soltura rodamiento deslizamiento
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Soltura Rodamiento DeslizamientoTRANSCRIPT
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PRÁCTICAS DELABORATORIO
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AFLOJAMIENTOO SOLTURAMECÁNICA
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AFLOJAMIENTO O SOLTURA MECÁNICA
CAUSAS
PERNOS DEFUNDACIONES
FLOJOS
JUEGOEXCESIVO EN
COJINETES
GRIETAS ENESTRUCTURA
DE LA MÁQUINA
ROTOR QUEGIRA RESPECTO
AL EJE
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AFLOJAMIENTO O SOLTURA MECÁNICA
CARÁCTERÍSTICAS
UN ASPECTO IMPORTANTE ACERCA DE LOSDIFERENTES TIPOS DE SOLTURA MECÁNICA ES
QUE POR SI SOLA NO ES UNA CAUSA DE VIBRACIÓN
LA SOLTURA MECÁNICA DEBE ESTAR ACOMPAÑADAPOR DESBALANCEO, DESALINEACIÓN, EXCENTRICIDAD,
ETC. PARA SE PRODUZCA LA VIBRACIÓN
NORMALMENTE ES DIFICIL BALANCEAR O ALINEAREN ESTAS CONDICIONES, YA QUE SE REQUIEREN
NIVELES EXTRAORDINARIOS DE PRECISIÓN
DEBE CORREGIRSE PRIMERO LA SOLTURA Y LUEGOSERÁ MUCHO MÁS FÁCIL BALANCEAR O ALINEAR.
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AFLOJAMIENTO OSOLTURA MECÁNICA
PERNOS DEFUNDACIONES FLOJOS
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AFLOJAMIENTO O SOLTURA MECÁNICA
PERNOS DE FUNDACIONES FLOJOS
- FRECUENCIAS 2, 3, 4, 5, 6 x RPM (AMPLITUDES MEDIDAS RADIALMENTE)
- AMPLITUD A 2 x RPM > ½ AMPLITUD A 1 x RPM
- AMPLITUD USUALMENTE INESTABLE
- IMAGEN CON ESTROBÓSCOPIO: ERRÁTICA
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AFLOJAMIENTO O SOLTURA MECÁNICA
ROTOR DESBALANCEADO, GIRANDO EN COJINETE DEDESLIZAMIENTO CUYO SOPORTE TIENE PERNOS DE
ANCLAJE FLOJOS
EL PUNTO PESADO HA ROTADO A LA POSICIÓN MOSTRADA, DONDE LA
FUERZA DEL DESBALANCEO ESTÁ
DIRIGIDA HACIA ABAJO
ESTA FUERZA TIENDE A EMPUJAR EL COJINETE CONTRA EL PEDESTAL DE LA MÁQUINA
POSICIÓN A
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AFLOJAMIENTO O SOLTURA MECÁNICA
ROTOR DESBALANCEADO, GIRANDO EN COJINETE DEDESLIZAMIENTO CUYO SOPORTE TIENE PERNOS DE
ANCLAJE FLOJOS
EL PUNTO PESADO HA ROTADO A LA POSICIÓN MOSTRADA, DONDE LA
FUERZA DEL DESBALANCEO ESTÁ DIRIGIDA HACIA
ARRIBA
ESTA FUERZA TIENDE A LEVANTAR EL COJINETE, ALEJÁNDOLO DEL PEDESTAL DE LA MÁQUINA,
PRODUCIÉNDOSE UN PRIMER IMPACTO
POSICIÓN B
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AFLOJAMIENTO O SOLTURA MECÁNICA
ROTOR DESBALANCEADO, GIRANDO EN COJINETE DEDESLIZAMIENTO CUYO SOPORTE TIENE PERNOS DE
ANCLAJE FLOJOS
EL PUNTO PESADO HA ROTADO A LA POSICIÓN MOSTRADA, DONDE LA
FUERZA DE LEVANTAMIENTO DEBIDA AL
DESBALANCEO SE HACE CERO
EL COJINETE CAE CONTRA PEDESTAL DE LA MÁQUINA, PRODUCIÉNDOSE UN SEGUNDO IMPACTO
POSICIÓN C
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AFLOJAMIENTO O SOLTURA MECÁNICA ROTOR DESBALANCEADO, GIRANDO EN COJINETE DEDESLIZAMIENTO CUYO SOPORTE TIENE PERNOS DE
ANCLAJE FLOJOS
SE PRODUCEN DOS IMPACTOS POR CADA REVOLUCIÓN DEL EJEFRECUENCIA DE VIBRACIÓN: 2 x RPM
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AFLOJAMIENTO O SOLTURA MECÁNICA
ESTA SECUENCIA ILUSTRA CÓMO SE PRODUCEN LASFRECUENCIAS A 3, 4, 5xRPM
ROTOR DESBALANCEADO, GIRANDO EN COJINETE DEDESLIZAMIENTO CUYO SOPORTE TIENE PERNOS DE
ANCLAJE FLOJOS
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PARA LAS CINCO POSICIONES LA
AMPLITUD Y LA FASE
A 1xRPM DEBEN SERSIMILARES
UNA GRAN DIFERENCIA DE AMPLITUD Y FASE SUGIEREMOVIMIENTO RELATIVO
EN ESTE CASO ES PROBABLE QUE EXISTA UN PROBLEMAENTRE LA PLACA BASE Y LA BASE DE CONCRETO
LA DIFERENCIA DE FASE ES ENTRE LA PLACA BASE Y LAPATA DE LA MÁQUINA INDICARÍA PERNO FLOJO
AFLOJAMIENTO O SOLTURA MECÁNICA
PLACA BASE
PATA MÁQUINA
BASE CONCRETO
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AFLOJAMIENTO OSOLTURA MECÁNICA
JUEGO EXCESIVO ENCOJINETES DE DESLIZAMIENTO
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VIBRACIÓN POR AFLOJAMIENTO O SOLTURA MECÁNICA
COJINETE DESLIZAMIENTO “F” CON JUEGO DE 0.020 PULG
(EXCESIVO)
NOTE LOS MÚLTIPLES HARMÓNICOS DE LA VELOCIDAD
DE ROTACIÓN DEL EJE
VE
RT
ICA
LH
OR
IZO
NT
AL
AX
IAL
VE
RT
ICA
LH
OR
IZO
NT
AL
AX
IAL
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VIBRACIÓN POR AFLOJAMIENTO O SOLTURA MECÁNICA
COJINETE DESLIZAMIENTO “F” CON JUEGO DE 0.002 PULG
(NORMAL)
SE REDUCE AMPLITUD DE VIBRACIÓN A 2 x RPM Y A 1 x RPM
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AFLOJAMIENTO OSOLTURA MECÁNICA
MOTORES ELÉCTRICOS,GENERADORES,ALTERNADORES
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AFLOJAMIENTO O SOLTURA MECÁNICA
MOTORES ELÉCTRICOS, GENERADORES, ALTERNADORES
BARRAS DEL ROTOR, EMBOBINADOS DEL ROTOR Y DELESTATOR FLOJOS PRODUCEN VIBRACIÓN A ARMÓNICOS
DE LA FRECUENCIA DE LOS PULSOS DE TORQUE
LOS PULSOS DE TORQUE SE PRODUCEN A UNA FRECUENCIAQUE ES EL DOBLE DE LA FRECUENCIA SÍNCRONA DE LA LÍNEA
SI LA FRECUENCIA SÍNCRONA ES 60 Hz ó 3600CPM, LA FRECUENCIA DE LOS PULSOS DE TORQUE ES DE
7200 CPM
UNA BARRA O UN EMBOBINADO FLOJO GENERALMENTEPRODUCE UNA VIBRACIÓN A UNA FRECUENCIA QUE ES EL DOBLE
DE LA FRECUENCIA DE LOS PULSOS DE TORQUE
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DEFECTOSEN COJINETES
DE RODAMIENTO
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COJINETES DE RODAMIENTO
ELEMENTOS RODANTES, PISTA INTERNA, PISTA EXTERNA CON DEFECTOS PRODUCEN VIBRACIÓN DE ALTA
FRECUENCIA
USUALMENTE, UN COJINETE DEFECTUOSO NO GENERAUNA SOLA FRECUENCIA DE VIBRACIÓN, SINO QUE
PRODUCIRÁ VARIAS FRECUENCIAS SIMULTÁNEAMENTE
ESTO SE ILUSTRA EN EL ESPECTRO QUE SE PRESENTA ENLA PRÓXIMA DIAPOSITIVA
PISTAINTERNA
ELEMENTORODANTE
PISTAEXTERNA
JAULA
SUS PARTES
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COJINETES DE RODAMIENTO DEFECTUOSOS
SE NOTA LA PRESENCIA DE AMPLITUDES EN UN CIERTO RANGO DE FRECUENCIAS, GENERADAS POR COJINETE DEFECTUOSO
COJINETEDEFECTUOSO 2 x RPM
1 x RPM
Hori
zonta
lV
ert
ical
Axia
l
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COJINETES DE RODAMIENTO DEFECTUOSOS
ESPECTRO DE DIAPOSITIVA ANTERIOR
LA VIBRACIÓN DE ALTA FRECUENCIA DEL COJINETEES ALEATORIA E INESTABLE
POR ESTO, LA OBSERVACIÓN CON UNA LUZESTROBOSCÓPICA DEL EJE ROTANDO NO MOSTRARÁ UNA
IMAGEN ESTÁTICA
LAS MEDIDAS DE AMPLITUD Y FRECUENCIA FLUCTUAN(NO INDICAN UN VALOR ÚNICO)
EN CAMBIO, SE OBSERVAN IMÁGENES ESTÁTICAS EN CASOS POR EJEMPLO DE DESBALANCEO O
DESALINEACIÓN
CASOS DESBALANCEO O DESALINEACIÓN:LA VIBRACIÓN SE PRESENTA A FRECUENCIAS QUE SON
MÚLTIPLOS DE LAS RPM DEL EJE
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CAUSAS FALLA
PREMATURA
CARGA EXCESIVA
LUBRICACIÓN INAPROPIADA
CONTAMINACIÓN EXTERNA
MALA INSTALACIÓN
SELECCIÓN INADECUADA
BRINELLING
PASO CORRIENTE ELÉCTRICA ATRAVÉS DEL COJINETE
COJINETES DE RODAMIENTO
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Diam. bolaDiam.
efectivo
COJINETES DE RODAMIENTO
DIMENSIONES
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ÁNGULO DE CONTACTO
DEFINIDO COMO EL ÁNGULO ENTRE UNA LÍNEA PERPENDICULAR AL EJE DEL RODAMIENTO Y LA LÍNEA QUE UNE LOS PUNTOS DE CONTACTO ENTRE LAS BOLAS Y LAS
PISTAS (DIRECCIÓN TRANSMISIÓN CARGA)
RODAMIENTOS DE BOLAS DE CONTACTO ANGULAR
ESTOS RODAMIENTOS PUEDEN SOPORTAR CARGAS COMBINADADAS: RADIALES Y AXIALES
A MAYOR ÁNGULO
CONTACTO, MAYOR
CAPACIDAD CARGA AXIAL
COJINETES DE RODAMIENTO
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COJINETES DE RODAMIENTO
ESTAS FRECUENCIAS SON INDICATIVAS DEDEFECTO EN RODAMIENTO OBSERVADO
FRECUENCIAS DE DEFECTOS
BPFO FTFBPFI BSF
DE
FEC
TO
PIS
TA
IN
TE
RN
A
DE
FEC
TO
PIS
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EX
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BPFI Ball Pass Frequency Inner raceBPFO Ball Pass Frequency Outer race
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Nb = Número de bolas o rodillos Bb = Diámetro de bolas o rodillos
Pb = Diámetro efectivo del cojinete (Pitch) = Ángulo de contacto
Pista interna
Pista externa
Bola o rodillo
Jaula
FRECUENCIAS DE DEFECTOS EN RODAMIENTOS
Pista interna fijada al eje
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FRECUENCIAS DE DEFECTOS EN RODAMIENTOS(VALORES APROXIMADOS)
SI SE DESCONOCE LAS DIMENSIONES DEL RODAMIENTO,PERO SE CONOCE EL NÚMERO DE ELEMENTOS RODANTES
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FRECUENCIAS DE DEFECTOS
NO DEBEN ESTAR PRESENTES
INDICATIVAS DE PROBLEMA(AL MENOS INCIPIENTE)
SU APARICIÓN PONE SOBRE AVISO AL
ANALISTA
DIFERENCIA CON FRECUENCIAS PROVENIENTES
OTRAS FUENTES DE VIBRACIÓN
RODAMIENTOS
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FRECUENCIAS DE DEFECTOS EN RODAMIENTOS
- IMPORTANTE:
LA APARICIÓN DE ESTAS FRECUENCIAS NO NECESARIAMENTEINDICA QUE HAY UN DAÑO EN EL COJINETE
EXCESIVA CARGA DE EMPUJE EN COJINETE
RADIAL
SIN HABER DAÑO PUEDEN APARECER FRECUENCIAS DE DEFECTO
LUBRICACIÓN INSUFICIENTE
CONTACTO METAL-METAL
COJINETE CARGADO INAPROPIADAMENTE
AJUSTEEXCESIVO EN EJE
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ANÁLISISFRECUENCIAS DE DEFECTOS EN RODAMIENTOS
MÚLTIPLOS NO ENTEROS DE VELOCIDAD DE ROTACIÓN
LOS RODAMIENTOS SON UNAS DE LAS POCAS FUENTES DEVIBRACIÓN QUE NO PROUCEN MÚLTIPLOS ENTEROS DE LA
VELOCIDAD DE ROTACIÓN (VER TABLA SIGUIENTE)
ENGRANAJE:FRECUENCIA DE ENGRANE: # DE DIENTES x RPM
BOMBAS, VENTILADORES:FRECUENCIA DE PASO DE ASPA: # DE ASPAS x RPM
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FRECUENCIAS DE DEFECTOS
RELACIÓN CON LA VELOCIDAD DE ROTACIÓN DEL EJE
COJINETES RODILLOS CILÍNDRICOS (UNA HILERA)
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ANÁLISISFRECUENCIAS DE DEFECTOS EN RODAMIENTOS
SUMA DE FRECUENCIAS DE PISTAS
# ELEMENTOS RODANTES (Nb) = BPFO + BPFI
(VER TABLA ANTERIOR)
EJEMPLO: COJINETE N205
12 = (4,99 + 7,01)
FRECUENCIAS RELATIVAS
NORMALMENTE ES MÁS DIFÍCIL MEDIR CON PRECISIÓN LA FRECUENCIA DE LA PISTA INTERNA (BPFI) QUE LA CORRESPONDIENTE A LA PISTA
EXTERNA (BPFO)
- TRANSDUCTOR MÁS CERCA DE PISTA EXTERNA
- LA SEÑAL DE VIBRACIÓN DE LA PISTA INTERNA DEBE ATRAVESAR MÁS INTERFASES (INCLUYENDO LOS ELEMENTOS
RODANTES) EN SU RUTA HACIA EL TRANSDUCTOR
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Frecuencia Frecuencia
Am
pli
tud
Am
pli
tud
Formade onda(Dominiodel tiempo)
Espectro(Dominiode la frecuencia)
Modulación de amplitud Modulación de frecuencia
Obsérvese las bandas laterales a ambos lados de la frecuencia portante
(fc)
MODULACIÓN
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ZONA DE CARGA DEL COJINETE
DEFECTO EN ELEMENTO RODANTE
DEFECTO EN PISTA EXTERNA
DEFECTO EN PISTA INTERNA
DOMINIO DE LA FECUENCIA
DOMINIO DEL TIEMPO
FRECUENCIA
AM
PL
ITU
D
1BPFO
2BPFO3BPFO
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ZONA DE CARGA DEL COJINETE
DEFECTO EN ELEMENTO RODANTE
DEFECTO EN PISTA EXTERNA
DEFECTO EN PISTA INTERNA
FRECUENCIA
AM
PL
ITU
D
NOTE LAS BANDAS LATERALES
DOMINIO DE LA FECUENCIA
DOMINIO DEL TIEMPO
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ZONA DE CARGA DEL COJINETE
DEFECTO EN ELEMENTO RODANTE
DEFECTO EN PISTA EXTERNA
DEFECTO EN PISTA INTERNA
FRECUENCIA
AM
PL
ITU
D
DOMINIO DE LA FECUENCIA
DOMINIO DEL TIEMPO
1 REVOLUCIÓN
FTF
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DEFE
CTO
S D
E R
OD
AM
IEN
TO
S
TIPOS DE FRECUENCIAS
FRECUENCIASULTRASÓNICAS
ALEATORIAS
SUMA YDIFERENCIA
DE FRECUENCIAS
FRECUENCIASNATURALES DECOMPONENTES
COJINETES
FRECUENCIASDE
DEFECTO
BANDASLATERALES
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COJINETES DE DESLIZAMIENTO
CAUSAS DE ALTOS NIVELES DE VIBRACIÓN
JUEGOEXCESIVO
PROBLEMASDE
LUBRICACIÓN
CARGAINADECUADA
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COJINETES DE DESLIZAMIENTO
- LA FRECUENCIA RESULTANTE: 2, 3 ó ALGÚN MÚLTIPLO MAYOR DE LAS RPM DEL EJE
- SIMPLEMENTE OCASIONA MÁS VIBRACIÓN DE LA QUE HABRÍA SI EL JUEGO FUESE EL CORRECTO
JUEGO EXCESIVO
PEQUEÑO DESBALANCE, DESALINEACIÓN, OTRAS FUERZAS VIBRATORIAS
SOLTURA MECÁNICA
- EN ESTE CASO EL COJINETE NO ES EL CAUSANTE REALDE LA VIBRACIÓN
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COJINETES DE DESLIZAMIENTO
- SE PUEDE DETECTAR ESTA CONDICIÓN COMPARANDO ESTAS AMPLITUDES
COJINETE DESGASTADO POR FRICCIÓN
- MÁQUINAS BIEN MONTADAS, EN FUNDACIÓN RÍGIDA, NORMALMENTE PRESENTAN AMPLITUD DE VIBRACIÓN
LIGERAMENTE MAYOR EN DIRECCIÓN HORIZONTAL
- AMPLITUD DE VIBRACIÓN EN DIRECCIÓN VERTICAL ANORMALMENTE ALTA EN COMPARACIÓN CON HORIZONTAL:
DEBE SOSPECHARSE DE UN COJINETE DESGASTADO POR FRICCIÓN
PUEDE PRESENTARSE DESALINEACIÓN(VER ESPECTRO DIAPOSITIVA SIGUIENTE)
SI DESGASTE MUY GRANDE (JUEGO EXCESIVO)
EJE CAMBIA DE POSICIÓN DENTRO DEL COJINETE
AMPLITUD HORIZONTAL Vs. AMPLITUD Y VERTICAL
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COJINETES DE DESLIZAMIENTOCOJINETE DESGASTADO POR FRICCIÓN
- CAUSA DEL DESGASTE: AGUA EN EL LUBRICANTE- VIBRACIÓN A 1 Y 2 x RPM (DESALINEACIÓN)
COJINETE “5”CON DESGASTE
EXCESIVO