-VIBRACIONES-MECANICAS lectura

download -VIBRACIONES-MECANICAS lectura

of 30

Transcript of -VIBRACIONES-MECANICAS lectura

VIBRACIONES MECANICASVICTOR SANCHEZ 20601116 WILSON SIERRA 10601093

INTRODUCCION La 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.

Anlisis de vibraciones. El inters de las Vibraciones Mecnicas llega al Mantenimiento Industrial de la mano del Mantenimiento Preventivo y Predictivo, con el inters de alerta que significa un elemento vibrante en una Maquina, y la necesaria prevencin de las fallas que traen las vibraciones a medio plazo.

El inters principal para el mantenimiento deber ser la identificacin de las amplitudes predominantes de las vibraciones detectadas en el elemento o mquina, la determinacin de las causas de la vibracin, y la correccin del problema que ellas representan. Las consecuencias de las vibraciones mecnicas son el aumento de los esfuerzos y las tensiones, prdidas de energa, desgaste de materiales, y las ms temidas: daos por fatiga de los materiales, adems de ruidos molestos en el ambiente laboral, etc.

Parmetros de las vibraciones. Frecuencia: Es el tiempo necesario para completar un ciclo vibratorio. En los estudios de Vibracin se usan los CPM (ciclos por segundo) o HZ (hercios). Desplazamiento: Es la distancia total que describe el elemento vibrante, desde un extremo al otro de su movimiento. Velocidad y Aceleracin: Como valor relacional de los anteriores. Direccin: Las vibraciones pueden producirse en 3 direcciones lineales y 3 rotacionales

Tipos de vibraciones. Vibracin libre: causada por un sistema vibra debido a una excitacin instantnea. Vibracin forzada: causada por un sistema vibra debida a una excitacin constante las causas de las vibraciones mecnicas A continuacin detallamos las razones ms habituales por las que una mquina o elemento de la misma puede llegar a vibrar. Vibracin debida al Desequilibrado (maquinaria rotativa). Vibracin debida a la Falta de Alineamiento (maquinaria rotativa) Vibracin debida a la Excentricidad (maquinaria rotativa). Vibracin debida a la Falla de Rodamientos y cojinetes. Vibracin debida a problemas de engranajes y correas de Transmisin (holguras, falta de lubricacin, roces, etc.)

Diferentes tipos de vibraciones mecnicas Vibracin debida a Desbalance Vibracin debida a falta de alineamiento Vibracin debida a Excentricidad De Elementos Rodantes Defectuosos Vibracin debida a rodamientos de Chumacera defectuosos Lubricacin Inadecuada Vibracin debida a Aflojamiento Mecnico Vibracin debida a las Bandas de Accionamiento Vibracin debida a Problemas de Engranaje Vibracin debida a Fallas Elctricas

Vibracin debida a DesbalanceEl 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. La amplitud es proporcional a la cantidad de desbalance. La amplitud de la vibracin es normalmente mayor en el sentido de medicin radial, horizontal o vertical (en las maquinas con ejes horizontales). El anlisis de fase indica lecturas de fase estables. La fase se desplazar 90 si se desplaza el captador 90.

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:

La frecuencia de vibracin es de 1x rpm; tambin 2x y 3x rpm en los casos de una grave falta de alineamiento. La amplitud de la vibracin es proporcional a la falta de alineamiento. La amplitud de la vibracin puede ser alta tambin en sentido axial, adems de radial. El anlisis de fase muestra lecturas de fase inestables.

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. 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.

De Elementos Rodantes Defectuosos Defectos en las pistas, en las bolas o en los rodillos de rodamientos de elementos 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. 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.

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 Un 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 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.

Holgura excesiva de los rodamientos 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 La vibracin debida a torbellinos de aceite a menudo es muy pronunciada, pero se reconoce fcilmente por su frecuencia fuera de lo comn. 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.

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. 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, la estructuras de cimentacin y las tuberas relacionadas.

Lubricacin Inadecuada 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. 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.

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 tienen 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.

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 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.

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. 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.

Vibracin debida a Fallas Elctricas Est 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

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 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.