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La Instalación de Pruebas de Dinámica de Rotores (RDTF) es un sistema de ingeniería avanzado diseñado meticulosamente para evaluar las características funcionales y operativas de los sistemas rotor-cojinete-soporte. Desarrollada para AERDC, HAL Bangalore, esta instalación permite pruebas detalladas de dinámica rotacional, un campo esencial de la ingeniería mecánica centrado en entender y analizar el comportamiento de maquinaria rotativa. Los rotores son componentes críticos en aplicaciones como motores de aeronaves, turbinas, compresores y generadores, donde su rendimiento afecta directamente la eficiencia, la seguridad y la fiabilidad.

La dinámica de rotores abarca el estudio de vibraciones, velocidades críticas, desbalance, estabilidad y desalineación en sistemas giratorios. Al probar estos factores en condiciones controladas, la RDTF ofrece información valiosa sobre el rendimiento, durabilidad y estabilidad dinámica de los rotores y sus sistemas de soporte.

Esta instalación incluye características completas como sistemas de accionamiento, sistemas de medición y control, unidades de lubricación y sistemas de carga axial. Soporta múltiples configuraciones de rotor, permitiendo simular condiciones de operación reales.

Características y Capacidades Principales

1. Configuraciones de Prueba Versátiles
La instalación admite una amplia gama de configuraciones de prueba para diferentes geometrías, tamaños y condiciones operativas del rotor:
- Diámetro del eje: Admite rotores con diámetros de 15 mm a 70 mm.
- Masa del rotor: Capacidad para probar hasta 90 kg con un momento de inercia polar de hasta 1 kgm².
- Tamaño de los discos: Hasta 750 mm de diámetro.
- Tipos de soporte: Soportes rígidos y flexibles, con opciones de amortiguación como amortiguadores de película y amortiguadores elastoméricos.
- Configuraciones: Soporte simple, voladizo (simple y doble) y sistemas de doble rotor con rodamientos intereje.

2. Infraestructura de Pruebas Completa
- Estructura del banco de pruebas:
  Diseño mecánico optimizado para reducir vibraciones externas y asegurar funcionamiento estable. Incluye instrumentación para monitoreo.
- Sistema de accionamiento:
  Dos motores de velocidad variable de 60 kW y 200 kW.
  - Control de velocidad: Con encoder, precisión del 0.1%.
  - Frenado dinámico: Con regeneración de energía.
  - Aceleración máxima: 100 RPM/s.
- Cajas de engranajes:
  Dos cajas de aumento para alcanzar hasta 41,000 y 52,000 RPM (+5% margen).
- Acoplamientos:
  Acoplamientos de baja y alta velocidad para minimizar vibraciones y desalineación.

3. Sistemas de Medición y Control Integrados
- Sensores: Acelerómetros, sondas de proximidad, sensores RTD, tacómetros de alta velocidad.
- Análisis de vibraciones: Con opción de analizador FFT.
  - Espectros de frecuencia y orden, diagramas de cascada, diagramas de Bode, órbitas, trayectorias del centro del eje y capturas transitorias.
- Integración PLC-SCADA:
  Control manual y automático, enclavamientos de seguridad, alarmas, registro de datos.
  Interfaz intuitiva para configuración de pruebas.

4. Sistemas de Lubricación y Carga Axial de Alto Rendimiento
- Sistema de lubricación:
  - Flujo hasta 20 L/min a 15 bar.
  - Compatible con aceites aeronáuticos MIL-E-23699/7808.
  - Intercambiadores de calor refrigerados por agua para mantener la temperatura entre 15°C y 150°C.
- Sistema de carga axial:
  - Aplicación de carga de hasta 20 kN mediante actuador hidráulico de doble efecto.
  - Control de carga preciso con celdas de carga integradas y manejo remoto desde SCADA.

5. Seguridad y Ergonomía
- Carcasa protectora:
  - Vidrio laminado de seguridad industrial para contener posibles fragmentos en fallas a alta velocidad.
  - Cumple con EN 1063:1999.
- Consola de control:
  - Dos estaciones de operador, paradas de emergencia, sistema de detección de fallas.

Aplicaciones
La RDTF permite varios escenarios de prueba críticos como:
1. Validación de velocidad crítica: Identificación de puntos de resonancia para optimizar diseño.
2. Respuesta al desbalanceo: Evaluación ante desbalanceo residual y excesivo según ISO 1940 G2.5.
3. Pruebas de desalineación: Simulación de desalineación angular y por desplazamiento.
4. Balanceo a alta velocidad: Hasta 42,000 RPM sin fallas por vibración.
5. Análisis de amortiguamiento: Evaluación del rendimiento de amortiguadores en condiciones dinámicas.

Especificaciones Técnicas

Velocidad máxima:     Hasta 52,000 RPM  
Diámetro del rotor:   De 15 mm a 70 mm  
Masa del rotor:       Hasta 90 kg  
Potencia:             Hasta 200 kW  
Caudal de aceite:     20 L/min a 15 bar  
Rango de temperatura: 15°C a 150°C  
Normas de seguridad:  EN 1063:1999 para carcasas  

Entrega y Soporte

- Diseño y documentación: Planos, manuales de operación y esquemas completos.
- Capacitación: Formación para operadores sobre uso, seguridad y análisis.
- Garantía y mantenimiento: 12 meses estándar, ampliable hasta 3 años.
- Puesta en marcha: Instalación y pruebas completas en sitio (HAL).

Conclusión

La Instalación de Pruebas de Dinámica de Rotores establece un nuevo estándar en análisis de maquinaria rotativa. Sus capacidades avanzadas, configuraciones versátiles y medidas de seguridad robustas la convierten en un recurso indispensable para la industria y la investigación en el desarrollo de maquinaria de alto rendimiento.