TABLA ILUSTRADA DE DIAGNÓSTICO DE VIBRACIONES Origen del Problema
Espectro Típico
Recomendaciones El desbalance de fuerzas será en fases y estable. La amplitud debido al desbalance, se incrementará según el cuadrado de la velocidad menor que el primer rotor crítico (3X de incremento en la velocidad = 9X de alta vibración). El espectro normalmente será dominante siempre a 1X RPM. Se puede corregir según la colocación de un solo peso para la corrección de balance en un plano del centro de gravedad del rotor (CG). Debe existir aprox. 0º de diferencia de fases entre OB & IB horizontales, es mejor si se da igual entre OB & IB verticales. También aprox. 90º de diferencia de fases entre las lecturas horizontal y vertical es usual que ocurra en cada cojinete de un rotor desbalanceado (± 30º) El desbalance de acoplamiento resulta en un movimiento 180º fuera de fase en el mismo eje. El espectro normalmente es dominante a 1X RPM. La amplitud varía con el cuadrado del incremento de la velocidad menor que la primera velocidad velocidad crítica del rotor. Puede causar alta vibración axial como radial. La corrección requiere colocar pesos para balancear en por lo menos 2 planos. Note que aprox. 180º de diferencia entre fases debe existir entre OB & IB horizontales, como entre OB & IB verticales. También unos 90º de diferencia entre las lecturas de fase horizontal y vertical es usual que ocurra (± 30º). El desbalance dinámico es el tipo dominante de desbalance, y es una combinación de ambos: desbalance de fuerza y desbalance de acoplamiento. 1Xrpm domina el espectro, y verdaderamente requiere 2 planos de corrección. Aquí, la diferencia de fase radial entre la cara interna y externa de los cojinetes puede estar en cualquier rango entre 0º y 180º. Sin embargo, la diferencia de fase horizontal debe estar muy cerca de la diferencia de fase vertical, cuando compare las mediciones de las caras externa e interna del cojinete (± 30º). Secundariamente, Secundariamente, si el desbalance predomina, predomina, alrededor de 90º de diferencia de fase fase usualmente resulta entre las lecturas horizontal y vertical en cada cojinete (± 40º). El desbalance de rotor en voladizo causa alta vibración 1Xrpm en ambas direcciones Axial y Radial. Las lecturas axiales tienden a estar en fase mientras que las lecturas de fase radiales podrían ser inestables. Sin embargo la diferencia de fase fase horizontal, será será usualmente cercana a la diferencia de fase vertical en un rotor desbalanceado (±30º). Rotores en voladizo tienen ambos desbalances: por fuerza y por acoplamiento, cada cual requerirá probablemente probablemente corrección. Por lo tanto, los pesos de corrección deberán deberán siempre ser colocados en dos planos para contrarrestar ambos desbalances, de fuerza y de acoplamiento. La excentricidad ocurre cuando el centro de rotación se ha desplazado del centro geométrico de la polea, engranaje, engranaje, cojinete, armadura de motor, etc. Grandes vibraciones vibraciones ocurren a 1Xrpm del componente excéntrico en una dirección por la línea de centro de los dos rotores. Comparando las lecturas lecturas de fase horizontal y vertical usualmente usualmente difieren ya sea por 0º o por 180º (cada cual indica indica movimiento en línea recta). recta). Intentos de balancear balancear rotores excéntricos a menudo resulta en la reducción de la vibración en una dirección radial, pero se incrementa incrementa en la otra dirección radial (dependiendo (dependiendo del grado de excentricidad). excentricidad). El eje deflectado causa problemas de alta vibración axial con diferencias de fase que tienden hacia 180º sobre el mismo mismo componente de la máquina. La vibración dominante normalmente ocurre a 1X RPM si la deflexión esta cerca de la línea centro del eje, pero a 2X RPM si la deflexión esta cerca del acoplamiento. acoplamiento. (Sea cuidadoso, tenga en cuenta cuenta la orientación del transductor para cada medición axial, si se invierte la dirección de la sonda). Use un indicador para confirmar la deflexión del eje. El desalineamiento angular es caracterizado por una alta vibración axial, 180º fuera de fase a través del acoplamiento. Típicamente tendrá tendrá alta vibración axial con ambos, 1X y 2X RPM. Sin embargo, no es inusual para 1X, 2X, 3X RPM u otras frecuencias predominantes. predominantes. Estos síntomas pueden también indicar problemas de acoplamiento. El desalineamiento angular severo puede crear muchos harmónicos 1X RPM. A diferencia del desajuste mecánico de tipo 3, estos harmónicos múltiples típicamente no tienen un elevado piso de ruido en el espectro. El desalineamiento paralelo tiene unos síntomas de vibración similar a la angular, pero muestra alta vibración radial la cual se acerca a las 180º fuera de la fase a través del acoplamiento. A 2X usualmente es m más ás larga que 1X pero pero su altura relativa 1X es es usualmente dictada por el tipo de acoplamiento y su construcción. Cuando el desalineamiento angular o radial se convierte en severo, ellos pueden generar picos de alta amplitud en harmónicos más altos (4X – 8X), o incluso una serie de harmónicos de alta frecuencia, similar en apariencia a un desajuste mecánico. El tipo de acoplamiento y material van a crear gran influencia en todo el espectro cuando el desalineamiento es severo. Típicamente no tiene un elevado tipo de ruido. Un cojinete desalineado montado en el eje puede generar considerable vibración axial. Puede causar movimiento movimiento giratorio giratorio con aproximadamente aproximadamente 180º 180º de cambio de fase, fase, desplazándolo de arriba abajo y/o de lado a lado, según como se realizó la medición en la dirección axial en la misma misma cubierta del cojinete. cojinete. Intentar alinear el acoplamiento acoplamiento o balancear el rotor no alivia el problema. Los cojinetes usualmente deben ser removidos y corregida su instalación. La resonancia ocurre cuando una frecuencia de fuerza coincide con una frecuencia natural del sistema, y puede causar la amplificación dramática dramática de la amplitud, lo cual puede resultar en una prematura, o inclusive catastrófica falla. Esto puede ser debido a la frecuencia natural del rotor, pero puede a menudo originarse desde la estructura de soporte, cimentación, cajas reductoras o aún por las fajas motrices. Si el motor está en resonancia o cerca de ella, esto puede ser casi imposible de balancear debido al gran cambio de fase experimentado experimentado (90º en resonancia; cerca a 180º cuando pasas a través de ella). Muchas veces se requiere cambiar la frecuencia natural a una alta o baja frecuencia. Las frecuencias naturales generalmente no cambian con un cambio en la velocidad lo cual ayuda a facilitar la identificación de éstas (A menos que sea en un gran plano del cojinete de la máquina o en un rotor rotor el cual tiene un voladizo voladizo significativo). significativo).
Origen del Problema
Espectro Típico
Recomendaciones Los desajustes mecánicos son indicados por cualquier tipo A, B o C de espectro de vibración. Tipo A: Es causado por desajustes/debilidad estructural en la base de la máquina, aislamiento de absorción o cimentación; también por juntas deterioradas, pérdida de sujeción entre los pernos y la base, y cuando se produce una deformación en el marco de la estructura o la base. Análisis de fase pueden revelar aprox. 180º de diferencia de fase entre las mediciones verticales de la base de la máquina, el aislamiento de absorción o la base misma. Tipo B: Es causado generalmente por pérdida de sujeción de los pernos al aislamiento de absorción, rajaduras en el marco de la estructura o donde se soportan los cojinetes. Tipo C: Es normalmente generada por un inapropiado ajuste entre componentes y partes con las fuerzas dinámicas desde el rotor. Causa un corte en el tiempo de formación de la onda. El tipo C es a menudo causado por pérdida del revestimiento en el cojinete, excesiva luz en el manguito o elemento rotatorio del cojinete, la pérdida de un impulsor en un eje, etc. La fase del tipo C es a menudo inestable y puede variar ampliamente desde una medición a otra, particularmente si el rotor cambia de posición sobre el eje desde un arranque al próximo. Los desajustes mecánicos son altamente direccionales y pueden causar evidentemente diferentes lecturas cuando comparen niveles a con incrementos de 30º en dirección radial en todos los sentidos alrededor de la superficie de un cojinete. También note que los desajustes pueden causar muchas veces múltiples subharmónicos a exactamente ½ o 1/3 X RPM (.5X, 1.5X, 2.5X, etc.) El rozamiento en el rotor produce un espectro similar a los desajustes mecánicos cuando las partes rotativas hacen contacto con los componentes estacionarios. El rozamiento se puede dar parcialmente a través de toda la revolución del eje. Usualmente genera una serie de frecuencias, muchas veces una o más resonancias. Algunos subharmónicos fraccionales a velocidad de carrera (1/2, 1/3, ¼, 1/5, …, 1/n), dependen de la posición de las frecuencias naturales del rotor. El rozamiento del rotor puede generar muchas altas frecuencias (similares al ancho de banda del ruido que hace una tiza cuando se frota en una pizarra). Esto puede ser muy serio y puede causar una corta duración por encontrarse en contacto el recubrimiento (babbit) del cojinete con el eje. Un rozamiento anular total de la superficie en una revolución completa del eje puede inducir una “rotación inversa” con el rotor girando a una velocidad crítica en una dirección opuesta a la rotación del eje (inherentemente inestable lo cual puede desencadenar en una falla catastrófica). Las últimas etapas del desgaste de los cojinetes de manguito son normalmente evidenciadas por la presencia de una serie completa de harmónicos a la velocidad de operación (arriba de 10 o 20). Algunos cojinetes de manguito soldados permitirán altas amplitudes verticales comparadas con las horizontales, pero, puede exhibir un solo pico pronunciado a 1X RPM. Los cojinetes de manguito con excesiva luz pueden permitir que un pequeño desbalance y/o desalineamiento pueda causar alta vibración lo cual podría ser menor si la luz del cojinete fuera la especificada. La inestabilidad de la capa de lubricante ocurre a 40 – 48 X RPM y es muchas veces bastante severa. Considerada excesiva cuando la amplitud excede el 40% de la luz de los cojinetes. El remolino de aceite es una vibración provocada por una capa de aceite, cuando se produce una desviación de las condiciones normales de operación (ángulo de disposición y relación de excentricidad) causa un acuñamiento que presiona al eje alrededor de la superficie interna del cojinete. La fuerza desestabilizante en la dirección de rotación resulta en un deslizamiento (o rotación adelantada). La circulación de aceite es inestable desde que se incrementa la fuerza centrífuga lo cual incrementa la fuerza de deslizamiento. Puede causar que el aceite no se expanda a través de toda la superficie que soporta al eje y se desencadene una inestabilidad cuando la frecuencia del remolino coincida con la frecuencia natural de rotación del rotor. Cambios en la viscosidad del lubricante, la presión del lubricante y cargas previas pueden afectar la capa de lubricante. El efecto orbital puede ocurrir si la máquina opera cerca o a 2X la frecuencia crítica del rotor. Cuando el rotor atraviesa por arriba de 2 veces la velocidad crítica, la rotación puede ser muy cercana al rotor crítico y puede causar excesiva vibración, tal que la capa de aceite puede no cubrir a todo lo largo de donde está soportado el eje. La velocidad de rotación será en ese momento “lock onto” la crítica en el rotor y ese pico no pasará a través de él, aún sí la máquina es llevada a altas velocidades. Esto produce un adelanto lateral que precede a la vibración subharmónica a frecuencias críticas del rotor. Inherentemente inestable lo cual puede conducir a una falla catastrófica. La frecuencia de paso de los álabes (BPF) = Nº de álabes x RPM. Esta frecuencia es inherente en bombas, ventiladores y compresores, y normalmente no es un problema. Sin embargo, una amplitud grande de BPF (y harmónicos) se pueden generar en la bomba si el intervalo entre la rotación de paletas y difusores estacionarios no es igual en todos los sentidos en la circunferencia. También, BPF (o harmónicos) algunas veces pueden coincidir con un sistema natural de frecuencia causando alta vibración. Altas BPF se pueden generar por el desgaste del anillo que sujeta el impelente con el eje, o si falla rápidamente la soldadura de las paletas difusoras. También altas BPF pueden ser causados por curvas abruptas en la tubería (o ductos), obstrucciones las cuales causan alteración del flujo, posición de los reguladores de tiro o si el rotor de la bomba o ventilador está colocado excéntricamente en el interior de la cubierta. El flujo turbulento en sopladores ocurre muchas veces debido a variaciones en la presión o velocidad del aire que pasa a través del ventilador o del ducto de trabajo que está conectado. Esta alteración del flujo causa turbulencia la cual generará aleatoriamente, baja frecuencia de vibración, típicamente en un rango de 50 a 2000 CPM. Si ocurre una agitación al interior de un compresor, puede ocurrir una alta frecuencia de vibración de banda ancha aleatoria. Excesiva turbulencia puede también causar alta frecuencia de banda ancha. La cavitación normalmente genera aleatoriamente, energía de alta frecuencia en banda ancha, la cual algunas veces se superpone con los harmónicos de la frecuencia de paso de las paletas. Normalmente indica presión de succión insuficiente (sub alimentación). La cavitación puede ser bastante destructiva al interior de las bombas si la deficiencia no es corregida. Esto puede particularmente erosionar los álabes impulsores. Cuando se presenta, muchas veces suena como gravilla pasando a través de la bomba. La cavitación es usualmente causada por un flujo de ingreso insuficiente. Esto puede presentarse durante una inspección, y no presentarse en la siguiente (si se realizan cambios en los parámetros de las válvulas de succión).
Origen del Problema
Espectro Típico
Recomendaciones ETAPA 1: Indicaciones tempranas de problemas en cojinetes aparecen en frecuencias ultrasónicas en rangos entre 250 000 y 350 000 Hz; después, cuando el desgaste se incrementa, usualmente cae aproximadamente hasta 20 000 – 60 000 Hz. (1 200 000 – 3 600 000 CPM). Estas frecuencias evaluadas por la energía Pico (gSE), HFD(g) y pulsos (dB). Por ejemplo, energía Pico puede aparecer hasta cerca .25 gSE en la etapa 1 (este valor depende del punto de medición y la velocidad de la máquina). Adquieren alta sobre frecuencia el espectro confirma si los cojinetes se encuentran o no en la etapa 1 de falla. ETAPA 2: Finos defectos en los cojinetes comienzan con sonidos en componentes de los cojinetes a frecuencia natural (fn) lo cual predominantemente ocurre en el rango de 30K – 120K CPM. Esas frecuencias naturales pueden también resonar en las estructuras que soportan a los cojinetes. Las frecuencias de banda lateral aparecen sobre y por debajo de los picos de frecuencia natural al final de la etapa 2. En general la energía pico crece (por ejemplo, desde 0.25 a 0.50 gSE). ETAPA 3: Aparecen frecuencias y harmónicos de defectos en los cojinetes. Cuando el desgaste se incrementa, más harmónicos de defectos en la frecuencia aparecen y el número de bandas laterales crece, ambos alrededor de éste y las frecuencias naturales de los componentes del cojinete. En general la energía pico continúa incrementándose (por ejemplo, desde 0.5 a por encima de 1 gSE). El desgaste es ahora usualmente visible y puede extenderse a través de la periferia del cojinete, particularmente cuando se forman muchas bandas laterales acompañados por frecuencias harmónicas de defectos en el cojinete. Cuando remodula la alta frecuencia y sobrepasa la ayuda del espectro confirma la etapa 3. ¡Reemplace los cojinetes ahora! (Independientemente de los defectos en la amplitud de la frecuencia y el espectro de vibración). ETAPA 4: Hacia el final, la amplitud de 1X RPM es también afectada. Es creciente, y normalmente causa el crecimiento de la velocidad de carrera de los harmónicos. Defectos discretos en los cojinetes y frecuencias naturales de los componentes comienzan a desaparecer y son reemplazados por aleatorios, alta frecuencia de banda ancha “piso de ruido”. Adicionalmente, amplitudes de ambos alta frecuencia de piso de ruido y energía pico pueden en realidad decrecer; pero justo antes de la falla, la energía pico y HFD usualmente crecerán hacia excesivas amplitudes. El espectro normal muestra las velocidades de engranaje y piñón, a lo largo con un periodo (GMF) y muy pequeños harmónicos GMF. Esta GMF generalmente tendrá bandas laterales a su alrededor, estás a la velocidad de operación. Todos los picos son de baja amplitud, y a frecuencias no naturales de los engranajes excitados. Fmax recomendado a 3.25X GMF (mínimo) cuando el # de dientes es conocido. Si el # de dientes no es conocido, defina Fmax a 200X RPM en cada eje.
El indicador de diente desgastado es una excitación en la frecuencia natural del engranaje (fn), junto con bandas laterales alrededor de él, espaciadas a la velocidad de operación del engranaje malo. GMF puede o no cambiar de amplitud, aunque grandes amplitudes de banda lateral y número de bandas laterales alrededor de GMF usualmente se dan cuando el desgaste es notorio. Las bandas laterales pueden ser mejor indicador que las frecuencias GMF mismas. También altas amplitudes comúnmente ocurren además en 2X GMF o a 3X GMF, esto cuando la amplitud de GMF es aceptable. La GMF es muchas veces sensible a la carga, altas amplitudes de GMF no son necesariamente indicador de un problema, particularmente si las frecuencias de banda lateral permanecen en un nivel bajo y las frecuencias naturales de los engranajes no son excitadas. Cada análisis debe realizarse con el sistema a una máxima carga de operación, para tener comparaciones de espectro más confiables. En gran manera altas amplitudes de banda lateral alrededor de GMF muchas veces sugieren engranajes excéntricos, juego entre dientes, o ejes no paralelos, los cuales permiten la rotación de un engranaje y modular cualquier amplitud de GMF a la velocidad de operación del otro engranaje. El engranaje con problema es indicado por el espaciamiento de las frecuencias de banda lateral. También, el nivel de excentricidad del engranaje a 1X RPM, será normalmente alto si la excentricidad es el problema dominante. El juego impropio entre dientes excitará la GMF y la frecuencia natural de engrane, las cuales tendrán bandas laterales a 1X RPM. La amplitud de la GMF, puede decrecer al incrementar la carga si el juego de dientes es el problema. El desalineamiento de engranajes casi siempre es excitado en segundo orden o superior a los harmónicos de GMF acompañado con las bandas laterales a la velocidad de operación. Muchas veces mostrará solo pequeña amplitud a 1X RPM, pero muchos mayores niveles a 2X o 3X GMF. Es importante para definir bastante grande Fmax, harmónicos a menos de 3 GMF. También bandas laterales acompañando a 2X GMF a menudo se espaciarán a 2X RPM. Note que las amplitudes de banda lateral a menudo no son iguales en lado derecho e izquierdo de GMF debido al desalineamiento de los dientes. Causa un desgaste desigual en los bordes. Una grieta o rotura de un diente generará una amplitud alta a 1X RPM del engranaje sólo en el periodo de la onda, esto excitará a las frecuencias naturales del engranaje con bandas laterales a velocidad de operación. Esto se detecta mejor en un osciloscopio, el cual mostrará una pronunciada pendiente, cada vez que el diente con problema intente engranar sobre los dientes del otro engranaje. El tiempo entre los impactos corresponderá a 1/RPM del engranaje con problema. Las amplitudes de los picos de impacto en el osciloscopio a menudo serán 10X a 20X mayores que a 1X RPM en FFT. La frecuencia de fase de ensamble de engranaje (GAPF), puede resultar en frecuencias fraccionales de engranaje (si NA > 1). Literalmente significa (TG/NA) los dientes del engranaje entrarán en contacto (TP/NA) con los dientes del piñón y generarán NA desgaste en los bordes, cuando NA de en una combinación igual de dientes el producto de los factores primos comunes del número de dientes en el engranaje y piñón (NA = factor de fase de ensamblaje). GAPF (o harmónicos) pueden mostrarse desde el inicio si estos problemas son de fábrica. También, esto suele aparecer en un periodo de observación, el espectro puede indicar daño si partículas contaminantes pasan a través de donde engranan los dientes, resultando en un daño donde engranan los dientes al momento del ingreso y salida de la partícula o reorientando los engranajes.
Origen del Problema
Espectro Típico
Recomendaciones La f HT se da cuando la falla está presente en ambos, engranaje y piñón lo cual pudo haber ocurrido durante el proceso de fabricación, debido a maltratos o en el campo. Esto puede causar vibraciones bastante altas, pero desde que ocurre a bajas frecuencias predominantemente menores que 600 CPM, esto es a menudo equivocado. Un conjunto de engranajes que presenta repetidamente este problema en sus dientes, normalmente emite un sonido cuando es impulsado. El máximo efecto ocurre cuando las fallas en el piñón y diente del engranaje, engranan al mismo tiempo (sobre algún conductor, esto puede ocurrir solo 1 vez cada 10 o 20 revoluciones, dependiendo de la fórmula f HT). Note que TGEAR y TPINION se refieren al número de dientes en el engranaje y el piñón respectivamente. NA es el factor de fase de ensamblaje definido anteriormente. Esto a menudo ajustará los picos de ambos GMF y RPM del engranaje. Excesiva luz de los cojinetes que soportan los engranajes no pueden solo excitar muchos harmónicos a velocidad de operación, pero muchas veces causarán grandes amplitudes de respuesta a GMF, 2GMF y/o 3GMF. Estas altas amplitudes de GMF son actualmente en respuesta a , y no a causa de, soltura en el interior de los cojinetes que soportan la actividad. Tal excesiva luz puede ser causada como consecuencia del desgaste del cojinete o por un inapropiado ajuste del cojinete durante la instalación. Una marcha incorrecta puede causar excesivo desgaste del engranaje y daño a otros componentes Un estator con problemas generará alta vibración a 2 veces la frecuencia de línea 2FL. El estator excéntrico produce una holgura irregular entre el entrehierro del rotor y el estator, lo cual produce mucha vibración direccional. La diferencia de holgura no debe exceder el 5% para motores de inducción y el 10% para motores síncronos. Bases suaves o curvas pueden producir la excentricidad del estator. Un entrehierro suelto es consecuencia de un soporte débil o suelto del estator. Las láminas cortocircuitadas del estator pueden causar irregularidades, calentamiento localizado, el cual puede deformar el estator mismo. Esto produce vibración termalmente inducida la cual puede crecer significativamente con el tiempo de operación causando deformación del estator y problemas de holgura Un rotor excéntrico produce según la rotación una holgura variable entre el rotor y el estator, esto inducirá vibración por pulsación (normalmente entre 2FL y harmónicos cerca a la velocidad de operación). A menudo requiere agrandar el espectro para separar 2FL y harmónicos a velocidad de operación. Rotores excéntricos generan 2FL rodeados por bandas laterales de frecuencia al paso de polos (FP), este FP queda bien definido a la velocidad de operación. FP aparece a bajas frecuencias (Frecuencia de Paso de Polo = Frecuencia de deslizamiento x # de polos.) Valores comunes de FP se encuentran en el rango de 20 a 120 CPM (0.3 a 2.0 Hz). Una sujeción suave al piso o desalineamiento a menudo es inducido por una holgura variable a consecuencia de la distorsión (actualmente un problema mecánico no eléctrico). Barras del rotor agrietadas o rotas, anillos interrumpidos, juntas malas que dividen las barras del rotor y rotor con láminas cortocircuitadas producirán alta vibración a la velocidad de operación con bandas laterales a la frecuencia de paso de polos. Adicionalmente estos problemas muchas veces generarán bandas laterales a FP acompañando el segundo, tercero, cuarto y quinto harmónico a la velocidad de operación. Las barras sueltas en el rotor son indicadas por 2X la frecuencia de línea (2FL), bandas laterales alrededor de la frecuencia de paso de las barras del rotor (RBPF) y/o harmónicos (RBPF = Número de barras x RPM). Muchas veces puede causar altos niveles a 2X RBPF, 1X RBPF cuando la amplitud es pequeña. Un arco inducido eléctricamente entre las barras sueltas y el final de los anillos podrían mostrar altos niveles a 2X RBPF (con bandas laterales a 2FL), pero puede no incrementarse o incrementarse pequeñamente la amplitud a 1X RBPF. Los problemas de fase debido a conectores sueltos o rotos pueden causar excesiva vibración a 2X frecuencia de línea (FL) la cual tendrá bandas laterales acompañándola espaciadas a 1/3 FL. A niveles de 2FL puede exceder 1.0 pulg/seg si la deficiencia no es corregida. Esto es particularmente un problema si el conector defectuoso hace contacto solo esporádicamente. Los conectores sueltos o rotos deben ser reparados para prevenir una falla catastrófica. En motores síncronos una bobina suelta del estator generará bastante vibración alta, a la frecuencia de paso de la bobina, la cual es igual al Nº de bobinas (Nº de bobinas = Nº polos x Nº bobinas/polo). La frecuencia de paso de la bobina estará rodeada por bandas laterales a 1X RPM. Problemas en motores síncronos pueden también ser indicados por picos de alta amplitud aprox. 60 000 a 90 000 CPM, acompañados por bandas laterales a 2FL. Tome al menos un espectro arriba de 90 000 CPM en la cubierta de cada cojinete del motor. Muchos problemas en motores y controles DC pueden ser detectados por análisis vibracionales. Los motores DC presentan una frecuencia SCR, los totalmente rectificados (6SCR) generan una señal a 6X la frecuencia de línea (6FL = 360 Hz = 21 600 CPM); mientras que los medio rectificados (3 SCR) a 3X la frecuencia de línea (3FL = 180 Hz = 10 800 CPM). La frecuencia SCR de activación está normalmente presente en el espectro de motores DC pero a bajas amplitudes, hay que notar la ausencia de otros picos a múltiples FL Cuando el espectro de los motores DC es dominado por altos niveles de vibración a la frecuencia SCR o 2X SCR, esto normalmente indica bobinas rotas del motor o falla en la sintonización del control del sistema eléctrico. Adecuada sintonización solo puede causar baja vibración a frecuencia de operación SCR y a 2X SCR significativamente si los problemas de control predominan. Altas amplitudes a esas frecuencias normalmente serán cercanas a 0.10 pulg/seg a frecuencia SCR y cercanas a 0.04 pulg/seg a 2X SCR. Cuando una tarjeta de activación falla se pierde 1/3 de la potencia, y esto puede causar repentinos cambios momentáneos en la velocidad del motor. Esto puede llevar a altas amplitudes a 1/3 y 2/3 de la frecuencia SCR (1/3X SCR = 1X FL para un motor medio rectificado, pero 2X FL para uno totalmente rectificado). Precaución: La configuración Tarjeta/SCR se debe conocer antes de la reparación del motor.
Origen del Problema
Espectro Típico
Recomendaciones Fallas en el SCR, cortocircuitos en las tarjetas de control y/o conexiones sueltas pueden generar picos notables en la amplitud, en muchas combinaciones de FL y SCR. Normalmente, un SCR malo puede causar altos niveles de vibración a FL, y/o 5FL en motores 6 SCR (totalmente rectificados). El punto a tomar es en el cual no deben estar presentes en el espectro del motor DC FL, 2FL, 4FL O 5FL.
Fallas en la tarjeta de comparación causan problemas de fluctuación de las RPM del motor. Esto causa un colapso constante y regeneración del campo magnético. Estas bandas laterales a menudo son cercanas a la fluctuación de RPM, y requieren una alta resolución FFT para ser detectadas. Tales bandas laterales podrían ser debido a generación y regeneración del campo magnético. Normalmente las estrías inducidas eléctricamente son detectadas por una serie de diferentes frecuencias con mayor espaciamiento, a menudo en la frecuencia de defecto fuera de carrera (BPFO), incluso estas estrías pueden estar presentes en ambos fuera y dentro de carrera. Estas son más notorias en un rango cercano desde 100 000 a 150 000 CPM. A 180K CPM el espectro con 1600 líneas es recomendado para la detección con mediciones en ambos OB e IB de los cojinetes de un motor DC. freq.deFaja
=
3.142 xRPMpoleax Diametro Pr imitivo
timig .beltfreq
Long .Faja =
freq.deFaja×# deDientesF aja
Las frecuencias de faja son menores que las RPM del motor o máquina impulsora. Cuando éstas están desgastadas o sueltas, normalmente causan múltiplos de 3 o 4 en la frecuencia de faja. A menudo 2X la frecuencia de faja es el pico dominante, las amplitudes son variables, muchas veces hay pulsos con las RPM de la polea conductora o conducida. Desgaste o desalineamiento de la polea es indicado por elevadas amplitudes en la frecuencia de temporización de la faja (timing belt freq). Problemas en la cadena conductora son indicados por la frecuencia de paso de la cadena la que es igual a Nº de dientes del Sproket x RPM. El desalineamiento de poleas produce alta vibración a 1X RPM predominantemente en la dirección axial. La relación de amplitudes de las RPM de las poleas conductora y conducida depende de cuando la data es tomada, es bueno hacerlo con masa relativa y marco rígido. Muchas veces con la polea desalineada, la alta vibración axial del motor estará en las RPM del ventilador o viceversa. Esto puede ser confirmado con mediciones de fase según el setting con un filtrador de fase a las RPM de la polea con la mayor amplitud axial, entonces se comparan las fases a esta frecuencia particular en cada rotor en la dirección axial. Las poleas excéntricas causan alta vibración a 1X RPM. La amplitud es normalmente elevada en la línea con las fajas, y debe mostrarse en los cojinetes de ambas poleas conductora y conducida. Esto algunas veces es posible balancear con arandelas en los seguros de los pernos. Sin embargo incluso si es balanceado, la excentricidad todavía induciría vibración y fatiga reversible en la faja. La excentricidad de la polea puede ser confirmada por un análisis de fase mostrando las diferencias de fase vertical y horizontal cercanas a 0º y 180º. La resonancia de fajas puede causar altas amplitudes si la frecuencia natural de faja estuviera cerca o coincidiera con las RPM de la polea conductora del motor. La frecuencia natural de faja puede ser alterada por cambios en la tensión de cualquiera de las fajas, longitud o sección. Esto puede ser detectado tensionando, e ir soltando la faja midiendo la respuesta en poleas y cojinetes. Sin embargo, cuando opera, a frecuencia natural de faja tenderá a crecer en el lado templado y a decrecer en el lado suelto. Una frecuencia de pulsación es el resultado de dos frecuencias con un espaciamiento muy cercano yendo fuera y dentro de la sincronización la una con la otra. El espectro de ancho de banda normalmente muestra un pico de pulsación arriba y abajo. Cuando tu agrandas en los picos (disminuye menos el espectro), esto actualmente muestra dos picos espaciados muy cercanamente. La diferencia entre estos dos picos (F2-F1) es la frecuencia de pulsación la cual aparece en el espectro de ancho de banda. La frecuencia de pulsación no es comúnmente visible en un rango normal de medición de frecuencia dado que es inherentemente baja en frecuencia, usualmente en rangos que van aproximadamente desde 5 a 100 CPM. La máxima vibración resultará cuando la onda de frecuencia (F1) venga en fase con la onda de otra frecuencia (F2). La mínima vibración ocurrirá cuando las ondas de esas 2 frecuencias se encuentren fuera de fase en la línea de 180º.
Origen del Problema
Espectro Típico
Recomendaciones
“Base Suave” se presenta cuando la base o marco de una máquina tiene grandes deflexiones, cuando un perno de anclaje se desajusta, causando que la base suba mas de aprox. 0.002 – 0.003 pulg. Esto no siempre causa un gran incremento de la vibración. Sin embargo puede que esta base suave afecte en el alineamiento, concentricidad del motor, es decir en la holgura entre estator y rotor. “Pata Coja”, puede ser a causa de una gran distorsión en el marco, resultando en el incremento de la vibración, fuerzas y fatiga en el marco, cubierta de cojinetes, etc. Esto puede ocurrir cuando un perno de anclaje es sobre torqueado hacia abajo en el marco de la base en un intento de nivelar la base. “Resonancia asociada a la base” puede causar incrementos dramáticos de amplitud desde 5X a 10X o más, es algo comparado como cuando el perno (o combinación de pernos) se desajusta. Cuando se ajusta, el perno puede cambiar notablemente la frecuencia natural de la base o del marco mismo de la máquina. Los tres sucesos mencionados pueden ocasionar a menudo vibración a 1X RPM, pero pueden también hacerlo a 2X RPM, 3X RPM, 2X FL, Frecuencia de paso de paletas, etc. (Particularmente la resonancia asociada a la base).
