Manual Vibraciones Espectrum Charlotte MPC

7/26/2019 Manual Vibraciones Espectrum Charlotte MPC

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ESPECTRUM LTDACONSULTORA EN MANTENIMIENTO POR ANLISIS DE VIBRACIONES

MANUAL TEMAS VARIOS

DE ANLISIS DE

VIBRACIONES

Av. Bosque Transv 54 # 30-403 OF. 50 Con!o"no San$%%ana !e %os Pa$osTe% & 0'5( - ))*55))- ))*5))3 Te%Fa+ ))*),3 Ce%u%ar &35( *34'3*CARTA/EA-COLOMB1A

E-"a%2 [email protected]

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Este manual es una recopilacin de varios artculos tcnicos, los cuales han sido extractados derevistas especializadas en el tema, manuales de otras entidades, conceptos generados por personas enpublicaciones en Internet, que de una u otra manera quieren hacer su aporte en la diusin !conocimiento del mundo de las vibraciones..

"dicionalmente a sido complementado con aportes de las experiencias acumuladas a travs deltiempo por el personal de la empresa, ! en particular por su #erente "lonso #aviria $, quien cuentacon %& a'os de experiencia proesional ! 1( a'os en el campo del "n)lisis de la *ibraciones.



%


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1 ) DESBALANCEO

Se denomina desbalanceo en una pieza, cuando su eje inercial se encuentra desplazado del eje geometricode rotacion, y existiendo diversos tipos de desbalanceo.

El origen de un desbalanceo puede darse por varias causas, entre las cuales tenemos la deformacion delmaterial, desgaste de partes, mal ensamble, golpes, desprendimiento de partes, etc.

Las Caracteristicas que rigen a la vibracin por desbalanceo son las siguientes

+ Caractersticas para la deteccin: Altos Niveles de Vibracin Radial Componente 1X RPM estable en Espectro y Forma de nda ! se"al en el #iempo $ El nivel de Amplit%d a la &rec%encia de 1XRPM se incrementa con la Velocidad 'a(os Niveles de Vibracin a las &rec%encias de )X* +X *,X *-X RPM* etc Normalmente presenta ba(os Niveles de Vibracin en la direccion A.ial

/a &orma de nda es de tipo 0en%soidal p%ra P%eden aparecer otras &allas* especialmente el %e2o Mec3nico

!ara que un equipo amerite ser "alanceado, se #ace necesario que por lo menos el $%& de laamplitud de la vibracin con respecto a la magnitud total, se genere a la frecuencia de '( )!*,

lo cual significa que el $%& de la vibracin es predominante por desbalanceo, y existiendo un +%& que lo puden generar otros factores.



EjeRotatorio

CentrodeGravedad

Balaneado

Centro de Ma!a Centro de Rotai"nCentro de Ma!a Centro de Rotai"n

Eje Rotatorio

Centro deGravedad

De!#alaneado

-


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A. Desbalanceo Estatico

El desbalanceo genera el predominio de la frecuencia de '( )!* velocidad de giro de la maquina - y conmayor nfasis en la direccin #orizontal , para que sea considerado como de tipo est/tico0 se #ace

necesario que la posicin del /ngulo de fase tomado en los dos extremos de las c#umaceras de apoyo delrotor marque el mismo /ngulo o posicin dependiendo del instrumento con el cual se tomen los datos -, siesto ocurre se entra a considerar el desbalanceo como de 12!3 ES1412C3.

Cuando se tiene un problema de desbalanceo, la fuerza que este produce aumentara al cuadrado de lavelocidad que se tenga en ese instante.

La forma de onda de un desbalanceo est/tico puro, siempre ser/ de tipo SE53S3264L !7)4, aspectoeste que permite facilitar el diagnostico del problema en el instante del an/lisis.

El desbalanceo se puede corregir de dos maneras La primera forma es colocando un solo peso decorreccin de balanceo en un plano en el centro de gravedad del rotor C8 -, y la segunda es repartiendoeste peso en los dos extremos del rotor, pero conservando la misma direccin.

ROUTE $AVE%ORM

1&'DEC'( 1&*+,*+1-. / +0+

( ( 1(( 1( +(( +( (( ( 2((

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Ti3e in 3Se!

Veloit4in33

5Se

-RE- ' VEN0+1'%A'+& 6COM AT C-17

%A'+& 'A'8 A'8OR9 6MOTOR LADO LIBRE)

ROUTE S-ECTRUM

1&'DEC'( 1&*+,*+1

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7

1+

1

1:

+1

+2

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%re;


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7na diferencia de fase aproximadamente de cero grados %9 - debe existir entre las direcciones#orizontales de ambos apoyos, as: como en las direcciones verticales. 7sualmente tambin ocurre unadiferencia de la fase aproximadamente de ;%9 < =%9 - cuando se cambia el sensor de vibracin de laposicin #orizontal a la vertical y la lectura se toma en cada uno de los dos extremos de los planos.

7(>

B. Desbalanceo de Par de Fuerzas

El desbalanceo de par de fuerzas tambin es conocido con el nombre de > 6ES"4L45CE3 C)7?463 > ode tipo > C7!L4 >, donde las amplitudes de la vibracin pueden ser iguales o diferentes en los dos planosde medicin, sin embargo tienen algo en particular, y es el #ec#o que tendr/n una diferencia de /ngulo defase de '@% 9 grados entre los dos extremos de medicin, para una misma direccin de medicin.

Como se trata de un problema de desbalanceo, la frecuencia de predominio ser/ la de giro de la maquina

'( )!* -, para la correccin del problema se #ace necesario colocar pesos en los dos planos, peroteniendo en cuenta que las pesas deben quedar una opuesta con respecto a la otra, con el objeto deeliminar el efecto de tipo cruzado.

!ara determinar si realmente el problema es de desbalanceo, se debe cumplir que el cambio de fase entrela direccin #orizontal y vertical de cada plano, debe estar seguida por una cambio de fase de ;% 9 grados < =%9 -, aspecto que corresponde al cambio de posicin del sensor de vibracin de la direccin #orizontala la vertical -.



/

V V

H H

0"2" 3I4567


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C. Desbalanceo Dinamico

Este tipo de desbalanceo es quiz/s el que mas se presenta en la practica, y es ocasionado por unacombinacin del desbalanceo de tipo est/tico y de par de fuerzas, normalmente la posicin del /ngulo de

fase entre los dos extremos del apoyo del rotor pueden generar una diferencia entre +A9 , ;%9 , o '=A9grados, lo que #ace que el efecto que se consigue no sea ni de > tipo est/tico > al no existir la mismaposicin de fase entre los dos extremos -, como tampoco de tipo cruzado, debido a que la diferencia defase obtenida entre los dos mismos extremos no es de '@%9 grados.

!or lo tanto para corregirlo se puede #acer una distribucin de fuerzas a lo largo de las dos l:neas deaccin de cada plano, para ello se construye un vector est/tico y un vector de efecto cruzado, luego semide cual de los dos tiene un mayor tamaBo, y se inicia el proceso de balanceo aplicando la tcnica que serequiere segn sea el predominio del > 6esbalanceo Est/tico > o > Cruzado >.

4l igual que en los otros tipos, el desbalanceo din/mico debe tambin mostrar un cambio de fase de ;%9grados entre la direccin #orizontal y vertical de cada plano, y la frecuencia de predominio ser/ la misma degiro del equipo '( )!* -.

D. Desbalanceo de Rotor en Voladizo

1ambin conocido con el nombre de )otor en Cantiliver, este tipo de desbalanceo causa una alta vibracina la frecuencia de '()!* en las direcciones axial y radial. Las lecturas axiales tienden a estar en fasemientras que las lecturas de fase radial #orizontal y vertical - pueden estar inestables.

Sin embargo, las diferencias de fase #orizontal usualmente cuadran con las diferencias de fase vertical en

el rotor desbalanceado < =%9 -.

El desbalanceo suscitado en los )otores en Cantiliver tambin son el reflejo de un desbalanceo de tipoEst/tico , as: como de un desbalanceo de !ar de Duerzas, donde cada uno de estos requiere ser corregido,sin embargo existe una tcnica que nos puede llevar a #acer que el proceso de balanceo sea mas r/pido yeficiente.



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5ormalmente para balancear este tipo de efecto Cantiliver, se enumeran los planos como lejano plano ' -y cercano plano -, y procede a balancear inicialmente en un solo plano el plano cercano F -,colocando una sola pesa en el lado del rotor demarcado como 5o. , el otro costado plano ' - se deja sinpeso, y se procede a balancear, #asta que el rotor llegue a unos limites permisibles, en ese momento y casien un @A & de los casos el plano considerado como lejano plano 5o,' - responde a la pesa colocada en elplano 5o, .

Si por alguna razn los niveles en el plano cercano 5o. - entran dentro de rangos permisibles, pero parael plano 5o. ' lejano - aun continua con valores altos, se procede a balancear este plano 5o. ' -

colocando pesos en el plano 5o. ' del lado del rotor #asta balancear, pero lo que se #aga en este punto,tambin debe #acerse en el plano 5o. , en sentido opuesto, es decir el peso que se coloque en el plano5o. ', se debe colocar en el plano 5o. , pero opuesto '@%9 grados.

/os pesos 4%e se adicionen para corre2ir el desbalanceo* son proporcionales a las amplit%des 4%e semani&iesten en cada plano* pero teniendo el c%enta el tipo de e&ecto ! desbalanceo $ 4%e predomina5

+) ROTOR E=CENTRICO

La excentricidad ocurre cuando el centro de rotacin de una pieza se encuentra desplazado del centrogeomtrico, esto puede ocurrir en una polea, engranaje, rodamiento, armadura del motor, etc. La vibracinque se manifiesta es a la frecuencia de giro de la pieza que esta rotando '( )!* - y que presenta elproblema de excentricidad.

4l #acer un an/lisis de fases se obtiene que las lecturas de fase #orizontales y verticales usualmentedifieren en %9, o '@%9 grados cada una de las cuales indica el movimiento en l:nea recta -. Cuando seintenta balancear un equipo que presenta problemas de excentricidad, se pueda dar un mejoramiento deamplitud de la vibracin en la direccin en la cual se este realizando el correctivo, sin embargo la otradireccin ira ganando incrementos de amplitud, debido al problema de excentricidad que se da en la pieza.



(


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5ormalmente la excentricidad genera una modulacin de la amplitud, es decir se gana y se pierde amplitudconstantemente, su forma de onda es senosoidal modulada, debido al componente predominante de lafrecuencia de '( )!*.

R.E% ' TACOGENERADOR .N'(1 A SUR

T0G0.N(1'A'A'8 A'8OR9 6T0G0 SUR LADO LIBRE)

Ro


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El problema de una torcedura de eje se asimila a un problema de desbalanceo, debido al predominionormalmente de la frecuencia de '( )!*, por lo tanto es importante estar seguros que el problema que segenera es de torcedura y para esto se pueden #acer pruebas complementarias como son

A) Medicin de Fase Axial en cuatro puntos de la cumacera de apo!o del e"e

!ara realizar esta prueba se #ace necesario tomar lecturas de fase en cuatro + - puntos en la c#umacerade apoyo del eje, pero en la misma direccin axial, si el eje no presenta problemas de torcedura las lecturasdeben ser iguales, pero si se genera una diferencia en lecturas de /ngulo de fase0 se entra a considerar laposibilidad de un problema de torcedura de eje, y para corroborarlo se #acen pruebas de fase entre ladireccin #orizontal y vertical de cada plano de apoyo del eje, debindose presentar un cambio de fase de;%9 grados, debido a que el doblez del eje va continuo con el movimiento din/mico del eje, aspecto por elcual se asimila con un desbalanceo.

Las mediciones de /ngulo de fase se pueden #acer con un sensor de tipo ptico, el cual nos dar/ la posicinde /ngulo de fase en trminos de grados, o con una l/mpara estroboscopica d/ndonos una referencia deposicin la cual puede ser asumida en trminos de expresin de #oras

-o!iion An


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en los cuatro puntos de lectura existe una diferencia, por lo tanto se puede considerar que el eje presentaproblemas de torcedura.

B) Medicin de #ase radial en los extremos del apo!o

En esta prueba se realiza una medicin de posicin de fase tomando datos en los dos extremos del mismoapoyo , ya sea en la direccin #orizontal, o en la vertical , si el eje presenta problemas de torcedura sepresentara una variacin de la medicin de /ngulo de fase de '@% 9 grados entre los dos extremos

En esta prueba el elemento a utilizar es la ayuda de un palo con terminacin en forma de espina depescado, al cual se le pega un sensor de vibracin y se procede a registrar lecturas de fase en una mismadireccin en los dos extremos del eje, si las lecturas de fase muestran una diferencia de '@%9 grados, sepuede concluir que el eje en referencia presenta un problema de torcedura, por lo tanto para el ejemploanterior, se nota que la fase en el extremo izquierdo demarca una posicin a las nueve ; - #oras, mientras

que la fase en el extremo derec#o nos da una posicin a las tres = - #oras, generando un desfase de '@%9grados entre las dos.

2) DESALINEACION



1&


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La desalineacion se genera cuando dos ejes no se encuentran perfectamente colineales uno con respecto alotro, es decir que visitos desde un solo sitio se ve puede observar la presencia de una linea inclinada apartir del centro desalineacion angular -, dos puntos separados desalineacion paralela -, un punto y unalinea inclinada, pero separada de la linea de rotacion desalineacion Combinada F 4ngularidad y!aralelismo -.

A. Desalinacion An$ular

La 6esalineacin 4ngular se caracteriza por un predominio de la frecuencia de giro de la maquina '()!* -, la cual puede ser manifestada en la direccin #orizontal o vertical, dependiendo de donde esteocurriendo con mayor intensidad, si las mayores amplitudes ocurren en la direccin axial, es muy factibleque se generen tambin las frecuencias de ( )!* y =( )!*, as: como la frecuencia de trabajo de loselementos de unin del acople llamada D14 5umero de elementos de unin del acople ( )!* del eje -, loque implicar:a problemas por alta desalineacin y que est/n afectando al acople, debido a que si unamaquina tiene desalineacin y el acople esta absorbiendo parte de esta0 es poco comn que refleje altasamplitudes en esta direccin axial -, pero mostrara vibraciones mayores en las direcciones #orizontal yIovertical -.

La #acer un an/lisis de fases entre los dos extremos de los puntos de apoyo del acople, se obtiene unadiferencia de fase de '@%9 grados, teniendo en cuenta que se debe conservar la misma direccin y sentido,



11

El resultado inal de la observacin debe rele;ar un

punto si los e;es son perectamente colineales


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de lo contrario se debe efectuar una compensacin de la lectura en uno de los dos extremos, y de estemodo comparar si efectivamente existe el desfase de '@%9 grados.

4 diferencia de la soltura mec/nica de tipo > C,J la presencia de frecuencias armnicas '(, (, =( 0 etc -,no tienen t:picamente un incremento de ruido en el piso del espectro en otras palabras, el espectro no selevanta de la base.-

ROUTE $AVE%ORM

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Ti3e in 3Se!

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CV'+& 'A'V A'VERT 6MOT OR LADO LIBRE

ROUTE S-ECTRUM

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En este grafica tambin se presenta un efecto de desalineacin, con predominio de la frecuencia de '()!* en mayor proporcin, lo cual comanda a la desalineacin angular como factor principal, sin embargotambin existe la presencia de los armnicos de (, =(, +( , A( )!*, pero de menores amplitudes.

!ara comprobar que tambin existe desalineacin, se puede realizar una prueba de an/lisis de fase entre ladireccin #orizontal y vertical de ambos puntos de apoyo de una de las maquinas fija o mvil -, sobre todoen aquella que presenta los mayores niveles de vibracin.

Si al realizar la medicin de fase entre la direccin #orizontal y vertical de un mismo apoyo, existe unadiferencia de fase de %9 , o '@%9 grados, se puede afirmar que la maquina presenta problemas dedesalineacin, pero se recomienda #acer esta prueba como m:nimo en los dos apoyos, ya que un extremopodr:a arrojar cambios de fase de ;%9 grados solamente, mientras que el otro pudiera presentar un cambiode %9 , o de los '@%9 grados.

Esto es importante realizarlo sobre todo cuando se desacopla la maquina motor -, debido a que puedeexistir una desalineacin entre los acoples, pero a la vez el motor tambin puede presentar problemas dedesalineacin interna entre las cunas de alojamiento de los rodamientos en las tapas, por lo tanto no bastaracon alinear el motor y su elemento accionado, sino que se debe realizar un correctivo inicialmente en elmismo motor, para luego de #aber sido corregido este problema se pueda entrar a conseguir una buena

alineacin entre los dos componentes motor y elemento accionado -.

Se recomienda #acer la prueba de fase, ya que la vibracin a la frecuencia de '( )!*, f/cilmente puedeconfundirse con un 6ES"4L45CE3.

4

"4"

B. Desalineacion Paralela

La desalineacin paralela posee s:ntomas de vibracin similares a la angular, sin embargo la frecuencia queentra a predominar es la ( )!*, y donde el comportamiento del an/lisis de fases entre los dos extremosdel acople demarca una diferencia de '@%9 grados en la direccin #orizontal o vertical.

Es normal encontrar la presencia de la frecuencia de '( )!*, y de =( )!*, pero de menores amplitudes,debido que el efecto del movimiento paralelo del eje puede producir desgaste en el elemento deacoplamiento, o incluso de los mismos rodamientos de apoyo del equipo.



1-

Existe 3esalineacin al presentarse unacondicin en uno de los dos apo!os < " =,donde entre la direccin horizontal !vertical >7 se produce un cambio en la

posicin de la ase

* *

? ?

* *

? ?

Existe 3esalineacin al presentarse unacondicin de cambio de ase de 19%9grados entre la direccin horizontal !vertical de cada uno de los planos < " !4 =


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ROUTE $AVE%ORM

1('NOV'( 1*(+*,

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Veloit4in33

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ROUTE S-ECTRUM

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S0L ' VENT VIGA DEL TEC8O %A'1:1

%A'1:1 'B'V B'VERT 6MOT OR LADO ACO-LE)

Ro


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) RESONANCIA

La resonancia ocurre cuando se encuentran dos frecuencias, como puede ser la frecuencia de giro de lamaquina, o una frecuencia forzada, con la frecuencia natural del sistema, dando origen a grandesamplitudes de vibracin, motivando una falla prematura o fatal del sistema, debido a que en este momentose producen grandes flexiones de la parte que esta entrando en resonancia.

5ormalmente la frecuencia de resonancia la genera la velocidad de giro de la maquina, cuando entra acoincidir con la frecuencia natural de la base, o cimentacin, y en este momento recibe el nombre de)ES3545C24 ES1)7C17)4L.

Sin embargo cuando la frecuencia natural del eje en rotacin entra a coincidir con la velocidad de giro de lamaquina, este efecto de resonancia se denomina KEL3C2646 C)212C4, y en ese instante las mayores

deflexiones se est/n produciendo en el eje, por lo tanto se vuelve demasiado critica la condicin deoperacin de una maquina bajos estas circunstancias.

La velocidad critica se encuentra por lo general en los equipos de velocidad variable, de a#: que durante suconstruccin se deba tener en cuanta un buen sistema de amortiguacin para evitar que cuando el rotoralcanc la velocidad a la cual se produce este fenmeno, no se tengan grandes amplitudes de vibracin, yes normal encontrar que muc#as veces no son sentidas, y por lo cual se cree que el equipo no presenta estacondicin.

%



18

omportamiento3e rotor $gido

omportamiento $otor0lexible

Aona $esonante


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!unto !esado

;%

!unto 4lto

'@%

@

$

+

%

!unto !esado y

!unto 4lto en fase !unto pesado de desfasa '@% grados Con respecto al punto 4lto.

!unto !esado se6esfasa ;% grados

Con respecto al punto4lto.

Comportamiento de un rotor al paso por las tres zonas, mediante la visualizacin

4 travs de un diagrama "36E Dase vs. )!*, 4mplitud Ks. )!* -.

5ormalmente la frecuencia de resonancia la genera la velocidad de giro de la maquina, cuando entra acoincidir con la frecuencia natural de la base, o cimentacin, y en este momento recibe el nombre de)ES3545C24 ES1)7C17)4L.

Sin embargo cuando la frecuencia natural del eje en rotacin entra a coincidir con la velocidad de giro de lamaquina, este efecto de resonancia se denomina KEL3C2646 C)212C4, y en ese instante las mayoresdeflexiones se est/n produciendo en el eje, por lo tanto se vuelve demasiado critica la condicin deoperacin de una maquina bajo estas circunstancias.

La velocidad critica se encuentra por lo general en los equipos de velocidad variable, de a#: que durante suconstruccin se deba tener en cuanta un buen sistema de amortiguacin para evitar que cuando el rotoralcanc la velocidad a la cual se produce este fenmeno, no se tengan grandes amplitudes de vibracin, yes normal encontrar que muc#as veces no son sentidas, y por lo cual se cree que el equipo no presenta estacondicin.

Existe otro efecto de resonancia, el cual es conocido como )ES3545C24 2567C264, y ocurre por logeneral a una frecuencia superior a la velocidad de giro de la maquina, y se produce por efecto de golpeteode correas, por el contacto entre los dientes de dos engranajes, paso anormal de agua a travs de un



1(

!unto 4lto

!unto!esado

!unto!esado

!unto

4lto

!unto4lto

!unto!esado

RPM


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impulsor, o del aire en un ventilador, etc.

Cuando un rotor esta trabajando en la zona de )ES3545C24 !LE54 , !4)C24L !3) 6E"4G3, o!4)C24L !3) E5C2*4 , y bajo el predominio de la frecuencia de '( )!*, es muy f/cil entrar aconfundirlo con un problema de desbalanceo, sin embargo resulta pr/cticamente imposible balancearlo,debido a que el rotor que gira no es el que presenta el problemas, sino su base o cimentacin.

!ara lograr conocer este estado se debe efectuar una prueba de an/lisis de fase, donde se presentara uncambio de fase de ;%9 grados en el momento de apagar la maquina, o durante el proceso de arranque dela maquina se producir/ un cambio de fase de ;%9 grados en el instante mismo en que la maquina entre enla zona de resonancia, esto ultimo resulta dif:cil visualizarlo en el arranque de un equipo, debido a que surampa de aceleracin es muy r/pida, pero si el equipo se puede llevar gradualmente en aumento develocidad 0 este fenmeno se logra observar mediante la utilizacin de instrumentos que permitanvisualizar la fase, como son una l/mpara estroboscopica yIo un fasor de referencia .

Las caracter:sticas para identificar una resonancia son varias

C) Duerte cosquilleo en la parte que tiene mayor vibracin

D) Cambio de fase de ;%9 grados al apagar la maquina, dejando el sensor de vibracin en la mismaposicin y tomando lecturas de fase de comparacin entre el estado en pleno movimiento y en elinstante de apagado.

E) !resencia de predominio de la frecuencia de '( )!*, si se trata de una resonancia de tipoestructural, o presencia de la frecuencia de trabajo del elemento y multiplicado por las )!* degiro, si se trata de un problema de resonancia inducida, como es el caso del 5umero de alabes deun ventilador multiplicado por las )!* de giro.

%) La forma de onda ser/ de tipo senosoidal modulada, que puede contener un periodo 1 - , quemotive una baja, o alta frecuencia.



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ROUT E $AVE%ORM

+1'AUG'( (7*11*

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Veloit4in335Se

RE%I ' BOMBA 8IDRAUL CALENTAMIENTO

8S'1('A 'C'V C'VERT 6BOMBA LADO ACO-LE

ROUTE S-ECTRUM

+1'AUG'( (7*11*

OVRALL/ 0:2 V'DG

-. / 0:+

CARGA / 1((0(

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( +(((( 2(((( ,(((( :(((( 1(((((

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10

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20(

20

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!ara la grafica anterior se tiene que el motor inicialmente gira a una velocidad de '.+A@ )!* parteinferior de la grafica - y solo tiene una amplitud de %.A+ mmIseg a la frecuencia de giro, sin embargo seaprecia la aparicin de una frecuencia cercana a el, la cual corresponde a '.$H= C!* y que es la frecuencianatural del sistema con una amplitud de .' mmIseg.

!ara la parte superior de la misma grafica se obtiene un incremento en la amplitud de la frecuencia de'.$H= C!*, pasando de .' mmIseg a +.H mmIseg, debido a que la velocidad del motor fue aumentadaa un limite muy cercano de '.$A% )!*, por lo tanto las dos frecuencias se #acen mas cercanas, y entra aproducirse una frecuencia de resonancia, el motor de la prueba es de velocidad variable.

ROUTE $AVE%ORM

+2'@AN'( 1**2

-. / 0

( (0 (0, (07 10+ 10 10: +01 +02 +0&

'1+

'7

',

'

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Ti3e in Seond!

Veloit4in335Se

S0L ' VEN TORRE ,++ C9'1('(1'A

C9'1( 'B'V B'VERT 6MOT OR LADO ACO-LE

ROUTE S-ECTRUM

+2'@AN'( 1**2

OVRALL/ 01 V'DG

-. / 01,

CARGA / 1((0(

R-M / 1&(0

R-S / +701&

( +((( 2((( ,((( :((( 1((((

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(0

10(10

+0(

+0

0(

0

20(

%re;


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por encima del limite m/ximo de velocidad.

I) 3tra solucin puede ser el #ec#o de aumentar la masa del equipo, con esto se obtendr/ unadisminucin de la frecuencia natural del sistema, pero se corre el riesgo que cuando se necesite operar

la maquina a una baja velocidad, se encuentren nuevamente las dos frecuencia y se produzca de nuevola resonancia, pero tambin puede darse el caso que la velocidad no sea disminuida, sin embargo en elmomento de apagar la maquina0 esta ira perdiendo velocidad y su apagado ser/ lento debido a lainercia del equipo, por lo tanto llegara un momento en el cual se produce un alto movimientoestructural, ya que en ese instante la velocidad que lleva la maquina en su proceso de apagado entre acoincidir con la frecuencia natural del sistema, lo que puede llegar a producir rompimiento de partes,aflojamiento de torniller:a, etc., y muc#o mas si la maquina apaga o prende varias veces al d:a.

, ) SOLTURA MECANICA

La soltura mec/nica esta clasificada en tres = - categor:as llamadas tipo > 4 > , > " > , o > C >.

A) &oltura Mec*nica +ipo , A ,

Este tipo de soltura mec/nica es causada por soltura o debilitamiento estructural de las patas de amarre dela maquina, el sit de montaje !laca "ase-, o tambin por una cimentacin deteriorada "ase deconcreto -.

!ara esta clase de problema, la frecuencia que entra a predominar es la de giro de la maquina '( )!* -,y normalmente tiende a mostrar una mayor amplitud en la direccin vertical, sin embargo en algunos casostambin puede ser mayor en la direccin #orizontal.

7na manera de verificar cual de las partes 1ornillos de amarre, Sit de montaje, o cimentacin- es elelemento que esta causando la soltura mec/nica tipo >4>, consiste en #acer mediciones de fase en ladireccin vertical, para lo cual se coloca el sensor de vibracin en cada una de las partes verticalmente y se

mide la posicin de /ngulo de fase, un cambio de ;%9 o de '@%9 grados entre las partes nos indicara cual esel elemento portador del problema, para esto tambin se puede #acer uso de la ayuda de la medicin deamplitud simult/neamente con la medicin de fase.

7n problema de soltura mec/nica tipo >4>, f/cilmente puede confundirse con un problema de desbalanceo,sin embargo si esto es el caso, la tcnica para diferenciarlo esta en primera instancia en la prueba de fase,pero tambin se puede #acer uso del espectro de vibracin.

Si el problema neto es de soltura mec/nica, #abr/ una alta amplitud en la direccin vertical, pero menor

vibracin en la direccin #orizontal.



%1


22/70


-.V

eloit4in335Se

%re; 4 >, y por lo tanto para corregir el des balanceo se #ace necesariomejorar inicialmente las condiciones de fijacin de la maquina.



%%


23/70


-.V

eloit4in

33

5Se

%re;


24/70


En el segundo segmento Digura " -, la pesa que motiva el desbalanceo se encuentra en la posicin de lasdoce ' - #oras, dando origen a una fuerza en sentido #acia arriba, la cual #ace que la c#umacera trate delevantarse en este sentido #acia arriba -.

En lo que corresponde al tercer ciclo figura C -, la pesa se encuentra en la posicin de las tres = - #oras,por lo tanto la fuerza de levantamiento del desbalanceo es cero, y en ese momento la c#umacera se caer/nuevamente, esto implica que durante un ciclo completo se produce dos fuerzas, siendo en primer lugar lafuerza producida por el desbalanceo y la segunda debido a la ca:da de la c#umacera contra la basenuevamente.



%


25/70


En general, se debe sospec#ar la soltura mec/nica como la causante del problema cada vez que la fuerzade la vibracin a x )!* supera la mitad de la fuerza de vibracin a la velocidad rotatoria ' x )!* - .

Es importante considerar que si en un momento dado se esta pretendiendo balancear un equipo, y sedetecta que se presenta dificultad para realizarlo, o la fase no es constate, se debe entrar a sospec#ar

inmediatamente de un efecto de aflojamiento de partes, que est/n llevando a que en ese instante entre apredominar mas el problema de S3L17)4 *EC452C4, y por lo tanto #asta que este no sea corregido omejorado, no se podr/ continuar con la labor de balanceo que se esta efectuando.

C) &oltura Mec*nica +ipo , C ,

Esta clase normalmente es generada por un ajuste inadecuado entre las partes de los elementos

rodamiento M eje - , que puede causar la presencia de numerosas frecuencias armnicas o subarmnicasde la velocidad de giro del eje N ( , '( , '.A (, (, .A (, =(, =.A (, +(, etc. -, normalmente escausada por el aflojamiento de un cojinete en su caja, por un espacio excesivo en la camisa o en loselementos rodantes del rodamiento, un impulsor o un eje flojo, etc.

4l #acer un an/lisis de fase para determinar la soltura mec/nica tipo > C > , se encuentra con frecuenciaque esta es inestable y puede variar ampliamente de un arranque de la maquina a otro. La soltura mec/nicaes a menudo altamente direccional y puede causar variacin notable de amplitudes efectuando cambio demedicin cada =%9 en direccin radial #orizontal o vertical - alrededor de la carcaza del rodamiento.

1ambin ntese que la soltura podr/ causar mltiples subarmnicas exactamente a N , o 'I=()!* %.A(, '.A(. .A(, etc. -.



%/


26/70




%8

-RE- ' TRITURADORA DE CARBON CR'(&

CR'(& 'D'8 D'8OR9 6 TRITUR ADORA LADO -OLEA

ROUTE S-ECTRUM

1'@AN'( 1(*&*+:

OVRALL/ 10+ V'DG

-. / 10(

CARGA / 1((0(

R-M / &0

R-S / 70+:

( 2((( :((( 1+(((

(

(0+

(02

(0,

(0:

10(

%re;


27/70


%.%%% HA%%.%%% 'A%%%.%%% A%%.%%% =%%%%.%%%

Drecuencia OC!*P

A.%%%

=.HA%

.A%%

'.A%

%.%%%

K

EL3

C

264

6

)

*

S

Om

m

IsP

A2

A3

A4

A5

A6 A7

A8

A9

A10

1x ventilador

KE51Q47(QR.= +QCQR3)?QKEL3C2646Q%@I'%I%

CE*E513QC4)2"EQ"4))45T72LL4QKE51Q47(QR.= +QCQR

&) ROCE 6 %RICCION ) DEL ROTOR

El )oce de un elemento rotativo de una maquina produce un espectro similar al de la soltura mec/nica tipo> C > cuando las partes que est/n girando entran en contacto con las partes estacionarias de la maquina,este aspecto produce un efecto de friccin que puede llegar a ser parcial o mantenerse a todo lo largo de lasrevoluciones de la pieza.

El roce incita la presencia de muc#as frecuencias tanto de orden subarmnicas, como armnicas de lavelocidad de giro de la pieza que esta rotando y rozando, por lo cual es muy f/cil que se produzca unaexcitacin de alguna o varias frecuencias de resonancia, lo que conlleva a generar altas amplitudes.

Cuando una pieza #a rozado es muy factible que la frecuencia de '( )!* gane amplitud, debido a que porel mismo roce se produce un desbalanceo, por lo tanto es muy importante entrar a verificar cual fue lacausa para que la maquina #aya presentado roce, esto antes de entrar a realizar cualquier correctivo, yaque se corre el riesgo de volver a ocasionar daBos en la maquina.

Cuando una maquina #a presentado problemas de roce, existe toda una antesala en el componenteespectral que nos refleja la tendencia de la maquina #acia un roce, esta antesala es el comienzo de lapresentacin de frecuencias armnicas, que indican el desajuste o desgaste interna de partes, las cualescon el paso de los d:as se #acen mayores y terminan en ocasionar el roce del equipo.

Las maquinas mas susceptibles a roce son las que est/n montadas en cojinete lubricado "abbit -, debido aque el eje tiene una cierta cantidad de desplazamiento dentro del mismo cojinete.

!ara identificar un roce y sobre todo de tipo total, es decir a todo lo largo de la velocidad de la maquina sedebe #acer uso de la D3)*4 6E 3564 seBal senosoidal -, ya que en ella esta contenida toda lainformacin que nos permite diagnosticar este problema e incluso sin la necesidad de obtener un espectrode vibracin.

!or lo tanto cuando una maquina #a presentado roce, la caracter:stica a identificar en la Dorma de 3nda, essi esta termina 1)75C464 C3)1464 -, ya que si esto ocurre, se puede entrar a afirmar con todaseguridad que la maquina #a rozado.



%(


28/70


En esta grafica se observa la presencia predominante de la frecuencia de '( )!*, acompaBada de su



%9


29/70


segundo y tercer armnico ( y =( )!* -, y en la forma de onda se aprecia el corte que presenta la seBalen el tiempo, aspecto que sirve para identificar que adem/s del problema presente de desalineacin ydesgaste que se observa en el espectro, se #a generado un roce, el cual seria dif:cil de precisar si no setiene la forma de onda.

En esta grafica se observa que la seBal en el tiempo presenta un doble truncamiento, lo cual confirma el#ec#o de existir un problema de roce muc#o mas significativo en la maquina.

:) CO@INETES

10 -ro#le3a! -or De!a!te o @


30/70


ROUTE $AVE%ORM

('@UN'( +1*&*+

-. / :0(:

( 1(( +(( (( 2(( (( ,((

'1

'1+

'7

',

'

(

,

7

1+

Ti3e in 3Se!

Veloit4in335Se

R.E% ' VENTILADOR LAVADOR DE GASES

%A'++ 'D'8 D'8OR9 6 VENTILADOR LADO ACO-LE

ROUTE S-ECTRUM

('@UN'( +1*&*+

OVRALL/ :0(( V'DG

-. / :0((

CARGA / 1((0(

R-M / 1+((0

R-S / +(0((

( ,((( 1+((( 1:((( +2(((

(

1

+

2

,

%re;


31/70


Entre mas armnicas existan, mas pronunciado ser/ el desgaste del cojinete y esto se vera reflejado en el#ec#o que el espectro de vibracin inicia un LEK4514*2E513 6E L4 "4SE .

-RE- ' T RITURADORA DE CARBON CR'(&

CR'(& 'C'8 C'8OR9 6 TRIT URADORA LADO -OLEA

ROUTE S-ECTRUM++'SE-'( 11*1*

OVRALL/ 10,( V'DG

-. / 10,1

CARGA / 1((0(

R-M / 10

R-S / :0:

( :((( 1,((( +2(((

(

(01

(0+

(0

(02

(0

%re;


32/70


El eje, girando en una posicin excntrica con respecto al centro del cojinete recoge aceite en forma de >cuBa > para producir una pel:cula portacartas bajo presin.

Si la excentricidad del eje dentro del cojinete aumenta moment/neamente alterando su posicin equilibrada,talvez debido a un impulso repentino, un c#oque externo, u otra condicin transitoria, entrara bombeandomas aceite enseguida, #asta llenar el espacio que deja el eje, lo cual #ace que se aumente la presin queapoya el aceite.

Esta fuerza desestabilizadora adicional en una direccin igual a la de rotacin presesin #acia delante -, daorigen a un remolino puede obligar al aje a dar vueltas excntricas dentro del cojinete.

Si el efecto amortiguador que #ace el sistema es suficiente volver/ el eje a su posicin normal dentro delcojinete, pero si esto no ocurre, el eje seguir/ dando vueltas excntricas alrededor del cojinete.

7na de las causas para que se origine el 8iro de 4ceite, es a la construccin de manera no correcta de loscojinetes, pero tambin existen otros factores como son el desgaste excesivo del cojinete, un aumento de lapresin del aceite de lubricacin, o un cambio en la viscosidad del aceite.

Cuando este problema esta ocurriendo, una de las formas de sacar la maquina de este efecto consiste encambiar la temperatura del aceite, lo cual #ace que su viscosidad vari, otra forma es aplicar una carga aleje para que se genere una desalineacin o un desbalanceo, como tambin se puede proceder a raspar lasparedes laterales del cojinete, o construir una ranuras dentro del cojinete, con el fin de romper la > C7U4 >de lubricante que se forma.

En los espectros que se muestran a continuacin, se observa como un equipo que venia operando sinproblemas de giro de aceite, en un momento determinado d:as despus -, pasa a generar aumentos devibracin, mostrando la frecuencia de giro de aceite y sub.Qarmnicos de la velocidad de giro.

Luego del correctivo realizado ese mismo d:a, la maquina regresa a una condicin normal de trabajo.



-%


33/70


R.E% ' VENTILADOR DE TIRO

%A'+ 'C'A C'A=IAL 6VENTILADOR LADO ACO-LE

Ro

--


34/70


R.E% ' VENTILADOR DE TIRO

%A'+ 'C'A C'A=IAL 6VENTILADOR LADO ACO-LE

Ro


35/70


friccin, tal como uno de discos flexibles.7) RODAMIENTOS

Los rodamientos con defectos en sus pistas, o en los elementos de rodadura generalmente producen unavibracin de alta frecuencia y que normalmente no produce frecuencias mltiples de las )!*, por esta

razn resulta dif:cil observar el daBo en un rodamiento mediante la utilizacin de la l/mpara estroboscopica,ante la imposibilidad por #acer aparecer una seBal estacionaria.

Esto significa a su vez, que entre mas deteriorado este un rodamiento0 mas oscilacin se producir/ al tratarde #acer un filtrado con la l/mpara estroboscopica a la velocidad de giro. En trminos generales se puedeestablecer que los rodamientos producen vibracin de tipo err/tica, el ciclo de deterioro de un rodamientoesta basado en cuatro + - etapas de falla como son

B-%I F Drecuencia !ista 2nterna BS% F Drecuencia de 8iro de las bolasB-%OF Drecuencia !ista Externa %T% F Drecuencia de la Gaula

N# / 5umero de Elementos del rodamientoBd = 3i/metro de las bolas o rodillos mm. o pulgadas --d / 6i/metro !rimitivo mm, o pulgadas - F Vngulo de contacto grados -

6ebido a que en muc#os casos resulta dif:cil conocer el /ngulo de contacto del rodamiento, el calculo de lasfrecuencias de daBo de un rodamiento se pueden realizar de la siguiente manera

Drecuencia de la Gaula D1D - F %.+ ( )!*

Drecuencia !ista Externa "!D3 - F %.+ ( )!* ( 5b

Drecuencia !ista 2nterna "!D2 - F %.$ ( )!* ( 5b

Drecuencia de 8iro de las "olas "S! - F %.= ( 5b ( )!* 5b W '% -

"!S - F %.'@ ( 5b ( )!* 5b X '% -



-/


36/70


A ) Evol


37/70


En esta representacin grafica se observa un espectro de vibracin, acompaBado de una tendenciavalorada en el par/metro de RD6, en el se muestra un punto de medicin de una maquina en el lado libredel motor 4Q#orizontal - y mediante el seguimiento de la vibracin y del par/metro de RD6, se #a podidodetectar el instante donde la pel:cula de lubricante esta fallando, y mediante una relubricacin mas seguidadel rodamiento se #a logrado prolongar su vida til, de lo contrario al no conocerla se puede acelerar eldesgaste ante la falta de conocimiento de la debilidad que se tiene en la lubricacin.

R.E% ' TRANSMISION SUR GRUA ,( TCN'(:'SUR 'A'8 A'8OR9 6MOTOR SUR LADO LIBRE)

Trend Di!la41 ' +( .8'' Ba!eline ''Val las frecuencia naturales fn - de loscomponentes del rodamiento, que ocurren predominantemente en el )ango de =%.%%% a '%.%%% C!*.Esas frecuencias naturales pueden ser tambin ocasionadas por resonancias de las estructuras de soportedel rodamiento. 4l final de la etapa aparecen frecuencias de banda lateral por encima y por debajo delpico de frecuencia natural. En esta etapa de daBo el valor del pico de energ:a 3verall Spie Energy , oRD6 - crece en magnitud y puede pasar para nuestro ejemplo grafico de %.A a %.A% gSEQ



-(


38/70


C ) Evol


39/70


D ) Evoldesaparecer > y son remplazados por un > ruidode piso > al azar, de banda anc#a y alta frecuencia. 4dem/s las amplitudes del ruido de piso de altafrecuencia y el pico de energ:a disminuyen, sin embargo, justo antes de que ocurra la falla, el pico deenerg:a y el RD6 crece por lo generala amplitudes excesivas.

!or lo general existe un concepto el cual manifiesta lo siguiente

Los rodamientos entre mas daBados estn, tienden a esconder la vibracin que se produce en la zona dealta frecuencia, zona de la frecuencia natural del rodamiento, as: como en la zona de daBo de loselementos del rodamiento, y la trasladan a la zona rotacional, dando como resultados altos niveles dedesbalanceo, desalineacin y soltura mec/nica, pero que en el fondo son producidas por el desgasteprogresivo que #an tenido los rodamientos, y por lo tanto resulta casi imposible corregir las anormalidadesantes mencionadas, sino se produce antes un cambio de los rodamientos del equipo, o del rodamiento queeste con problemas.

4l #acer un an/lisis de fase en estos instantes, se puede observar que dif:cilmente se puede conseguir queel eje que se observa a travs de la l/mpara estroboscopica, o el /ngulo de fase que se mira, tenga una

estabilidad, de a#: que se dice que un rodamiento produce una variacin constante de fase fase err/tica -.



-:


40/70


1( ) %UER9AS 8IDRULICAS AERODINMICAS

A) PA&2 DE A3ABE

La frecuencia de paso de alabes "!D - F 5umero de alabes ( )!*, Esta frecuencia es in#erente enbombas , ventiladores y compresores y normalmente no representan problemas sin embargo las "!D oarmnicas - de gran amplitud puede ser generadas en la bomba si el espacio entre los alabes de rotacin ylos difusores no es igual en todas ellas .

1ambin las frecuencias de paso de alabe "!D - o armnicas de esta pueden coincidir en ocasiones conuna frecuencia natural del sistema causando alta vibracin .

7na vibracin a la frecuencia de paso de alabe "!D - de altas amplitudes puede ser causada si el

impulsor desgasta los anillos de agarre al eje, o si falta la soldadura que sostiene a los alabes del difusor,tambin las vibraciones producidas por frecuencia de paso de alabe de alto ciclaje armnicos de "!D -pueden ser causadas por dobleces en la tuber:a o ducto -, obstrucciones que interrumpan el flujo,posiciones del 6amper, o si el rotor se encuentra excntrico dentro de la carcaza de la bomba o ventilador.



&


41/70


ROUTE $AVE%ORM

1'MA'(+ (7**2(

-. / ,0:

( 1(( +(( (( 2(( (( ,((

'1

'1+

'7

',

'

(

,

7

1+

Ti3e in 3Se!

Velo

it4in335Se

R.E% ' BOMBA DE RE%UER9O --'+

--'+ 'C'V C'VERT 6BOM BA LADO ACO-LOE

ROUTE S-ECTRUM

1'MA'(+ (7**2(

OVRALL/ ,0& V'DG

-. / ,07

CARGA / 1((0(R-M / 1&(0

R-S / +701&

( 1(((( +(((( (((( 2(((( ((((

(

1

+

2

,

&

%re;


42/70


Esta interrupcin de la presin causa turbulencia, la cual genera vibracin a baja frecuencia aleatoriat:picamente en el rango de A% a %%% C!*, si ocurre una purga dentro del compresor puede ocurrir una altafrecuencia de vibracin de banda anc#a al azar.

Excesiva turbulencia pueden tambin excitar la alta frecuencia de banda anc#a.

C. Ca-itacin

La cavitacin genera normalmente una vibracin de alta frecuencia de tipo err/tica y de banda anc#a,normalmente en un rango de '%.%%% C!* o mas, y donde dentro de este espectro de banda anc#a est/nincluida la frecuencia de paso de alabe 5umero de alabes ( ))!* - o incluso algunos armnicos de ella.

5ormalmente este problema esta referenciado por insuficiente presin de succin falta de alimentacin -,la cavitacin puede ser un tanto destructiva para los elementos internos de la bomba, si no es corregidapuede particularmente erosionar los alabes del impulsor.

Cuando esta presente a menudosuenan como si pasaran >piedrasJ a travs de la bomba, la cavitacin es

usualmente causada por insuficiencia en el flujo de entrada.!uede ocurrir en un recorrido y estar ausente en el siguiente si son realizadas modificaciones en posicinde las v/lvulas de succin -.



%


43/70


Espectro donde la vibracin se origina por problemas de Cavitacin.

Co3o Identi?iar la Cavitai"n en el !itio

*ediante el )uido

4umenta al abrir la v/lvula de 6escarga 6isminuye al Cerrar la v/lvula de descarga

Como &olucionarla

*ediante un Cambio de "omba Se debe suministrar el 5!SR disponible -

Karias "ombas mas pequeBas en paralelo Cambio del impulsor por una de di/metro mas pequeBo Cambiar el diseBo del 2mpulsor

Cambio del /rea del ojo, #acindolo mayor 4dicionando un 2nductor 6isminuir la velocidad de la bomba 6isminuir la temperatura del fluido con el objeto de controlar la presin de Kapor - *odificar el sistema de succin.

La Cavitacin afecta a los alabes de la bomba por la parte interna

PRE&%24 DE VAP2R 5

Es el punto de ebullicin del fluido, donde a mayor altura sobre el nivel del mar su temperatura de ebullicines menor, es decir es inversamente proporcional una con respecto a la otra, la presin sobre el nivel delmar es de '+.H !S2.

!ara que se presente presin de vapor, se #ace necesario que se supere la !resin 4tmosfrica



-


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11 ) ENGRANA@ES

A. Espectro 4ormal

El espectro 5ormal muestra las velocidades de engranajes y el piBn junto a la frecuencia de engranajes

8*D - y armnicas muy pequeBas de 8*D. Las armnicas de 8*D por lo general tienen bandas lateralesde velocidad de giro. 1odos los picos son de baja amplitud y no se excitan las frecuencias naturales de losengranajes. La D*4( recomendadas es a =.A(8*D m:nima - cuando el numero de dientes seaconocido. Si no se conoce el numero de dientes, utilice D*4( a %%()!* en cada eje.

8*D F 5umero de dientes del engranaje - ( )!* del eje que contiene ese engranaje -

B0 De!a!te del Diente

7n indicador clave del desgaste uniforme del diente es la excitacin de la frecuencia natural del engranaje fn -, apareciendo junto a el las bandas laterales en ambos extremos y con una diferencia igual a lavelocidad de giro del engranaje que presenta la anormalidad .

La frecuencia de engranaje 8E4) *ESR F 8*D -, puede o no cambiar en amplitud, aunque puede estarrodeada de bandas laterales de gran amplitud, y donde estas aparecen en incremento de nivel cuando eldesgaste del piBn es notable.

Las bandas laterales pueden ser mejor indicador de daBo en el engranaje, que las mismas frecuencias de8ear *es# 8*D - , 1ambin pueden presentarse grandes amplitudes al segundo y tercer armnico de lafrecuencia fundamental de trabajo de los engranajes ( 8*D y =( 8*D -, aun si la amplitud al primerarmnico de la frecuencia de 8ear *es# '( 8*D - es de niveles aceptables.

Lo anterior significa que entre mas armnicos de la frecuencia de engranaje se presenten, mas desgaste seorigina en los piBones, cuando se presenta desgaste en los engranajes, la seBal en el tiempo es de formamodulada, donde el periodo de la modulacin de la amplitud da origen a la frecuencia del engranaje quecontiene el problema.




45/70




/


46/70


ROUT E $AVE%ORM

+&'MA'( 1*1,*+1

-. / 207:

( +(( 2(( ,(( :(( 1(((

'1(':','2'+

(+2,:

1(

Ti3e in 3Se!

Veloit4in335Se

S0L ' E=TRUSORA SEGUNDA LINEA

9M'1+ 'E'8 E'8OR9 6REDUC LADO LIB SEGU E@E

ROUTE S-ECTRUM

+&'MA'( 1*1,*+1

OVRALL/ 20:1 V'DG

-. / 20&7

CARGA / 1((0(

R-M / &0

R-S / 70:

( 2((( :((( 1+((( 1,(((

(

(0

10(

10

+0(

+0

0(

0

%re;


47/70


D. Excentricidad del En$rana"e ! 6ue$os entre los Dientes

4 menudo se presentan bandas laterales de gran amplitud alrededor de las frecuencias armnicas detrabajo del engranaje 8ear *es# F 8*D - , las cuales pueden asociarse a un problema de excentricidaddel engranaje, juego entre los dientes de los engranajes, o ejes no paralelos que permiten que la rotacin de

un engranaje >moduleJ la velocidad de giro del otro.

El engranaje que contiene el problema esta indicado por el espacio de la banda de la frecuencia lateral, as:mismo el nivel de amplitud para la frecuencia de rotacin '( )!* - del engranaje excntrico ser/ alta, sila excentricidad es el problema predominante.

Si entre los dientes de los engranajes existe un juego inadecuado, normalmente se presentara unaexcitacin de las frecuencias armnicas de trabajo del engranaje '( 8*D, ( 8*D, y =( 8*D -, as: comode la frecuencia natural del engranaje, y se producir/n bandas laterales que tiene una diferencia igual a lavelocidad del engranaje que contiene el problema '()!* del engranaje problema -.

!ara corroborar un diagnostico por efectos de excentricidad entre los engranajes, se puede #acer unaprueba aumentando la carga, esto producir/ un efecto en disminucin de las amplitudes de las frecuenciasde 8ear *es# 8*D -, siempre y cuando si la vibracin es ocasionada por juego entre los dientes de losengranajes.

ROUTE $AVE%ORM

+:'AUG'( 11*1(*

-. / 022

( +( 2( ,( :( 1(( 1+(

'1:'1'1+

'7','

(

,7

1+

Ti3e in 3Se!

Veloit4

in

335Se

R.E% ' BANDA'CV'27 DE ESCORIA

CV'27 'C'V C'VERT 6REDUCTOR LADO ACO-LE

ROUTE S-ECTRUM

+:'AUG'( 11*1(*

OVRALL/ 0,( V'DG

-. / 0(+

CARGA / 1((0(

R-M / 1&(0

R-S / +701&

( +( 2( ,( :( 1(( 1+(

(

(0

10(

10

+0(

+0

0(

0

20(

20

%re;


48/70


E0 De!alineai"n del Enranaje

Cuando se presenta desalineacin del engranaje casi siempre se genera una excitacin del segundoarmnico de la frecuencia de 8ear *es# ( 8*D -, o una mayor =( 8*D -, la cual tendr/ bandaslaterales a la velocidad de funcionamiento. 4 menudo mostrara solo una pequeBa amplitud a la frecuencia

de '(8*D, pero niveles m/s elevados a la frecuencia de ( 8*D y =(8*D.

Es importante colocar la frecuencia m/xima de medicin D*4( - lo suficientemente alta para captar lostres primeros armnicas de la frecuencia de 8ear *es# 8*D -. 1ambin se presentaran bandas lateralesalrededor de la frecuencia de (8*D, las cuales tendr/n una diferencia de ciclaje en anc#o de banda iguala dos veces la velocidad del giro del eje que contiene el engranaje ( )!* -

5tese que las amplitudes de las bandas laterales a menudo no son iguales a la derec#a e izquierda de lafrecuencia de 8ear *es# 8*D - y armnicamente las amplitudes de la frecuencia de 8*D tampoco soniguales debido a la desalineacin del diente.

ROUT E $AVE%ORM

+'@UN'(+ 11*(*2,

-. / 1:072

( (0+ (02 (0, (0: 10( 10+

',(

'2(

'+(

(

+(

2(

,(

Ti3e in Seond!

Velo

it4in335Se

%INO ' ME9CLADORA DOBLE CV'&+ A

CV'&+ A 'D'A D'A=IAL 6REDUCT E@E ENTR LAD LIB

ROUTE S-ECTRUM+'@UN'(+ 11*(*2,

OVRALL/ 1&01 V'DG

-. / 1&01

CARGA / 1((0(

R-M / ::(0

R-S / 120,&

( :((( 1,((( +2(((

(

1

+

2

,

&

%re;


49/70


%0 Diente Arietado5Roto

7n diente agrietado o roto podr/ generar una gran amplitud a '()!* de este engranaje solo en la onda detiempo, adem/s excitara la frecuencia natural del engranaje fn - con bandas laterales a su velocidad degiro. Se detecta mejor en onda de tiempo ya que mostrara un pico pronunciado cada vez que el diente

problem/tico trate de engranar con los dientes del engranaje compaBero. El tiempo entre los impactos Z -corresponde a '()!* del engranaje con el problema. Las amplitudes de pico de impacto en la onda tiemposer/ de '% a % veces m/s grandes que las amplitudes a la frecuencia de '()!* en el espectro devibracin.

ROUTE $AVE%ORM

('OCT'(+ 12*(7*+(

-. / 0,:

( ( 1(( 1( +(( +( (( ( 2((

'1(

':

',

'2

'+

(

+

2

,

Ti3e in 3Se!

Veloit4in335Se

R.E% ' TRANSMISION NORTE GRUA ,(T

CN'(:'NORT 'D'8 D'8OR9 6RED NOR LADO ACO E@E ALT

ROUTE S-ECTRUM

('OCT'(+ 12*(7*+(

OVRALL/ 2011 V'DG

-. / 2011

CARGA / 1((0(

R-M / 1+((0

R-S / +(0((

( +(((( 2(((( ,(((( :((((

(

(0+(02

(0,

(0:

10(

10+

102

%re;


50/70


G0 -ro#le3a! de %a!e de En!a3#le de Enranaje!0

En esta fase del an/lisis de estos problemas se emplea la siguiente terminolog:a

Enranaje ond


51/70


8 ) -ro#le3a! de Caa de Diente

La frecuencia de caza de diente fR1 - ocurre cuando est/n presentes fallas tanto en el engranaje como enel piBn que pueden #aber ocurrido durante el proceso de construccin, debido a malos trazos, o en el

campo puede causar una vibracin apreciable, pero como ocurre a bajas frecuencias predominantementemenores a $%% C!*, es por lo general pasada por un alto.

7n juego de engranajes con este problema de dientes repetitivo normalmente emite un sonido de gruBidoen la transmisin. El efecto m/ximo ocurre cuando los dientes defectuosos del piBn y el engranaje entra enengrane al mismo tiempo en algunas trasmisiones esto puede ocurrir solo ' de cada '% a % revoluciones,dependiendo de la formula de fn -. 5tese que 18E4) y !iBn se refieren al numero de dientes en elengranaje y piBn respectivamente.

NA> es el factor de fase de ensamble definido arriba, generalmente modula los picos 8*D y )!* delengranaje.

I ) SOLTURA DEL RODAMIENTO

7na #olgura excesiva de los rodamientos que soportan los engranajes puede no solo excitar muc#asarmnicas de la velocidad de giro '( )!*, ( )!*, =( )!*, +( )!*, etc -, si no tambin puede darorigen a la presencia de grandes amplitudes para los armnicos de la frecuencia de 8ear *es# ( 8*D,=( 8*D -.

Estos niveles de amplitud altos para la frecuencia de 8ear *es# '( 8*D -, o de sus armnicos, son larespuesta de la vibracin y no el origen de la soltura de los rodamientos, donde la falla en el rodamiento quesoporta el engranaje puede ser motivada por desgaste excesivo, o por un montaje inadecuado del mismorodamiento durante su proceso de instalacin, si este problema se deja sin corregir puede causar undesgaste severo del engranaje, as: como daBos a otros componentes.



/1

(GMF) x NA

(T !"# )x (T $%&'&)


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ROUTE $AVE%ORM

11'@UL'( 1(*1*(2

-. / ,0(1

( ,( 1+( 1:( +2( ((

'1+

'7

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Ti3e in 3Se!

Veloit4in335Se

-RE- ' BANDA'CV'1(CV'1( 'C'8 C'8OR9 6REDUCTOR LADO ACO-LE)

ROUTE S-ECTRUM

11'@UL'( 1(*1*(2

OVRALL/ 0 V'DG

-. / 0+

CARGA / 1((0(

R-M / 1&(0

R-S / +701&

( +(((( 2(((( ,(((( :(((( 1(((((

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1+ ) MOTORES DE INDUCCION AC

A) Excentricidad del Estator' 3aminas en Corto o 7ierro Flo"o

Los problemas del estator generan alta vibracin a dos veces la frecuencia de l:nea (DL -. Laexcentricidad del estator produce un entre#ierro fijo irregular entre el rotor y el estator que produce unavibracin muy direccional.

El entre#ierro diferencial no debe exceder el A& en los motores de induccin y '%& en los sincrnicos, unapata floja y bases dobladas pueden producir un estator excntrico. 7n #ierro flojo es debido al debilitamientoo aflojamiento del soporte del estator. Los cortos circuitos en las laminas del estator pueden causar uncalentamiento irregular localizado que puede deformar al mismo estator. Esto produce vibracintrmicamente inducida que puede crecer significativamente con el tiempo de operacin causandodeformacin del estator y problemas de entre#ierro.

ROUTE $AVE%ORM

1&'@UN'( 1*+1*2

-. / 201

( 1(( +(( (( 2(( ((

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Ti3e in 3Se!

Ve

loit4in335Se

R.E% ' BOMBA DE LODO --'1('A

--'1('A 'B'8 B'8OR9 6MOTOR LADO ACO-LE

ROUTE S-ECTRUM

1&'@UN'( 1*+1*2

OVRALL/ 07 V'DG

-. / 07,

CARGA / 1((0(

R-M / (0

R-S / 701&

( +(((( 2(((( ,((((

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10

+0(

+0

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20

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DLF frecuencia de linea electrica

5sF veloc de sincronismo F '% DL !

Ds F frecuencia de deslizamiento. F 5s - M )!* -

Dp F frecuencia de paso de polos F Ds - ( ! -

! F 5umero de polos

Los rotores excntricos producen entre#ierro de rotacin variable entre el rotor y el estator, lo que induceuna vibracin pulsante normalmente entre la frecuencia de ( DL y la armnica de velocidad de giro mascercana -.

4 menudo requiere de un zoom del espectro para separar la frecuencia de ( )!* de la frecuencia de(DL y la armnica de la velocidad de giro.

Los rotores excntrico generan una frecuencia de dos veces la frecuencia de paso de polos Dp -,rodeadas de bandas laterales de frecuencia de paso de polo Dp - , as: como bandas laterales de lafrecuencia de polos Dp - alrededor de la velocidad de giro.

La frecuencia de polos Dp - se manifiesta en el espectro por si sola a baja frecuencia y va desde ; a '%C!* %.= a .% Rz -, cuando se produce una desalineacin, o existe la presencia de pata coja0 se induce auna manifestacin de un entre#ierro variable debido a la distorsin, lo que conlleva a pensar en unproblema de tipo elctrico, pero motivado por efectos mec/nicos.



/

B"&d"+ L",!#"-!+ F$"-#!d!d# d! 2 FL


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C. Problemas del Rotor

7nas barras del rotor rotas o agrietadas, o anillos en corto, juntas malas entre las barras del rotor y losanillos en corto o laminacin del rotor en corto, pueden producir una vibracin a la velocidad de giro '()!* - con bandas laterales a la frecuencia de paso de polo Dp - .

4dem/s estos problemas generaran a menudo bandas laterales de la frecuencia de paso de polo Dp -alrededor de la segunda las segunda, tercera, cuarta, y quinta armnica de la velocidad de giro.

"arras de rotor flojas o abiertas son indicadas por la presencia de bandas laterales a dos veces lafrecuencia de l:nea ( DL - rodeando a la Drecuencia de !aso de "arra del )otor )"!D F 5umero de"arra ( )!* - y de sus armnicos ( )"!D, =( )"!D-.

4 menudo causaran altos niveles a dos veces la frecuencia de paso de "arras ( )"!D - y solo unapequeBa amplitud a '( )"!D.

7n arqueamiento inducido elctricamente entre las barras flojas del rotor y los anillos, a menudo mostraranaltos niveles de ( )"!D con bandas laterales a DL -0 pero muy poco o casi ningn incremento enamplitud a la frecuencia de '( )"!D.

Se presentan en la grafica anterior "andas laterales de Dp Drecuencia de polos - alrededor de lasarmnicas de la velocidad de giro

RB-% 6 %re


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Los problemas de fase debido a conectores flojos o rotos pueden causar una excesiva vibracin a dosveces la frecuencia DL- que tendr/ unas bandas laterales alrededor y espaciadas 'I= de la frecuencia dela l:nea 'I= DL -.

Los niveles de vibracin a dos veces la frecuencia de l:nea DL - pueden exceder a '.% pulg.Iseg deamplitud sino se corrige, Este es particularmente un problema si el conector defectuoso solo #ace contactoespor/dicamente .

Los conectores flojos o rotos deben ser reparados para prevenir una falta catastrfica.

E8 Pruebas para Di#erenciar entre Problemas Mecanicos ! Electricos

En muc#as oportunidades se tiende a confundir si la vibracin que se presenta en una maquina es de tipomec/nico, o elctrico, sobre todo si esta gira a =.AA% C!*, y donde el anc#o de banda del espectro nosgenera una diferencia de 'A% o mas C!*, por lo cual no se puede separar entre la frecuencia de (DL H.%% C!* - y la frecuencia de ( )!* del equipo H.'%% C!*

Existen varias pruebas que se pueden realizar con los instrumentos de medicin como son

!rueba de 4pagado

Consiste en registrar o visualizar la ca:da de la seBal de amplitud en el equipo, y se puede #acer de dosmaneras.

'. Se el equipo es de tipo 4n/logo, entonces se realiza la medicin de amplitud de manera directa valortotal -, luego estando el motor prendido y dejando en sensor pegado a la carcaza del motor, se procedea quitar la energ:a al motor, en ese instante se debe observar lo que sucede as:

Si al apagar la maquina, la aguja que mide la amplitud cae instant/neamente es decir la vibracin se

pierde con la quitada del campo -, entonces la procedencia de la vibracin es de tipo elctrica.

Si la amplitud de la vibracin al quitar la energ:a va disminuyendo lentamente, entonces el origen es detipo mec/nico.



/8

4andas aterales de 1B- 0alrededor de % 0


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Si se cuenta con un equipo que grafique en tiempo real, se puede observar el comportamiento de la seBalde vibracin en la grafica de la siguiente manera

En la grafica superior se observa la presencia de la frecuencia de H.%% C!* ( DL - , o quiz/s la deH.'%% C!* que viene a ser la ( )!* del motor, que para nuestro ejemplo gira a =.AA% C!* -, con el finde determinar si el problema es de tipo mec/nico, o elctrico, se precede a realizar una prueba de apagado0para lo cual se utiliza un analizador de vibraciones con impresora incorporada.

Como se puede observar el la grafica inferior, la ca:da de la seBal de amplitud de la vibracin es brusca,esto significa que la amplitud se pierde con el campo, por lo tanto la procedencia de la vibracin es deorigen elctrico.

NOTA *

Es importante estar seguros que antes de realizar la prueba de apagado, se #a descartado la posibilidad dela existencia de > !414 C3G4 >, debido a que las cargas por deficiencia en la nivelacin del motor conrespecto a la base, pueden producir una deformacin de la carcaza, lo cual conlleva a ocasionar un

aparente problema de tipo elctrico, y es posible que la prueba de apagado genere resultados similares alos de un problema de tipo elctrico.



/(

&0+(( C-M


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)egistro en tiempo real del apagado de una maquina, la cual manifestaba la incidencia de un ligero efecto

de tipo elctrico de centrado entre estator y rotor, por lo cual daba origen a la frecuencia de H.%% C!* (DL -, y que puedo se verificado mediante la prueba de apagado, donde la seBal de amplitud tiene una granperdida con la quitada del campo, el valor inicial de vibracin ante de apagar la maquina es de . mmIsegp, y luego de quitar la energ:a, su amplitud es de %.%$@ mmIseg.

1 ) MOTORES SINCRONICOS

A) Espiras del Estator Flo"as

Las espiras del estator flojas en un motor sincrnico generan alta vibracin a la frecuencia de paso deespiras C!D- que es igual al numero de espiras del estator ( )!* 5umero de espiras del estator F numero depolos ( numero de espiras I polo -.

La frecuencia de paso de espira estar/ rodeada por bandas laterales a la frecuencia de ' ()!*, Losproblemas del motor sincrnico tambin ser/n indicados por altos picos de amplitud aproximadamente de$%.%%% a ;%.%%% C!*, acompaBados de bandas laterales a dos veces la frecuencia de l:nea DL -.

Se recomienda tomar al menos un espectro a una frecuencia m/xima de ;%.%%% C!* en cada carcaza delrodamiento del motor.



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C-% 6 %re


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ROUTE $AVE%ORM

(2'MA'( 1*(7*&

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2

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Ti3e in 3Se!

Veloit4in

335Se

R.E% ' TACOGENERADOR .N'(1 B NORTE

T0G0.N(1'B'B'8 B'8OR9 6T0G0 NORTE LADO MOTOR)

ROUTE S-ECTRUM

(2'MA'( 1*(7*&

OVRALL/ +0+ V'DG

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CARGA / 1((0(

R-M / ((0

R-S / :0

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C . +ar"eta de Disparo De#ectuosa o Fusible 9uemado

Cuando una tarjeta de disparo falla en disparar, 'I= de la energ:a se pierde, y puede causar cambiosmoment/neos de velocidad en el motor repetidamente.

Esto puede conducir a altas amplitudes a la frecuencia de 'I=( SC) y I=( SC).

La expresin 'I=( SC) equivale a '( DL, para SC) )ectificados a onda media, pero de (DL para SC))ectificados a onda completa .

Se debe tener una precaucin y es que la configuracin de la tarjeta SC) debe ser conocida antes dereparar el motor 5umero de SC), 5umero de tarjetas de disparo, etc -.

ROUTE $AVE%ORM1,'OCT'( +1*2:*22-. / 1021

( ( 1(( 1( +(( +( (( ( 2((

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'1

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1

+

Ti3e in 3Se!

Veloit4in335Se

R.E% ' TRANS SUR CALCINADOR .N'(1'A.N'(1 A 'B'8 B'8OR9 6MOTOR LADO ACO-LE

ROUTE S-ECTRUM1,'OCT'( +1*2:*22

OVRALL/ 102 V'DG-. / 102

CARGA / 1((0(R-M / ((0R-S / :0

( +(((( 2(((( ,(((( :((((

(

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(02

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(0:

10(

10+102

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81


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K


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El Dluting inducido Elctricamente es detectado normalmente por una serie de diferencias de frecuenciasespaciadas mas o menos a las frecuencias de defectos de pista externa "!D3 -, aun si ese fluting estapresente tanto en la pista externa como en la interna .

4 menudo aparece un rango situado entre las frecuencias de '%%.%%% a 'A%.%%% C!*.

7n espectro a '@%.%%% C!* con '.$%% l:neas de resolucin es recomendado para detectar este problema,#aciendo mediciones en ambos rodamientos de apoyo del motor 6C.

1 ) -ROBLEMAS DE TRANSMISIN DE CORREAS

A) De!a!teJ A?loja3iento o De!


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%re


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4 menudo con la desalineacin de la polea la vibracin axial mas elevada se encontrara a las )!* delventilador, o viceversa .

!uede ser confirmada por mediciones de fase colocando el filtro de fase a las )!* de la polea con mayoramplitud axial 0 luego compare las fases a esta frecuencia en particular en cada rotor en la direccin axial.

C) Poleas Excentricas

Las poleas excentricas causan alta vibracion a la frecuencia de '()!* de la polea excentrica. La amplitudes normalmente la mas alta cuando se encuentra alineada con las correas y debe aparecer tanto en losrodamientos de la polea conductora como en la conducida.



8/

1C D7E" 727$


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En ocasiones es posible balancear las poleas excentricas colocando arandelas en los pernos. Sin embargo,aunque se balancee, la excentricidad seguira induciendo vibracion y esfuerzo de fatiga reversible en lacorrea.

La excetriicidad de la polea puede ser confirmada por un analisis de fase que muestre la diferencia de fase#orizontal y vertical cercana a %9 a '@%9.

D) Resonancias de las correas

La resonancia de la correa puede ocasionar amplitudes altas si la frecuencia natural de la correa llega aaproximarse, o coincidir ya sea con las )!* del motor o de la maquina.

La frecuencia natural de la correa puede ser alterada cambiando la tension, longitud o seccion transversalde la correa. !uede ser detectada tensiondo y luego soltando la correa mientras se mide la respuesta en laspoleas y rodamientos.

Sin embargo, cuando esta operando, las frecuencias naturales de la correas tenderan a ser un poco masaltas en el lado tensionado y un poco mas bajas en el lado flojo.



88

5n cambio de ase de & o de 19& #rados entrelas mediciones horizontales ! verticales,indicaran la presencia de una excentricidad


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:; ) P


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!ara que se genere el "E41, se #ace necesario que exista la presencia de dos frecuencias cercanas, estetipo de vibracin es muy norma encontrarlo en equipos que cumplen las siguientes caracteristicas

'- Los dos componentes de la maquina motor y conducido - estan montados sobre la misma base.

- Tue el motor este montado sobre el mismo sit del conducido

=- Tue las velocidades de operacin sean muy cercanas

+- En equipos que tienen transmision por correas.



89


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-RE- ' VENTILADOR %A'(+

%A'(+ 'B'V B'VERT 6MOT OR LADO -OLEA

ROUTE S-ECTRUM

+'@AN'( 1(*,*22

OVRALL/ :022 V'DG

-. / :02(

CARGA / 1((0(

R-M / 1:((0

R-S / (0((

( ,((( 1+((( 1:((( +2(((

(

+

2

,

:

1(

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1& ) -ATA %LO@AJ -ATA RESORTEADAJ RESONANCIA DE -ATA

A) Pata Flo"a

3curre cuando la pata de una maquina o el bastidor se deflecta cuando un perno de sujecin se afloja,causando el levantamiento de la pata aproximadamente mas de %.%% Q %.%%= milsimas de pulgadas, estono causa siempre un gran incremento de la vibracin. sin embargo, podria #acerlo si la pata floja afecta laalineacin o el entre#ierro del motor.

En la foto se observa el comparador puesto sobre la pata de la maquina, con el objeto de verificar supisada.

B) -ata Re!orteada!uede causar gran distorsin del bastidor. resultando en un incremento de la vibracin, fuerza y esfuerzodel bastidor y carcaza de rodamiento, etc.

Esto puede ocurrir cuando un perno de sujecin es ajustado excesivamente en la pata como un intento denivelada.

C) Re!onania de la -ata

!uede causar incrementos dram/ticos de la amplitud de A a 'A veces o m/s, si se compara con aquellacuando el perno o combinacin de pernos - est/n flojos o apretados a mano. Cuando se ajusta, este pernopuede cambiar notablemente la frecuencia natural del mismo bastidor de la maquina.

La !ata Dloja La !ata )esorteada o La )esonancia de la !ata afecta m/s a men do a la frece encia de

Manual Vibraciones Espectrum Charlotte MPC

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