Nombre: Jos Fernando Olmedo SalazarIdentificador: DNI 1708186307Materia: ANLISIS DE VIBRACIONES DE MAQUINAS Cdigo: 08 03 001VIBRACION EN MAQUINASINTRODUCCIONEl anlisis devibracinenmaquinara tienedos vertientes definidas, por unlado tenemos la aplicacin en la determinacin del estado de una maquina y determinacin de las medidas necesarias para corregir la condicin de vibracin,reduciendo el nivel delas fuerzas vibratoriasno deseadas y no necesarias, con una serie de tcnicas que forman parte del mantenimiento predictivo.La otra vertiente es el anlisis de las fuerzas dinmicas presentes en una maquinaria y las caractersticas dinmicas del suelo, con el objetivo de disear fundaciones idneas tcnica y econmicamente.CAUSAS DE LAS VIBRACIONES Y SUS CONSECUENCIAS1. VIBRACION DEBIDA AL DESBALANCE ROTACIONALEn forma genrica, se dice que un mecanismos esta desbalanceado cuando las reacciones sobreel bastidor sonvariables deunestadoaotroduranteel ciclode movimiento, los desbalances pueden tener su origen ya sea en el diseo del mecanismos como por ejemplo motores monocilindricos o eslabonamientos planos o tambin puede originarse en defectos constructivos como es el caso de rotores de maquinaria, en ambos casos la fuente de la vibracin se debe a fuerzas centrifugas o inerciales no equilibradas.El desequilibrio en un mecanismo puede ser esttico o dinmico. Se dice que un mecanismo est en desequilibrio esttico cuando al pararlo en cualquier posicin, no queda en reposo. Esto significa que el centro de gravedad del conjunto no queda situado en el centro de rotacin Se dice que un mecanismo est en desequilibrio dinmico cuando al ponerlo en movimiento, las fuerzas y los momentos sobre el bastidor no son nulos y varan con el tiempo, a pesar de que exista previamente un balanceo esttico.Cuando se hace el anlisis de vibracin con equipos que aplican la transformada rpida de fourier FFT para descomponer la seal peridica en sus componentes a diferentes frecuencias, generamosloquesellamaelespectrodevibracin, queenel casodel desbalance presenta la misma frecuencia que la velocidad de giro.Para corregir el desequilibrado se emplea mquinas de equilibrar o equilibrado in situ, para lo cual se ha determinado normas de tolerancias de desbalanceo permisible suscritas por la ISO, especficamente la norma ISO 19402. VIBRACION DEBIDA AL DESALINEAMIENTOLa falta de alineamiento aun con acoplamientos flexibles, produce fuerzas tanto radiales comoaxiales ysepresentacuandolosejesdegirode2partesqueseacoplanno coinciden. El desalineamiento puede ser angular, paralelo o una combinacin de ambos.Las causas ms comunes del desalineamiento son: Defecto de acoplamiento de mquinas durante el montaje Expansiones trmicas en el proceso de trabajo Fundaciones irregulares o que han cedidoEl desalineamiento angular produce vibracin axial sincrona a la velocidad de giro 1 X RPS y 2 X RPS son las ms comunes, con desfase de 180 grados a travs del acople. Tambin se presenta 3 X RPS. Estos sntomas tambin indican problemas en el acople.En el desalineamiento paralelo Los ejes del motor y del rotor conducido estn paralelos, pero no son colineales. Se pueden detectar altas vibraciones radiales a 2 X RPS, predominante, ya1XRPS, condesfasede180gradosatravs del acople. Cuando aumenta la severidad, genera picos en armnicos superiores (4X, 8X).En general, cada vez que la amplitud de la vibracin axial sea mayor que la mitad de la lectura radial ms alta, hay un buen motivo de sospechar la existencia de un problema de alineamiento o eje torcido.3. VIBRACION DEBIDA A HOLGURAS MECANICAS. Puede ser debida a un aflojamiento eje agujero debido a tolerancias inadecuadas (con juego). La falla genera mltiples armnicos y subarmnicos de 1 X RPS, destacndose los armnicos fraccionarios 1/2 X, 1/3 X, 1.5 X, 2.5 X,... Frecuentementelafasees inestable y el nivel mximo tiende a una direccin notable realizando lecturas radiales espaciadas 30 grados entre si. La vibracin caracterstica de un aflojamiento mecnico es generada por alguna otra fuerza de excitacin, como un desbalance o una falta de alineamiento. Sin embargo, el aflojamiento mecnico empeora la situacin, transformando cantidades relativamentepequeas dedesbalanceofaltadealineamientoen amplitudes de vibracin excesivamente altas. Corresponde por lo tanto decir que elaflojamientomecnicopermitequesedenmayoresvibracionesdelasque ocurriran derivadas de otros problemas. Un aflojamiento mecnico excesivo es muy probable que sea la causa primaria de los problemas cuando la amplitud de lavibracin2xlasrpmesmsdelamitaddelaamplitudalavelocidadde rotacin, 1x las rpm.4. VIBRACION DEBIDA A DEFECTOS EN RODAMIENTOSDefectosenlas pistas, enlasbolas oenlosrodillos derodamientos deelementos rodantes ocasionan vibracin de alta frecuencia; y, lo que es mas, la frecuencia no es necesariamente un mltiplo integral de la velocidad de rotacin del eje. La amplitud de la vibracin depender de la gravedad de la falla del rodamiento.Causas comunes de fallas en rodamientos:Carga excesiva causada por desalineamiento o desbalance Problemas de lubricacin, que puede ser: falta de lubricante, lubricacin no adecuada, excesiva lubricacin o lubricante contaminado Tolerancia eje-agujero no recomendada Fallas de montajeLas frecuencias de defecto de rodamientos pueden ser calculadas con las siguientes relaciones, para el caso de ejes en movimiento y alojamiento esttico:F1 = Defecto en la pista externaF2 = Defecto en la pista internaF3 = Defecto del elemento rodanteF4 = Defecto de la jaulaDonde:n = nmero de elementos rodantesd= dimetro de los elementos rodantesD= dimetro entre centros de elementos rodantes (diametral pitch)= ngulo de contacto5. VIBRACION DEBIDA A DEFECTOS EN ENGRANAJESLa vibracinqueresultadeproblemas de engranaje es de fcil identificacin porque normalmente ocurre a una frecuencia igual a la frecuencia de engrane de los engranajes es decir, la cantidad de dientes del engranaje multiplicada por las rpm del engranaje que falla.Problemas comunes de los engranajes, que tienen como resultado vibracin a la frecuencia de engrane, comprenden el desgaste excesivo de los dientes, inexactitud de los dientes, fallas de lubricacin y materias extraas atrapadas entre los dientes.Notodos losproblemas de engranajes generan frecuencias de vibracin iguales a las frecuenciasdeengrane. Si unengranajetieneunsolodienterotoodeformado, por ejemplo, el resultadopuedeserunafrecuenciadevibracinde1xrpm. Mirandola formadeondadeesavibracinenunosciloscopioconectadoconunanalizador, la presencia de sealesdeimpulsopermitir distinguir entre este problema y las dems averas que tambin generan frecuencias de vibracin de 1x rpm. Desde luego, si hay F1n2|

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,rpm60|

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, 1dDcos ( ) |

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, F2n2|

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,rpm60|

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, 1dDcos ( ) +|

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,F3n2|

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, 1dDcos ( ) |

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]]] F412|

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, 1dDcos ( ) |

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,ms de un diente deformado, la frecuencia de vibracin es multiplicada por una cantidad correspondiente.La amplitud y frecuencia de vibracin debida a los engranajes pueden tambin parecer errticas aveces. Dichotipodevibracinerrtica ocurrenormalmente cuandoun conjunto de engranajes est funcionando en condiciones de carga muy liviana. En tales condiciones la carga puede desplazarse repetidamente de un engranaje a otro de modo irregular.6. VIBRACION DE ORIGEN ELECTRICOEst tipo de vibracin es normalmente el resultado de fuerzas magnticas desiguales que actan sobre el rotor o sobre el estator. Dichas fuerzas desiguales pueden ser debidas a: Estator o Rotor que no son circulares Chumaceras del inducido que son excntricas Falta de alineamiento entre el rotor y el estator; entrehierro no uniforme Devanados abiertos o en corto circuito Hierro del rotor en corto circuitoEnlneasgenerales, la frecuencia de vibracin resultante de los problemas de ndole elctrica ser 1x las rpm, y por tanto se parecer a desbalance. Una manera sencilla de hacer la prueba para verificar la presencia eventual de vibracin elctrica es observar el cambio de la amplitud de la vibracin total en el instante en el cual se desconecta la corrientedeesaunidad. Si lavibracindesapareceenel mismoinstanteenquese desconecta la corriente, el problema con toda posibilidad ser elctrico. Si solo decrece gradualmente, el problema ser de naturaleza mecnica.7. VIBRACION DEBIDA A LAS BANDAS DE ACCIONAMIENTO Lasbandasdeaccionamientodel tipoen"V"gozandemuchapopularidadparala transmisindel movimientopuestoquetienenunaaltacapacidaddeabsorcinde golpes, choques y vibraciones.Los problemas de vibracin asociados con las bandas en "V" son clasificados generalmente por: Reaccindelabandaaotrasfuerzas, originadasporel equipopresente, que causan alteraciones. Vibraciones creadas por problemas de la banda en s.Es muy posible que la banda est sencillamente reaccionando a otras fuerzas presentes en la maquina. En tales casos las banda es solamente un indicador de que hay problemas de vibracin y no representan la causa misma.La frecuencia de vibracin de las bandas es el factor clave en la determinacin de la naturaleza del problema. Si la banda est sencillamente reaccionando a otras fuerza de alteracin, tales como desbalance o excentricidad en las poleas, la frecuencia de vibracindelabandasermuyprobablementeigual alafrecuenciaalterante. Esto significa que la pieza de la maquina que realmente est causando el problema aparecer estacionaria bajo la luz estroboscpica del analizador.Si es defecto de la banda la frecuencia de vibracin ser un mltipla integral 1, 2,3 4 de las rpm de la banda. El mltiplo verificado depender de la naturaleza del problema y de la cantidad de poleas, sea de accionamiento como locas, presentes en el sistema.La frecuencia de vibracin de una banda es igual a:f d nld= Dimetro de la poleal = longitud de la bandan = velocidad de rotacin de la polea en rpmNIVELES DE ALARMA Y TENDENCIAAntes de entrar a realizar un diagnstico con la ayuda de las fallas vistas anteriormente, es necesario observar los niveles de vibracin que presenta cada uno de los puntos de la mquina. Muchas veces los espectros de vibracin pueden tener picos caractersticos de fallas, peroestonosignificaquehayaunproblema, yaquelamquinapuedeestar operando a condiciones normales. El problema se presenta cuando estos picos comienzan a aumentar su nivel y de esta manera incrementan el overall del punto.Existen algunasnormasinternacionales que proponen unos estndares generales para varios tipos de mquinas y niveles de alarma. Estos niveles pueden aplicarse a una gran cantidad de mquinas, pero hay excepciones que exigen estudiar otras herramientas para poder llegar a una conclusin del estado de mquina..LanormaISO2372presentalosrangosdeseveridaddevibracindelosdiferentes niveles de alarma, y los factores de servicio para cuatro tipos de mquina. Como ya se dijoanteriormente, lamayoradelasmquinasestncontenidasenestosrangosde clasificacin, pero existe un resto que depende de otras variables, lo que hace necesario lautilizacindeotrasherramientastalescomolosnivelesdetendenciadelapropia mquina.El valor de severidad de la vibracin asociada a un rango de clasificacin en particular, dependedel tamaoymasadel cuerpovibrante, lascaractersticasdel montajedel sistema y el uso que se le da a la mquina.