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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS
ESPE-L
INGENIERA MECATRNICA
VIBRACIONES
Integrantes:
Edison Correa
Edison Llano
Alexis Simba
Curso:
Sexto A
Departamento:
Energa y Mecnica
Docente:
Ing. Franklin Silva
Tema:
Causas que producen las vibraciones
Objetivo:
Reforzar el conocimiento acerca de Vibraciones.
Introduccin:
Este tutorial nos muestra una forma didctica y sencilla del mundo de las vibraciones
aplicadas al diagnstico de fallas; va dirigido a todas las personas que le interese explorar
el amplio campo de las vibraciones.
Desarrollo:
VIBRACION
Es el movimiento peridico de un cuerpo o un sistema de cuerpo conectados que han
sido desplazados de su posicin de equilibrio
Vibracin simple
Es la base principal de vibracin en el dominio del tiempo
Perido de oscilacin: El tiempo que tarda la masa para ir y regresar.
Frecuencia: es lo recprocro del perodo, son los ciclos por segundo
Amplitud: Es el mximo valor que presenta una onda sinusoidal.Se mide en valores
pico a pico para desplazamiento, en valores cero-pico para velocidad y RMS para
aceleracin.
Fase: Es una medida de tiempo entre la separacin de dos seales
Vibracin Compuesta
Es la sumatoria de varias seales sinusoidales que comprenden cada uno de los
componentes que se encuentran en la mquina
Vibracin Aleatoria
Es difcil detectar donde comienza un ciclo y donde termina estn relacionados a la
turbulencia de bombas.
Golpeteos intermitentes
Golpes continuos que crean una seal repetitiva por ejemplo en los engranes.
Series de Fourier
Otras formas de realizar un estudio de vibraciones es mirando la seal en dominio de la
frecuencia
Espectro: Es la grfica de Amplitud vs frecuencia, siendo la mejor herramienta para el
anlisis de maquinaria. Encontramos un analizador de espectros que trabaja con
transformada rapida de fourier que captura una seal, calcula todas las seales que
contiene la seal compleja y finalmente muestra en forma individual en el eje X de la
frecuencia.
Fracuencia Natural
Es la que depende de las caractersticas estructurales de la mquina
Resonancia
Si la frecuencia natural es excitada por un agente externo la amplitud incrementar
llegando a causar formar perfjuicios.
Anlisis Espectral
El xito de este anlisis consiste en la correcta interpretacin de los espectros
capturados con respecto a las condiciones de operacin de la mquina.
CATEGORIA DE PATOLOGIAS CLASIFICADAS
PATOLOGIAS BASICAS DESBALANCEO
ESTATICO
Producida por desgaste radial superficial en rotores de largo despreciable
Espectro de frecuencia igual a 1 X RPS del motor
Se recomienda balancear el rotor en un solo plano
DINAMICO
Ocurre en rotores medianos y largos.
Espectro de frecuencia igual a 1 X RPS del motor
Se recomienda balancear el rotor en un dos planos
ROTOR COLGANTE
Ocurre en rotores que se encuentran en el extremo del eje
Espectro de frecuencia igual a 1 X RPS del motor
Para corregir la falla debe verificarse que el rotor o tenga excentricidad ni que est
doblado el eje.
DESALINEACION
ANGULAR
Cuando el motor y el eje conducido unidos por el acople no son paralelos.
Altas vibraciones axiales (1 X RPS y 2 X RPS)
PARALELA
Los ejes del motor y rotor estn paralelos pero no colineales.
Vibraciones radiales de (1 X RPS y 2 X RPS) hasta 4X, 8X
ENTRE CHUMACERAS
Producida por la mala posicin de las chumaceras.
HOLGURA MECANICA EJE AGUJERO
HOLGURA EJE AGUJERO
Producido por el aflojamiento de manguitos, tolerancias de manufacturas inadecuados.
La falla genera mltiples armnicos y subarmnicos de 1 X RPS.
SOLTURA ESTRUCTURAL
Ablandamiento o desplazamiento del pie de la mquina.
Espectro de 1X RPS en la base de la maquina con desfase de 180 grados entre los
elementos sujetados al anclaje.
EXCENTRICIDAD
ROTOR EXCENTRICO
Ocurre cuando el centro de rotacin no coincide con el centro geomtrico en una polea
o engranaje.
La vibracin ocurre a 1X RPS.
Se debe reemplazar el rotor.
ROTOR O EJE PANDEADO
PANDEO
Ms comn en ejes largos.
Se produce por esfuerzos excesivos en el eje.
Vibracin 1 X RPS si el pandeo es cercano al eje y 2 X RPS si est cerca del
rodamiento.
RESONANCIAS Y PULSACIONES
RESONANCIA
Ocurre cuando la frecuencia natural se iguala con la frecuencia forzada.
Produce fallas prematuras y posiblemente catastrficas.
PULSACIONES
Cuando una fuente de vibracin interfiere con otra.
Producida generalmente por dos mquinas cercanas que trabajan casi a la misma
velocidad.
FALLAS EN ENGRANAJES
ESTADO NORMAL
El engranaje se encuentra en buen estado.
Espectro con armonicos 1 X y 2 X RPS del pion conductor y de la rueda conducida.
DESGASTE DE DIENTE
Debido a contaminacin de la grasa lubricante.
Superacin del tiempo de vida del engranaje.
Elementos extraos circulando en la caja del engrane o montaje errneo.
Se debe cambiar o rectificar el engranaje.
SOBRECARGA DE ENGRANAJE
Cuando todos los dientes estn recibiendo sobrecarga continua.
Se debe buscar algun elemento que est aumentando el torque.
EXCENTRICIDAD Y/O BACKLASH
Cuando al terminar el contacto entre dos dientes, los dos siguientes no entran
inmediatamente en contacto.
ENGRANE DESALINEADO
Cuando las ruedas dentadas fueron ensambladas con errores de alineacin.
Sus ejes no estn paralelos.
PROBLEMAS DE HUNTING
Cuando dos dientes del pion y engranaje generen vibraciones de choque.
Genera altas vibraciones a bajas frecuencias por debajo de los 10 Hz.
Se debe reemplazar el par de engranajes.
BANDAS
DISTENSION
Sobrepaso de la vida til de la banda o por desgaste excesivo de la misma.
Las frecuencias estn por debajo de la frecuencia del motor.
Reemplazar la banda.
DESALINEACION EN POLEAS
Ejes de las poleas no estn alineados
Poleas no estn paralelas.
Produce alta vibracin a 1X RPS de la conducida.
EXCENTRICIDAD DE POLEAS
Centro de rotacin no coincide con el centro geomtrico de la polea.
Produce alta vibracin a 1X RPS de la polea excntrica.
RESONANCIA BANDA
Cuando la frecuencia natural de la banda se aproxima a las RPS del motor.
La frecuencia natural puede ser alterada cambiando la tensin de la banda o su
longitud.
FLUJO DE LIQUIDOS
FRECUENCIA DE ASPAS (L)
Frecuencia a la cual, cada aspa pasa por un punto de la carcaza.
Producida por obstrucciones, cambios abruptos de direccione.
La BSF (frecuencia de paso de aspas) es igual al nmero de aspas por la frecuencia.
CAVITACION
Es la entrada de aire o vaporizacin de un fluido dentro de la bomba
Ocurre cuando la presin del fluido es menor que la presin de vapor a esta
temperatura.
Se presenta vibraciones a altas frecuencias (del orden de 2000 Hz).
FLUJO DE GASES
FRECUENCIAS DE ASPAS (G)
Frecuencia a la cual cada aspa pasa por un punto de la cubierta.
Cuando aumenta la BPF deben revisarse cambios abruptos de direccin del fluido.
TURBULENCIA ANOMALA (G)
Se crea por las vibraciones de velocidad y presin del aire pasando a travs de un
ventilador o red de ventilacin. Espectro a baja frecuencia (0.3 y 30 Hz).
FALLAS EN RODAMIENTOS
Fallas en la pista interna
Agrietamiento del material en la
pista interna
Se produce armnicos
Se debe reemplazar el rodemiento
Revisar la lubricacin del
rodamiento
Fallas en la pista externa
Agrietamiento del material en la
pista externa
Se produce armnicos
Se debe reemplazar el rodemiento
Revisar la lubricacin del
rodamiento
Fallas en elementos rodantes
Agrietamiento del material en los elementos
rodantes
Se produce armnicos
Se debe reemplazar el rodemiento
Revisar la lubricacin del
rodamiento
Deterioro de jaula
Defomacion de la cubierta
Se producen armnicos
Reemplazar el rodamiento
DESPLAZAMIENTO, VELOCIDAD Y ACELERACIN DE VIBRACIN
El desplazamiento es importante para reconocer los patrones q estn a muy bajas
frecuencias, permite halla anormalidades en chumaceras de aceite.
La velocidad sirve para reconocer: desbalanceo, holgura mecnica, pulsaciones,
ventiladores, etc.
La aceleracin permite reconocer: problemas de engranes, cavitacin.
ALARMAS DE NIVEL
Existe una grfica logartmica con valores de aceleracin, velocidad y desplazamiento
frente a una frecuencia Para aplicarlos a las mquinas se hace necesario revisar su
tamao y cimentacin
NIVELES DE TENDENCIA
Es una representacin grfica de una variable respecto al tiempo. En este caso la
variable es el nivel de vibracin de los puntos de la mquina.
Si la pendiente en el grfico es suave la tendencia es estable pero si se acerca a una
elevacin exponencial se acerca una falla fsica de la mquina
Conclusin:
El xito de este anlisis consiste en la correcta interpretacin de los espectros
capturados con respecto a las condiciones de operacin de la mquina.
Bibliografa
Monografas. (2013). Tutorial de Vibraciones para Mantenimiento Mecnicol Recuperado de
http://www.a-
maq.com/tutoriales/Tutorial%20Vibraciones%20para%20Mantenimiento%20Mecanico%20A-
MAQ%202005.pdf