Balanceo

Ingeniería Mecánica 1 (2005) 63-71

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Identificación de síntomas espectrales asociados a
problemas en grupos electro energéticos.
J. Cabrera Gómez, E. Egusquiza Estévez*.
Centro de Estudios Innovación y Mantenimiento. Instituto Superior Politécnico, ¨José Antonio Echeverría¨.
CUJAE, Calle 119, Marianao, Ciudad de la Habana,. Cuba.
E-Mail: jcabrera@ceim.cujae.edu.cu
*Centro deDiagnóstico Industrial y Fluidodinámica.
Universidad Politécnica de Cataluña. España.

(Recibido 4 de Septiembre de 2004, aceptado 10 de Noviembre de 2004).
Resumen.
La aplicación de estrategias de mantenimiento predictivo es una de las tendencias actuales en las centrales generadoras de
energía eléctrica. Las acciones predictivas se fundamentan en el monitorado y control del estado de las máquinas,jugando
en este sentido la medición y análisis de las vibraciones un rol preponderante. El trabajo muestra, tomando como base un
gran número de mediciones de campo realizadas, la forma en que se reflejan en los espectros de las vibraciones registradas
varios de los principales problemas que pueden presentar estas máquinas durante su funcionamiento.

Palabras claves: Vibraciones mecánicas,fuerzas excitadoras, resonancias, comportamiento dinámico,
espectro de vibraciones, mantenimiento predictivo.

1. Introducción.
El estudio del comportamiento dinámico de un
grupo hidroeléctrico es sumamente difícil debido a la
complejidad de la cadena de generación de
vibraciones. Normalmente se trata de una máquina de
grandes dimensiones, con una gran cantidad de
elementos (un generador yuna turbina acoplados
mediante un eje, cojinetes, etc.) y con varios
regímenes de operación. Las vibraciones que tienen
lugar cuando están funcionando dependen de
diferentes fuerzas excitadoras de difícil cálculo y de la
respuesta estructural a dichas fuerzas. Además, tanto
las excitaciones como la respuesta suelen variar
durante las distintas condiciones de operación de la
turbina. Enalgunos casos donde la vibración
estructural puede variar la excitación original, como
es el caso de las vibraciones auto excitadas, el
problema es prácticamente insoluble. La aparición de
daños o desgastes en estos elementos puede hacer
variar significativamente las vibraciones generadas [4,
5]
.
Como parte del análisis de vibraciones, es
importante conocer la respuesta que tiene el sistemaante las excitaciones que se producen en la máquina.
Se trata también de un fenómeno complejo, pues cada
uno de los elementos constituyentes presenta sus
propias características dinámicas y por tanto
responden de manera diferente ante las excitaciones [1,
9]
.

Entonces, para diagnosticar con eficacia los
problemas asociados a las vibraciones en una máquina
es indispensable, ante todo,conocer el origen y las
amplitudes de las fuerzas excitadoras que sobre ella
actúan. En el caso de las máquinas hidráulicas
generadoras de energía estas fuerzas excitadoras se
pueden agrupar en: fuerzas de origen mecánico, fuerzas
de origen hidráulico y fuerzas de origen eléctrico [6, 8, 11].
El conocimiento del comportamiento espectral que
presentan estas fuerzas es de suma importancia ala hora
de realizar el diagnóstico.

2. Síntomas espectrales asociados a
fuerzas excitadoras de origen
mecánico.
2.1. Desbalance.
El desbalance es la principal causa de problemas
vibratorios en las máquinas rotatorias, ya que todos los
rotores lo presentan en mayor o menor medida. Éste
ocurre cuando el centro de masa de un sistema que rota,
no coincide con su centro de rotación. Lafuerza de
desbalance es proporcional a la masa desbalanceada, a
la holgura y al cuadrado de la velocidad [8, 9]. En el caso
de un grupo hidroeléctrico, el desbalance tiene lugar
básicamente en el alternador y en la turbina. Los lugares
más adecuados para detectar este problema son los
cojinetes, a través de mediciones en las direcciones
radiales (ver figura 1a).

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