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馃挌 AN脕LISIS DEL ESPECTRO DE VIBRACIONES

Comprender los conceptos b谩sicos y fundamentales del an谩lisis de vibraci贸n son muy importantes en la formaci贸n de un fondo s贸lido para analizar los problemas en maquinaria rotativa.聽El cambio entre el tiempo y la frecuencia en una herramienta es un factor de uso com煤n utilizado聽para el an谩lisis, debido a que el espectro de frecuencia se deriva de los datos en el dominio del tiempo.聽La relaci贸n entre tiempo y frecuencia es un indicador muy importante en los procesos de aceleraci贸n, velocidad y desplazamiento.聽La vibraci贸n total de la energ铆a medida dentro de un espec铆fico rango de frecuencia incluye una combinaci贸n de todas las se帽ales de vibraci贸n dentro de una medici贸n de rango de frecuencias y produce un valor num茅rico.

Amplitud vs. Frecuencia

La amplitud de vibraci贸n indica la gravedad del problema.聽La frecuencia de vibraci贸n indica la fuente del problema.

Velocidad vs. Aceleraci贸n

La velocidad es la primera derivada del desplazamiento en funci贸n del tiempo, es la tasa de聽cambio en el desplazamiento (la velocidad de la vibraci贸n).

La aceleraci贸n es la segunda derivada del desplazamiento, es la tasa de cambio de聽velocidad (el cambio en la velocidad de la vibraci贸n).

Al comparar se帽ales de vibraci贸n en general, es imperativo que ambas se帽ales se midan en elmismo rango de frecuencia y con el mismo factor de escala.

Unidades de Mediciones para Vibraciones

  • Desplazamiento (distancia) mil茅simas o micr贸metros, mm
  • Velocidad (Velocidad – Velocidad de cambio de displcmt) en / seg o mm / seg
  • Aceleraci贸n (Velocidad de cambio de velocidad) G’s o en / seg2 o mm / seg2

L铆neas de Resoluci贸n en las Mediciones de Vibraciones

L铆neas verticales individuales o contenedores ubicados adyacentes entre s铆 a聽lo largo del eje de frecuencia. Cada contenedor se usa para almacenar la amplitud individual聽en una ubicaci贸n de frecuencia espec铆fica.

Terminolog铆a de Uso Com煤n Utilizada Para la Vibraci贸n de Maquinaria y Su Importancia en el Mantenimiento Predictivo

Aqu铆 las definiciones de uso fundamental para el an谩lisis y monitoreo de las vibraciones con el uso adecuado del medidor o vibr贸metro:

VELOCIDAD = La velocidad de vibraci贸n se mide en unidades pico, como pulgadas por segundo (ips) o mil铆metros por segundo (mm / s). Otra forma de ver la velocidad es la distancia por tiempo o la cantidad de movimiento de la m谩quina cada segundo en tres direcciones importantes en todos los puntos principales de rodamiento (AXIAL,聽VERTICAL, HORIZONTAL).

Las mediciones de velocidad y monitoreo de vibraci贸n es la unidad m谩s com煤n para identificar diversos problemas o aceptabilidad tales como: desequilibrio, desalineaci贸n, holgura (estructuras de maquinaria, cimientos o cojinetes), arm贸nicos y muchos otros problemas en el rango de frecuencia de la maquinaria y varios m煤ltiplos de velocidad real

Las mediciones de velocidad (si se usa un sensor / sonda de un solo eje y un medidor de mano) se registran en tres direcciones: axial, horizontal y vertical en todos los bloques de cojinetes principales o campanas de los extremos del bastidor del motor.

Lo conveniente sobre la velocidad de vibraci贸n es que no est谩 relacionado con la velocidad. Las computadoras avanzadas con sensores triaxiales pueden medir en los tres planos desde una ubicaci贸n.

La gravedad de la vibraci贸n global o de banda ancha que utiliza Velocity es aplicable a todos los tipos de equipos rotativos generales (ISO / ANSI) que funcionan a plena carga o con condiciones de velocidad. (Excepciones = Motores diesel y trituradoras de rocas).

ULTRA NIVELES = .05 ips / 1.3 mm / so menos a cualquier velocidad. No se requiere accion.

NIVELES EXCELENTES = .1 ips / 2.5 mm / so menos a cualquier velocidad. No se requiere accion.

BUENOS NIVELES = .2 ips / 5.0 mm / so menos a cualquier velocidad. No se requiere accion.

NIVELES JUSTOS = .3 ips / 7.5 mm / so menos a cualquier velocidad. No se requiere ninguna acci贸n, a menos que las especificaciones del fabricante indiquen lo contrario, y / o haya habido un historial de problemas en una m谩quina espec铆fica (Numerosas reparaciones). La velocidad de .3 ips / 7.5 mm / s es t铆picamente el nivel m谩ximo de tolerancia de BORDERLINE en cualquier direcci贸n radial, axial o axial. En muchas circunstancias puede ser demasiado costoso o no pr谩ctico intentar reducir la velocidad de vibraci贸n por debajo de .3 ips / 7.5 mm / s en todas las direcciones del sensor debido a una variedad de problemas con: Debilidades de la base estructural o de soporte, turbulencia del sistema, tensi贸n Sensibilidades, aislamiento pobre o de puesta a tierra, impulsiones pobres / incorrectas / gastadas, dif铆ciles de equilibrar m谩s, aplicaciones muy calientes, piezas deformadas, etc.etc.

NIVELES EN BRUTO = .4 ips / 10 mm / so superior en cualquier velocidad. (Act煤a pronto).

NIVELES MEDIOS = .6 ips / 15 mm / so superior en cualquier velocidad. (Tomar medidas ahora.)

NIVELES DE PELIGRO = .8 ips / 20 mm / so superior en cualquier velocidad. (Apagado y reparaci贸n)

La relaci贸n de los niveles de velocidad de vibraci贸n anteriores se encuentra en el Gr谩fico de Gravedad de la Vibraci贸n. Es importante comprender que la vibraci贸n puede ser suave en una o m谩s direcciones, pero muy rugosa en otra, por lo que es importante registrar la velocidad en tres direcciones en cada ubicaci贸n de rodamiento y, preferiblemente, en unas pocas horas despu茅s de la puesta en marcha.

ACELERACI脫N = Los datos de aceleraci贸n son muy importantes para la detecci贸n de fallas con rodamientos, engranes o problemas el茅ctricos.

La aceleraci贸n se mide en unidades de G. Simplificado = pulgadas por segundo / segundo (ips / s) o mil铆metros por segundo / segundo (mm / s / s). La aceleraci贸n es muy importante en los datos de fallas de rodamientos y engranajes en los rangos de alta frecuencia.

La aceleraci贸n es tambi茅n un cambio repentino en la velocidad. Los datos de aceleraci贸n son relevantes solo en el eje de rotaci贸n. Algunos medidores de vibraci贸n tienen salida de auriculares para permitir que el analista escuche el ruido dentro de los cojinetes mientras graba G.

Escuchar los cojinetes usando auriculares como un estetoscopio electr贸nico es muy 煤til para la identificaci贸n de defectos. Ultra Sound Analyzers tambi茅n se puede usar para varias pruebas.

Datos de aceleraci贸n t铆picos relacionados con todos los tipos de rodamientos en equipos rotativos generales. (Excepciones = Motores Diesel y Trituradoras de Rocas).

NIVELES EXCELENTES = Generalmente .10 G o menos. No se requiere accion.

BUENOS NIVELES = Generalmente .35 G o menos. No se requiere ninguna acci贸n a menos que sea ruidosa.

NIVELES JUSTO = Generalmente .50 G o menos. No se requiere ninguna acci贸n a menos que sea ruidosa.

(Si no tiene registros, considere el an谩lisis del espectro de vibraci贸n para todos los niveles a continuaci贸n).

NIVELES EN BRUTO = Generalmente 0,75 G o m谩s. Posible acci贸n requerida si es ruidoso. Tambi茅n verifique la temperatura de los rodamientos.

NIVELES MEDIOS = Generalmente 1.0 G o m谩s. Se requiere un an谩lisis adicional. Tambi茅n verifique el ruido y las temperaturas del rodamiento.

NIVELES DE PELIGRO = Generalmente 1.5 G o m谩s. Problema probable Analice y verifique m谩s el ruido y las temperaturas del rodamiento.

NIVELES DE DESGLOSE = Generalmente 2.5 G o m谩s. Apagar y arreglar ahora! 隆Peligroso!

Nota: G real = 32 pies / seg / seg. = 9.8 m / s / s. El equipo de vibraci贸n convierte estos valores.

Como se mencion贸 si hay ruido inusual, ya sea audible o con estetoscopio electr贸nico, los niveles de aceleraci贸n G son secundarios. Esto significa que podr铆a haber una advertencia temprana de un defecto en el rodamiento a nivel .1 G.

Apague la m谩quina y escuche cuidadosamente todos los rumbos durante la bajada de la costa. Si los cojinetes del motor son ruidosos, repita esta prueba con las correas retiradas o el acoplamiento desconectado.

Haga funcionar el motor a toda velocidad, luego ap谩guelo y escuche. Mientras el motor est谩 bloqueado, y el variador (las correas o el acoplamiento est谩n desconectados), compruebe que el eje del rotor no est谩 flojo aplicando presi贸n en las direcciones vertical o axial para evaluar el juego excesivo. Gire el eje con la mano unas cuantas rotaciones y escuche atentamente si hay ruidos inusuales en los cojinetes.

DESPLAZAMIENTO = El desplazamiento se mide en unidades pico a pico de mils (1 mil = 0,001 “) o mm (1 mm = 0,0025”). Las mediciones de desplazamiento se registran en las mismas tres direcciones que la velocidad = axial, horizontal y vertical.

El desplazamiento no se usa ni se recomienda para registrar o monitorear porque la gravedad o la aceptabilidad dependen de la velocidad.

El desplazamiento tambi茅n se usa para identificar problemas en los rangos de frecuencia m谩s bajos. El desplazamiento puede usarse para medir valores de referencia = paredes, pisos, vigas, almohadillas, marcos = objetos muy lentos o estacionarios.

Se puede usar una sonda de aluminio c贸nica para medir los movimientos axiales del eje. Se puede utilizar una varilla de eje Fish Tail 鈩 para medir las curvas o la desalineaci贸n con la m谩quina en funcionamiento.

Por ejemplo, 1 mil a 1800 rpm = Excelente. Pero 1 mil a 30,000 rpm es peligroso. Normalmente, las tolerancias din谩micas de equilibrio del rotor a menudo se especifican en el desplazamiento (mils) porque ha sido un est谩ndar de la industria durante 60 a帽os o m谩s.

Otras tolerancias de balance son gramos / cent铆metros o tablas de grados de tolerancia. Normalmente, el desplazamiento se usa en los procedimientos de equilibrio de taller y campo. Para obtener m谩s informaci贸n sobre tolerancias / grados de equilibrio, ver: La aplicaci贸n pr谩ctica de ISO 1940/1.

FRECUENCIA = La frecuencia se mide en unidades de cpm, Hz, Pedidos, es decir, 50 cpm – 750,000 cpm. Conocer la frecuencia de los picos de vibraci贸n ayuda a identificar las fuentes potenciales.

La frecuencia se utiliza en el an谩lisis de vibraci贸n avanzado para identificar todos los tipos de frecuencias de fallas de rodamientos, espectros en tiempo real y an谩lisis de firmas de corriente del motor, etc.

FASE = Fase es el problema del 谩ngulo de vibraci贸n. La fase se usa para equilibrar din谩micamente e identifica problemas de resonancia (velocidad cr铆tica).

La fase no se usa en las mediciones o monitoreo de vibraciones diarias. La fase de vibraci贸n se registra usando un estroboscopio o un tac贸metro de infrarrojos junto con un instrumento analizador de vibraciones. Se est谩n utilizando nuevas tecnolog铆as y software para agregar el an谩lisis de fase a la evaluaci贸n final y al diagn贸stico.

Las Causas M谩s Momunes de Deterioro De los Cojinetes o Aver铆as Completas de la Maquinarias y Equipos: en Base a 40 a帽os de Experiencia

1) Instalaci贸n incorrecta. Los rodamientos deben instalarse y alinearse correctamente en tres direcciones utilizando niveles de maquinista y otras herramientas de precisi贸n para maximizar la vida 煤til y controlar las vibraciones. En los motores el茅ctricos, la carcasa de la campana y el ajuste del eje son fundamentales. Los cojinetes deben bloquearse correctamente en el eje (collarines de bloqueo conc茅ntricos o tuercas / anillos de fijaci贸n de bloqueo). Los ejes tambi茅n deben estar dentro de las tolerancias (no por debajo o sobredimensionadas) y sin da帽os donde se encuentra el rodamiento. Nunca se deben instalar nuevos cojinetes en bloques viejos / gastados. Siempre reemplace todo el kit. Hay una industria que dice = .0005 “/ .0125 mm de tama帽o que puede matar la vida 煤til del rodamiento. En aplicaciones de motor, las dos pistas interiores del rodamiento deben calentarse exactamente a 110 掳 C para expandirse y luego acoplarse al mu帽贸n del eje para una sujeci贸n perfecta. Aseg煤rese de limpiar los cojinetes del cojinete del eje del motor o los rebordes de cualquier rebaba con una lima fina y use un lienzo de esmeril para alisar la superficie de todas las rugosidades antes de instalar el cojinete calentado.

2) Desalineaci贸n de las unidades. La alineaci贸n precisa es muy importante para reducir la vibraci贸n y prolongar el buen estado de varias partes. Verifique las especificaciones del fabricante del acoplamiento y cumpla con el uso de calibradores de doble cuadrante o alineaci贸n l谩ser. Retire las protecciones de la correa durante la tensi贸n de la correa y verifique con nivel, borde recto o l谩ser para asegurar que las poleas est茅n dentro de las tolerancias en todo momento.

3) Cinturones demasiado apretados y / o demasiado flojos. La tensi贸n adecuada debe mantenerse en todo momento. Los cinturones defectuosos deben reemplazarse tan pronto como sea posible. Modificaci贸n para mejorar el sistema de manejo si es necesario. Verifique el desgaste serio dentro de las ranuras de la polea.

4) Lubricaci贸n incorrecta o sellos desgastados que causan contaminaci贸n. Demasiada o insuficiente grasa. La mayor铆a de la grasa de buena calidad EP 1.5 – EP 2 en el mercado es aceptable, pero los sint茅ticos son los mejores. Los gr谩ficos de lubricaci贸n est谩n disponibles para las m谩quinas del fabricante. Si se mezclan grasas, la prueba de laboratorio es compatible. NOTA: En maquinaria pesada, como los martillos grandes HP o las trituradoras de roca, debe ponerse en contacto con los fabricantes para obtener la mejor grasa para usar.

5) Desequilibrio del rotor. Como este problema deber铆a ser obvio, generalmente se resuelve al inicio. Si la vibraci贸n ocurre repentinamente en una m谩quina, verifique el desgaste, acumulaci贸n de desechos, partes rotas o rajadas en el rotor. El desequilibrio en una m谩quina de velocidad variable por lo general aparece como un aumento gradual de la vibraci贸n a medida que aumenta la velocidad y la m谩s alta a toda velocidad. VIBES Corp se especializa en la rotaci贸n din谩mica de piezas en el sitio.

6) Vibraci贸n por un largo tiempo. A veces, las vibraciones bruscas pueden pasarse por alto porque la m谩quina siempre ha corrido de esa manera, es decir, arm贸nicos, latidos, resonancias, vibraciones transitorias, soportes de flexi贸n, turbulencias aerodin谩micas, cavitaci贸n de bombas, misc. En los ventiladores axiales, compruebe si hay “Estancamiento” o en las bombas compruebe si hay cavitaciones. El “Atasco” del ventilador axial se debe a una mayor resistencia en la entrada o en la salida, y puede ser causado por problemas en los amortiguadores, filtros o bobinas sucios, defectos en la modulaci贸n de la pala del ventilador y otros problemas del sistema. “Surge” es lo mismo que “Stall”, solo se refiere a ventiladores centr铆fugos. Durante “Oleada de ventilador”, generalmente cerca o a toda velocidad, puede haber un problema con los amortiguadores que no abren o tapan los filtros en la entrada. Esa resistencia puede causar “Surge” y es posible que notes vibraciones axiales extremas o rebotes de la almohadilla de inercia.

7) El motor est谩 funcionando m谩s all谩 del amperaje de carga total causado por la velocidad excesiva en el impulsado. Verifique las relaciones de las poleas, use la sonda del amplificador, el tac贸metro o el estroboscopio para confirmar que la velocidad de conducci贸n es un problema.

8) Pobre o nulo aislamiento. Verifique los resortes para la conexi贸n a tierra, demasiada deflexi贸n o selecci贸n incorrecta. Las vibraciones axiales en los ventiladores a menudo se pueden reducir con resortes de empuje. Las transmisiones de vibraci贸n de la bomba o la tuber铆a se pueden reducir con juntas de expansi贸n, mangueras flexibles o perchas de resorte.

9) Contaminaci贸n del cojinete. Los rodamientos de maquinaria propulsada que se encuentran en entornos hostiles como torres de refrigeraci贸n de eje vertical, expuestos a la intemperie, mezcla gaseosa / humedad o 谩reas muy sucias pueden contaminarse si no est谩n protegidos por sellos especiales, discos de refrigeraci贸n o protectores de ensamblaje de eje. Cuidado para no engrasar excesivamente los motores. Los motores tambi茅n deben protegerse con silicona alrededor de las caras de las campanas y las cajas de cables si se exponen a 谩reas con mucha humedad.

10) Selecci贸n de rodamientos mala o incorrecta. Algunas veces, cuando se reemplazan los cojinetes, los nuevos cojinetes no tienen la misma carga que el original. Los cojinetes siempre deben ser del mismo calibre que el original y si fallan de forma sistem谩tica, consideren la posibilidad de actualizar los cojinetes con una mayor carga din谩mica. Los motores HP grandes en transmisiones por correa deben tener cojinetes de rodillos en el extremo impulsor y cojinetes de bolas fijos en el extremo opuesto.

11) Da帽o de rodamientos inducido el茅ctricamente (EIBD). Los motores que funcionan a 460 V y 575 V con VFD a menudo pueden desarrollar este problema que es causado por la acumulaci贸n de voltaje en el rotor y la descarga de miliamperios (microarco) a trav茅s de los cojinetes de regreso al estator. El resultado es ruidoso teniendo ruidos de picaduras, acristalamiento, estr铆as, micro grietas y cr谩teres de los elementos rodantes y conductos junto con grasa quemada / contaminada. Existen varias soluciones para evitar o combatir los problemas del EIBD seg煤n las circunstancias y el presupuesto, como por ejemplo:

  • a) Cojinetes de motor DE / ODE sellados con grasa electroconductora
  • b) Anillo / anillo de puesta a tierra del rotor
  • c) Filtro de onda sinusoidal
  • d) Mangas de cer谩mica
  • e) rodamientos aislados
  • f) Cargar bobinas y amortiguadores de descarga el茅ctrica lateral

Se ha escrito un art铆culo m谩s detallado y est谩 disponible en nuestro sitio web: consulte Conozca las corrientes de los ejes / EIBD. Ver el espectro de aceleraci贸n de vibraciones que muestra un problema serio de EIBD aqu铆.

12) Resonancia es cuando la velocidad de rotaci贸n y la frecuencia natural son cercanas o exactamente iguales. Notar谩s un aumento repentino e importante de la vibraci贸n en la resonancia. Al convertir una m谩quina de velocidad constante en un variador de frecuencia (VFD) o en un variador de velocidad ajustable (ASD), debe hacer funcionar la m谩quina lentamente para identificar cualquier resonancia en todo el rango de velocidad. Si nota resonancia, puede probar estos cuatro pasos para controlarla o eliminarla de la siguiente manera:

  • En el programa VFD o ASD, las se帽ales electr贸nicas evitan esa velocidad / frecuencia. La resonancia puede estar presente a trav茅s de un cambio de 1 Hz en el rango de velocidad generalmente superior a 45 Hz.
  • Agregue partes para endurecer la m谩quina. Si se requieren m谩s pruebas.
  • Agregue masa a la m谩quina. Se requieren m谩s pruebas.
  • Cambie la relaci贸n de velocidad accionada por -10% -15% si se trata de una m谩quina de velocidad constante.

13) Pie suave: se ha encontrado que el pie suave provoca aumentos importantes en la vibraci贸n generalmente en el motor. Este problema deber铆a haberse identificado y corregido durante la alineaci贸n. Para encontrar problemas en los pies suaves, pruebe estos dos pasos:

  • Usando la pantalla en vivo en su alineador l谩ser o analizador de vibraci贸n (mientras la m谩quina est谩 funcionando), deshaga un perno / tuerca de pie del motor a la vez y vea si hay una diferencia en los datos. Apriete cada perno / tuerca de pata antes de deshacer el siguiente y as铆 sucesivamente.
  • La misma prueba que la anterior pero usando un indicador de cuadrante para registrar los datos de cuatro pies (mientras la m谩quina est谩 encendida / apagada).

Hecho: un pie suave de hasta +.002 “puede causar una diferencia en la vibraci贸n de 谩spero a bueno. El pie suave tambi茅n puede ser la fuente de un pico de alta vibraci贸n a una frecuencia el茅ctrica de 7200 CPM pero mucho m谩s bajo a 1x RPM. estr茅s en el marco del estator cuando hay un contacto desigual en los cuatro pies del motor.聽Las pruebas anteriores聽 confirmar谩n si es un pie suave.

Importante: los datos de vibraci贸n se deben registrar en la misma direcci贸n y ubicaci贸n del sensor puntual cuando la m谩quina o el motor est谩 funcionando con la misma carga / velocidad cada vez o la tendencia puede ser in煤til o confusa. Si no es posible la velocidad m谩xima, registre a la misma velocidad m谩s baja cada vez.

T铆picamente, la velocidad del 80% o los 谩ngulos de las aspas del ventilador son satisfactorios para el monitoreo y la tendencia de la vibraci贸n (la velocidad del 100% o la condici贸n de carga m谩xima es lo mejor para el monitoreo y la evaluaci贸n).

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Resumen / Summary
AN脕LISIS DEL ESPECTRO DE VIBRACIONES
T铆tulo / Article Name
AN脕LISIS DEL ESPECTRO DE VIBRACIONES
Descripci贸n / Description
An谩lisis de Vibraciones Mec谩nicas en RODAMIENTOS, MOTORES EL脡CTRICOS y M脕QUINAS. Mantenimiento Predictivo de los EQUIPOS. Ejemplos
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