Anlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase ICAPITULO ICONCEPTOS BSICOS DE LAS VIBRACIONES MECNICASMovimiento vibratorio. Movimiento vibratorio, se refiere a las oscilaciones de los cuerpos y, a las fuerzaasociadas con ellos. Todos los cuerpos que poseen masa y elasticidad son capaces devibrar. La mayora de las mquinas y de las estructuras experimentan vibracin astacierto !rado, y su dise"o, requiere !eneralmente consideracin de su conductaoscilatoria.#$%n mecnica suponemos que las oscilaciones de los cuerpos son peque"as&para poder aplicar las iptesis necesarias en su estudio y evitar desa'ustes, averas,da"os o roturas. (or lo consi!uiente las vibraciones pueden tener su causa enexcitaciones mecnicas, fluidodinmicas, el)ctricas, electroma!n)ticas, ac*sticas,t)rmicas, etc., as pues un movimiento oscilatorio es sinnimo de movimientovibratorio.Laoscilacineslavariacindeunama!nitudconrelacinaunvalor dereferenciaqueadquierealternativamentevaloresmayoresymenoresque)ste& pore'emplo, un elemento de mquina est sometido a tensin mecnica +valor dereferencia, y al entrar en vibracin es sometido afati!a oscilante.-uestro estudio se centrar en las vibraciones mecnicas mediante elanlisisespectral, es decir, en los sistemas dinmicos con masa, ri!idez elstica,amorti!uamientoyexcitacin+fuerzay.opar,, aplicandoespectrosdevibracin paradeterminar su falla o posibles fallas a estas mquinas. 1 /illiam T. Tomson, Teora de 0ibraciones 1plicaciones# (rimera %dicin. %ditorial (rentice 2all. M)xico $345. p. $ 1Anlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase I1.1 Vibracin mec!nica.%l estudiodelas vibracionesmecnicastambi)nllamado, mecnicadelasvibraciones, esunaramadelamecnica& quetienequever !eneralmenteconlacienciaqueestudialosmovimientososcilatoriosdeloscuerpososistemasydelasfuerzas que se asocian con ella.De"inicin #a$%0ibracin6 es el movimiento de vaiv)n que e'ercen las partculas de un cuerpodebido a una excitacin7#5. (ara que un cuerpo o sistema pueda vibrar debe poseercaractersticas potenciales y cin)ticas. %s importante resaltar la mencin de cuerpo ysistema, ya que,si un cuerpo no tiene la capacidad de vibrar por s solo, se puede unira otro y formar un sistema que vibre& por e'emplo, una masa y resorte donde la masaposeecaractersticasener!)ticascin)ticas, yel resorte, caractersticasener!)ticaspotenciales, al unir estas dos masas se crea un sistema vibrante.De"inicin #b$%0ibracin mecnica6 es el movimiento de vaiv)n de las mol)culas de un cuerpoo sistema debido a que posee caractersticas ener!)ticas cin)ticas y potenciales7.#8.(odemosmencionar comoe'emplosdeexcitacininstantneaal !olpeteodeunaplaca, el ras!ue de las cuerdas de una !uitarra,el impulso y deformacin inicial de unsistemamasaresorte, etc. 1orabiencomoe'emplodeunaexcitacinconstantetenemos el intenso caminar de una persona sobre un puente peatonal, un rotordesbalanceado cuyo efecto es vibracin por desbalance, el motor de un automvil, untramo de retenedores, son una excitacin constante para elsistema vibratorio de unautomvil, etc.2 ttp6..999.mono!rafias.com.traba'os$:.vibraciones.vibraciones.stml8; < ;: < 5;$;. :6$= (M3 >dem 2Anlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase ILossistemasmecnicossimplesnosproporcionanunbuene'emplodelaaplicacin de las ecuaciones diferenciales con coeficientes constantes.?onsideremos el sistema mecnico 1morti!uador< Masa< @esorte Atilizando la Be!unda Ley de -e9ton de movimiento de translacin6Laaceleracindecualquiercuerporgidoesdirectamenteproporcional alafuerzaqueacte sobre l, e inversamente proporcional a la masa del cuerpo es decir: 42aciendo el dia!rama de cuerpo libre de la masa en el modelo4 ttp6..oc9.upm.es.in!enieriadentificacin de Dirmas de 0ibracin# 20Anlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase I&.1 Co'ector)e )ato( *ro4ramab'e(. Los colectores de datos de ! "!ransformada de ourier #$pida%, pueden sermuy *tiles en diversas situaciones de anlisis, estos son los instrumentos msavanzados que pueden ele!irse para los pro!ramas de mantenimiento predictivo&Dourier afirmaba que6 &ualquier forma de onda sinusoidal verdadera puedecombinarse para crear una forma de onda m$s comple'a , as mismo ocurre locontrario, cualquier forma de onda m$s comple'a puede separarse en sus componentesde forma de onda sinusoidal simples(#)* LacapacidaddelaDDTnospermitequelaformadelaondadetiempocapturada por estas unidades sea transformada en un espectro de frecuencia yexibidaenunpeque"omonitor de(?Lentiempoactivo. 1l!unosreceptoresdeinformacinpermitenmedir simultneamentetresdiferentesparmetros+velocidad,aceleracin y ener!a de impulso, con la sola presin del botn !uardar. %l colector de datos fue dise"ado para el almacenamiento de informacinproveniente de numerosos componentes de maquinaria en una sola vuelta. 1dems, esporttil ytienelacapacidadde!uardar lainformacinparael anlisisposterior alre!resar a la oficina. %n!eneral, el soft9areelaboradoparafuncionar conel colector dedatosloinstalamos en una computadora personal, a la que se le puede car!ar una ruta o la querecibedatosprovenientesdel colector dedatosparael anlisisdel estadodelamaquinaria. Lamayora puedemedir parmetros dealtafrecuencia, empleados paralaidentificacin de problemas, tales como eldeterioro de co'inetes, dientes de en!ranedes!astados, problemas de lubricacin, etc. 20 >bdem21Anlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase I%l ran!odefrecuenciadel colector dedatos promedioestlimitadopor lo!eneral a unos =; cpm +$ 2z, en el extremo inferior y a unos $, C;;,;;; cpm +5C ;;;2z, en elextremo superior, lo que puede suponer anlisis o problemas de acopio dedatos. &.& Caracter6(tica( e(*ec6"ica( )e ca)a in(tr/mento. %n esta seccin presentaremos parmetros comparativos de los instrumentos demedicin.Portabi'i)a)%Berefierealafacilidadconquesepuedetransportar el equipodemedicinpor la planta o fabrica. Ran4o)e"rec/enciacaracter6(tico%Fescribeenqueran!odefrecuenciaacenormalmentelamedicinel instrumento+por lo!eneral, U.< $;S, oU.< 8dI, queequivale a U:$S, n!. Mecnico Hames %. Ierry, (.%., Beminario de6 Mantenimiento (redictivo y 1nlisis de Be"al para la>dentificacin de Dirmas de 0ibracin#31Di!ura 5:. Fesalineamiento an!ularAnlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase I8. %l desalineamientoan!ular sedetectame'or medianteuncambiodefasetransversal al acoplamiento de $4;Y en direccin axial, tal como se ilustra enla fi!ura 55. si todos los co'inetes se mueven en una sola direccin, mientrasque los del otro lado se mueven en direccin opuesta, la alineacin an!ularresulta sumamente sospecosa.De(a'ineamiento *ara'e'o%%ldesalineamiento paralelo es la distancia perpendicular entre la lnea centralde un e'e y la misma delotro.La fi!ura 5C ilustra este tipo de desalineamiento, endonde presenta las si!uientes caractersticas6..#541. %l desalineamientoparaleloafectaprincipalmentealavibracinradial, adiferencia de la desalineacin an!ular, que afecta la vibracin axial.5. 1l i!ual queenlos problemasdealineacinan!ular,laalineacinparalelaace que la fase se aproxime a una diferencia transversal al acoplamiento de$4;Y, pero en direccin radial +orizontal o vertical,.3. 1l desalineamientoparaleloselese"alaconfrecuenciaenunespectrocuando 5x rpm rebasa aproximadamente C;S de la amplitud a $x rpm, perosu altura en relacin con $x rpm est determinada por lo !eneral por el tipo yla construccin del acoplamiento. -o es raro que 5x rpm exceda la de $x rpm,sobre todo cuando el desalineamiento paralelo empeora.28 >bdem 32Di!ura 5C. Felineamiento paraleloAnlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase I:. ?uandoel desalineamientoan!ular oel desalineamientoparalelolle!anaa!ravarse, cualquiera de las dos puede !enerar una distribucin dearmnicas que abarcan de la :Z a la4Z armnicas. %n este caso, el espectrode desalineamiento !rave puede interpretarse como un aflo'amientomecnico.-.1.& Pe)e(ta' 9b'an)o:.Furantebastantesa"osyenlaactualidad, emosconsideradoquelasmayoresfuentes de vibraciones y por consecuencia las causas ms frecuentes de fallos an sidoel desbalance, el desalineamiento ylas resonancias.Binembar!oexisteotrafuenteconsiderable de vibraciones y que tiene que ver con los pedestales de las maquinas.1 este problema se le a identificado con el nombre de (edestal blando#, pareceser el resultado del alabeoo de la deformacin de la estructura de la mquina.Lacorreccindeesteproblemanosiempreinvolucraamquinasconnivelesaltos de vibraciones sino, tambi)n a aquellas mquinas cate!orizadas con niveles ba'osde vibraciones, siendo posible lo!rar una mayor disminucin de estos.%nal!unasocasiones, seintentaafinar# lacondicindealineamientodelamaquinacuandoest enoperacin.%ste traba'o se realiza aflo'andolospernos deancla'e de la maquina conductora.33Di!ura 5=. @epresentacin de pedestal blandoAnlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase IMientras se realizan estas operaciones se puede observar que al aflo'ar estospernos el nivel de vibraciones si!ue siendo el mismo, contrariamente lo que sucede alaflo'arotros, paraloscualesseincrementanlosnivelesdevibracin. Binembar!o,puede suceder que al aflo'ar un perno, los niveles de vibraciones, le'os de mantenerseo incrementarse, disminuyan drsticamente.-.1.& So't/ra Mec!nica.Las diferentes formas en las que la soltura mecnica se manifiesta tiene lu!arcomo resultado del deterioro de la condicin de ensambla'e de los elementosmecnicos que an excedido las tolerancias de ol!ura o sencillamente se an aflo'adodebido a la dinmica de la operacin de la mquina.#53La vibracin que !eneralmente caracteriza a la soltura mecnica la produce lasfuerzasdeexcitacin!eneradasporotrosproblemastalescomoel desbalanceoeldesalineamiento.Bi fueraposiblealinear obalancear estandopresenteel problemadesolturamecnica, los niveles de vibraciones no sufriran cambios suficientemente perceptibles.-.& De(ba'ance.%l desbalance ocurre cuando la lnea central de la masa no coincide con la lneacentraldel e'e. %stee'e, unetodos loscentrosde!ravedaddetodaslassecciones29 999.revistaciencias.com.publicaciones.%p[R1pp%DpTtQ!FeLz.pp. ;8 < $$ < 5;;3. 86:; (M34Di!ura 5J. @epresentacin de soltura mecnicaAnlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase Itransversales que componen al rotor, que al no coincidir con el e'e de rotacin inducira diferentes tipos de desbalance.#8;1ora bien, es importante que se"alemos que, en todos los rotores ay un !radode desbalance, pero, la clave radica en conocer el !rado de desbalance tolerable queesta presenta a su velocidad de funcionamiento especfica. Los rotores desbalanceados nos presentan las si!uientes caractersticas6$. %l desbalance !enerara una fuerza de rotacin uniforme que cambia de direccincontinuamente, pero que se aplica uniforme en todas las direcciones radiales.5. ?uandoel desbalanceesdominante, lavibracinradial +orizontal yvertical,normalmente ser muco ms alta que la que se presenta en la direccin axial.8. Los rotores desbalanceados presentan en !eneral una fase constante y repetitivaen las direcciones radiales.-.&.1. De(ba'ance E(t!tico.%l desbalance esttico es una condicin en la que la lnea central de la masa esdesplazada en forma paralela de la lnea central del e'e, como se observa en las fi!uras54 y 53.%ste es el clsico tipo de desbalance que durante a"os se a corre!idocolocando un rotor de ventilador sobre aristas o dentro de sus co'inetes y de'ndolo!irar astalle!ar al fondo. %stosi!nifica, quecuandosede'a!irar librementeelventilador, si el punto de peso es desplazado en forma an!ular desde el fondo, tenderaa rodar acia el fondo y, en el me'or de los casos, concluir en la posicin de equilibrio,esto sucedera en el supuesto que el rotor estuviera lo suficientemente libre para !irardentro de sus co'inetes.#8$Lacorreccindeestedesbalanceserealizaracolocandounpesoenel ladoopuesto a ese punto. 30 Fr. %velio (alomino Marn, Pp. ?it. p. :C31 ttp6..999.balancetecnolo!y.com.pdf.Iasicosdelbalanceo.pdf. $C < $$ < 5;;3. :68C (M35Anlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase I

Lascaractersticasmscomunesquenospresentaestetipodedesbalanceseresumen a continuacin6$. ?asi lasmismasfuerzasdedesbalanceestnpresentestantoenlacarcasainteriorcomoenlaexteriordelacumaceradel rotor,aunquelasrespuestasorizontaly verticalvaren un poco, dependiendo de la firmeza delsoporte encada direccin.5. ?onundesbalanceestticopuro, lafaseorizontal exterior i!ualaralafaseorizontal interior del mismo e'e.8. Fe i!ual manera, la fase vertical exterior casi deber i!ualar la fase vertical sobreel mismo e'e.:. %l desbalance esttico *nicamente requiere correccin de un solo plano, con elcontrapeso actuando a trav)s del ?K del rotor.36Di!ura 54. Fesbalance estticoDi!ura 53. Ptro tipo de desbalance estticoAnlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase IC. La diferencia en la fase orizontal interior y exterior deber i!ualar la diferenciade fase en la fase vertical interior y exterior, y en el cambio de fase transversal alacoplamiento deber ser mnimo, es decir, menos de =; a 3;Y si el desbalanceesttico es el dominante.-.&.& De(ba'ance Din!mico.%l desbalancedinmicoes, conmuco, el desbalancemscom*nsi selecompara con cualquiera de los desbalances estticos o par, se define como lacondicin en la que la lnea central de la masa no intersecta ni es paralela al e'e de lalneacentral delafleca# tal ycomosemuestraenlafi!ura53. %stedesbalancerequiere por lo menos en dos planos perpendiculares ale'e de la lnea centralde lafleca.#85%l desbalance dinmico presenta las si!uientes caractersticas6$. Kenera vibracin elevada a $x rpm, pero la amplitud sobre elco'inete exteriorpuede ser li!eramente diferente que la que ay sobre la carcasa delco'ineteinterior. 5. 1l i!ual que en los desbalances esttico y de par, la fase se mantiene constantey repetible cuando predomina un desbalance dinmico.8. 1unqueladiferenciadefaseorizontal entrelosco'ineteinterior yexteriorpodra ser una entre ;Y y $4;Y, esta diferencia debe permanecer casi i!ual a ladiferencia de fase vertical. 32 >bdem :6:C (M37Di!ura 8;. Fesbalance dinmicoAnlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase I-.&.- De(ba'ance Par.%l desbalance par es aquel en donde la condicin del e'e de la lnea central dela masa intersecta el e'e de la lnea central de e'e en el centro de !ravedad del rotor,como se ilustra en la fi!ura 8$. 1qu se crea un par entre los puntos de peso i!uales encada extremo del rotor, pero a $4;Y uno frente del otro. An desbalance par considerablelle!aa!enerar unainestabilidadseveraenel rotor aciendoquesetambaleeenvaiv)n.#88%l desbalance par nos presenta cada una de las si!uientes caractersticas6$. %n el desbalance par puro, el rotor esta estticamente balanceado y no rodaraacia el fondo cuando se le coloque en aristas. %s decir, como el punto de pesoen la posicin $ es i!ual que el de la posicin 5, esto lleva a la necesidad de undesbalance esttico.5. %stedesbalance!eneravibracindeamplitudaltaa$xrpm, enlacubiertainternayexternadelosco'inetes, peropuedeser unpocomsaltaenunco'inete que en el otro.8. An desbalance tipo par puede !enerar en ocasiones una elevada vibracin axial.4. La diferencia de fase orizontal entre los co'inetes interior y exterior seaproximara a $4;Y, esto si!nifica que, si la fase orizontal exterior estuviera en=6;;, entonces la fase orizontalinterior probablemente est) ms o menos en$56;;, ya que los extremos se mueven uno frente al otro en un movimiento devaiv)n.33 >n!. Mecnico Hames %. Ierry, (.%., Beminario de6 Mantenimiento (redictivo y 1nlisis de Be"al para la>dentificacin de Dirmas de 0ibracin#38Di!ura 8$. Fesbalance par Anlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase I-.- Vibracin )ebi)a a e;centrici)a).La excentricidad es otra de las causas comunes de vibracin en la maquinariarotativa. %xcentricidad en este caso no si!nifica TovalizacinT, sino que la lnea centraldel e'e no es la misma que la lnea central del rotor E el centro de rotacin verdaderodifieredelalneacentral !eom)trica.#8:Laexcentricidadesenrealidadunafuentecom*n de desbalances, y se debe a un mayor peso de un lado del centro de rotacinque del otro.Ana manera para que podamos diferenciar entre desbalance y excentricidad enestetipodemotor esmedir lavibracinconfiltroafueramientras el motor estfuncionando ba'o corriente. Lue!o, se desconecta el motor, observando el cambio de laamplitud de vibracin. Bi la amplitud se reduce !radualmente mientras el motor si!ue!irando por inercia, es muy probable que el problema sea debido a desbalance. La excentricidad que ten!amos en rodetes o rotores de ventiladores, sopladores,bombasycompresorespuedetambi)ncrearfuerzasvibratorias. %nesoscasoslasfuerzas son el resultado de fuerzas aerodinmicas e idrulicas desi!uales que act*ancontra el rotor.34 ttp6..999.revistaciencias.com.publicaciones.%p[R1pp%DpTtQ!FeLz.pp. 5C < $$ < 5;;3. C6$C (M39Anlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase I-.0E'emento( ro)ante( )e"ect/o(o(.Fefectos en las pistas, en las bolas o en los rodillos de rodamientos deelementos rodantes ocasionan vibracin de alta frecuencia& y, lo que es ms, lafrecuencia no es necesariamente un m*ltiplo inte!ral de la velocidad de rotacin del e'e.La amplitud de la vibracin depender de la !ravedad de la falla del rodamiento.#8C35 >bdem C68; (M40Di!ura 85. @otor %xc)ntricoDi!ura 88. Muestra un co'inete da"adoAnlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase INota%la vibracin !enerada por el rodamiento normalmente no es transmitida a otrospuntos de la mquina. (or lo tanto, el rodamiento defectuoso es !eneralmente el que seencuentra ms cerca del punto donde ocurre el mayor nivel de vibracin de este tipo.#8= .a''a )e Ro)amiento( < Otra( ca/(a(Los rodamientos no fallan prematuramente a menos que al!una otra fuerza act*esobre ellos& y tales fuerzas son !eneralmente las mismas que ocasionan vibracin.Ca/(a( com/ne( )e "a''a( en 'o( ro)amiento( )e e'emento( ro)ante(% ?ar!a excesiva Dalta de alineamiento Fefectos de asientos del e'e y.o de las perforaciones en el alo'amiento Monta'e defectuoso 1'uste incorrecto Lubricacin inadecuada o incorrecta CAPITULO IVPASOS PARA OBTENER UNA CORRECTA MEDICI=N DE LASVIBRACIONES MECNICAS(ara cualquier pro!rama de vibracin es esencial que la calidad de la informacinseabuena. Binunaapropiadarepresentacindelavibracinreal, losresultados,conclusiones yrecomendacionesdedia!nsticocarecerndesentido&de acuerdoaesto los pasos iniciales en el anlisis de vibracin manual son6 >dentificacin de los picos de vibracin en el espectro y la relacin confrecuencias forzadas. 36 ttp6..999.!uemisa.com.articul.pdf.vibraciones.pdf. ;C < ;$ < 5;$;. 56:= (M41Anlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase I Feterminacindela!ravedaddeproblemasdemquinabasndoseenlasamplitudes y la relacin entre los picosde vibracin.#8J2aciendo las recomendaciones apropiadas para las reparaciones, basadas en la!ravedad de los problemas de mquinas.(ara realizar un buen traba'o de anlisis devibracin necesitamos apoyarnos de varias erramientas&si los espectros de vibracinlosanalizamos en una computadora,se necesita lo si!uiente6 una calculadora y unaKua para el 1nlisis de (ruebas de 0ibracin para la mquina. Bilos espectros los imprimi)ramos en papel, una re!la y un comps de diezpuntos son necesarios para nuestro anlisis. Los datos recopilados con anterioridad ylos promedios de datos de vibracin tambi)n son *tiles,si estn disponibles.0.1 Se'eccin )e' */nto )e me)icin.$. Beleccionar el puntodemedicinapropiado.< lafi!ura8:muestratantolospuntos de medicin adecuados como los inadecuados. (or e'emplo, los puntosde medicin deben estar lo ms cerca posible de los co'inetes de la mquina,ay que tratar de ubicar estos puntos dentro de la zona de car!a delco'inete,sobremquinasconcumaceras, as comoenmquinasconco'inetesconcomponentes !iratorios de car!a pesada o de ba'a velocidad& si se colocan losdispositivos decapturadentro de lazona de car!adeba'avelocidad, losrodamientos pesadospuedenincrementar laamplituddemediciones enun$;;S o ms7.#84 5. Tomarmedicionesorizontaleslomscercaposiblealalneacentral del e'eorizontal +paraleloal e'eterrestre,. 0erificar tambi)nqueel transductor est)37 ttp6..999.maquinadevibracion.com.library.%ntry.aspWurlGttp6..999.maquinadevibracion.com.library.booRs.asp, $= E ;5 E 5;$;, 368; (M38>n!. Mecnico Hames %. Ierry, (.%., Beminario de6 Mantenimiento (redictivo y 1nlisis de Be"al para la >dentificacin de Dirmas de 0ibracin#42Anlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase Iinstaladolomscercaposibledelosco'inetes, sobretodosi vanatomarsemedidas de aceleracin en bandas de alta frecuencia.8. Tomar medicionesverticaleslomscercaposibledelalneacentral del e'evertical +perpendicular alalneaorizontal terrestre,, verificar tambi)nqueeltransductor este montado lo ms cerca posible del co'inete. :. Tomar mediciones axiales paralelas al e'e sostenido por el co'inete y efectuar lamedicin en el mismo punto cada vez +ver fi!ura 8:,.C. -oasi!nar puntosparamedicinenlminasdel!adas.d)biles, comolasdeal!unos extremos acampanados de motor. %n este caso, es preferible acer lasmediciones en otra parte sustancial del motor, como en la carcasa +ver fi!ura 8:,.43Anlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase IP/nto( )e i)enti"icacin )e 'a m!>/ina. (ara identificar los puntos de medicin de la mquina debemos adoptarconvenciones de denominacin e identificacin de puntos para todas las mquinas ypuntosquevayanaincluirse. %simportanterecordar lassi!uientescuestionesaladoptar nombres convencionales y marcarlos fsicamente en la mquina6 44Di!ura 8:. Fia!rama que muestra los puntos de medicin adecuados y deficientesAnlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase Ia) -umerarlos puntos de medicinempezandodel co'inete exterior delmotor alco'inete interior de la mquina impulsada +como se ilustra en la fi!ura 8C,.b, Asarletras convencionalescomolassi!uientes paraladireccindel captador+transductor,6 -ombre Fireccin de medicin1 1xial2 2orizontal0 0erticalc, (araacer mediciones enunamquinaorientadaverticalmente+comounabomba vertical, las dos medidas radiales en cada rodamiento sern en direccinorizontal. %n este caso es necesario conocer los puntos norte.sur y este.oestede la mquina. 45Anlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase I46Di!ura 8C.>lustracin de una mquina e'emploAnlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase I0.& Ran4o )e me)icin.%specificar el lapso de frecuencia ptimo para cada punto de medicin en cadamquina. %s muy importanteconocer las frecuencias deori!ende vibracin quepueden ocurrir en cada mquina, como las frecuencias de co'inete, de en!ranes, depasodeaspas, etc., as mismo, sedebenconsiderar estasarmnicasdedicasfrecuencias.%n!eneral si noestinvolucradaunaca'adeen!ranes, lasmquinasconco'inetes con componentes !iratorios requieren de una DMVQ de unas :;x a C;x rpm, entanto que lasmquinas con co'inetes de man!uito requieren una frecuencia mxima deslo 5;x rpm +en el caso que las velocidades sean mayores de $,C;; rpm,.#83Bin embar!o, ay casos especiales que requieren lapsos de frecuencia mucoms altos, por e'emplo, consid)rese el ventilador impulsado por en!rana'e +fi!ura 8=,. 1este ventilador lo impulsa un motor que funciona a 8,C4; rpm& sin embar!o, se empleauna unidad de en!rana'e para aumentar la velocidad de su e'e a =,;4= rpm. Febido aque un en!rane tiene =4 dientes y otro :;, La frecuencia de en!rane +-*m. de dientes xrpm, es de 5:8,::; cpm.1s mismo, el co'inete B\D 555$5 se usa en una fleca de salida de un en!ranecon frecuencias por defecto del co'inete, como se apunta en la fi!ura 8=.#:;39 >bdem 40 >bdem47Anlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase ILa fi!ura 8J nos muestra un espectro tomado con una DMVQsituada a $5,;;;cpm. %ste intervalo de frecuencia comprende un mximo de tres armnicas develocidad del motor, pero slo la frecuencia de velocidad de funcionamiento del en!ranede salida y el ventilador +=,;4= rpm,& cabe mencionar que no ay nada anormal en esteespectro. %l motor, el ventilador y las frecuencias 5x del motor estn presentes, pero noanivelesquepudieran!enerar preocupacinyenlasqueseinformarqueestamquina est en condiciones Iuenas# o 1ceptables#. 48Di!ura 8=. >lustracin de ca'a de en!ranes impulsada por motor para accionar un ventiladorAnlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase ILa fi!ura 84 muestra el mismo punto de medicin de la misma mquina+posicin = de la fi!ura 8=,, como la !rfica de la fi!ura 8J, aorala DMVQ se incrementa 5:,;;; cpm. %sto demuestra que ay armnicas en la frecuencia de salida de la ca'ade velocidades, lo que indica posibles fallas en la mquina +como un li!ero aflo'amiento,o quiz un !iro de co'inete en el e'e,.#:$Tambi)n es importante destacar que cuando la DMVQes ms alta, la resolucin+abilidadparadiferenciarcrestas,decrece. (orlotanto, quizseanecesariotomarms de una medicin en ese punto, con una DMVQ ba'a para diferenciar una frecuenciade motor 5x +J,$=; cpm, de una frecuencia de lnea el)ctrica 5x +J,5;; cpm,, y otra DMVQalta para captar las frecuencias por defecto de en!rane o de co'inete. 41 >bdem49Di!ura 8J. %l espectro de ;bdem 50Di!ura 84. %l espectro de ;bdem 61Di!ura :J. %tapas en la conversin de una vibracin a un espectro de DDTAnlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase I1.& Revi(in )e Prob'ema( me)iante e' an!'i(i( e(*ectra'. 1unque contemoscon bastante material acerca de cmo dia!nosticar problemasde maquinaria mediante anlisis de vibracin, en realidad es que poco es elconcerniente a como especificar bandas de alarma de espectro efectivas en distintostipos de maquinaria. %stas bandas de alarma de espectro se ofrecen aora dentro desoft9ares,que atienden alcampo delmantenimiento predictivo, y !racias a estos setienelaposibilidaddedetectar numerososproblemasdemaquinaria, quedeotramanera pasaran desapercibidos. %n elproceso de deteccin y anlisis, eluso de estas bandas de espectro leayudaalusuario a usar y aorrar miles de dlaresen !astosde mantenimiento y acrear un efecto si!nificativo en el me'oramiento del rendimiento de la planta. %l usuarionecesita primero saber que su mquina tiene un problema& lue!o, debe tomar los pasospertinentes para dia!nosticar tanto el ori!en del problema como la !ravedad de este.#:4 (or otrapartelasbandasdealarmadeespectro+cuandoselesespecficaadecuadamente, son quiz una de las erramientas ms importantes en el arsenal delmantenimiento predictivo actual para detectar problemas potenciales serios que podranevolucionar en la maquinaria. %n la actualidad, por el anlisis espectral, aunque nos fuera posible obtener lasreconocidas especificaciones perfectas de vibracin total#, aun se!uiranevolucionando problemas potenciales !raves en las maquinas, e incluso as tener unefecto insi!nificante en el nivel de vibracin total. Bin embar!o, estos mismosproblemas podrn advertirse en el espectro de DDT. (ero, si no ubiera nin!*n sistemade alarma de espectro para detectar la presencia de un problema, el usuario quiz solose dara cuenta de su existencia cuando ubiera un da"o considerable, no solo en uncomponente de maquinaria, sino quiz mucos otros. 48 Fr. %velio (alomino Marn Pp. ?it.p. =C62Anlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase I(roblemascomoel deteriorodeco'inetesyen!ranes, fallasel)ctricas, etc.,quiz no las detecten durante cierto tiempo aquellos que dependen exclusivamente delosniveles!eneralesparaladeteccindefallas. (or e'emplo, unafrecuenciadedefecto de co'inete puede elevarse por un factor de :x a partir de ;.8 a.$5 pul!.se! ycasi no ocasionar nin!*n cambio en la totalidad si las amplitudes a $x y 5x rpm fueran,supuestamente, de;.8Cpul!.se!y .5;pul!.se!,respectivamente, +en estecaso elincremento :x debido a la frecuencia delco'inete sera un incremento definido por lavibracin del efecto del co'inete, la simple totalidad no sera lo suficientemente sensiblepara evidenciar que ay un verdadero cambio,.#:3Ananecesidadelemental dequeespecifiquemoslasbandasdealarmadeespectro efectivas es tener una firme compresin de que problemas podemos detectarmedianteel anlisisdevibracinel modoenquepuededetectarsey, encasodedeteccin, como determinar la !ravedad de los mismos. 2oy en da podemos evaluarcuestiones como el estado del equilibrio, la alineacin, la condicin de los co'inetes ydel en!rana'e, el estado de la instalacin el)ctrica, etc., en el anexo $ se presenta elconocimiento ptimo paracomo dia!nosticar me'or estos problemas. 1.&.1 Dia4no(tico )e 'a vibracin.1l establecer lasbandasdealarmadeespectroparamaquinas, ayciertascuestiones importantes que se deben comprender. %n primer lu!ar, se debe saber quefrecuenciasobli!adasse!eneranpor situacionescomodes!astedecomponentes!iratorios deco'inetes, des!astedelas tasas deco'inetes, irre!ularidades enlosen!ranes, fallas el)ctricas, desalineacin, desequilibrio, etc. %nse!undolu!ar, setendr que saber entonces que parmetro de vibracin +desplazamiento, velocidad oaceleracin, detectar me'or los problemas que observar )l en sus mquinas, y, por*ltimo, debe saber cuntas lneas de DDTtiene que usar la presencia de talesproblemas. 49 >n!. Mecnico Hames %. Ierry, (.%., Beminario de6 Mantenimiento (redictivo y 1nlisis de Be"al para la>dentificacin de Dirmas de 0ibracin#63Anlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase ILos espectros de desplazamiento acen un buen traba'o en +y es el parmetroms sensiblea, mediciones defrecuencia ba'a, enespecial deba'o de los=;;cpm,a*n no es apropiada para detectar problemas que tienen una frecuencia naturalmsalta, como en los componentes !iratorios de los co'inetes y el des!aste del en!rana'e.#C;(ore'emplo, consideremosunventiladorimpulsadoporbandaconunmotornominalde 8,=;; rpm que tiene una amplitud de frecuencia con un !rave defecto deco'inete de .8; pul!.se!+cresta, a =;;,;;; cpm, as como una amplitud de .8; pul!.se!enlavelocidaddefuncionamiento+$xrpm,, todoestoobtendramossi seusaraeldesplazamiento de cresta a cresta para evaluar esta mquina.La fi!ura :4 muestran que el nivel de .8; pul!.se! a =;,;;; cpm corresponderaa una en!a"osa amplitud ba'a de solo ;.;$ mil a =;,;;; cpm, en tanto que la vibracin50 >bdem 64Di!ura :4. ?omportamiento de la severidad con la frecuencia y frmulas de conversinAnlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase Ide velocidad de funcionamiento sera de $.C3mils a8,=;;rpm. Ma que las alarmasnormales para esta mquina se estableceran a unas 5 mils, la vibracin de velocidadde funcionamiento de 8,=;; rpm sera claramente visible en un espectro de amplitudlineal, perolos=;,;;;cpmdelafrecuenciadeco'ineteno. %stoaportaraunfalsoaspecto de se!uridad respecto al estado del co'inete.#C$-osotros como usuarios no advertiramos la presencia de la cresta por defectodel co'inete y, en consecuencia, no podramosdeterminar su ori!en. (or otra parte, elespectro de velocidad, nos mostrara claramente la cresta de frecuencia del co'inete y lapresentaraconlamismaamplitudelevadaquelavelocidaddeoperacin+pero, enrealidad, con una severidad muco ms !rave que aquella a $x rpm,. %n otro e'emplo aunque el desplazamiento sera el me'or indicador deldesbalance o desalineacin en una mquina que funciona a solo 8;; rpm, si nuestrointer)sprincipal comousuariosfueseconocer lacondicindeloscomponentes!iratorios del co'inete, de nueva cuenta el me'or parmetro que podra utilizarse sera lavelocidad.1 menudoesteesel casoconlasmquinasparapapel yotras!randesmquinas de velocidad ba'a. (or otra parte, los espectros de velocidad tambi)n tienen sus limitaciones. (ore'emplo, supn!ase que un compresor com*n de aire centrfu!o funciona a 8,C4; rpm ytiene un en!rane principalcon 8:: dientes. %sta mquina tendra una frecuencia +depaso, fundamental +KMD,por sussi!lasenin!l)s, del en!ranede$, 58$,C;;cpm+5;,5C52z,. La experienciacon estetipo demquinaindicaal usuarioquenoslodebe evaluar la amplitud en la frecuencia de dentado de en!rane, sino tambi)n en lase!unda y tercera armnica KMD. An buen con'unto de en!ranes con buenacondicionamiento y bien alineados tendr por lo !eneral un nivel de casi =! +cresta, a5x KMDdeunos 5, :=8,;;;cpm+:$,;C;2z,. Bi enestos en!rana'es fueranaevolucionar problemas concretos al incrementar la amplitud $; veces ms a =;! en 5x51 >bdem 65Anlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase IKMD, esto correspondera a una velocidad de cresta de .;43 pul!.se! +y a undesplazamiento de cresta a cresta todava ms en!a"oso de solo .;;;J; mil,.#C5 (or lotanto, el me'or indicador quetenemosparaproblemasque!eneranfrecuencias efectivas en estas re!iones de frecuencia alta, sobre todo arriba de 8;;,;;;cpm, es la aceleracin. Bin embar!o los espectros de velocidad nos resultan ser el me'or indicador de lainmensamayoradeproblemasqueocurrepor lo!eneral de4;Sa3;Sdelasmquinas !iratorias. La inmensa mayora de los instrumentos son los que realizan lasmediciones@MB, ylasconviertenalavelocidad+oaceleracin,decrestaconslomultiplicar la medida de amplitud de cada frecuencia por $.:$: +,.%n las mquinas que requieren estos parmetros, podemosespecificar bandassimilares tanto para el desplazamiento como para la aceleracin. Lue!o entonces, serimportante tomar en cuenta la forma en que vara eldesplazamiento y la aceleracincon la frecuencia. (or e'emplo, supon!amosque al usar la velocidad el usuario fuera afi'ar el nivel de alarma para $x rpm a .8; pul!.se!,y las alarmas para 5x y 8x a la mitadde esta medida, esto es, a .$C pul!.se!. Ma que eldesplazamiento vara en relacindirecta con la velocidad, pero de forma inversa con la frecuencia, si el usuario establecela alarma de desplazamiento $x rpm a = mils, necesitar establecer el nivel de alarma5x rpm a una cuarta parte de la de $x rpm +$.C mils, y la alarma 8x rpm a slo una sextaparte de la de $x rpm +$ mil,. (or otra parte, si con la misma mquina deseramos acer una conversin develocidad a bandas de aceleracin, tendra que relacionar una armnica con otra demanera inversa a la que se si!ue con el desplazamiento. (or e'emplo, si las alarmas develocidad para 5x y 8x rpm se an fi'ado a la mitad correspondiente a la de $x rpm,tendr que establecer la alarma de aceleracin que est a 5x rpm al mismo nivel que la52 >bdem 66Anlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase Ide $x rpm, pero la alarma 8x rpm tendr que fi'arla a C;S ms alta que la que esta $xrpm. %stosedebeal ecodequelaaceleracinvaraenrelacindirectaconlavelocidad y la frecuencia. C/an)o /(ar e' )e(*'a+amiento@ 'a ve'oci)a) o 'a ace'eracin.?uandotratamosde analizar la vibracin de una mquina, es necesario contarcontodalainformacinposible+tipodeco'inetes, n*merodemodelo, n*merodedientesenen!rane, etc.,. Fesconocer estainformacinpuedeafectar enmucolaexactitud de nuestro dia!nstico. %n eldia!nstico de vibracin, cada uno de estoselementosesdesumaimportancia& lasfuerzasdelamquinatantointernascomoexternas, provocan cierta vibracin, en ocasiones la vibracin es aceptable& en otras noloesyprovocaunefectoadversoenel buenestadodelamquina, tantoenelmomento del reconocimiento de la lnea base ori!inal como en el de la evaluacin deconfiabilidad. La amplitud es uno de los parmetros ms usados en el anlisis de vibracin. Laamplituddevibracinesdirectamenteproporcional alaseriedaddelosproblemaspotenciales de una mquina y es uno de los principales indicadores de las condicionesen que se encuentra. Bin embar!o, aunque se pueden emplear todas +desplazamiento,velocidad o aceleracin,, casi siempre se utiliza la velocidad.#C8Lasmedidasdedesplazamientodecrestaacrestasonpor lo!eneral lasunidades demedicinque ms empleamos en el sistema in!l)s, ya queestnrelacionadas directamente con las medidas de los indicadores de caratula. %s com*nque creamos que el desplazamiento es ms *til en los ran!os de frecuencia menores alos =;; cpm +$; 2z,. (ara evaluar la severidad de la vibracin, es necesario usar lafrecuencia 'unto con el desplazamiento. %sto es, determinar simplemente que lavibracin a $x rpm equivale a 5 mils +5C.: Microns ?resta, no es informacin suficienteparasaber si estas5milssonunindicadorbuenoomalo. (ore'emplo, 5milsde53 Fr. %velio (alomino Marn, Pp. ?it.p. =:67Anlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase Ivibracin de cresta a cresta a 8,=;; cpm, son muco ms nocivas que 5 mils a 8;;cpm. (or lo tanto, el desplazamiento como *nico dato no posibilita la evaluacin de laseveridad de la vibracin a trav)s de un ran!o de frecuencia de espectro completo. Balvo por que nos favorece ran!os de frecuencia ms altos, la aceleracin tienedesventa'as seme'antes al desplazamiento. %n t)rminos de severidad o de criterio deda"os, la aceleracin tambi)n depende de la frecuencia. (or e'emplo, una medida de5! a $4,;;; cpm es muco ms !rave que la misma 5! en una frecuencia de $4;,;;;cpm+8,;;; 2z,. %l uso de la aceleracin se recomienda en !eneral cuando las fuentesde una mquina !eneran frecuencias por encima de los 8;;,;;; cpm +C,;;; 2z,. %stasfuentes pueden incluir frecuencias del en!rana'e +n*mero de dientes x rpm,,frecuencias de paso de aspas +n*mero de aspas x rpm,, etc. no ay que olvidar que enmucos casos las frecuencias !eneran armnicas +o m*ltiplos, de las mismasfrecuencias. (or otra parte la velocidad no depende tanto de la frecuencia en el ran!o de los=;; a $5;,;;; cpm +$; a 5,;;; 2z,, y es por lo !eneral la unidad empleada cuando lasfuentes de vibracin dentro de una mquina !eneran frecuencias dentro del ran!o delos8;;a8;;,;;;cpm+CaC,;;;2z,. Lasamplitudesdevelocidadserelacionandirectamenteconlacondicindelamquina, sinimportarqueest)enel ran!odefrecuencia de los =;; a $;;,;;; cpm +$; a $,=J; 2z,. %sto es, creencia !eneral queuna mquina que funciona a una velocidad de operacin de .8; pul!.se! a, di!amos,$,4;;rpm, estsu'etaalamismaseveridadqueotramquinaquetraba'aaunavelocidad de operacin de .8; pul!.se! a $;,;;; rpm.#C: Com*ren(in )e /n e(*ectro )e vibracin.An espectro es una representacin !rfica de la vibracin en eldominio de lafrecuencia, con la amplitud de la vibracin +desplazamiento, velocidad y aceleracin, enel e'e- ylafrecuenciaenel e'e,+cpmo2z,. Lafi!ura:3esune'emplodeun54 0iercR, @. \.1nlisis de 0ibraciones#, Xuinta %dicin, McKra9 2ill. M)xico $34;.p. 4=68Anlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase Iespectro. Bin embar!o no es posible determinar cuanta frecuencia tiene la vibracin nien qu) frecuencia est el fallo.#CC %n la fi!ura C; mostramos elmismo espectro, pero contiene las unidades demedidaeinformacindeidentificacinadicionales. 1dvi)rtasequeel e'e,estdelineado en cpm con una frecuencia mxima +DMVx, de $5,;;; cpm& el e'e M, por otraparte, est delineado en pul!.se! de vibracin con .C; pul!.se! cresta.divisin +con ;.C;pul!.se! por divisin por $; divisiones, lo que da por resultado una escala de 1mplitud?ompleta de .C;; pul!.se!,. %n este espectro tanto la escala orizontal como la verticaltienen$; divisiones, cada una delas cualesocupa unad)cima partede los $5,;;;cpm. 55 ttp6..999.abdem 76Anlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase Ipara elimpulsor como para los componentes de este tipo de mquinas !iratorias en!eneral, las que estn equipadas concomponentes !iratorios y co'inetes de man!uito,respectivamente. Los casos ? y F son casos especiales, cuyo propsito es detectarproblemas el)ctricos potenciales del motor. La columna .rec/encia m!( baAa )e ban)a@especfica a que frecuencia debecomenzar cadabanda, entantoquelacolumna.rec/enciam!(a'ta)eban)a@muestradndedebeterminarcadabanda+pore'emplo, de=;;a$,;;;cpm#,. %n!eneral, no se deben de'ar espacios entre las bandas niestas deben sobrepasar losniveles establecidos. +-o obstante, al!unos analistas que emplean bandas de potenciaprolon!an en ocasiones una banda de principio a fin de un espectro completo a fin deque el sistema calcule el -ivel total de espectro#, y despu)s comparan este con el niveltotal proporcionado de forma independiente por su instrumento,. %nse!uida, la columnaintitulada A'arma )e ban)a especifica cun alto debe colocarse el nivel de alarma decada banda. ?ada uno de los casos especifica la frecuencia mxima +DMVQ,, la que siempre seproporciona 'unto con el ttulo del caso. 1s, cada caso indicar donde fi'ar el ran!o defrecuencia yel nivel de alarma de cada banda, y describir que cubre cada banda +pore'emplo,frecuencia por defecto de co'inete, frecuencia de en!rana'e, etc.,. %l caso 1 seanalizarendetalleparailustrar lat)cnicadeespecificacindebandadealarma,mientras que slo se ofrecern los aspectos destacados de los casos resaltantes. 1 lasdiscusiones se le ofrecen varios e'emplos para ilustrar un poco ms la forma en quedeben aplicarse estas t)cnicas. Ca(oA% M!>/ina4enera' concoAinete()ecom*onente(4iratorio((ina(*a(rotatoria(#motore(@ B/(i''o(@ me)icione()e"rec/enciam!(baAa)ecaAa()een4rane@ etc?tera$%l caso 1 es procedente para el impulsor y los componentes impulsados de unamplio ran!o de mquinas !iratorias !enerales de procesamiento y uso prctico,77Anlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase Iequipadas con co'inetes decomponentes !iratorios +co'inetes de bolas, de rodillos o dea!u'as,. (ara co'inetes con componentes !iratorios comunes, el ?aso 1 especfica unespectro con una frecuencia mxima +DMVQ, de unos :;x rpm +por e'emplo, para unavelocidad nominal de $,4;; rpm, se debe establecer la DMVQ a uno J5,;;; cpm,. Binembar!o, para los co'inetes de rodillos cnicos o para los co'inetes de rodillos en formade barril, el?aso 1 especifica una frecuencia mxima de unos de unos C;x rpm. Larazn de esta DMVQ ms alta para este tipo de co'inetes es el eco de que, con sus!eometrasparticulares, inerentementetienefrecuenciapordefectodeco'ineteconcomponentes !iratorios calculados ms altas. Tambi)n debe notarse que si la velocidades inferior a $,J;; rpm, DMVQ debe fi'arse ms alta que :;x rpm. La razn de esto esase!urarquelosespectrosdise"adosparaestamquinadetectenunco'ineteconcomponentes !iratorios slo en la se!unda de las cuatro etapas de falla por las quedebe pasar normalmente en vez de esperar demoras en la vida del co'inete antes deque se detecten problemas.#C3%s importante que observemos no establecer la DMVQa menos de 8Cx rpm& yaque si la DMVQse establece demasiado ba'a, puede !enerarse un espectro que pase poraltototalmente laevolucinde undes!astepotencialmente!ravedeco'inete, sobretodo durante las etapas iniciales. (or otra parte si DMVQ se fi'a demasiado alta, puede darpor resultado una frecuencia deficiente, lo que ocasionara el dia!nstico equivocado deproblemas, pues no tendra una resolucin de frecuencias como verdaderas armnicasde velocidad de funcionamiento en oposicin a la frecuenciapor defecto de co'inete ola vibracin transmitida de mquinas adyacentes. 1lconsultar el caso 1 en elanexo 8, podemos observar que cada una de lasbandas tiene un propsito especfico y una zona de cobertura. (or e'emplo, la Ianda $vara de la vibracin subsincrnica +deba'o de $x rpm, a la velocidad de funcionamiento.Las Iandas 5y 8 cubren5x y 8xrpm,respectivamente.La Ianda: incluirfrecuencia ba'as por defecto de co'inetes para la mayora de co'inetes con59 (alomino %. >n!eniera de las 0ibraciones Mecnicas#. %ditorial M%F1. M)xico $33=. p. =:78Anlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase Icomponentes !iratorios. Fe manera anlo!a, las Iandas C y = incluirn armnicas defrecuencia por defecto de co'inetes, as como frecuencia naturales de componentes deco'inetes para la mayora de co'inetes con componentes !iratorios. Ca(oB% M!>/ina4enera' concB/macera((ina(*a(4iratoria(#motore(concB/macera(@ me)icione( )e "rec/encia m!( baAa en caAa )e en4rane(@ etc?tera$%lcaso I es parecido al1, pero es para mquinas !enerales equipadas concumaceras. Fe manera incidental est impulsando una mquina con elemento!iratorio, el ?aso 1 +de elemento !iratorio, se usara para los puntos de la mquina deimpulsin, en tanto que el ?aso I +el co'inete de man!uito, se aplicar para los puntosdel motor7# =;Pbs)rvese que para estas mquinas con cumaceras, DMVQ se fi'a *nicamente a5;x rpmcomparada con las :;x a $;;x rpmen mquinas con co'inetes concomponentes!iratorios, lasquetienenespectrosdefrecuenciamucomsaltos.1dems, al!unos problemas potencialmente !raves pueden presentarse en lasfrecuencias subsincrnicas de las cumaceras, incluyendo eventualidades comorotacin y escurrimiento de aceite. La Ianda $ cubre *nicamente la vibracin sincrnica en el ?aso I, en tanto quelas Iandas 5, 8 y : incluyen las crestas de $x, 5x y 8x rpm, respectivamente +ver anexo8,. La Ianda C cubre el ran!o de :x a $;x rpm, mientras que la Ianda = se prolon!a de$;.Cx rpm a DMVQ. 1qu, de nueva cuenta, el nivel de alarma ms elevado especificadopara cualquiera de las bandas del ?aso I ser )se a $x rpm +Ianda 5,. Ca(o C% .rec/encia )e *a(o )e barra( e rotor )e motor e'?ctrico #e' */nto (im*'e(e toma *or 'o 4enera' (obre e' coAinete )e' motor e;terno$. 60 >n!. Mecnico Hames %. Ierry, (.%., Beminario de6 Mantenimiento (redictivo y 1nlisis de Be"al para la>dentificacin de Dirmas de 0ibracin#79Anlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase I%l propsito especfico de este punto en cada motor es detectar la presencia defrecuencias de paso de barras de rotor a $x y 5x, las que a menudo son acompa"adaspor bandas laterales de frecuencia de lnea a 5x +J,5;; cpm,, e incluso bandas lateralesde frecuencia de deslizamiento a 5x. La frecuencia de paso de barra de rotor, es i!ual aln*mero de barrasde rotorpor rpmde motor. Las amplitudes altas a frecuencias depasode barras de rotor su!ieren un aflo'amientode barras de rotor y.o excentricidadde rotor, en especial cuando estas frecuencias van acompa"adas por 5x la frecuenciade lnea y.o bandas laterales de frecuencia de deslizamiento a 5x...#=$. %stosdatoslostomamos*nicamenteenunpuntodecadamotor +por lo!eneral, en la carcasa orizontalexterior,. Pbs)rvese que la frecuencia mxima paraestepuntoDMVQsefi'aa8,=;;cpm.1simismo, ntesequelaIanda$comienzaa8;.;;;cpmysevaincrementandoCC,;;;cpmencadasucesivaastaalcanzar8=;,;;; cpmen laIanda=+independientementedela velocidaddefuncionamientopara este punto se aplica de 3;; a 8,=;; rpm,. Fe nueva cuenta cabe recordarse quelos puntos estndar tomadostambi)nenestemotor, evaluarnel desbalance, ladesalineacin, etc. Muy rara vez se conoce el n*mero de barras de rotor de los motores, pero en!eneral es de 8C a 3;. (or lo tanto, la DMVQ de 8=;,;;; cpm casi siempre captar laprimera como la se!unda frecuencias armnicas de paso de barras de motor. %n estoscasos se recomienda espectros de $,=;; lneas con 4 a $= promedios de espectro.Ca(oD% Me)icin)e1&@CCCc*menmotor e'?ctrico#/n*/nto(im*'e*or 'o4enera' (e toma en e' coAinete interno )e' motor$%l propsito deeste puntosimpleencada motor es+$,tratar de separar lasfrecuenciasdevibracinmecnicasyel)ctricas, sobretodoel reade$xrpm, lafrecuencia de lneas +8,=;; cpm o =; 2z, y la frecuencia de lneas a 5x +J,5;; cpm o61 >bdem 80Anlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase I$5; 2z,, y +5, detectar la posible presencia de bandas laterales de frecuencia de pasode polos alrededor de las armnicas de velocidad de funcionamiento. Muy a menudo el espectro mostrar una vibracin alta en la conocida frecuenciade J,5;; cpm, la que podra su!erir problemas el)ctricos. Bin embar!o, a menos que elusuario ten!a la resolucin de frecuencia para separar las armnicas de velocidad defuncionamiento de las frecuencias el)ctricas sincrnicas, no podr de eco detectar lapresencia de un problema mecnico o el)ctrico, su !ravedad y ori!en.%sto se debe aleco de que con una DMVQ de :x rpm, elusuario no puedeseparar, por e'emplo, la cresta de velocidad de funcionamiento de 8,CC; rpmlafrecuencia de lnea de 8,=;; cpm.#=5 (or lo tanto, si empleamos8,5;; lneas de DDT deresolucin y una DMVQde $5,;;; cpm, es probable que pueda separar la mayor parte deestas frecuencias mecnicas y el)ctricas, lo que depender de las rpm del motor. (or e'emplo, si la velocidad de un motor de dos polos es de unas 8,CC; rpm, elusuariopodraseparar lavelocidaddefuncionamientodelafrecuenciadelneade8,=;; cpmy 5x rpm +J,$;; cpm, de la frecuencia de lnea 5x +J,5;; cpm, mediante eluso de slo :;; lneas y una DMVQ de $5,;;; cpm. Bin embar!o, si la velocidad delmotor fuerams altaenel ran!odelas 8,C3;a8,C3Crpm+unafrecuenciadedeslizamiento de C a $; cpm x5 polos G frecuencia de paso de polo de $; a 5; cpm,,requerira 8,5;; lneas de resolucin para exibir las armnicas de velocidad defuncionamiento y las bandas laterales de paso de polo. 1.- An!'i(i( en )e(a'ineacin.La desalineacin es un problema muy com*n debido a la comple'idad que sesupone alinearlose'esysus rodamientosen formaqueno seori!inenfuerzas queproduzcan vibraciones...#=8 62 >bdem 63 ttp6..999.sinais.es.ba'asOfrecuencias.desalineacion.tml. $; < ;5 < 5;$;. J68= (M81Anlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase I(araquepodamos reconocer unavibracindebida aunadesalineacin enlafi!ura C5 se pueden ver picos de frecuencia i!uales la velocidad de !iro del e'e, de doso tres veces esta velocidad en situaciones donde este problema sea !rave. An e'emplo del espectro de este problema se observa en la fi!ura C5, la forma dela !rfica ser similar en las tres direcciones, variando *nicamente la amplitud. >!ualque en todos los casos, la amplitud es proporcional a la !ravedad del defecto& este fallopuedepresentar altavibracinensentidoaxial ademsderadial. 1s siemprequeexista una alta vibracin axial y radial, y si la axial es mayor que la mitad de la radialpodemos encontrarun problema de desalineacin. %n la actualidad !racias a novedosos aparatos, emos podido comprobar quelas mquinas an estado operando durante mucos a"os con niveles dedesalineamiento muco mayores de lo que anteriormente se aba pensado. %l problema de estos altos niveles de desalineamientoes que provocan niveleselevados de vibracin que conducen a fallas prematuras en costosos componentes de82Di!ura C5. %spectro debido a la desalineacinAnlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase Ilas mquinas y demandas de ener!a cada vez mayores. Talvez en la actualidad ladesalineacin tambi)n sea una de las causas principales de fallas en los co'inetes. Los problemas de desalineacin son muy persistentes oy en da, es importanteconsiderarvariosecosclaverelacionadosconladesalineacin6 qu)efectostiene)sta sobre la duracin de los componentes& acia donde encausa sus fuerzaspotencialmenteper'udiciales& culessonsuscaractersticasdeespectro+contenidoarmnico,& cules son sus caractersticas direccionales y cules son sus caractersticasde fase7#=: $. 0ibracin axial.< la desalineacin normalmente ocasiona vibraciones axial y radialelevadas+encomparacinsonel desequilibrioquecasi siempreact*aenladireccin radial, 5. 0ibracin axial ba'a durante la desalineacin.< aunque a la desalineacin por lo!eneral selecalificacomoportadoradeunavibracinaxial elevada, estonosiempre es as. (or e'emplo, se an experimentado al!unos casos en los que ladesalineacinerael problema, auncuandolosnivelesaxialescorrespondanslo a una cuarta parte de aquellos que aba en la direccin radial. %sto es muyprobable enmquinas con una predominante desviacin paralela en oposicin auna desalineacin an!ular. 8. 1mplitud orizontaly verticalcomparables.< %s probable que la mquina ten!auna buena alineacin orizontal, pero una alineacin vertical deficiente, es muyprobableque las mquinas desalineadasten!anvibracinmuco msalta endireccin radial que en otra.:. @espuesta de vibracin radiala la desalineacin.< podran pensarse que silasflecasdedireccinydetransmisinestuvieranorizontalmentedesviadas,provocara fuerzas orizontales elevadas. 1unque esto ocurre al!unas veces, se64 >n!. Mecnico Hames %. Ierry, (.%., Beminario de6 Mantenimiento (redictivo y 1nlisis de Be"al para la>dentificacin de Dirmas de 0ibracin#83Anlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase Iestablece, que en la mayora de los casos las amplitudes orizontales altas sonprincipalmente elresultado de una desalineacin vertical, y que las amplitudesverticales elevadas son resultado de una desalineacin orizontal. C. 0ibracin 5x rpm.< la desalineacin !enera una vibracin 5x rpm mayor que lanormal, la que puede actuar no slo en direccin axial, sino tambi)n en la radial.%sta se!unda armnica de velocidad de funcionamiento la ocasiona la ri!idezasim)trica en la mquinay sus soportes, o en el acoplamiento. =. 1rmnicas ms altas.< la desalineacin tambi)n puede provocar !randescantidades de armnicas que arn que el espectro aparezca como siubieraproblemas de aflo'amiento.'ue!o excesivo. La caracterstica distintiva clave a*nparece ser el nivel alto a 5x rpm en direccin axial. J. La fase es elme'or indicador.< cuando ay vibracin elevada en una mquina,sobre todo a $x y 5x rpm, el me'or indicador !eneral de problemas dedesalineacin es la fase +esto es, la forma en que se sacude la mquina,. Lafase distin!uir entre varias otras fuentes potenciales de vibracin a $x y 5x rpm. 1 continuacin se presentarn los dos tipos bsicos de desalineacin6 a$ De(a'ineacin an4/'ar%Ladesalineacinan!ular secaracterizapor unaaltavibracinaxial, conundesfase de $4;Y a lo lar!o delacoplamiento. Keneralmente tendr una alta vibracinaxial con $Q y 5Q rpm son las ms comunes. %stos sntomas tambi)n pueden indicarproblemas de acoplamiento. Ana severa desalineacin an!ular puede excitar mucosarmnicosa$Qr.p.m.1 diferenciadelaol!uramecnicatipo8, estosarmnicosm*ltiples no tienen !eneralmente un fondo de ruido elevado en los espectros. %ste tipo84Anlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase Ide desalineacin ocurre cuando el e'e del motor y el e'e conducido unidos en el acople,no son paralelos.#=Cb$ De(a'ineacin *ara'e'a%La desalineacin paralela tiene unos sntomas de vibracin similares a ladesalineacinan!ular,peromuestraunaaltavibracinradial queseaproximaaundesfase de $4;Y en el acoplamiento,5Q frecuentemente mayor que $Q, pero su alturarelativa con $Q viene dada con frecuencia por el tipo y construccin del acoplamiento.?uandoladesalineacinan!ular oradial lle!aaser severa, puede!enerar unoselevados picos de amplitud a unos armnicos muco ms altos +:Qbdem 91Di!ura C4. %spectro caracterstico de un aflo'amiento tipo I y relacin de faseAnlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase I %spacios libres excesivos acia el interior del co'inete @evestimiento del co'inete flo'o en su tapa @otor flo'o ?o'inete flo'o !irando sobre la fleca %n la fi!ura C3 se ilustra el espectro caracterstico que indica aflo'amiento tipo ?. %lproblema de aflo'amiento mecnico ms com*n es elde tipo ?, elcualpresenta lascaractersticas si!uientes6 1. %n el espectro ay evidentes armnicas de velocidad de funcionamientom*ltiples, en ocasiones de $;x o asta 5;x rpm. %stas armnicas son elresultado de impulsos y truncamiento +limitacin, en la respuesta de la mquina.%sta consecuencia de impulso ocasiona una no linealidad en la forma de la ondade tiempo. ?uando esto ocurre, las armnicas m*ltiples aparecen en el espectrode la DDT resultante +ver fi!ura C3,.5. Bi laamplituddelasarmnicassetornasi!nificativa, estotambi)n!enerafrecuencias espaciadas a _rpm+esto es, .C;x, $.C;x, 5.C;x, etc., o, enocasiones, incluso a $.8 rpm.8. Las amplitudes de estas armnicas a _ rpm pueden parecer en!a"osamenteba'as cuandoselas comparaconaquellas a$xrpmy conarmnicas develocidad de funcionamiento. -o obstante, debe recordarse que o debenpresentarse nin!una cresta a intervalos de _ rpm.92Anlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase I1.0An!'i(i( )e )e(ba'ance.%sta es una de las causas ms comunes por la que puede existir vibracin enlas mquinas, en casi todos los elementos es fcil encontrar un pico en el !rfico deamplitud frente a frecuencia, que denote un peque"o desequilibrio7J5# Lafi!ura =; nosmuestraunespectroclsicodebidoal desbalance. %l desbalanceocurrecuandolalnea central de la masa no coincide con la lnea central del e'e, como se puede ver msadelante. %ntodos los rotores ay al!*n!radodedesbalance, laclave consiste enconocer el !radodedesbalancetolerablepor el tipoparticular demquinaasuvelocidad de funcionamiento especfica. 72 Fr. %velio (alomino Marn, Pp. ?it. p. =493Di!ura C3. %spectro caracterstico de un aflo'amiento tipo ? y relacin de faseAnlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase I(ara conocer la cantidadde desequilibrio ay que encontrar la amplitud de lavibracin frente a la frecuencia i!ual a $Q rpm, la amplitud es proporcional a la cantidadde desequilibrio. -ormalmente, la amplitud de vibracin es mayor en sentido radial +orizontal yvertical, en las mquinas con e'es orizontales, aunque la forma de la !rfica sea i!ualen los tres sentidos. %l desbalance puede ser definido sobre la base de coincidenciadel e'e de rotacin y el e'e lon!itudinal principal de inercia del rotor. %ste e'e une los dos centros de !ravedad de cada una de las infinitas seccionestransversales que componen el rotor, que al no coincidir con el e'e de rotacin podraninducir cuatro tipos de desbalances. a$ De(ba'ance e(t!tico.94Di!ura =;. 1pariencia espectral del desbalanceAnlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase I%l desequilibrioestticotendrlamismafaseyserconstanteenambossoportes. La amplitud debido al desequilibrio aumentar con relacin al cuadrado de lavelocidad por deba'o de la primera velocidad crtica delrotor +un aumento de velocidadde 8QGunincrementodevibracin de 3Q,. %stsiempre presente$Qr.p.m. ynormalmente domina el espectro.#J8 %s producido !eneralmente por des!aste radial superficial no uniforme enrotores, en los cuales su lar!o es despreciable en comparacin con su dimetro. Bepuede corre!ir colocando un solo peso de correccin del equilibrio en un plano en elcentro de !ravedad +K, del rotor. Feber existirunadiferencia de fases entre soportes deaproximadamente;Y,tanto en medidas verticales como orizontales. >!ualmente, suele producirse unadiferencia de fase de aproximadamente 3;Y entre las lecturas orizontales y verticalesen cada rodamiento del rotor desequilibrado +8;Y,.b$ De(ba'ance *ar.73 ttp6..999.eusten.com.1nS?8S1$lisisS5;deS5;vibraciones.pdf. 58 E ;5 E 5;$;. 86:5 (M95Di!ura =$. %spectro caracterstico de desbalance esttico y relacin de faseAnlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase I%l desequilibriodual produceundesfasede$4;Yentresoportesdel e'e. %stsiempre presente $Q r.p.m. y normalmente domina el espectro. La amplitud vara conrelacinal cuadradodelavelocidadpor deba'odelaprimeravelocidadcrticadelrotor.#J:(uede ocasionar una alta vibracin axial y radial. (ara corre!irlo es necesariocolocar pesos de equilibrio como mnimo en dos planos. Pbserve que deber existir unadiferenciadefasedeaproximadamente$4;Y entremedidasorizontales, as comoentre las verticales. >!ualmente puede producirse una diferencia de aproximadamente3;Yentre las lecturas de fase orizontal y vertical en cada rodamiento +8;Y,.c$ De(ba'ance )in!mico. %l desequilibriodinmicoesel tipodedesequilibriomsfrecuenteyesunacombinacin de desequilibrio esttico y dual. $Q r.p.m. domina el espectro, y requiereuna correccin en 5 planos. 1qu, la diferencia de fase radial entre soportes puede estarcomprendida entre ;Y y $4;Y. Bin embar!o, la diferencia de fase orizontal debe ser prcticamente i!ual que ladiferencia de fase vertical, al comparar las mediciones entre soportes +8;Y,.#JC74 >bdem, :6;; (M75 ttp6..999.solomantenimiento.com.articulos.equilibrado.tm. ;$ < ;8 < 5;$;. 46:; (M96Di!ura =5. %spectro caracterstico de desbalance tipo par y relacin de faseAnlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase I%n se!undo lu!ar, si predomina eldesequilibrio, se produce normalmente unadiferencia de fase de aproximadamente 3;Yentre lecturas orizontales y verticales encada soporte +:;Y,.)$ De(ba'ance )e /n rotor en vo'a)i+o.Pcurre en rotores que se encuentranen el extremo de un e'e. %s producido pordes!aste en la superficie del rotor y doblamiento del e'e. %l desequilibrio de rotor envoladizo ocasiona un alto $Q r.p.m. tanto en direccin axial como radial.#J= Las lecturas axiales tienden a estar en fase, mientras que las lecturas de faseradial podrn no ser uniformes. Bin embar!o, las diferencias de fase orizontalcoincidirn normalmente con las diferencias de fase vertical en el rotor desequilibrado+8;Y,. 76 ttp6..999.eusten.com.1nS?8S1$lisisS5;deS5;vibraciones.pdf. 58 E ;5 E 5;$;. 86:5 (M97Di!ura =8. %spectro caracterstico de desbalance dinmico y relacin de faseAnlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase ILos rotores en voladizo tienen un desequilibrio tanto esttico como dual, cadaunodelos cualesrequerir probablementesucorreccin.1s pues,casi siempresetendrn que colocar pesos de correccin en 5 planos para contrarrestar el desequilibrioesttico como dual.1.1 An!'i(i( en ro)amiento 3 coAinete(.Dallos en elementos del rodamiento nos dan vibracin a unas frecuencias altasno relacionadas con la velocidad de rotacin y de amplitud tambi)n aleatoria, acontinuacin en las fi!uras si!uientes se pueden observar los espectros de velocidad yaceleracin, respectivamente, de un rodamiento debolas defectuoso. %s relativamente fcil que reconozcamos este fallo al ver la !rfica de amplitud,asta .$C a .5C es el eco que define el iniciode la %tapa $ de fallo. (or e'emplo la %tapa $ muestra un espectro normal que indica unco'inete en buenas condiciones y tiene slo las tres primeras armnicas de velocidad defuncionamiento normales en el espectro de velocidad. La *nica evidencia de posiblesproblemas en el co'inete es que a ener!a de impulso cerca de cero asta casi .5; !%>.La ener!a de impulsos responde en los ran!os de frecuencia ultrasnica del orden de5, ;;;,;;; cpm +unos 8C,;;; 2z,.#JJ77 >n!. Mecnico Hames %. Ierry, (.%., Beminario de6 Mantenimiento (redictivo y 1nlisis de Be"al para la>dentificacin de Dirmas de 0ibracin#100Di!ura =J. %spectro de la %tapa $ en el fallo de un co'ineteAnlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase IEta*a & #)e 1 a 1C E )e vi)a re(tante$.Los defectos de co'inete leves comienzan a rodear# las frecuencias naturalesde los componentes del co'inete instalados. %stas frecuencias naturales se concentranen el ran!o de 8;,;;; a $5;,;;; cpm +C;; a 5,;;; 2z, las frecuencias naturales de lamayoradelosco'inetesconcomponentes!iratoriosensambladosseallanentre=;,;;; y $;;,;;; cpm +$,;;; a $,J;; 2z,. %stas frecuencias naturales son excitadaspor el impactomomentneoentreloscomponentes!iratoriosylosanillos!uadelco'inete, lo que tambi)n incrementa la respuesta de ener!a de impulsos +en mucoscasos casi la duplican,. Furante el inicio de la %tapa 5, slo una o ms frecuencias discontinuasaparecern en estas re!iones& lue!o, acia el final de la %tapa 5 estas frecuencias noslocrecern, sinoquetambi)nsemodularnconlavelocidaddefuncionamientoconforme avanza el des!aste +estos es, ms tarde aparecern bandas laterales a $Qrpm, por arriba o por deba'o de estas frecuencia naturales,7#J478 >bdem101Di!ura =4. %spectro de la %tapa 5 en el fallo de un co'ineteAnlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase IEta*a - #)e 1 a 1 E )e vi)a re(tante$.%n la fi!ura =3 estn documentadas cada uno de los tres eventos pro!resivospara la %tapa 8 +ilustrados como 1, I y ?,. Las letras que se presentan por deba'o dele'eorizontal del espectrodela%tapa8correspondealascrestasqueaparecendurante estos tres eventos pro!resivos. (or primeravezlasfrecuenciaspor defectodeco'ineterelacionadasconlosfallos en el anillo !ua interior +I(D>,, en el anillo !ua exterior +I(PD,, en loscomponentes !iratorios +IBD, y el armazn portabolas +DTD, aparecen en el espectrode velocidad +evento 1,. Ms adelante dentro de la %tapa 8, las armnicas de estasfrecuencias por defecto de co'inete aparecern como un li!ero avance de des!aste entorno de la periferia de los anillos !ua y.o los fallos aparecern en las de uncomponente de rodamiento +evento I,. %n !eneral, las propias frecuencias por defecto no son moduladas por lavelocidad de funcionamiento cuando aparecen por primera vez. (ero cuando aumentael deterioro, la frecuencia por defecto de co'inete sern rodeadas por bandas laterales a$Q rpm. La ener!a de impulsos continuar asta duplicar o triplicar su amplitud. 1l final dela%tapa8, nosoloaparecernbandaslateralesentornodelasfrecuencias por defecto de co'inete, sino que ms familias de bandas lateralesaparecernalrededor delasfrecuenciasnaturalesdeloscomponentesdeco'inete+evento ?,.#J3 ?uando encontramos a los co'inetes cerca del final de la %tapa 8, el porcenta'ede des!aste se vuelve muy impredecible. %ltiempo de vida delco'inete depende en!ran parte de su lubricacin, temperatura y limpieza, y de las car!as dinmicas que leimponen las fueras de vibracin provenientes del desequilibrio, la desalineacin, etc.79 >bdem 102Anlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase I %n este punto, abr un cambio notable en el nivel y la frecuencia de sonido, yun li!ero incremento en la temperaturade la carcasa del co'inete. Eta*a 0 a*ro;imacin a 'a "a''a cata(tr"ica #ca(i 1 Bora a 1 E )e vi)a re(tante$.%l nivel de $Q rpm empieza por lo !eneral a crecer porprimera vez durante todoel proceso de fallo de co'inete en la %tapa :, 'unto con armnicas a 5Q y 8Q rpm. Losnivelesdeener!adeimpulsoempiezanefectivamenteacaer,ylasamplitudesdearmnicas defrecuenciadeco'inetemsaltas as comotambi)nlas frecuenciasnaturales caen por lo !eneral. 1parecen mucas bandas laterales a $Q rpm en torno delas frecuencias por defecto de co'inete +lo que indica un marcado des!aste a todo lolar!o de la periferia del co'inete,. %ntonces se da un cambio notable en el paso del ruidodel co'inetey, quiz, unaumentoimportanteenlatemperaturadelacarcasadelco'inete.#4; Lue!o, en la %tapa :, las evidentes frecuencias naturales de componente y pordefecto de co'inete comienzan a desparecer de eco, y al ser sustituidas por un nivelmnimoderuido# dealtafrecuenciaaleatorio, quepuedeextendersemucoenelespectro y borrar las crestas de frecuencia discontinua. 80 >bdem 103Di!ura =3. %spectro de la %tapa 8 en el fallo de un co'ineteAnlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase I(or *ltimo, al final de la %tapa :, la ener!a de impulsos volver a descender +amedida que el propio co'inete falle#,& pero, 'usto antes de fallar, los niveles de ener!ade impulsos pueden aumentar dramticamente asta C; a $;; !%>, 'usto antes del fallofinal. 1.2A'arma( )e nive'.%s importante que observemoslos niveles de vibracin que presenta cada unode los puntos de la mquina, mucas veces los espectros de vibracin puedenpresentarpicosespeciales, peroestonorepresentaqueayaunacaractersticadefalla, ya que la mquina puede estar operando a condiciones normales dentro de losniveles establecidos por la norma. %l problema se presenta cuando estos picoscomienzan a aumentar su nivel y de esta manera incrementan el overall del punto. %xisten al!unas normas internacionales que proponen unos estndares!eneralesparavariostiposdemquinasynivelesdealarma. %stosnivelespueden104Di!ura J;. %spectro de la %tapa : en el fallo de un co'ineteAnlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase Iaplicarse a una !ran cantidad de mquinas, pero ay excepciones que exi!en estudiarotras erramientas para poder lle!ar a la conclusin del estado de mquina.#4$?ontamosconuna!rficalo!artmicaqueencarnavaloresdeaceleracin,velocidad y desplazamiento frente a una frecuencia especfica. Fica !rfica contieneniveles !eneralizados de alarma. (ara aplicarlos a diferentes mquinas, se acenecesario revisar varias caractersticas presentadas en ellas, como son su tama"o y sucimentacin y de acuerdo a ello, se esco!e un factor de servicio, en la tabla mostradams adelante, se presentan unos valores tentativos de los factores de servicio de estasmquinas. An e'emplo de norma de ran!os de severidad de vibracin es la >BP 58J5 lacual e'emplificalmitesdeylosfactoresdeservicioparacuatrotiposdemquinas.%stos lmites pueden ser prcticos para mucas mquinas bsicas de proceso, pero esimportante considerar la individualidad inerente a cada equipo lo que ace necesariola utilizacin de otras erramientas tales como el se!uimiento de niveles de tendencia yel respectivo istorial de mantenimiento.#45 %l valor de severidad de la vibracin, si laasociamos a un ran!o de clasificacinen particular, depende deltama"o y masa delcuerpo vibrante, las caractersticas delmonta'e delsistema, la salida y eluso que se le da a la mquina. Fe esta forma esnecesariotomar cuentadevarios propsitos y circunstancias concernientes alosdiferentes ran!os. @an!os de severidad de vibracin para mquinas peque"as +clase>,, mquinas de tama"o mediano +clase >>,, !randes mquinas +clase >>>,, yturbomquinas +clase >0,. %n la anterior !rfica estamos representando una de lasclasificaciones recomendadas para la esco!encia del factor de servicio de unamquina. (ero no est dada para todas las aplicaciones y por lo tanto puede sustituirsede acuerdo a situaciones particulares que se presenten.81 ttp6..999.aFP.B%L%??>P-1,. (resioneysosteniendoel P-.B%L%?Totravezparaseleccionar el tipodemedida. (resione y sosteniendo el P-.B%L%?Tmientras colectas los datos podrmantener el valor en la pantalla indicado por la palabra 2PLF +sostener, en lapantalla, paradescar!ardel modo2PLFpresioneel botnP-.B%L%?T otravez. (on!a a funcionar el motor y realice la medicin de desplazamiento, velocidadyaceleracinen cada apoyo del e'e del motor y lasa cumaceras del e'een lassi!uientes posiciones6 (osicin orizontal. (osicin vertical. (osicin axial. 1notando en el dia!rama elaborado, las lecturas correspondientes tomando encuenta lo si!uiente6118Anlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase I -o aplicar ms fuerza que la necesaria para impedir que el captor camine# porla superficie. Bi al sostenerlo se siente como especie de cosquilleo es necesario aplicar mspresin sobre la superficie.C/e(tionario$. a%xplique brevemente la importancia que tiene la amplitud, velocidad,aceleraciny la frecuencia en el anlisis de las vibraciones mecnicasW5. a(or qu) se debe de acer el anlisis de las vibraciones en los apoyos de lose'es y en tres posiciones diferentesW8. a?on que fin es utilizado el captor de sondaW:. aFi!a que es un transductor y que importancia tienen estos en el anlisis de lasvibraciones mecnicasW119Anlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase IPRCTICA &CONOCIMIENTO DE UN ESPECTRO DE VIBRACI=NObAetivo%Xue el alumno se familiarice con los espectros de las vibraciones mecnicas, ascomotambi)nconozcalainformacinqueleofreceparael anlisisdevibracionesmecnicas.S/(tento terico%?uando medimosuna mquina, se !enera una informacin muy valiosa que esnecesario analizar. %l )xito de este anlisis depende de la correcta interpretacin quese le d) a los espectros capturados con respecto a las condiciones de operacin en queseencuentralamquina. Anespectrodevibracin+conocidotambi)ncomo!+!ransformada #$pida de ourier%, traza o !rafica la amplitud +en mils, pul!.se! o K]s,en oposicin a la frecuencia +cpm o 2z,.Materia' 3Do e>/i*o /ti'i+a)o Bimulador de vibraciones mecnicas 1nalizador de vibraciones Proce)imiento% >nstale el equipo analizador con todos sus accesorios. %labore un dia!rama de motor/i*o /ti'i+a)o Bimulador de vibraciones mecnicas 1nalizador de vibraciones 122Anlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase IProce)imiento >nstale el equipo analizador con todos sus accesorios. %labore un dia!rama de motornstale el equipo analizador con todos sus accesorios. %labore un dia!rama de motornstale el equipo analizador con todos sus accesorios. %labore un dia!rama de motor/i*o /ti'i+a)o Bimulador de vibraciones mecnicas 1nalizador de vibraciones 128Anlisis espectral de las Vibraciones Mecnicas en Mquinas de Clase IProce)imiento >nstale el equipo analizador con todos sus accesorios. %labore un dia!rama de motorepbMLP@3f5%\cDrv:>vGbG8JCb9G:J4bszG$=blGesbstartG$:bumG$bitbsG$btbnidG!Rms:HCdKA/osM6btbnG$;$btbn9G$53bprevG.ima!esS8DqS8F!radosS5, $= E ;: E 5;$;, J684 (M55, :5J$, J5ttp6..999.a