Vibraciones Mecanicas

Análisis vibratorio para diagnosticar fallas comunes


Al analizar las vibraciones que emite una máquina determinada hay que tomar en cuenta que estas pueden tener su origen en el interior de ella o bien en el exterior.

Al discriminar las que corresponden a la máquina solamente, nos encontramos que estas pueden ser a causa de:

• Fuerzas inherentes al funcionamiento de la máquina: porejemplo las componentes que corresponden a la frecuencia de engrane de una caja de engranajes.
• Fuerzas generadas por fallas: desalineamiento, solturas, fallas en rodamientos, etc.
• Fuerzas generadas por condiciones de operación no nominales: cargas desbalanceadas, bombas que trabajan con flujos demasiados bajos, etc.

Al examinar un espectro se debe seguir un método para

1.Componentes a la velocidad de rotación de la máquina, también llamadas componentes sincronas, denominadas por 1x.
2. Armónicos de la velocidad de rotación, esta es la componente cuya frecuencia es múltiplo entero de otra frecuencia, por ejemplo 1x, 2x, 3x son armónicas de la velocidad de rotación .
3. Frecuencias mas bajas de la velocidad de rotación.
4. Familias de armónicos y/osubarmónicos no relacionados a la frecuencia de rotación.
5. Identificar bandas laterales.
6. Vibraciones de banda ancha.

Los problemas más comunes en las maquinas rotatorias generan vibraciones a la 1x, una lista de los problemas mas frecuentes es:

• Desbalanceo de las partes rotativas,
• Desalineación de los acoplamientos y cojinetes,
• Engranajesdesgastados, excéntricos o dañados,
• Mal estado de correas o cadenas de transmisión,
• Cojinetes defectuosos
• Ejes doblados
• Rotor excéntrico

Para solucionar el problema de que estos tipos de fallas acusen una misma frecuencia en el espectro, para esto en necesario el manejo de la medición de la fase de vibración, esta fase es la diferencia queexiste entre dos vibraciones de igual frecuencia por medio del tiempo o en grados, o en fracciones de revolución con que llegan a sus valores máximos o mínimos o cero.




Desbalanceo


La vibración ocasionada por el desbalanceo se da a una frecuencia equivalente a la 1x, mientras que la amplitud de la vibración es proporcional al cuadrado del desbalanceo existente. El desbalanceo se manifiestaprincipalmente en dirección radial. Un desbalanceo severo producirá una amplitud elevada también en el sentido axial, pudiendo ser tan alta como las amplitudes radiales.

Como la fuerza centrífuga que origina la vibración debida al desbalanceo es función del cuadrado de las rpm, entonces la amplitud de la vibración variará en forma cuadrática con la variación de las rpm.

[pic]Desalineamiento


Existen tres tipos posibles de causas para el desalineamiento de los acoplamientos:

1. Angular: donde la línea central de los dos ejes forman un ángulo donde se juntan

2. Paralelo: donde las líneas centrales de los ejes, se encuentran desplazadas en forma paralela.

3. Desalineación combinada de desalineamiento angular y paralelo.

[pic]
Tipos de desalineación


[pic]La desalineación angular se caracteriza por una vibración axial alta. Estará a 180º la fase en el acople. En el desalineamiento paralelo se manifiesta la amplitud máxima en el sentido radial, con un desfase de 180º en el acoplamiento. Comúnmente, la 2x es mayor que la 1x en el desalineamiento paralelo.





Rodamientos


Las frecuencias de las componentes generadas por rodamientosdefectuosos pueden ser:

Frecuencias características: son las frecuencias con que los elementos rodantes pasan por un defecto en la pista externa o interna, las generadas por fallas en el mismo elemento rodante rodante o las que se generan cuando los elementos rodantes pasan por un defecto en los canastillos. Ellas se determinan suponiendo que los elementos rodantes sólo ruedan en las pistas. En la...