ANÁLISIS VIBRACIONALPATRÓN DE DIAGNÓSTICO DE FALLAS (Ref. Technical Associates of Charlotte) ADAPTACIÓN SIXTO SARMIENTO CHIPANA Machinery Lubricant Analyst Level II Vibration Analyst Level II [email protected] LUIS ROJAS MOSQUERA Infrared Thermographer Level II Ultrasound Analyst Level I [email protected] Perú, agosto del 2010 Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS Origen del problema: Desbalance estático Espectro típico Relación de fase El Desbalance Estático muestra fases iguales y estables [fijas (sin fluctuación)]. La amplitud debida al desbalance sube en relación al cuadrado de la RPM (debajo de la primera velocidad critica del rotor); un incremento de RPM de 3 veces = Vibración 9 veces más alta. La cresta en 1 x RPM siempre está presente y por lo general domina la espectro. Puede corregirse al colocar una única pesa de corrección de equilibrio en un solo plano en línea con el centro de gravedad (CG) a lo largo del rotor. Diferencia de fase entre los horizontes OB e IB: 0° aproximadamente, así como entre los verticales OB e IB. Se ve una diferencia de fase de 90° aproximadamente entre las lecturas horizontal y vertical en cada apoyo del rotor desbalanceado ( ±30°). Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS Origen del problema: Desbalance de par o cupla Espectro típico Relación de fase El Desbalance Tipo Par de fuerzas genera un movimiento fuera de fase de 180° de un mismo eje. 1X RPM siempre está presente y por lo general domina al espectro. La amplitud varia con el cuadrado de la velocidad en incremento debajo de la primera velocidad crítica del rotor. Puede causar una fuerte vibración axial tanto como radial. Su corrección requiere colocar pesas de corrección en por lo menos 2 planos. Observe que debe existir una diferencia de fase de 180° aprox. Entre mediciones horizontales OB e IB, así como entre los verticales OB e IB. Además, por lo general existe una diferencia de fase de 90° aproximadamente entre las lecturas horizontal y vertical en cada apoyo ( 30°). Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS Origen del problema: Desbalance dinámico Espectro típico Relación de fase El Desbalance Dinámico es el más común y es una combinación de desbalance estático y de par de fuerzas. 1X RPM domina el espectro. Se requiere en absoluto una corrección de 2 planos. Aquí, la diferencia de fase radial entre los apoyos lado libre y lado acoplado puede abarcar un rango de 0° a 180°. Sin embargo la diferencia de fase de los apoyos horizontales será similar a la diferencia entre las fases verticales ( 30°). Así mismo, en caso de que predomine el desbalance, una diferencia de fase de 90° aproximadamente resultará entre las lecturas horizontal y vertical de cada apoyo ( 40°). Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS Origen del problema: Desbalance del rotor en voladizo Espectro típico Relación de fase El Desbalance de Rotor en voladizo causa una amplitud alta al 1X RPM en ambas direcciones radial y axial (por el efecto de palanca del voladizo). Las lecturas axiales tienden a estar en fase mientras que las lecturas de fase radiales pueden ser inestables. Sin embargo, la diferencia entre las fases horizontales coincidirán por lo general con la diferencia entre las fases verticales del rotor ( ±30°). Estos rotores presentan ambos desbalances estáticos y par de fuerzas. Por lo tanto, las masas de corrección siempre tendrán que colocarse en 2 planos para contrarrestarlos. Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS una armadura de motor. La comparación de fase horizontal y vertical por lo general muestra una diferencia de 0° o de 180° (indicadores de un movimiento rectilíneo). un rodamiento. pero incrementa la vibración en la otra (relativo a la cantidad de excentricidad). Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS . etc. Los intentos de balancear un rotor excéntrico dan frecuentemente como resultado una reducción de la vibración de una de las direcciones radiales. La vibración mayor ocurre en 1X RPM del componente excéntrico en la dirección definida por la línea a través de los centros de los dos rotores.Origen del problema: Rotor excéntrico Espectro típico Relación de fase La excentricidad ocurre cuando el centro de rotación esta fuera de la línea central geométrica de una polea. un engranaje. Origen del problema: Eje doblado Espectro típico Relación de fase La presencia de un eje doblado causa una vibración axial alta con diferencias de fase axial de aproximadamente 180° en un dado componente de la máquina. (Al medir la fase. Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS . Utilice un indicador de dial para confirmar la flexión del eje. asegúrese de compensar las fases axiales cuando se tiene que invertir la dirección del sensor). En unos casos. La vibración dominante por lo general ocurre en 1X si la flexión esta cerca del centro del eje. pero ocurre en 2X en caso de una flexión cerca del acoplamiento. el eje puede doblarse o flexionar sólo cuando gira el rotor. Una desalineación angular severa puede presentar muchos armónicos de 1X RPM. Sin embargo. 180° fuera de fase al [en] comparar las fases AXIALES de ambos lados de acople. Estos síntomas también pueden indicar problemas de acoplamiento. Tendrá una vibración axial alta tanto en 1X como en 2X RPM. 2X ó 3X dominen. Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS . A diferencia del Aflojamiento u Holgura Mecánica del Tipo C. estos múltiples armónicos no se acompañan de un piso de ruido elevado en los espectros. no es inusual que 1X.Origen del problema: Desalineamiento angular Espectro típico Relación de fase La Desalineación Angular se caracteriza por una vibración axial alta. o incluso toda una serie armónica de alta frecuencia similar a la apariencia de la holgura o el aflojamiento mecánico [mecánica]. Cuando la desalineación angular o radial es severa. Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS . Frecuentemente 2X es mayor que 1X. pueden generar picos de amplitud alta en armónicos mucho mas altos (4X – 8X).Origen del problema: Desalineamiento paralelo Espectro típico Relación de fase La Desalineación Radial o paralela tiene características de vibración similares a la Desalineación Angular pero presenta una vibración radical alta que se aproxima a 180° fuera de fase al [en] comparar las fases RADIALES en ambos lados del acople. El tipo de acoplamiento y su material influyen enormemente en el espectro total cuando la desalineación es severa. Generalmente no presenta piso de ruido elevado. pero la relación de las amplitudes 1X y 2X depende del tipo de acople. Un rodamiento que no presenta problemas tendrá fases axiales iguales a la periferia (+/.Origen del problema: Cojinete desalineado e inclinado sobre el eje El rodamiento inclinado genera una vibración axial considerable. Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS . El tratar de alinear el rodamiento o alinear el rotor no solucionara el problema. Causará un movimiento torcido con un cambio de fase AXIAL de aproximadamente 180° entre la parte superior e inferior. Por lo general se debe retirar el rodamiento e instalarse correctamente. y entre la parte izquierda y derecha de la caja que soporta el rodamiento.30°) [Lo normal en analizar la fase muestra unas fases axiales iguales (adentro de una tolerancia de ( 30°) en todos los puntos de la misma caja de apoyo]. Origen del problema: Soltura Mecánica TIPO A Espectro típico Relación de fase La Holgura o Aflojamiento Mecánicos se notan por un espectro de vibración tipo A. de la placa base o del cimiento. B o C. pata coja). a pernos de sujeción sueltos en la base. Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS . 90° a 180° entre las lecturas verticales en el perno. en la base de la máquina. y a la distorsión del armazón o de la base (Por ejemplo. El análisis de fase puede revelar una diferencia de fase de aprox. en la placa base y en la base en si. El Tipo A se debe a una holgura/debilidad Estructural de las bases de la máquina. también se debe a un mortero deteriorado. B o C. a fracturas en la estructura del armazón o en el pedestal de rodamiento. Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS .Origen del problema: Soltura Mecánica TIPO B La Holgura o Aflojamiento Mecánicos se notan por un espectro de vibración tipo A. El Tipo B por lo general se debe a pernos de soporte y sujeción flojos. etc. Con frecuencia el Tipo C se debe a que el aro exterior del rodamiento esta flojo en su tapa. Además la holgura PUEDE provocar múltiples sub-armónicos en exactamente 1/2 ó 1/3 RPM (.5X. a un rodamiento suelto dando vueltas en su eje. a un claro excesivo en cojinetes planos y rodamientos.). sobre todo si el rotor cambia de posición en el eje de un arranque al otro.Origen del problema: Soltura Mecánica TIPO C El Tipo C normalmente aparece por causa de un ajuste inadecuado o de un desgaste entre las partes componentes originando muchos armónicos debido a la respuesta no lineal de las partes sueltas frente a las fuerzas dinámicas del rotor.5X. A menudo. 1. Con frecuencia la Fase de Tipo C es inestable y puede variar de una lectura a otra. Causa un truncamiento de la forma de onda y un piso de ruido mayor en el espectro. o por un impulsor u otro rotor suelto en su eje. la Holgura Mecánica es altamente direccional y puede provocar lecturas notablemente diferentes si se comparan los niveles en incrementos de 30° en dirección radial en toda la caja del rodamiento. 2.5X. Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS etc. . Origen del problema: Rodamientos 4 etapas del daño Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS . Estas últimas frecuencias son evaluadas por el filtro Spike Energy (gSE). cae en el rango [la playa] de aproximadamente 20 000 .200 000 – 3 600 000 CPM).000 Hz. Por ejemplo. el nivel de Spike Energy puede alcanzar aproximadamente 25 gSE en la Etapa 1 (el valor real depende de la ubicación de la lectura y de la RPM de máquina). luego. por HFD (g) y por el pulso de Choque (dB).60 000 Hz (1.000 – 350. La adquisición de espectros envolventes (demodulados) [(desmodulados)] de alta frecuencia confirma si el rodamiento [cojinete] se encuentra o no en la Etapa 1 de Daño. a medida que se incrementa el deterioro [la deterioración]. Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS .Origen del problema: Rodamientos ETAPA 1: Las primeras indicaciones de problemas aparecen en un rango de frecuencias ultrasónicas entre aproximadamente 250. Origen del problema: Rodamientos ETAPA 2: El paso de elementos sobre [encima de] ligeros defectos del rodamiento comienzan a “excitar” una(s) frecuencia(s) natural(es) (Fn) de los componentes (aros. Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS . Unas bandas laterales aparecen arriba (derecha) y abajo (izquierda) del pico de la frecuencia estructural excitada al final de la Etapa 2.25 a . de . según material y tamaño del rodamiento. La energía Spike Energy crece (por ejemplo. Ocurren usualmente en un rango de 30K – 120K CPM (0. Dichas frecuencias también pueden ser resonancias estructurales del apoyo del rodamiento.5 2 kHz).50 gSE). jaula). de .Origen del problema: Rodamientos ETAPA 3: Aparecen frecuencias de defecto del rodamiento y sus armónicos. en amplitud y en cantidad. sobre todo cuando varias bandas laterales bien formadas acompañan a los armónicos de frecuencia de defecto del rodamiento. La energía Spike Energy sigue incrementándose (por ejemplo. aparecen más armónicos de frecuencia de defecto y las bandas laterales crecen. Los espectros demodulados [desmodulados] de alta frecuencia y envolventes ayudan a confirmar la ETAPA 3.1 a más de 1 gSE). tanto alrededor de las frecuencias de defecto que de las frecuencias naturales de componente del rodamiento [cojinete]. En esta etapa por lo general el daño se hace visible y puede extenderse a toda la periferia del rodamiento [cojinete]. ¡Reemplace los rodamientos inmediatamente! (a pesar que las amplitudes de las frecuencias de defecto aparezcan despreciables en el espectro). Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS . A medida que progresa el deterioro. Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS . justo previo al fallar catastrófico. las amplitudes tanto del piso de ruido de alta frecuencia y del Spike Energy (o similar) pueden en efecto disminuir.Origen del problema: Rodamientos ETAPA 4: Hacia el final. Crece y normalmente causa la aparición de muchos armónicos de 1X. la energía Spike Energy y HFD por lo general se disparan a amplitudes excesivas. sin embargo. incluso se afecta la amplitud en 1X RPM. Las frecuencias naturales discretas de rodamientos y componentes comienzan a “desaparecer” y se ven reaplazadas por un piso elevado o “ruido de piso” aleatorio de alta frecuencia sobre una banda ancha. Además. Origen del problema: Rodamientos Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS . casi 180° al salir de ella). o incluso catastrófico. La solución común requiere el cambio de la frecuencia natural hacia una frecuencia más alta o más baja (por alteración de rigidez o de masa). en el cimiento. en la caja de engranaje o incluso en las correas (fajas) de poleas. Puede excitarse una frecuencia natural del rotor pero puede también originarse en la base. Un rotor en resonancia o cerca de ella puede ser casi imposible de balancear debido al importante cambio de fase al entrar y cruzar la resonancia (90° en resonancia. Las frecuencias naturales generalmente no se alteran con cambio de velocidades de giro. lo cual facilita su identificación (con excepción de los equipos con cojinetes planos de babbit y de los Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS equipos con un cantilibre o voladizo significativo). Puede causar una drástica amplificación de amplitud que puede resultar en un daño prematuro. .Origen del problema: Resonancia Espectro típico Relación de fase La Resonancia ocurre cuando la Frecuencia de Oscilación Forzada coincide con una Frecuencia Natural de Sistema. El rozamiento puede excitar altas frecuencias (similar al ruido de banda ancha de una tiza en el pizarrón). 1/3. Puede ser un evento serio de baja duración si el eje toca el metal babbit del cojinete plano. El contacto puede excitar sub-armónicos de 1X (1/2. El contacto puede ser parcial o anular (alrededor de toda la revolución del eje). según los valores de las frecuencias naturales del rotor. 1/4. Es inherentemente inestable y puede fallar catastróficamente.Origen del problema: Rozamiento de rotor Un rozamiento del rotor produce un espectro similar a la Holgura Mecánica cuando una parte rotativa toca un componente estacionario. Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS . 1/5. Normalmente genera una serie de frecuencias.……1/n). excitando una o más resonancias. Un rozamiento en toda la circunferencia (sobre toda la rotación) puede inducir una presesión hacia atrás (con el rotor “remolinando” a una velocidad critica en dirección opuesta a la rotación). pero puede a veces mostrar solo un pico pronunciado en 1X RPM.Origen del problema: Degaste y juego en cojinetes de fricción Las últimas etapas de desgaste de los cojinetes plano por lo general se evidencian por la presencia de series completas de armónicos de la RPM (hasta 10 ó 20). A menudo un cojinete plano “borrado” (rozado) permite una amplitud vertical alta en comparación con la amplitud horizontal. Estos niveles serán [se quedarían] despreciables si la holgura entre eje y pared de babbit se encuentra [encontraría] dentro de las especificaciones. Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS . Los cojinetes planos con holgura excesiva permiten mayores niveles de vibración por un desbalance o desalineamiento MENORES. La fuerza desestabilizadora en dirección de la rotación resulta en un remolino (una presesión hacia delante). El remolino es una vibración excitada por la película de aceite. El remolino es inestable ya q incrementa las fuerzas radiales que aumentan las fuerzas del mismo remolino. Llega por desviación de las condiciones operativas normales (cambios en ángulo relativo con la vertical y la relación de excentricidad).40 . permitiendo que la cuña de aceite mueva la posición del eje adentro del cilindro cojinete. Afectan el remolino los cambios de viscosidad. la presión de lubricación y las precargas externas. Puede ser muy severo. Empuja el eje adentro del cojinete. Es excesivo si la amplitud excede el 40% del claro del cojinete. Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS .48X RPM. Se vuelve inestable cuando la frecuencia de remolino coincide con una frecuencia natural del rotor.Origen del problema: Inestabilidad por remolino de aceite La inestabilidad por remolino de aceite ocurre a .. Puede hacer que el aceite no soporte al eje. la frecuencia del remolino estará muy cerca del valor de la velocidad crítica del rotor.Origen del problema: Inestabilidad por efecto orbital en cojinetes de fricción El latigazo de aceite puede ocurrir si existe remolino y si la máquina gira en o por arriba del doble de la velocidad crítica del rotor. Puede ocasionar una vibración excesiva que la película de aceite ya no será capaz de soportar (así facilitando el contacto del eje y del babbit). o en la misma dirección de rotación) en una frecuencia correspondiente a la velocidad crítica del rotor. Cuando el rotor llega alrededor de esta RPM (el doble de la crítica). esta frecuencia siendo sub-armónica a la 1X RPM (al momento del latigazo). Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS . Entonces. el latigazo produce un movimiento lateral de precesión delantera (hacia delante. De hecho. la frecuencia de remolino se “fija” en la velocidad crítica del rotor y ya no cambia aunque la máquina se lleve a una RPM más y más alta. no presenta problemas.Problema: Fuerzas hidràulicas y aerodinámicas Pasada de aspas y pasada de paletas Frecuencia de Paso de Alabes (BPF) = Núm. . Además. La BPF alta en amplitud puede generarse en caso de que el anillo de desgaste de la carcaza se suelta y se atora en el anillo de desgaste del impulsor. a unas obstrucciones que interrumpen el flujo. Usualmente. la BPF (ó armónicos) puede coincidir con una frecuencia natural del sistema causando una alta vibración. o en caso de que fallen las soldaduras de los difusores. De Alabes (o Aspas) X RPM. la BPF puede deberse a doblamientos abruptos en la tubería (o en el ducto). Así mismo. a los ajustes del deflector/ válvula o si el impulsor/ rotor del abanico se posicionan de forma excéntrica dentro de la Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS caja. Sin embargo. una BPF de amplitud grande (y armónicos) puede generarse en una bomba en caso de que el espacio entre los álabes y los difusores estacionarios no sean igual en toda la periferia. ventiladores y compresores. Esta frecuencia es inherente en bombas. La turbulencia de flujo ocurre a veces en los sopladores debido a variaciones en presión o en velocidad del aire que pasa a través del abanico o de los ductos conectados. típicamente en el rango de 50 a 2000 CPM (aproximadamente 0. Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS . Este trastorno de flujo causa una turbulencia que genera una vibración de baja frecuencia aleatoria. ventiladores y compresores.Problema: Fuerzas hidràulicas y aerodinámicas Turbulencia de flujo Frecuencia de Paso de Alabes (BPF) = Núm. Esta frecuencia es inherente en bombas.8 – 33 Hz). el “surge” [surgimiento] dentro del compresor puede causar una vibración de banda ancha aleatoria en alta frecuencia. De Alabes (o Aspas) X RPM. La turbulencia excesiva también puede generar una banda ancha de altas frecuencias. En un compresor centrifugo. con frecuencia se oye como si pasan gravas o “piedras” a través de la bomba. indica presión insuficiente de succión. Por lo general. Esta frecuencia es inherente en bombas. De Alabes (o Aspas) X RPM. Puede dañar en especial a los álabes del impulsor. Por lo general. SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS . Puede ocurrir durante la inspección y desaparecer en la siguiente inspección (si cambia el ajuste de la válvula de succión o elAdaptado nivelpor del tanque). La cavitación normalmente genera una energía de banda ancha aleatoria de alta frecuencia. Algunas veces se sobrepone con los armónicos de la BPF (frecuencia de paso de álabes). La Cavitación puede ser destructiva en la parte interna de la bomba si no se corrige. la cavitación se debe a un flujo interno insuficiente. Cuando esta presente. ventiladores y compresores.Problema: Fuerzas hidràulicas y aerodinámicas Cavitación Frecuencia de Paso de Alabes (BPF) = Núm. Problema: Engranajes (Espectro Normal) El Espectro Normal muestra crestas en la RPM del Engranaje principal y del Piñón junto con la Frecuencia de Engranaje (GMF “Gear Mesh Frequency”) y armónicos de GMF de amplitud muy baja. Se recomienda colocar la F máxima en 3. Todos los picos son de amplitud baja. y no aparece ninguna excitación de frecuencia(s) natural(es) de los engranajes.25 X GMF (mínimo) cuando se conoce el número de dientes. Los armónicos GMF cuentan por lo general con bandas laterales de las RPM de giro de uno de los engranajes [espaciadas de la o las RPM a su alrededor]. Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS . Si no se conoce el número de dientes fije la F máxima en 200 X RPM en cada eje. Además. Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS .Problema: Engranajes (Desgaste de dientes) El indicador clave del desgaste de dientes es la excitación de una frecuencia natural del Engranaje (Fn) junto con las bandas laterales alrededor de esta espaciadas a las [de la RPM] del engranaje defectuoso. La frecuencia de engrane GMF puede o no cambiar de amplitud. aun cuando la amplitud de GMF sea aceptable. aunque las bandas de amplitud alta y la cantidad de bandas laterales que rodean el GMF por lo general ocurre cuando se nota el desgaste. las amplitudes más significativas ocurren por lo general en 2 X GMF ó en 3 X GMF (especialmente en 3XGMF). Las bandas laterales pueden ser un mejor indicador del desgaste que las frecuencias GMF en si. Problema: Engranajes (Carga de dientes) Normalmente la amplitud a la Frecuencia de Engrane queda muy sensible a la carga. Cada análisis debe [debería] a máxima carga para lograr una comparación espectral significativa en un programa de monitoreo. Las altas amplitudes en la GMF no necesariamente indican un problema. Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS . sobre todo si las amplitudes de las bandas laterales permanecen bajas y no excitan las frecuencias naturales del engranaje. un backlash inapropiado. el backlash inapropiado excita unos armónicos de la GMF y una Frecuencia Natural del Engranaje. Normalmente.Problema: Engranajes (Excentricidad y juego) Las amplitudes relativamente altas de las bandas laterales alrededor de los armónicos GMF sugieren normalmente una excentricidad del engranaje. Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS . o ejes no paralelos permiten que la rotación de un eje “module” la amplitud GMF o RPM del otro engranaje. el nivel 1X RPM del engranaje excéntrico será alto si la excentricidad es el problema principal. En el caso del backlash inapropiado. las amplitudes disminuirán al incrementar la carga del sistema. con bandas laterales espaciados de 1X RPM. Además. Se puede identificar el engranaje defectuoso por el espaciado de las bandas laterales. Además. los cuales tiene bandas de la velocidad de giro. Causa un patrón de desgaste disparejo. las bandas laterales alrededor de 2X GMF serán espaciadas de 2X RPM. Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS . A veces. pero con niveles mucho más altos en 2X ó 3X GMF.Problema: Engranajes (Desalineación del engranaje) La Desalineación de Engranajes casi siempre excita armónicos de la GMF (2X GMF u órdenes más altos). Observe que las amplitudes de las bandas no son iguales a los lados izquierdo y derecho de la GMF y de sus armónicos debido a la desalineación del diente. Es importante fijar la F máxima lo suficientemente amplio para capturar datos hasta por lo menos 3 X GMF. solo muestra una amplitud baja de 1X GMF. además de excitar una frecuencia natural del engranaje con bandas laterales de 1X RPM alrededor de la Fn.Problema: Engranajes (Dientes rotos o trizados) Un diente quebrado o agrietado genera una amplitud en 1X RPM de este engranaje únicamente en la forma de onda de tiempo. ¡Las amplitudes de los impacto en la forma de onda alcanzan normalmente 10 hasta 20 veces la amplitud vista en la 1 X RPM en el espectro! Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS . Se detecta mejor en la forma de onda en el tiempo por el pico pronunciado cada vez que el diente dañado haga contacto con los dientes del engranaje vecino. El tiempo entre los impactos (t) corresponde a 1/RPM del engranaje con problemas. Problema: Engranajes (Búsqueda de problemas de los dientes) Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS . resultando en un daño a los dientes de ambos engranajes.Problema: Engranajes (Búsqueda de problemas de los dientes) La Frecuencia de Fase del Ensamblaje del Engranaje (GAPF por Gear Assembly Phase Freq. su aparición repentina en un espectro de monitoreo periódico puede indicar que pasaron partículas contaminantes por el endentado. Literalmente significa que un(os) diente(s) de engranaje (TG/NA) contacta a un(os) diente(s) del piñón (TP/NA) y generará patrones de desgaste a cada cuantos dientes (en relación con el número de dientes del engranaje concernado y el factor NA. Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS . donde NA en una combinación de dientes equivale al producto de los factores primos comunes al número de dientes en el engranaje y en el piñón (NA= Factor de Fase de Ensamblaje). Además. GAPF (o armónicos) pueden aparecer desde el principio si existieron problemas de fabricación.) puede resultar en crestas en Frecuencias fraccionales de GMF [del engranaje] (si NA > 1). Problema: Engranajes (Frecuencia de encuentro de dientes) Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS . o también del desgaste en el campo. NA es el Factor de Fase de Ensamblaje definido anteriormente. Un juego de engranaje con este problema repetitivo del diente normalmente emite un sonido de “gruñido”. Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS . según la formula fHT). Observe que TENGRANAJE y TPIÑÓN se refieren al numero de dientes del engranaje y del piñón respectivamente. Con frecuencia modulará los picos de GMF y RPM del Engranaje. pero como ocurre en frecuencias bajas predominantemente menores de 600 CPM. esto puede ocurrir únicamente en 1 de cada 10 hasta 20 revoluciones. pasa desapercibida. que suena debido a los errores de manipulación durante el proceso de fabricación.Problema: Engranajes (Búsqueda de problemas de los dientes) La Frecuencia de Encuentro de Dientes ( fHT por “Hunting Tooth”) ocurre por la presencia de defectos tanto en el engranaje arrastrador como en el piñón. El defecto máximo ocurre cuando los dientes desformados (mal cortados u otro) del piñón y del engranaje se encuentran (en algunas transmisiones. Puede causar una alta vibración. La imperfección diferencial del entrehierro no debe pasarse del 5% para motores de inducción y del 10% para motores sincrónicos. La excentricidad del estator produce una irregularidad estacionaria del entrehierro entre el rotor y el estator. Las laminaciones del estator con cortocircuito pueden causar un calentamiento irregular. produciendo una vibración muy direccional. Las patas cojas y las bases torcidas pueden resultar en un estator excéntrico. Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS .Problema: Motores de inducción AC (Excentricidad del estator. laminaciones y componentes sueltos) Los problemas del estator generan una alta vibración de 2X la frecuencia de alimentación o línea eléctrica (2X FL ). causando una distorsión en el estator y problemas en el entrehierro. el cual puede distorsionar al estator en si. El estator suelto a su carcasa se debe a una holgura o debilidad en el soporte del estator. Esto produce una vibración inducida por defectos térmicos que puede incrementarse significativamente con el tiempo de operación. Problema: Motores de inducción AC (Rotor excéntrico – Intervalo de aire variable) El rotor excéntrico produce un entrehierro variable entre el rotor y el estator. Los valores comunes de FP oscilan entre 20 y 120 CPM (0.2Hz). no eléctrico). Se requiere un espectro de “zoom” (alta resolución) para separar 2X FL y la armónica de velocidad de giro. lo que produce una vibración pulsante (normalmente entre 2X FL y el armónico de velocidad de giro más cercano). así como por bandas laterales de FP que se encuentran alrededor de la velocidad de giro. rodeados por bandas laterales de la frecuencia de Paso de Polos (FP).3 – 0. FP Aparece por si misma a una frecuencia baja (Frecuencia de Paso de Polo = Frecuencia de deslizamiento X # de polos). Los rotores excéntricos generan 2X FL. Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS . Una pata coja o un deslizamiento provoca a menudo un entrehierro variable debido a unas flexiones mecánicas (de hecho es un problema mecánico. Problema: Motores de inducción AC (Problemas de rotores) Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS . donde RBPF = número de barras X RPM. A menudo causará niveles altos de 2X RBPF. uniones de mal estado entre las barras del rotor. La producción de chispas eléctricamente inducidas entre las barrar sueltas del rotor y los anillos de sujeción mostrarán niveles altos en 2X RBPF (con bandas laterales de 2 FL). Además. anillos de cortocircuito rotos o agrietados. pero sin incremento o con un incremento muy pequeño en las amplitudes de 1X RBPF.Problema: Motores de inducción AC (Problemas de rotores) Las barras del rotor rotas o agrietadas. cuarto y quinto armónico de la RPM. tercero. con sólo una pequeña amplitud de 1X RBPF. estos problemas a menudo generan que las bandas laterales FP estén alrededor del segundo. producen una alta vibración en 1X RPM con bandas laterales de frecuencia del paso de polos (FP). Las barras abiertas o sueltas del rotor se indican mediante barras laterales del doble de la frecuencia en línea (2X FL) que rodean la frecuencia de paso de barras del rotor (RBPF) y/o sus armónicas (2X RBPF y 3X RBPF). Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS . uniones en mal estado entre las barras del rotor y los anillos de cortocircuito o laminaciones del rotor en corto circuito. Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS .0 pulg. la cual presentará bandas laterales alrededor de ésta con un espacio de 1/3 de la frecuencia en línea ( 1/3 FL). Los niveles de 2X FL pueden exceder 1.Problema: Motores de inducción AC (Problemas de fase: Conector suelto ) Los problemas de fase de alimentación eléctrica debido a un conector suelto o roto pueden causar una vibración excesiva al doble de una frecuencia en línea (2X FL). Si no se corrigen (o sea 18 mm/seg RMS). Este es un problema en particular si el conector defectuoso sólo hace un contacto esporádico. /seg. Los conectores sueltos o partidos se deben reparar para prevenir un daño catastrófico. (1kHz – 1. La frecuencia de paso de la bobina estará rodeada por las bandas laterales espaciadas de 1X RPM.Problema: Motor Sincrónico (Bobinas de estator sueltas ) Las bobinas sueltas del estator en motores sincrónicos generan una vibración bastante alta en la Frecuencia de Paso de Bobina (CPF) que equivale al número de bobinas del estator X RPM (# de bobinas del estator = # de polos X # Bobinas/Polos).). acompañadas por bandas laterales de 2X FL. Los problemas en los motores sincrónicos también pueden indicarse por picos de amplitud alta de 60 000 a 90 000 CPM aprox. Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS . Utilice un espectro con Fmax mayor a 90 000 CPM en cada caja apoyo del motor.5 Khz. ó 300 Hz = 18 000 CPM). Los motores CD rectificados de onda completa (6 SCR) producen una señal de 6X la frecuencia de línea (6X FL = 360 Hz = 21 600 CPM. pero en una amplitud baja. Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS . Note la ausencia de otros picos en los múltiples de FL. La frecuencia de disparo del SCR normalmente se presenta en el espectro de los motores CD.Problema: Motor CD (Espectro normal ) Varios problemas en motores CD y sus controles pueden detectarse por análisis de vibración. en tanto que los motores CD rectificados de onda media (3 SCR) entregan una excitación de 3X la frecuencia en línea (3X FL = 180Hz = 10 800 CPM. ó 150Hz = 9 000 CPM). problemas de puesta a la tierra o sistema de sintonización defectuoso) Cuando los espectros del motor CD están dominados por amplitudes altas en las frecuencias SCR o 2X SCR. “Amplitud alta” en este contexto significa arriba de . La sintonización eléctrica en si puede reducir significativamente la vibración de SCR y 2X SCR.10pulg/seg por el pico en 1X SCR y cerca de .Problema: Motor CD (Embobinado de la armadura partido.07mm/seg RMS respectivamente). en caso de que predominen los problemas de control. 2mm/seg RMS y . esto por lo general indica que los embobinados del motor están rotos o que hay un defecto en el sistema de sintonización del control eléctrico. Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS .04pulg/seg en la frecuencia de actividad 2X SCR (apr. # de tarjetas de disparo. Esto puede provocar amplitudes altas en las frecuencias sub – armónicas de SCR en 1/3X y 2/3X (Frecuencia SCR 1/3X = 1X FL para rectificados de onda media. Precaución: se debe conocer las configuraciones del SCR / tarjetas antes de analizar el motor (# SCR.) Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS . etc. y = 2X FL para SCR rectificados de onda completa).Problema: Motor CD (Tablilla de disparo defectuosa y/o fusibles fundidos) Cuando una tarjeta de disparo falla se esta perdiendo 1/3 de energía y puede causar cambios y repetidos de RPM en el motor. conexiones sueltas y/o fusibles fundidos) Los SCR defectuosos. 4 FL así como tampoco 5 FL deben presentarse en los espectros de los motores CD.Problema: Motor CD (SCR defectuoso. tablilla de control con cortocircuito. Lo que hay que señalar es que ni FL . 2 FL. normalmente un SCR defectuoso puede causar niveles altos de FL y/o en 5 FL en motores con 6 SCR. Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS . las tablillas de control con cortocircuito y/o las conexiones sueltas. pueden general picos de amplitud notable en diversas combinaciones de frecuencia de línea (FL) y en la frecuencia de disparo SCR. .) y requiere una muy buena resolución en el espectro para que las bandas se vean. Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS . Hay un colapso o una generación constante del campo magnético el espaciamiento de las bandas laterales se aproxima a la fluctuación en RPM (o sea RPM máx. RPM min. Dichas bandas laterales también pueden ser las consecuencias de la generación y regeneración del campo magnético.Problema: Motor CD (Tarjeta comparadora defectuosa) Las tarjetas comparadoras defectuosas causan problemas con fluctuaciones en la RPM. 5kHz). Para detectar el “fluting”. Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS .Problema: Motor CD (Paso de la corriente eléctrica a través de los rodamientos de los motores CD) El “fluting” (de flauta por las huellas que deja en la pista) eléctricamente inducido se detecta por la familia de bandas laterales separadas de la frecuencia de defecto de la pista externa (BPFO).7 – 2. Por lo regular se presenta en un rango centrado de aproximadamente 10 000 a 15 000 CPM (1. aunque esté presente tanto en la pista interna como en la externa. se recomienda un espectro de 180K CPM con 1 600 líneas de resolución medido en ambos rodamientos del motor. 142 XPOLEA( RPM ) XDIAMPASO LONGITUDDELABANDA FREC. Cuando están desgastadas. flojas o de series diferentes) ARMÓNICOS DE FRECUENCUAS DE FAJAS 1X IMPULSADAS 1X IMPULSOR RADIAL EN LÍNEA CON LAS FAJAS FREC. causan de 3 hasta 4 múltiples de frecuencia de banda. DE LA BANDA = 3. los problemas se ven en la Frecuencia de Paso de la Cadena que equivale al # de Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS alojamientos o de dientes de la rueda X RPM. . A menudo. el desgaste o la desalineación de las poleas se manifiestan por medio de amplitudes altas en la frecuencia de la banda reguladora del tiempo. En el caso de poleas dentadas. En sistemas de sprocket y cadenas. la frecuencia del 2X de la banda es el pico dominante. Las amplitudes son usualmente inestables y algunas veces. DE LA BANDA DENTADA = FREC. emiten pulsaciones por cercanías con frecuencias de motor y del equipo conducido.Problema: Fajas y poleas (Fajas desgstadas. flojas o de serie de fabricación diferente. DE LA BANDA X # DE DIENTES DE LA BANDA = RPM DE LA POLEA X # DIENTES DE LA POLEA Las frecuencias de las bandas se encuentran debajo de las RPM del motor o de la máquina arrastrada. A menudo. La proporción de amplitudes entre motor y conducido depende de donde se toman las lecturas. con el desalineamiento de las poleas. la vibración axial más alta en el motor estará en la RPM del abanico o viceversa (RPM motor en el abanico). así como de la masa y rigidez de las estructuras. sobre todo en la dirección axial. Puede confirmarse midiendo la fase con el filtro ajustado en la RPM de la polea con mayor vibración axial.Problema: Fajas y poleas (Desalineamiento de fajas o poleas) 1X IMPULSADA O IMPULSOR Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS AXIAL El desalineamiento de las poleas produce una alta vibración en 1X RPM. y enseguida comparando las lecturas axiales en cada rotor. . No obstante aunque se balanceen. Normalmente la amplitud es más alta cuando está en línea con las bandas y se debe presentar tanto en los apoyos de equipo motor como en el conducido.Problema: Fajas y poleas (Poleas excéntricas) e RADIAL Las poleas excéntricas causan una alta vibración en 1X RPM de la polea excéntrica. la excentricidad provocará una vibración y tensiones de fatiga reversibles en la faja. En ocasiones es posible balancear las poleas excéntricas. La excentricidad de la polea se puede confirmar con un análisis de fase mostrando una diferencia de casi 0° o 180° entre la fase vertical y horizontal. al colocar arandelas en los pernos de seguridad. Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS POLEA EXCEÉNTRICA x 1X RPM . la longitud de la faja o la sección transversal. Sin embargo. Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS .Problema: Fajas y poleas (Resonancia de la faja) 1X RPM RADIAL RESONANCIA DE LA FAJA La resonancia de la faja puede causar amplitudes altas si la frecuencia natural de la faja se acerca o coincide con la RPM de uno de los equipos (motor o conducido). La frecuencia natural se puede medir con el método de prueba de impacto con el equipo fuera de operación. la Frecuencia Natural de la Banda tiende a ser ligeramente más alta en la parte más tensada y a ser más baja en la parte más holgada. La Frecuencia Natural de la faja se puede cambiar al alterar la tensión de la misma. cuando se encuentra en operación. Problema: Vibración de pulsación Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS . la cual aparece por si misma en el espectro. Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS . (aproximadamente 0. La frecuencia de pulsación no se puede apreciar en lecturas de monitoreo periódico. ya que es una frecuencia inherentemente baja que por lo regular se encuentra en el rango de 5 a 100 CPM aprox.09 – 1. La vibración máxima se presenta cuando la onda de tiempo de una frecuencia (F1) entra en fase con la onda de otra frecuencia (F2). Si se enfoca en este pico (espectro inferior) presenta en realidad dos picos distintos cercanos. La vibración mínima de estas 2 frecuencias ocurre cuando las ondas de estas dos frecuencias se colocan a 180° fuera de fase. El espectro de poca resolución (banda ancha) normalmente muestra un pico pulsando en amplitud (hacia arriba y hacia abajo). la diferencia en frecuencia de estos 2 picos (F2 – F1) es la frecuencia de la pulsación. las cuales entran y salen de sincronización la una respecto a la otra.Problema: Vibración de pulsación Una frecuencia de pulsación (“beat”) resulta del efecto de dos frecuencias cercanas.6 Hz). pero también puede afectarla en la frecuencia de 2X. (En particular el caso de la Resonancia Relacionada con el pie). Sin embargo.Problema: Pie cojo. Esto no siempre causa un gran incremento en la vibración. puede suceder así en caso de que el pie cojo afecte la alineación o el entrehierro del motor. en la caja del rodamiento.003 pulgadas aprox. Al apretarse.002 . en la frecuencia de paso de álabes. Con frecuencia afecta la vibración a 1X RPM. Esto sucede cuando un perno de sujeción se aprieta en el pie resorte intentando así nivelar la base. suave o resonancia 1X RPM (TIPO) RADIAL “Pie cojo”: La base o la estructura de una máquina flexiona en gran medida cuando se afloja un perno de sujeción y esto causa que la base se levante más de . fuerza y tensión en la estructura. (aproximadamente 50 – 75 micras). etc. etc. 2X FI. “Pie resorte”: Puede causar una gran distorsión en la estructura y trae como resultado un incremento en vibración. 3X. según se compara con la amplitud cuando se afloja el perno (o la combinación de pernos). este perno puede afectar significativamente la frecuencia natural del pie o del conjunto estructural de la máquina.. Adaptado por SIXTO SARMIENTO y LUIS ROJAS . “Resonancia relacionada con el pie”: Puede causar incrementos drásticos en la amplitud de 5 a 15 veces o más.