ANÁLISIS DE FIRMA DE VIBRACIÓN La vibración tiene tres

ANÁLISIS DE FIRMA DE VIBRACIÓN
La vibración tiene tres parámetros importantes que pueden medirse:
Frecuencia: determina cuantas veces vibra la estructura o ME por minuto o
segundo
Amplitud: determina la magnitud de la vibración por pulgada o pulg/seg o g/s
Fase: ¿Cómo está vibrando el elemento en relación a un punto de referencia?
La mayor desventaja de los programas de mantenimiento predictivo es la
habilidad para diagnosticar los problemas mecánicos y eléctricos en la ME.
Se han desarrollado entonces guías para que los analistas puedan diagnosticar
la falla. Estas guías son prácticas y fueron realizadas por la experiencia a
través de los años en el análisis de firma de vibración.
Debemos respondernos a las siguientes preguntas:
1. ¿Qué frecuencias están presentes en el espectro y cómo se relacionan con la
velocidad operativa de la máquina (o sea, son los picos presentes iguales a 1
X, 2X, 3X, 5.78X RPM o qué)?
2. ¿Cuáles son las amplitudes de cada pico?
3. ¿Cómo se relacionan los picos de frecuencia entre ellos? (por ej. 2X RPM
es mucho más alto que 1 X RPM"; hay un gran pico en 7 .43X RPM"; hay
un gran número de armónicas de la velocidad operativa presentes"; "hay
bandas laterales de alta amplitud alrededor de la frecuencia de engrane";
"hay bandas laterales de 7200 CPM alrededor de un gran pico en las 46X
RPM", etc.).
4. Finalmente, si hay picos de amplitud significativos, cuál exactamente su
origen ("es 7.43X RPM una frecuencia de rodamiento defectuoso"; "es el
pico de 46X RPM igual al número de RPM de barras de rotor"?, etc.).
ESPECTRO TÍPICO:
1. Firma representativa para cada problema.
RELACIÓN DE FASE:
2. La amplitud revela cuánto algo está vibrando. La frecuencia expresa
cuántos ciclos ocurren por unidad de tiempo. La Fase completa el análisis
mostrando como está vibrando la máquina. La fase es una poderosa
herramienta para diferenciar cuál de las numerosas fuentes de problemas
es la dominante.
Por ejemplo: Un gran número de problemas generan vibración en 1x y 2x
rpm. Usando la fase, uno aprende cómo está vibrando la máquina, y en el
proceso, ayuda a descubrir en cuál problema está presente.
En los ejemplos que se colocan a continuación (los 8 primeros) se muestra
como reacciona la fase durante las siguientes situaciones:
1.-Un desbalanceo de fuerza (o estático) es evidenciado por una fase casi
idéntica en dirección radial de cada cojinete del rotor de una máquina.
2.-El desbalanceo de torque muestra aproximadamente una relación fuera de
fase de aproximadamente 180º, cuando se compara la fase en dirección
horizontal en lado libre y lado acople y vertical en lado acople y lado libre.
3.-El desbalanceo dinámico se indica cuando la diferencia de fase está bien
alejada de 0º o 180º, pero es casi la misma en dirección horizontal y
vertical. O sea, la diferencia de fase horizontal podría ser casi cualquiera
entre los cojinetes lado libre y lado acople pero la clave está en que la
diferencia de fase vertical debería entonces ser casi idéntica a la diferencia
de fase horizontal (± 30º). Si la diferencia de fase horizontal varía mucho
de la diferencia de fase vertical, esto sugiere fuertemente que el problema
dominante no es el desbalanceo.
4.-La desalineación Angular está indicada para una diferencia de fase de
aproximadamente 180º a través del acoplamiento, con mediciones en
dirección axial.
5.-La desalineación paralela causa que la fase de dirección radial a través del
acoplamiento esté aproximadamente 180º fuera de fase una con respecto a
la otra.
6.-El eje curvado causa que la fase axial del mismo eje se aproxime a una
diferencia de 180º cuando se comparan las mediciones de los cojinetes lado
acople y lado libre del mismo rotor de la máquina.
7.-La resonancia se muestra por un cambio de fase de 90º en el punto, en que
la frecuencia forzada coincide con una frecuencia natural, y se aproxima a
un cambio completo de fase de 180º cuando la máquina pasa a través de la
frecuencia natural (dependiendo de la amortiguación presente)
8.-El rozamiento del rotor causa cambios significativos e instantáneos en la
fase.
9.-La soltura! debilidad mecánica debido a problemas de la base/marco o
pernos flojos se indican por un cambio de fase de casi 180º cuando uno
mueve el transductor del pie de la máquina hacia su base y luego hacia la
base soporte.
10.-Soltura mecánica debido a un marco o, bastidor agrietado, cojinetes o
rotores flojos causa que la fase sea inestable, probablemente con
mediciones de fase muy diferentes de una medición a otra. La medición de
fase puede diferir evidentemente cada vez que encienda la máquina,
particularmente si el rotor es el que está flojo y rota en el eje unos pocos
grados con cada arranque.
Habitualmente sería poco práctico realizar mediciones de fase en toda la
maquinaria cuando se hagan un monitoreo regulares de mantenimiento
predictivo. Su mayor uso aparecerá cuando se realicen diagnósticos en
máquinas que han desarrollado una alta vibración en 1 X. 2X o 3X RPM,
requiriendo investigación para detectar la(s) causa(s) predominante(s)
antes de tomar acciones correctivas.