INTRODUCCION A LAS VIBRACIONES MECANICASEl mantenimiento predictivo es un tipo de mantenimiento que relaciona una variable fsica con el desgaste o estado de una mquina. El mantenimiento predictivo se basa en la medicin, seguimiento y monitoreo de parmetros y condiciones operativas de un equipo o instalacin. A tal efecto, se definen y gestionan valores de pre-alarma y de actuacin de todos aquellos parmetros que se considera necesario medir y gestionarLa informacin ms importante que arroja este tipo de seguimiento de los equipos es la tendencia de los valores, ya que es la que permitir calcular o prever, con cierto margen de error, cuando un equipo fallar; por ese el motivo se denominan tcnicas predictivas.Monitorear continuamente, registrar y procesar informacin proveniente de los sntomas, tanto de vibracin como de temperatura, presin, ruido entre otros, Utilizando tecnologas de punta para: Anlisis de Vibraciones Mecnicas. Medicin y anlisis de ondas de alta frecuencia. Anlisis dela Corriente Elctrica. Termografa. Tribologa. Entre otros.Introduccin a las VibracionesLa vibracin es un movimiento de un cuerpo con respecto a un punto de referencia.La vibracin ocurre como resultado de una fuerza de excitacin la cual puede ser fortuita o peridica. La razn principal para analizar y diagnosticarel estadode una maquina es determinar las medidas necesarias para corregir la condicin de vibracin, reducir el nivel de las fuerzas vibratorias no deseadas y no necesarias. De manera que, al estudiar losdatos, elintersprincipal deber ser la identificacin de las amplitudes predominantes de la vibracin, la determinacin de las causas, y la correccin del problemaque ellas representan. Los principales tipos son: Desbalanceo, desalineacin, excentricidad, correas daadas, rodamientos en mal estado, roce y resonancia, cojinetes en deslizamiento, fuerzas reciprocantes. Para la medicin de la vibracin es necesario conocer informacin para el anlisis para ello se utilizan sensores tales como acelermetros y velocmetros piezometritos (para montajes temporales o permanentes) que tienen como ventaja en que son de tamao pequeo y liviano adems de ser econmicos con un amplio rango defrecuencia. Entre sus desventajas se tiene que la resolucin es limitada y requieren de alimentacin.La importancia de las vibraciones puede ser interpretada en su medida justa si se conocen unas pocas definiciones. Todo objeto puede estar sometido a fuerzas de aceleracin entendindose por tal una de velocidad de desplazamiento. La ms conocida por todos es la gravedad, que afecta a todo objeto que se deja caer desde cualquier altura. Las vibraciones poseen una determinada frecuencia e intensidad. Cada objeto posee una frecuencia de resonancia, por ejemplo las maquinas de movimiento de tierra tienen una frecuencia tpica de1 a4 Hz, los tractores y los camiones cuentan con frecuencias entre2 a7 Hz. Toda mquina con componentes vibra.La naturaleza y magnitud de la vibracin de un determinado componentepuede proveer valiosa informacin acerca de sus condiciones mecnicas. Ya que ninguna estructura de maquinas es perfectamente rgida, los componentes de esta son deflectados y movidos cclicamente como respuesta a esfuerzos externos. Esto se debe a que algunos de los componentes de estas maquinas son fijos y otros tienen movimientos cclicos produciendo fuerzas cclicas, estas fuerza de excitacin son transmitidas a componentes adyacentes, produciendo vibraciones.Todos los defectos en loscomponentes de un equipo o sistemaproducen frecuencias caractersticas de vibracin, las cuales pueden aparecer como un mltiplo de la velocidad de giro de la maquina.Por lo tanto, un incremento en el valor total de energa o nivel de vibracin de la maquina, indicara un deterioro mecnico en uno o varios componentes de la misma. Ya que cada tipo de vibracin tendr un espectro caracterstico asociado a esta, el anlisis del valor total conjuntamente con el espectro caracterstico a esta, ser una de las herramientas ms importantes en el anlisis de vibraciones.

CARACTERISTICAS DE LAS VIBRACIONESEn la definicin de vibracin mecnica se habla de cuerpo y/o sistema ya que si un cuerpo no tiene la capacidad de vibrar se puede unir a otro y formar un sistema vibratorio; por ejemplo, en un sistema masa-resorte la masa posee caractersticas energticas cinticas, y el resorte, caractersticas restauradoras. Es importante aclarar que para que un sistema vibre es necesario que posea por lo menos un elemento inercial (energa cintica) y un restaurador (energa potencial). Aunque en algunos casos los elementos restauradores se generalizan como elementos elsticos, existen sistemas en las que no existe un elemento elstico y sin embargo pueden vibrar, por ejemplo el penduleo que se manifiesta como elemento restaurador.Ahora bien, cuando un cuerpo vibra resulta importante definir la causa de la vibracin, es decir, si el cuerpo vibra por su condicin natural debido a una perturbacin instantnea y ajeno a toda excitacin permanente, o bien si se debe a que existen fuerzas perturbadoras que hacen vibrar al sistema. De aqu la importancia de considerar los tipos de perturbaciones que hacen vibrar a un sistema. Estas perturbaciones conocidas como excitaciones pueden clasificarse como: a) Instantnea y b) Permanente.a. Una perturbacin del tipo instantnea es aquella que aparece como una perturbacin y desaparece inmediatamente. Ejemplos de ello: el golpeteo de una placa, el rasgueo de las cuerdas de una guitarra, el impulso y deformacin inicial de un sistema masa - resorte, el impulso generado por el impacto. Una excitacin de este tipo adems puede aparecer a manera de impulso o a manera de desplazamiento inicial; por ejemplo, una persona en un columpio puede iniciar el movimiento si es impulsado desde su posicin de equilibrio o bien si es desplazado desde su posicin de equilibrio. b. Una excitacin del tipo permanente siempre est presente en el movimiento del cuerpo. Ejemplos: el caminar de una persona sobre un puente peatonal, un rotor desbalanceado cuyo efecto es vibracin por desbalance, el motor de un automvil, un tramo de retenedores es una excitacin constante para el sistema vibratorio de un automvil, etc.La Figuramuestra un panorama prctico de estos los tipos de excitacin en donde un carro pasa primero por un borde y vibra en su forma natural producto de esta excitacin instantnea, posteriormente pasa por un conjunto de bordes que lo obligan a vibrar siendo una excitacin permanente.La vibracin es una oscilacin perceptible y medible en la superficie de la mquina, elementos y/o cimientos.Las vibraciones mecnicas slo pueden ocurrir cuando las masas se mueven. Estas masas pueden ser partes rotativas u oscilantes.Las vibraciones generadas en las mquinas son principalmente rotativas y reciprocantes. Esas vibraciones y esfuerzos son transmitidos por los rodamientos y/o cojinetes antifriccin, a las carcaza, y de all a sus bases y cimentacin. Energa producida por medio de un defecto mecnico en la mquina. Vibracin no es la causa del problema, es un sntomaLa vibracin es una onda que puede medirse en el dominio de la frecuencia o del tiempo. Al medir en el dominio de la frecuencia se deben tomar en cuenta1. El tamao de la muestra.2. La resolucin (nmero de lneas).3. Frecuencia mxima.4. Filtros, ventanas, traslapes, promediados, aliasing.Diferencias entre el dominio del tiempo y frecuencia.Unidades del Movimiento de las VibracionesLas vibraciones mecnicas pueden ser medidas tomando diferentes patrones y criterios y que en su mayora estn establecidos, estas medidas tienen que ver con el movimiento por lo tanto conviene analizar algunos criterios relacionados con el movimiento de oscilacin. Cuando la variacin de una cantidad fsica se repite con las mismas caractersticas despus de cierto intervalo de tiempo se dice que se tiene un movimiento peridico, ejemplos de este movimiento pudieran ser la variacin de voltaje en generadores de CA, la vibracin producida por maquinaria rotativa desbalanceada. Ahora bien, cuando el movimiento de una partcula puede ser representada por una forma senoidal entonces a este movimiento se le conoce como movimiento armnico.Es en esta parte, donde las ondas se vuelven extremadamente complejas, que se necesita hacer uso de otra manera de estudiar la vibracin, y la encontramos estudiando el espectro de frecuencias de vibracin. El espectro de frecuencias, es bsicamente una grfica que se compone de la siguiente manera: un eje horizontal o dominio, que contiene las unidades de frecuencia de la vibracin, y el eje vertical o contra-dominio, la amplitud de la vibracin.FrecuenciaTodo movimiento peridico armnico cumple con las caracterstica de una funcin peridica, es decir que existe una constante T llamada perodo tal que la posicin en un instante x(t) es la misma en x( t + nT) para n = 1,2,3,4 ..... , por lo tanto se puede definir a l perodo como el valor del tiempo en la cual se efecta un ciclo completo. El inverso del perodo se le conoce como la frecuencia de oscilacin y representa de una manera las veces que se repite el movimiento en un determinado tiempo.F=Sqr(1/T) HertzAmplitudEl desplazamiento mximo del sistema desde su posicin de equilibrio se denomina amplitud de vibracin.En una seal armnica el valor mximo se le conoce como amplitud y si se mide desde la referencia se le llama amplitud de pico pero si se mide desde extremo a extremo entonces se le conoce como amplitud de pico a pico. Dentro del ambiente laboral, estos parmetros son utilizados para la medida del movimiento de la vibracin de una maquina y que son:a. El desplazamiento de la vibracin.b. La velocidad de la vibracin.c. La aceleracin de la vibracin.d. La fase.El desplazamiento de la vibracin generalmente se mide de pico pico y usualmente se usan las unidades de milsimas de pulgada (mils) que es0.001 in. micrmetro que es0.001 m. La velocidad de vibracin generalmente se mide de pico y usualmente se usan las unidades de pulgada por segundo (in/seg) milmetros por segundo (mm/seg). Mientras que en la aceleracin de vibracin generalmente se mide de pico y usualmente se usa como unidad el gs, donde g es la aceleracin de la gravedad 980.665 cm/s2. La fase se refiere a la medida relativa entre dos puntos de medicin, generalmente se usa el ngulo de separacin entre las seales que representan el movimiento de estos puntos.Estos parmetros se pueden visualizar fcilmente enlaFigura 1-4,se puede observar como los parmetros de desplazamiento y velocidad en fase a 90o mientras que entre la velocidad y la aceleracin estn en fase tambin a 90 con la velocidad y a 180 con el desplazamiento. Lo anterior se debe a que si el desplazamiento del movimiento es expresado como y(?) = Ysen(?), entonces la velocidad que es la derivada del desplazamiento quedar expresada como v(?) = Vcos(?) y la aceleracin que es la derivada de la velocidad como a(?) = -Asen(?).Puesto que se puede medir la amplitud de vibracin en trminos de desplazamiento, velocidad aceleracin ahora la pregunta es: Qu unidad de amplitud utilizar?, hay varios elementos a considerar para seleccionar cul parmetro a utilizar, por ejemplo, el tipo de problema causante de la vibracin, tipo de diagnstico, el equipo utilizado, etc. la experiencia dice que para bajas frecuencias hasta 10 Hz (600 rpm) la medida de desplazamiento es recomendable, mientras que para frecuencias de10 a1000 Hz (600 60000 rpm) cualquier unidad de amplitud puede ser utilizada aunque se recomienda el anlisis de velocidad, por ltimo para frecuencias arriba de 1000 hz la medida de la amplitud de aceleracin es recomendable.

TIPOS DE VIBRACIONESINTRODUCCIONLa razn principal para analizar y diagnosticar el estado de una maquina es determinar las medidas necesarias para corregir la condicin de vibracin reducir el nivel de las fuerzas vibratorias no deseadas y no necesarias. De manera que, al estudiar los datos, el inters principal deber ser la identificacin de las amplitudes predominantes de la vibracin, la determinacin de las causas, y la correccin del problema que ellas representan. El siguiente material muestra los diferentes causas de vibracin y sus consecuencias, lo cual nos ayudara enormemente para interpretar los datos que podamos obtener , determinado as el tipo de vibracin que se presenta y buscar as la debida correccin de las mismas.Vibracin debida a Desbalance:El desbalance de la maquinaria es una de las causas ms comunes de la vibracin. En muchos casos, los datos arrojados por un estado de desbalance indican:La frecuencia de vibracin se manifiesta a 1x las rpm de la pieza desbalanceada.1. La amplitud es proporcional a la cantidad de desbalance.2. La amplitud de la vibracin es normalmente mayor en el sentido de medicin radial, horizontal o vertical (en las maquinas con ejes horizontales).3. El anlisis de fase indica lecturas de fase estables.4. La fase se desplazar 90 si se desplaza el captador 90.Nota: el desbalance de un rotor saliente a menudo tiene como resultado una gran amplitud de la vibracin en sentido axial, al mismo tiempo que en sentido radial.Vibracin Debida a Falta de Alineamiento: En la mayora de los casos los datos derivados de una condicin de falta de alineamiento indican lo siguiente:1. La frecuencia de vibracin es de 1x rpm; tambin 2x y 3x rpm en los casos de una grave falta de alineamiento.2. La amplitud de la vibracin es proporcional a la falta de alineamiento.3. La amplitud de la vibracin puede ser alta tambin en sentido axial, adems de radial.4. El anlisis de fase muestra lecturas de fase inestables.La falta de alineamiento, aun con acoplamientos flexibles, produce fuerzas tanto radiales como axiales que, a su vez, producen vibraciones radiales y axiales.Nota: Uno de los indicios ms importantes de problemas debidos a falta de alineamiento y a ejes torcidos es la presencia de una elevada vibracin en ambos sentidos, radial y axial. 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.Los tres tipos bsicos de falta de alineamiento en el acoplamiento son: angular, en paralelo y una combinacin de ambos. Una falta de alineamiento angular sujeta principalmente los ejes de las maquinas accionadora y accionada a vibracin axial igual a la velocidad de rotacin (rpm) del eje.La falta de alineamiento en paralelo produce principalmente vibracin radial con una frecuencia igual al doble de la velocidad de rotacin del eje.Vibracin Debida a Excentricidad:La excentricidad es otra de las causas comunes de vibracin en la maquinaria rotativa. Excentricidad en este caso no significa "ovalizacin", sino que la lnea central del eje no es la misma que la lnea central del rotor el centro de rotacin verdadero difiere de la lnea central geomtrica. La excentricidad es en realidad una fuente comn de desbalances, y se debe a un mayor peso de un lado del centro de rotacin que del otro. Una manera de diferenciar entre desbalance y excentricidad en este tipo de motor es medir la vibracin con filtro afuera mientras el motor est funcionando bajo corriente. Luego, se desconecta el motor, observando el cambio de la amplitud de vibracin. Si la amplitud se reduce gradualmente mientras el motor sigue girando por inercia, es muy probable que el problema sea debido a desbalance; Si, en cambio, la amplitud de vibracin desaparece en el momento mismo en que el motor es desconectado, el problema es seguramente de naturaleza elctrica, y es muy posible que se deba a excentricidad del inducido.La excentricidad en rodetes o rotores de ventiladores, sopladores, bombas y compresores puede tambin crear fuerzas vibratorias. En esos casos las fuerzas son el resultado de fuerzas aerodinmicas e hidrulicas desiguales que actan contra el rotor. De Elementos Rodantes DefectuososDefectos en las pistas, en las bolas o en los rodillos de rodamientos de elementos rodantes ocasionan vibracin de alta frecuencia; y, lo que es ms, 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.Nota: la vibracin generada por el rodamiento normalmente no es transmitida a otros puntos de la mquina. Por lo tanto, el rodamiento defectuoso es generalmente el que se encuentra ms cerca del punto donde ocurre el mayor nivel de vibracin de este tipo.Falla de Rodamientos Otras causas Los rodamientos no fallan prematuramente a menos que alguna otra fuerza acte sobre ellos; y tales fuerzas son generalmente las mismas que ocasionan vibracin.Causas comunes de fallas en los rodamientos de elementos rodantes: Carga excesiva. Falta de alineamiento. Defectos de asientos del eje y/o de las perforaciones en el alojamiento. Montaje defectuoso. Ajuste incorrecto. Lubricacin inadecuada o incorrecta. Sellado deficiente. Falsa brinelacin (Deformacin bajo carga). Corriente elctrica.

Vibracin Debida a Rodamientos de Chumacera Defectuosos

Elevados niveles de vibracin, ocasionados por rodamientos de chumacera defectuosos, son generalmente el resultado de una holgura excesiva (causada por desgaste debido a una accin de barrido o por erosin qumica), aflojamientos mecnicos (metal blanco suelto en el alojamiento), o problemas de lubricacin.

Holgura Excesiva de los RodamientosUn rodamiento de chumacera con holgura excesiva hace que un defecto de relativamente menor importancia, tal como un leve desbalance o una pequea falta de alineamiento, u otra fuente de fuerzas vibratorias, se transformen como resultado de aflojamientos mecnicos o en golpes repetidos (machacado).En tales casos el rodamiento en si no es lo que crea la vibracin; pero la amplitud de la misma seria mucho menor si la holgura de los rodamientos fuera correcta.A menudo se puede detectar un rodamiento de chumacera desgastado por "barrido" efectuando una comparacin de las amplitudes de vibracin horizontal y vertical. Las maquinas que estn montadas firmemente sobre una estructura o cimentaciones rgidas revelaran, en condiciones normales, una amplitud de vibracin ligeramente ms alta en sentido horizontal.

a. Torbellino de aceite:

Este tipo de vibracin ocurre solamente en maquinas equipadas con rodamientos de chumacera lubricados a presin, y que funcionan a velocidades relativamente altas normalmente por encima de la segunda velocidad critica del motor. La vibracin debida a torbellinos de aceite a menudo es muy pronunciada, pero se reconoce fcilmente por su frecuencia fuera de lo comn. Dicha frecuencia es apenas menor de la mitad de la velocidad de rotacin (en rpm) del eje generalmente en el orden del 46 al 48% de las rpm del eje. El problema de los torbellinos de aceite normalmente se atribuye a diseo incorrecto del rodamiento, desgaste excesivo del rodamiento, un aumento de la presin del lubricante o un cambio de la viscosidad del aceite.Se pueden hacer correcciones temporales modificando la temperatura del aceite (viscosidad), introduciendo un leve desbalance o una falta de alineamiento de manera de aumentar la carga sobre el eje, o rascando y/o ranurando los costados del rodamiento, para desbaratar la "cua" de lubricante. Desde luego, una solucin ms duradera es reemplazar el rodamiento con uno que haya sido diseado correctamente de acuerdo a las condiciones operativas de la maquina, o con uno que est diseado para reducir la posibilidad de formacin de torbellinos de aceite. Los rodamientos con ranuras axiales usan las ranuras para aumentar la resistencia a la formacin de torbellinos de aceite en tres puntos espaciados uniformemente. Este tipo de configuracin est limitado a las aplicaciones ms pequeas, tales como turbinas de gas livianas y turbo cargadores.Los rodamientos de chumacera de lbulos brindan estabilidad contra los torbellinos de aceite al proporcionar tres puntos ce concentracin de la pelcula de aceite bajo presin, que sirven para centrar al eje.Los rodamientos de rin basculante son comnmente utilizados para las maquinas industriales ms grandes, que funcionan a velocidades ms altas. Hay dos causas comunes de vibracin que pueden inducir un torbellino de aceite en un rodamiento de chumacera:1. Vibracin proveniente de maquinaria ubicada en las cercanas: Puede ser transmitida al rodamiento de chumacera a travs de estructuras rgidas, tales como tuberas y cimentaciones. A este fenmeno se le conoce como Torbellino Inducido por el Exterior.2. Vibracin ocasionada por otros elementos de las maquina misma.Toda vez que se detecta la vibracin caracterstica del torbellino de aceite se deber realizar una completa investigacin de las vibraciones en toda la instalacin, incluyendo las fuentes de vibracin circunvecina, las estructuras de cimentacin y las tuberas relacionadas. Se podr as quizs descubrir una causa externa de los problemas de torbellino de aceite.

Torbellinos de Histresis:Este tipo de vibracin es similar a la vibracin ocasionada por el torbellino de aceite, pero ocurre a frecuencias diferentes, cuando el rotor gira entre la primera y la segunda velocidad crtica.Un rotor que funcione por encima de la velocidad crtica tiende a flexionarse, o asquearse, en sentido opuesto del punto pesado de desbalance. La amortiguacin interna debida a histresis, o sea la amortiguacin de friccin, normalmente limita la deflexin a niveles aceptables. Sin embargo, cuando acontece un torbellino por histresis, las fuerzas amortiguadoras se encuentran en realidad en fase con la deflexin, y por lo tanto, acrecentan la deflexin del motor.Cuando dicho rotor est funcionando por encima de la primera velocidad critica pero por debajo de la segunda, el torbellino por histresis ocurre a una frecuencia exactamente igual a la primera velocidad crtica del rotor.

Nota: La frecuencia de formacin del torbellino de aceite es levemente menor de la mitad de la velocidad de rotacin del rotor.

La vibracin ocasionada por un torbellino por histresis tendr las mismas caractersticas que las ocasionadas por un torbellino de aceite cuando la maquina funcione a velocidades superiores a la segunda velocidad crtica del eje. Es decir, que una severa vibracin se producir a una frecuencia levemente menor que 0.5x las rpm del rotor. El torbellino por histresis es controlado normalmente por la accin de amortiguacin provista por los rodamientos de chumacera en s. Sin embargo, cuando la amortiguacin estacionaria es baja en comparacin con la amortiguacin interna del rotor, es probable que se presenten problemas. La solucin usual para este problema es aumentar la amortiguacin estacionaria de los rodamientos y de la estructura de soporte de los mismos, lo que puede lograrse instalando un rodamiento de rin basculante o de algn rodamiento de diseo especial. En algunos casos el problema puede ser solucionado reduciendo la amortiguacin dada por el rotor sencillamente, cambiando un acoplamiento de engranajes con una versin sin friccin; por ejemplo, con un acoplamiento de disco flexible.

Lubricacin Inadecuada

Una inadecuada lubricacin, incluyendo la falta de lubricacin y el uso de lubricantes incorrectos, puede ocasionar problemas de vibracin en un rodamiento de chumacera. En semejantes casos la lubricacin inadecuada causa excesiva friccin entre el rodamiento estacionario y el eje rotante, y dicha friccin induce vibracin en el rodamiento y en las dems piezas relacionadas. Este tipo de vibracin se llama "dry whip", o sea ltigo seco, y es muy parecido al pasar de un dedo mojado sobre un cristal seco.La frecuencia de la vibracin debida al ltigo seco generalmente es muy alta y produce el sonido chilln caracterstico de los rodamientos que estn funcionando en seco. No es muy probable que dicha frecuencia sea algn mltiplo integral de las rpm del eje, de manera que no es de esperarse ningn patrn significativo bajo la luz estroboscpica. En este respecto, la vibracin ocasionada por el ltigo seco es similar a la vibracin creada por un rodamiento anti-friccin en mal estado. Toda vez que se sospeche que un ltigo seco sea la causa de la vibracin se deber inspeccionar el lubricante, el sistema de lubricacin y la holgura del rodamiento.

Vibracin Debida a Aflojamiento Mecnico

El aflojamiento mecnico y la accin de golpeo (machacado) resultante producen vibracin a una frecuencia que a menudo es 2x, y tambin mltiplos ms elevados, de las rpm. La vibracin puede ser resultado de pernos de montaje sueltos, de holgura excesiva en los rodamientos, o de fisuras en la estructura o en el pedestal de soporte. 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 relativamente pequeas de desbalance o falta de alineamiento en amplitudes de vibracin excesivamente altas. Corresponde por lo tanto decir que el aflojamiento mecnico permite que se den mayores vibraciones de las que ocurriran de por s, derivadas de otros problemas.

Nota: Un aflojamiento mecnico excesivo es muy probable que sea la causa primaria de los problemas cuando la amplitud de la vibracin 2x las rpm es ms de la mitad de la amplitud a la velocidad de rotacin, 1x las rpm.

Vibracin Debida a las Bandas de Accionamiento

Las bandas de accionamiento del tipo en "V" gozan de mucha popularidad para la transmisin del movimiento puesto que tiene una alta capacidad de absorcin de golpes, choques y vibraciones.Los problemas de vibracin asociados con las bandas en "V" son clasificados generalmente por: Reaccin de la banda a otras fuerzas, originadas por el equipo presente, que causan alteraciones. Vibraciones creadas por problemas de la banda en s.Las bandas en "V" son consideradas a menudo como fuente de vibracin porque es tan fcil ver las bandas que saltan y se sacuden entre poleas. Por lo general, el reemplazo de las bandas es a menudo una de las primeras tentativas de correccin de los problemas de vibracin.Sin embrago 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 fuerzas de alteracin, tales como desbalance o excentricidad en las poleas, la frecuencia de vibracin de la banda ser muy probablemente igual a la frecuencia alterante. Esto significa que la pieza de la maquina que realmente est causando el problema aparecer estacionaria bajo la luz estroboscpica del analizador.Nota: Si es defecto de la banda la frecuencia de vibracin ser un mltiple 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. Es fcil determinar las rpm de una banda de la siguiente manera:Rpm de la banda = (3.14 x dim. de la polea x rpm de la polea)/ longitud de la banda.

Vibracin Debida a Problemas de Engranaje

La vibracin que resulta de problemas 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. No todos los problemas de engranajes generan frecuencias de vibracin iguales a las frecuencias de engrane. Si un engranaje tiene un solo diente roto o deformado, por ejemplo, el resultado puede ser una frecuencia de vibracin de 1x las rpm. Mirando la forma de onda de esa vibracin en un osciloscopio conectado con un analizador, la presencia de seales de impulso permitir distinguir entre este problema y las dems averas que tambin generan frecuencias de vibracin de 1x las rpm. Desde luego, si hay 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 a veces. Dicho tipo de vibracin errtica ocurre normalmente cuando un 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.Nota: Los problemas de rodamientos son predominantes en el punto de falla de los mismos, mientras que los problemas de engranajes pueden ser detectados en dos o ms puntos de la maquina.

Vibracin Debida a Fallas Elctricas

Este 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:

Rotor que no es redondo. Chumaceras del inducido que son excntricas. Falta de alineamiento entre el rotor y el estator; entrehierro no uniforme. Perforacin elptica del estator. Devanados abiertos o en corto circuito. Hierro del rotor en corto circuito.En lneas generales, 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 (filtro fuera) en el instante en el cual se desconecta la corriente de esa unidad. Si la vibracin desaparece en el mismo instante en que se desconecta la corriente, el problema con toda posibilidad ser elctrico. Si solo decrece gradualmente, el problema ser de naturaleza mecnica. Las vibraciones ocasionadas por los problemas elctricos responden generalmente a la cantidad de carga colocada en el motor. A medida que se modifica la carga, la amplitud y/o las lecturas de fase pueden indicar cambios significativos. Esto explica por qu los motores elctricos que han sido probados y balanceados en condiciones sin carga muestran cambios drsticos de los niveles de vibracin cuando vuelven a ser puestos en servicio.

INTERPRETACION DE DATOS

Vibraciones mecnicasLas vibraciones mecnicas tienen su origen en los acoplamientos energticos habidos entre la energa cintica de las masas y la potencial almacenada en la rigidez de los elementos. Por otra parte el factor de amortiguamiento determina el decaimiento de las oscilaciones naturales y el comportamiento a las frecuencias de resonancia. Las vibraciones mecnicas que se presentan en la prctica pueden dividirse desde el punto de vista espectral: Senoidales Peridicas Seales Determinsticas Complejas No Peridicas Estacionarias Aleatorias No estacionarias

El tratamiento ms complejo de los problemas vibratorios se presenta para las seales impulsivas (determinsticas no peridicas o aleatorias no estacionarias), as como para las seales aleatorias en general. En las medidas de vibraciones segn sea su naturaleza senoidal, impulsiva etc. se presenta el problema de especificar el valor a medir representativo de un suceso o grupo de ellos. Se utilizan los mismos conceptos de valor medio, eficaz, de pico, de pico a pico etc., que se usan en electricidad.Anlogamente, y dependiendo del objeto de la medida, se plantea a menudo la pregunta de realizar las medidas de aceleracin, velocidad, o desplazamiento. Generalmente la Norma de medicin que se sigue establece claramente la magnitud correspondiente.En caso de medidas de impulsos y / o seales aleatorias se especifica, incluso, en muchas ocasiones, la medida de la densidad de potencia.

TRANSDUCTORES DE VIBRACIN NO PIEZOELECTRICOS

Medidas de desplazamientoLos medidores de desplazamiento permiten evaluar las distancias que desplazan los puntos en vibracin respecto de su posicin natural. Un sistema elemental de este tipo sera el formado por un dispositivo mecnico tal que, colocando la cabeza de prueba sobre el punto de vibracin, amplifica el desplazamiento transmitido por medio de artificios mecnicos.La utilizacin de galgas extensomtricas es francamente til en baja frecuencia. Las deformaciones producidas sobre un resistor modifican su resistencia elctrica y estas variaciones pueden medirse. Se trata pues de un elemento sensor de desplazamientos.Los transductores capacitivos son sistemas sensores de desplazamiento. Se coloca el elemento a una distancia d del punto vibrante. La masa en vibracin debe ser metlica o puede realizarse un depsito metlico, con objeto de establecer un condensador elctrico. Se polariza dicho condensador (formado por el transductor y superficie vibrante) por medio de una fuente de corriente continua procedente del preamplificador. Se tiene una carga elctrica prcticamente constante a base de utilizar una constante de tiempo elevada en la fuente de alimentacin. De este modo la tensin de salida es proporcional al inverso de la capacidad del condensador, es decir el desplazamiento.Este tipo de transductor es muy til en aquellos lugares en vibracin a los que no hay acceso por contacto directo. Tambin es de gran utilidad en aquellos lugares donde la cargabilidad del sistema es crtica, toda vez que no supone ninguna masa adicional (por ejemplo en membranas de altavoces). Estos transductores suelen ser pequeos, de amplia gama de frecuencias de utilizacin y alta sensibilidad. Entre las dificultades que entraa este tipo de transductor hay que mencionar las de su calibracin y su utilizacin para desplazamientos pequeos.

SISTEMAS DE MEDIDA Y ANALISIS DE VIBRACIONES

Amplificadores de cargaBsicamente los preamplificadores de carga consisten en un amplificador de alta ganancia, provisto de una capacidad de realimentacin.Preamplificadores de tensinEstos elementos se basan en la utilizacin de los acelermetros piezoelctricos como fuentes de tensin. Ello lleva consigo que la entrada del preamplificador tenga una impedancia alta y no capacitiva para no cargar excesivamente al captador, carga que afectara a la respuesta en frecuencia del transductor.

Medidores y analizadores de vibracionesEl anlisis de las vibraciones es anlogo al de medidas sonoras. La diferencia ms importante estriba en que para la medida del sonido no se requiere, en general, la transformacin de la seal elctrica del transductor. Es decir, el elemento captor, en acstica, suministra una seal elctrica que es proporcional a la presin sonora.En vibraciones puede ser necesario integrar una o dos veces la seal de aceleracin para obtener seales proporcionales a la velocidad o al desplazamiento de la vibracin proveniente del captador. Dependiendo de la naturaleza de la medida (aislamiento, fatiga, vigilancia del estado de mquinas, bsqueda de resonancias en sistemas, etc..), y, sobre todo de la zona de frecuencias que se tratan de medir o controlar, se medirn desplazamientos, velocidades o aceleraciones del movimiento en cuestin.Si se requieren medidas de impulsos se puede disponer de detectores de valor eficaz de impulsos. Estos detectores deben integrar la seal en tiempos muy cortos. El medidor empleado en la instrumentacin debe ser capaz de alcanzar el valor final del pulso antes de realizar una nueva integracin.En vibraciones, el estudio de contenido espectral es muy importante en el caso de las vibraciones mecnicas y proporciona mucha informacin no explcita en el estudio de la funcin temporal de la vibracin. La utilizacin de filtros de 1 / 3 de octava (bandas de 23% de la frecuencia central), que en acstica son muy prcticas y normales, no es suficientemente selectiva para la mayor parte de problemas vibratorios, de modo que lo ms normal es servirse de filtros de bandas ms estrechas. Los filtros de anchura de banda constante, son muy tpicos en los anlisis de vibraciones.Para el estudio de impulsos y choques el contenido espectral es especialmente rico en informacin, permitiendo comparar seales temporales de formas muy diversas, as como su accin sobre maquinaria, vehculos, instrumentacin, el cuerpo humano, etc.