza centrífuga. En el conjunto disco-eje ya visto, la localización del desequilibrio se encuentra con la ayuda de la fuerza de gravedad. Otro método sería hacer girar al disco a una velocidad predeterminada, pudiéndose medir las reacciones en los cojinetes y luego utilizar sus magnitudes para indicar la magnitud del desequilibrio. Como la pieza está girando cuando se realizan las mediciones, se usa un estroboscopio para indicar la ubicación de la corrección requerida.
Para grandes cantidades de piezas, se puede utilizar un sistema de péndulo como el de la figura, el que proporciona tanto la magnitud como la ubicación del desequilibrio y en el que no es necesario hacer girar la pieza. La dirección de la inclinación da la ubicación del desequilibrio y el ángulo ? indica la magnitud. En el nivel universal, una burbuja, que se muestra en el centro, se mueve con el desequilibrio e indica tanto la ubicación como la magnitud de la corrección que es necesario introducir.
MÁQUINAS DE EQUILIBRADO DINÁMICO
El objetivo del balanceado dinámico es medir el par desequilibrado y agregar un nuevo par en la dirección opuesta y de la misma magnitud. Este nuevo par se introduce mediante la adición de masas en dos planos de corrección preseleccionados, o bien, mediante la eliminación de masas (haciendo perforaciones) en dichos dos planos. Para equilibrar dinámicamente un rotor, se debe medir la magnitud y ubicación angular de la masa de corrección para cada uno de los dos planos de corrección. Para ello hay tres métodos de uso general que son: bastidor basculante, punto nodal y compensación mecánica.
El balanceo es la forma de contrapesar mediante pequeños pesos, normalmente de plomo, la falta de peso en un neumático en conjunto con la llanta para evitar problemas de galopeo y el tan molesto movimiento del volante y las vibraciones en velocidades superiores a los 80 km/h.
¿Qué ángulo medimos?... algunos de ellos son: Ángulo de inclinación de las ruedas, Ángulo de inclinación del eje, Ángulo de convergencia.
¿Cuándo debo alinear mi dirección y balancear las ruedas?
Cada vez que cambie los neumáticos.
Cada vez que aprecie una tendencia de su vehículo a irse a un lado.
Cada vez que realice un cambio de sus amortiguadores o se dé un mantenimiento sobre la dirección o suspensión.
Cada que se caiga sobre un bache notorio.
Cada seis meses o 10,000 kms. En caso de no hacerse la alineación y balanceo se produce un mal desgaste del neumático, un andar dificultoso que también puede
