vibraciones

Los Ángeles Ingeniería (E) Mecánica en Mantenimiento Industrial MANTENIMIENTO PREDICTIVO I

 ANALISIS DE VIBRACIONES ANÁLISIS ESPECTRO

Alumnos: Profesor: Fecha:

Matías A. Rodríguez C. Juan A. Huenuqueo C. 11 de Diciembre de 2012

INDICE INTRODUCCION OBJETIVOS Y ANALISIS

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CAPÍTULO 1

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LAS CONDICIONES PREVIAS ANTES DE LA MEDICION

1.1 Seguridad y el uso de E.P.P 1.1.1 Riesgos Presentes 1.2 Recopilación de Datos 1.2.1 Inspección Visual 1.2.2 Análisis de Datos CAPÍTULO II

6 6 7 7 7 8

EQUIPO A EVALUAR - BANCO DE PRUEBAS

2.1 Esquema y Componentes 2.2 Puntos de Medición 2.2.1 Condiciones Previas 2.2.2 Determinación de Posición y Dirección CAPÍTULO III

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 Mantenimiento Predictivo I

ANALISIS VIBRATORIO

1

3.1 Análisis Vibratorio 3.1.1 Composición del espectro vibratorio 3.1.2 ¿Cómo Analizar un Espectro Vibratorio? 3.1.3 ¿Qué Buscar en un Espectro? 3.2 Técnicas de Análisis de Vibraciones 3.2.1 Análisis Frecuencial 3.2.2 Análisis de forma de Onda 3.2.3 Análisis de Orbitas y Posición del eje en el Descanso 3.3 Fallas comunes para Equipos Rotatorios 3.3.1 Desbalanceo 3.3.1.1 Espectro vibratorio esperado 3.3.1.2 Dirección de la vibración 3.3.1.3 Forma de la vibración 3.3.2 Desalineamiento 3.3.2.1 Espectro vibratorio esperado 3.3.2.2 Dirección de la vibración 3.3.2.3 Forma de la vibración 3.3.3 Distorsión de la carcasa 3.3.3.1 Espectro vibratorio 3.3.4 Soltura Mecánica 3.3.4.1 Espectro vibratorio 3.3.4.2 Dirección de la vibración 3.3.4.3 Forma de la vibración 3.3.4.4 Relación de Fases 3.3.5 Resonancia 3.3.5.1 Espectro vibratorio 3.3.5.2 Dirección de la vibración 3.3.5.3 Forma de la vibración 3.3.5.4 Variación de la vibración con la velocidad

 Análisis de Vibraciones

14 14 14 14 15 15 16 16 17 17 17 17 18 18 19 19 20 20 20 20 21 21 21 22 22 22 22 22 22

3.3.6 Rozamiento 3.3.6.1 Espectro vibratorio 3.3.6.2 Forma de la vibración 3.3.7 Vibraciones en correa 3.3.7.1 Polea excéntrica 3.3.7.2 Espectro vibratorio 3.3.8 Vibraciones en Bombas y Ventiladores 3.3.9 Fallas en rodamientos 3.3.9.1 Vibraciones de alta frecuencia 3.3.9.2 Vibraciones a las frecuencias naturales de los componentes 3.3.9.2.1 Etapa A 3.3.9.2.1 Etapa B 3.3.9.2.1 Etapa C – D CAPÍTULO IV

23 23 23 24 24 24 25 25 25 26 26 27 27 28

CRITERIO DE EVALUACION DE SEVERIDAD

4.1 Niveles de Vibraciones según la norma ISO 10816-3 4.1.1 Clasificación de Maquinas de acuerdo a ISO 10816-3 4.1.2 Clasificación por Grupos 4.1.3 Clasificación por Flexibilidad de Soporte 4.1.4 Clasificación por Condición de máquinas 4.2 Evaluación de la magnitud de la evaluación 4.2.1 Valores Limites entre las zonas de evaluación 4.2.3 Tablas a utilizar en el Análisis CAPÍTULO V

29 29 29 30 30 30 30 32 33

ANÁLISIS DE DATOS

5.1 Tablas de Análisis - Motor Eléctrico - Bombas - Ventiladores - Reductores - Sistemas de Poleas 5.2 Medición en el Motor

34 34 35 36 37 38 39

CAPÍTULO VI CONCLUCIÓN Y BIBLIOGRAFIA

 Mantenimiento Predictivo I

4.1 Conclusión 4.2 Bibliografía

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 Análisis de Vibraciones

43 44

INTRODUCCIÓN…

H

oy en día es importante considerar en las grandes y medianas industrias la implementación de una estrategia de mantenimiento predictivo-proactivo para aumentar la vida útil de la maquinaria, de esta forma asegurando su disponibilidad y la productividad de la Planta.

De lo anterior derivan técnicas y herramientas aun en procesos de continuas mejoras, con el fin de predecir las fallas incipientes de los equipos y componentes de las empresas. En la actualidad ya no basta el salto de lo análogo a lo digital, si no más allá, y este es el caso y con la ayuda de softwares así como el mismo análisis manual, que en complemento proponen llegar a un diagnóstico correcto del estado de equipos y máquinas rotatorias, convirtiéndose éstos métodos en el “traductor” que permitiría entender “el lenguaje” de las máquinas en general, con el fin de detectar oportunamente estados de falla incipientes.

 Mantenimiento Predictivo I

Una de las herramientas, es precisamente lo que en este informe se desarrolla, el Análisis de Vibraciones El buen uso de esta herramienta garantiza una valiosa contribución para las áreas de producción, áreas operacionales, gestión de repuestos, seguridad industrial, planificación del mantenimiento, y la conservación de los bienes y servicios

3

“Proponen llegar a un diagnóstico correcto del estado de equipos y máquinas rotatorias, convirtiéndose éstos métodos en el “traductor ” que permitiría entender “el lenguaje” de las máquinas en general”

Este informe trabajo está dirigido en la realización de pruebas en un motor eléctrico de inducción de 1 HP de potencia, con diversos enlaces de transmisión de potencia mecánica (que se especificaran más adelante), con el fin de demostrar la versatilidad de este método de monitoreo.

 Análisis de Vibraciones

Objetivos Medir, analizar y diagnosticar vibracionalmente los componentes del banco de prueba del laboratorio mediante el análisis de espectro bajo la Norma ISO 10.816-3

Alcance

 Mantenimiento Predictivo I

Diagnosticar, determinar las condiciones mecánicas del equipo rotario y las condiciones de operacion, detectar posibles fallos específicos, mecánicos o funcionales e informar del estado final de los componentes rotatorios del banco de prueba.

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 Análisis de Vibraciones

 CAPITULO 1 LAS CONDICIONES PREVIAS ANTES DE LA MEDICION

 Mantenimiento Predictivo I

______________________________________________________

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 Análisis de Vibraciones

1.1 SEGURIDAD Y EL USO DE E.P.P. En el proceso de medición es necesario el uso de:



PROTECCIÓN VISUAL



GUANTES



ZAPATOS DE SEGURIDAD EN FORMA PERMANENTE



OVEROL O ROPA ADECUADA

1.1.1 RIESGOS PRESENTES

Dentro de las posibilidades generales de riesgos al usuario, está el contacto con partículas en los ojos, el contacto con energía eléctrica, golpes en extremidades por diversos elementos que puedan existir en las superficies de trabajo y en la manipulación de materiales o herramientas de la especialidad. Existe un alto riesgo de atrapamiento, debido a la exposición de los elementos de transmisión de fuerza en el banco de prueba. Primero el analista debe realizar una inspección visual con los siguientes objetivos. Verificar las conexiones eléctricas, estado de los conductores o interruptores para evitar una posible descarga eléctrica. Inspeccionar las protecciones a los componentes ya sea eléctrico o mecánico, haciendo un hincapié en aquellos sectores y elementos donde exista transmisión de fuerza para evitar el peligro de atrapamiento. Es muy importante que el analista use ropa adecuada para el trabajo, y que se deshaga de todo elemento colgante que pudiera desprenderse en el momento de la inspección y los análisis o cualquier elemento que pudiese interferir en el normal proceso de la toma de medición.

 Mantenimiento Predictivo I

Por ultimo en el momento del escaneo, debe de mantener la precaución con la manipulación del equipo y la fragilidad del transductor y sus componentes.

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 Análisis de Vibraciones

1.2 RECOPILACION DE DATOS 1.2.1 INSPECCION VISUAL

Antes de la medición, la recopilación de la información es necesaria antes del análisis. El analista debe tener en claro los conceptos de los fenómenos de las vibraciones, para el correcto análisis y posterior diagnóstico. Además deberá inspeccionar manualmente el estado de los componentes a analizar. Por aquello se comience con una inspección visual del estado de las bases del conjunto, para asegurarse de que este fuertemente anclado, identificar las posibles solturas existentes, ruidos anormales o exagerados, algún tipo de fuga, que ya será más fácil identificar las posibles fallas que arroje el análisis. Lo más importante es la comunicación previa del estado de la maquina con el personal que la ópera y personal de mantenimiento, entre otros, ya que son ellos los que interactúan frecuentemente con el equipo, y si es posible, el analista debe de solicitar la información histórica del equipo para una comparación de datos.

1.2.2 ANALISIS DE DATOS

El Análisis de datos consta de dos etapas: Adquisición de datos e interpretación de éstos. Se requiere de toda la información necesaria del equipo que se desea monitorear por ejemplo la determinación de las características de diseño y funcionamiento de la maquina como lo son: EL TIPO DE RODAMIENTOS.



LAS VELOCIDADES DE GIRO RPM



LAS CONDICIONES Y TIPO DE APOYO.



POTENCIA DEL EQUIPO.



CONDICIONES DE CARGA.



ACOPLAMIENTOS



FACTOR DE POTENCIA



POTENCIA



TENSIÓN NOMINAL

 Mantenimiento Predictivo I



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 Análisis de Vibraciones

 CAPITULO I1 EQUIPO A EVALUAR - BANCO DE PRUEBAS

 Mantenimiento Predictivo I

______________________________________________________

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 Análisis de Vibraciones

1.8. BANCO DE PRUEBA

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3

2 1

6

10 8 6

7 1

MOTOR ELÉCTRICO MONOFASICO

FICHA TÉCNICA FABRICANTE: ID: POTENCIA: VOLTAJE: RPM:

KLN 10 – 4P 1 HP 220 V 1450

RECOMENDACIONES DEL FABRICANTE :

1) Durante la operación del motor, no debe haber ruidos de roce u otros ruidos extraños. 2) La temperatura de los rodamientos no debe sobrepasar los 95° C cuando el motor se encuentra funcionando.

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ACOPLAMIENTO CON BUJE

 Mantenimiento Predictivo I

FICHA TÉCNICA REFERNCIA: TIPO: REVOLUCIÓN MÁXIMA: PAR MAXIMO: DESALINEACION ANGULAR: DESALINEACION RADIAL: DESALINEACION AXIAL:

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 Análisis de Vibraciones

SN - 120 FLEXIBLE 4500 RPM 40 K 1° 10´GRADOS 0.7 MM 0.5MM A 1.7 MM

3

4

SOPORTE CON RODAMIENTO TIPO A

FICHA TÉCNICA FABRICANTE:

SNK 507 - 606 2 23.813 MM 1450

ID: CANTIDAD: DIÁMETRO: RPM: RECOMENDACIONES DEL FABRICANTE :

1) Cantidades de grasa: 0.05 Kg – Relubricación 0.01 Kg 2) Tornillos de fijación adecuados: Tamaño 12 (mm), Par de apriete recomendado 80 (Nm). Tornillos de la tapa: Tamaño (mm) M10x50, par de apriete recomendado 50 (Nm).

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CORREA DE TRANSMISION

FICHA TÉCNICA

ISO 4184 SPZ B44 1160 MM 1118 MM

NORMA: PERFIL: MARCAJE: LONGITUD PRIMITIVA: LONGITUD INTERNA: CARACTERISTICAS DE FABRICACION :

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7

1) Anchura W: 17 (mm). 2) Carga de Altura H: 11 (mm). 3) Longitud Interna: 44 (pulgadas)

SOPORTE CON RODAMIENTO TIPO B

FICHA TÉCNICA FABRICANTE:

 Mantenimiento Predictivo I

ID: CANTIDAD: DIÁMETRO A: DIÁMETRO B:

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RECOMENDACIONES DEL FABRICANTE :

SNK P-206 - 305 2 30 MM 35 MM

1) Cantidades de grasa: 0.04 Kg – Relubricación 0.005 Kg 2) Tornillos de fijación adecuados: Tamaño 12 (mm), Par de apriete recomendado 80 (Nm). Tornillos de la tapa: Tamaño (mm) M10x40, par de apriete recomendado 50 (Nm).

 Análisis de Vibraciones

PIÑONES MECANIZADOS (SPROCKET) FICHA TÉCNICA FABRICANTE: ID: CALIDAD DE ACERO: PASO:

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SNK P-206 – 305 F-114 19.05 MM

SPROCKET MATRIZ

FICHA TÉCNICA ID: DIÁMETRO PRIMARIO: N° DE DIENTES: ANCHO A:

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12B – 1 /24 145.94 MM

24 145.94 MM

SPROCKET MATRIZ

FICHA TÉCNICA ID: DIÁMETRO PRIMARIO: N° DE DIENTES: ANCHO A:

12B – 1 /16 97.65 MM

16 35 MM

CARACTERISTICAS DE FABRICACION:

1) Calidad, dimensiones y acabados según norma DIN 8187 ISO R606. 2) Pavonados color negro. 3) Ancho del diente (b): 11.1 mm. 4) El chavetero está alineado con el diente.

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CADENA SIMPLE

 Mantenimiento Predictivo I

FICHA TÉCNICA

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NORMA: PASO: DIÁMETRO: DIÁMETRO INTERIOR: DIÁMETRO EJE: CARACTERISTICAS DE FABRICACION :

 Análisis de Vibraciones

ISO 606 DIN 8187 3/4 PULGADAS. 12.07 MM 11.68 MM 5.72 MM 1) Ancho sobre remache: 22.50 (mm). 2) Carga de Rotura: 22.50 (N).

PUNTOS DE MEDICIÓN. 3.1 CONDICIONES PREVIAS

Antes de comenzar con la medición es muy importante considerar que las mediciones deben realizarse cuando el motor y los descansos principales ya han alcanzado sus temperaturas normales de trabajo y con la máquina funcionando bajo condiciones específicas (por ejemplo de velocidad, voltaje, flujo, presión y carga) y que sean similares a las condiciones en las mediciones pasadas para determinar la tendencia en el tiempo, si ya se efectúa con anterioridad. 3.2 DETERMINACIÓN DE POSICIÓN Y DIRECCIÓN

Con el transductor, la vibración se tomara generalmente en rodamientos de la maquina o puntos donde sea más probable un fallo por acoplamiento, equilibrio, y puntos donde se transmitan las fuerzas vibratorias. Los tres sentidos principales en una medición son horizontales, verticales y axiales, sentidos radiales son horizontales y verticales, y se toman con eje del transductor a 90° respecto al eje de rotación como se aprecia en la figura siguiente. En los descansos, se toman en los sectores cercanos de la rotación de sus rodamientos y en el caso de motores eléctricos, es importante medir en los rodamientos o cojinetes, por ejemplo.

Medición Vertical Medición axial

 Mantenimiento Predictivo I

Medición Horizontal

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Es muy importante hacer un seguimiento a la máquina, es decir, aunque esto es una prueba de laboratorio, en la cotidianidad, es mantener un contacto con los operarios que trabajan con ella y los de mantenimiento, pues ellos serán las personas que conocen de cerca la máquina.

 Análisis de Vibraciones

 CAPITULO III ANALISIS VIBRATORIO

 Mantenimiento Predictivo I

______________________________________________________

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 Análisis de Vibraciones

ANÁLISIS VIBRATORIO

En esta etapa corresponde aplicar todo lo aprendido previamente para aplicar ese conocimiento hacia la emisión de diagnósticos asertivos sobre los distintos tipos de componentes del banco de prueba y para ello, debemos conocer las características típicas de cada uno de los equipos y componentes a diagnosticar, descritos ya con anterioridad.

COMPOSICIÓN DEL ESPECTRO VIBRATORIO

El primer paso para lograr establecer un diagnóstico acertado sobre la condición mecánica de algún equipo es conocer los distintos componentes del espectro vibratorio, la figura de abajo, nos indica cada uno de los distintos tipos de componentes que podemos encontrar en un espectro vibratorio y sus nombres, los que serán utilizados de ahora en adelante para referirnos a cualquier consideración o referencia a un espectro en particular o algún tipo general de espectro.

¿CÓMO ANALIZAR UN ESPECTRO VIBRATORIO?

Para poder analizar de buena forma un espectro vibratorio, debemos de realizar las siguientes acciones: 

 Mantenimiento Predictivo I



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Relacionar en forma precisa la frecuencia de las vibraciones con la velocidad de rotación de la máquina. Determinar para cada componente (frecuencia) vibratoria o grupos de componentes, la causa que la(s) genera. Se debe recordar que las vibraciones pueden provenir de:  Vibraciones propias al funcionamiento de la máquina: Componentes a la frecuencia de paso de los álabes en turbo máquinas, componentes a la frecuencia de engrane en reductores, etc.  Vibraciones generadas por condiciones inapropiadas de funcionamiento: Bombas centrífugas que trabajan a bajo flujo, harneros vibratorios con carga desbalanceada, etc.  Vibraciones provenientes de otras máquinas.  Vibraciones generadas por fallas en la máquina: Desalineamiento, solturas, rozamientos, etc.

NOTA: Una forma importante de facilitar el análisis y diagnóstico de fallas es comparar el espectro medido con el Espectro Base, el cual corresponde a aquel que se tomó cuando la máquina estaba funcionando en buenas condiciones (generalmente, máquina recién instalada).

 Análisis de Vibraciones

¿QUÉ BUSCAR EN UN ESPECTRO?

     

Componentes a la velocidad de rotación de la máquina. Armónicos de la velocidad de rotación. Frecuencias más bajas de la velocidad de rotación. Distinguir si se trata de subarmónicos o subsincrónicos (0.48x 0.5x). Familias de armónicos y/o subarmónicos no relacionados a la frecuencia de rotación. Identificación de bandas laterales. Vibraciones de banda ancha.

TÉCNICAS DE ANÁLISIS DE VIBRACIONES ANÁLISIS FRECUENCIAL:

Su objetivo es relacionar en forma precisa la frecuencia de las vibraciones con la velocidad de rotación de la máquina. Determinar las causas que las generan:    

Vibraciones propias del funcionamiento de la máquina. Vibraciones generadas por condiciones inapropiadas de funcionamiento. Vibraciones provenientes de otras máquinas. Vibraciones generadas por fallas de la máquina.

 Mantenimiento Predictivo I

Espectro con altas vibraciones

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El mismo equipo 3 horas después de lubricar los descansos, se aprecia una importante baja de las vibraciones  Análisis de Vibraciones

ANÁLISIS DE FORMA DE ONDA:

Diferentes formas de ondas en el tiempo producen el mismo espectro en frecuencias, por lo que es recurrente volver a la forma de onda recolectada para poder establecer algunos de los siguientes parámetros que nos ayuden a diferenciar de entre posibles fallas:       

Periodicidades: Diferencias entre desalineamiento con solturas o, componentes que parecen ser armónicos en espectro y no lo son. Impactos (Spikes de energía): Backlash, Engranaje desastillado, run-out. Discontinuidades: Lapso de velocidad vibratoria cte. Indica movimiento libre (implicaría soltura y no rozamiento). Transcientes: Vibraciones generadas en partidas (10 veces más que en régimen) o frecuencias naturales excitadas por impactos. Truncasión o restricciones: Saturación del analizador o restricciones de movimiento del rotor. Vibraciones de baja frecuencia: No pueden ser analizadas por analizador/recolector, observables en la forma de onda. Discriminar entre orígenes mecánicos y eléctricos.

ANÁLISIS DE ÓRBITAS Y POSICIÓN DEL EJE EN EL DESCANSO:

Este tipo de análisis es mucho más utilizado en el cual la medición se hace directamente sobre el eje y esta información es mucho más completa que la que se logra obtener con acelerómetros adosados magnéticamente a la carcasa del equipo. Surgen dos componentes de la vibración medida:  

Componente continua, posición media muñón c/r al alojamiento. Componente variable, entrega la vibración del muñón c/r al descanso.

Determinar la posición y espesor y mínimo de película. Dirección de cargas adicionales (desalineamiento). Determinar excesivo juego o desgaste de descansos

 Mantenimiento Predictivo I

Aplicaciones:   

16

 Análisis de Vibraciones

FALLAS COMUNES PARA EQUIPOS ROTATORIOS

DESBALANCEO

Lo primero que podemos decir sobre el desbalanceo es que es imposible eliminarlo por completo, siempre tendremos un desbalance de nuestros rotores, el punto es que debemos mantenerlo dentro de márgenes aceptables para el buen funcionamiento del equipo y la seguridad de la planta. Es una de las fallas más comunes de vibración en maquinaria y, cuando se produce se caracteriza por altos valores a la frecuencia de rotación del equipo. Esta se produce debido al que, al girar el rotor se genera una fuerza centrífuga radial hacia fuera, lo que provoca que el eje del rotor se flecte y la fuerza sea transmitida a los descansos de la máquina. La fuerza resultante tiene una forma armónica, por lo que su forma de onda sería senoidal (obviando los efectos del ruido y otros factores) y la frecuencia de excitación será la velocidad de giro del rotor. ESPECTRO VIBRATORIO ESPERADO

El espectro vibratorio, representa una componente radial dominante a la 1X, pero debe tenerse cuidado, ya que no necesariamente esta condición represente por si sola un desbalanceo. Cuando la condición predominante es el desbalanceo (no olvidemos que recurrentemente los problemas se presentan como una combinación de fallas) éste debe ser al menos el 80% del valor global medido. Esta condición es general, ya que muchas veces se presentan condiciones especiales como, grandes vibraciones provenientes de otra fuente, donde esta regla no podría ser aplicable. El origen de la vibración del desbalanceo es fácil de entender, ya que el punto pesado pasa frente al transductor una vez por cada revolución. El mejor ejemplo de un uso premeditado de desbalanceo, es el de los harneros vibratorios, ya que están construidos para el que punto alto de la vibración del rotor desbalanceado coincida con 45° respecto de la vertical, para el transporte y selección de material a través de este equipo.

 Mantenimiento Predictivo I

Sin embargo, en el caso de tener un desbalanceamiento grave, los armónicos pueden crecer de forma importante y confundirse con otras fallas asociadas a vibraciones.

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 Análisis de Vibraciones

DIRECCIÓN DE LA VIBRACIÓN

Como se dijo anteriormente, las fuerzas generadas por el desbalanceo son radiales, es lógico pensar que la vibración radial (tanto vertical como horizontal) será predominante frente a la vibración axial. Caso especial es el de rotores en voladizo que si pueden presentar una componente axial no despreciable. La rigidez de un cuerpo no es la misma en todas las direcciones se tendrá en lo general que la rigidez vertical será mayor que la horizontal, por lo que al alcanzarse diferencias sustanciales (del orden de 6 veces más rígidas) se podría dar origen incluso a problemas de resonancias. En el caso de tenerse altas vibraciones axiales, tal como se dijo anteriormente, puede deberse a rotores en voladizo (como es el caso de gran parte de los ventiladores) pero también puede ser producto de un desalineamiento y no de un desbalance.

FORMA DE ONDA DE LA VIBRACIÓN

La forma de onda de este tipo de vibración es de forma sinusoidal y de amplitud constante. Sin embargo, si la vibración es captada con acelerómetros es posible que muestre componentes de alta frecuenta significativos, además de mostrar vibraciones provenientes de otras fuentes.

DESALINEAMIENTO

Es una condición en la cual los ejes de la máquina conductora y conducida no están en la misma línea de centros. Existen dos tipos de desalineamiento:  

Paralelo. Angular.

En la generalidad, suele encontrarse una combinación de ambos tipos de desalineamiento. Este se produce principalmente por las siguientes razones: Problemas de montaje. Problemas de operación: Puede ser que hayan sido bien montados, pero por movimiento de fundaciones, desplazamiento de cañerías, deformaciones por cargas de trabajo, etc. provoquen alguna de las configuraciones o una combinación de ambas.

 Mantenimiento Predictivo I

 

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 Análisis de Vibraciones

El efecto sobre el equipo que provoca el desalineamiento, radica en la flexión del eje, lo que se traduce en un aumento en los descansos del equipo (maquina conductora y conducida). Como se dijo en clases, un aumento en la carga tiene un gran impacto sobre la vida útil de un rodamiento, lo que puede disminuir dramáticamente la vida útil de éstos. Como es de esperarse, al igual que en el caso del desbalance del rotor, el desalineamiento no puede reducirse a cero, sino que se establecen límites permisibles dados por estándares o recomendaciones del fabricante. Por esto muchas veces se utilizan acoplamientos flexibles para poder absorber en alguna medida este desalineamiento.

ESPECTRO VIBRATORIO

El espectro vibratorio normalmente muestra armónicos de la 1X, generalmente hasta el 3X, pero un desalineamiento severo puede llegar a tener hasta armónicos de 8X, que puede confundirse con solturas mecánicas.

DIRECCIÓN DE LA VIBRACIÓN

En el caso de tener desalineamiento paralelo, se generarán altas vibraciones radiales, en el caso de un desalineamiento angular, se generarán altas vibraciones axiales. Como se dijo anteriormente, en lo general, se tendrá una combinación de ambos, por lo que la característica del desalineamiento es una alta vibración axial, que no es común en otros tipos de falla.

 Mantenimiento Predictivo I

A diferencia del desbalanceo, que presente altas vibraciones radiales, tanto en el plano horizontal como vertical, en el caso del desalineamiento, por lo general, no tienen un comportamiento similar entre vibración horizontal y vertical.

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 Análisis de Vibraciones

FORMA DE LA VIBRACIÓN

En el caso del desalineamiento la vibración es principalmente periódica, teniendo como característica que el número de picos que tenga en cada revolución, corresponderá al número de armónicos que presente en el espectro.

DISTORSIÓN DE CARCASA

Es posible que la carcasa misma se distorsione, esto principalmente por que los diseños se hacen cada vez considerando costos de producción, lo que los hace menos robustos frente a ciertas cargas altas. Una carcasa distorsionada produce múltiples problemas al equipo, principalmente desalineamiento en los ejes, llegando al punto de soltar una de las patas del equipo, lo que también se llama “pata coja”. Existen varios tipos de causales que pueden llevar a distorsionar la carcasa, a saber: 







Montaje con un pie fuera del plano basal: Es conocida comúnmente como “pata coja” y consiste en que 3 patas de la máquina están correctamente conectadas sobre el plano basal y la cuarta no la toca. Patas de la máquina flectadas: Sus posibles causas son principalmente que se han producido problemas durante el transporte del equipo, asentamiento de las fundaciones, etc. Lainas de alineamiento inadecuadas: Se recomienda que no se pongan más de 4 lainas por pata, ya que todas tienen imperfecciones superficiales o tener suciedad e impurezas entre ellas. Fuerzas externas a la máquina: Cargas externas excesivas también pueden provocar este problema, generalmente, por accesorios en voladizo, cargas por correas, engranajes, etc. ESPECTRO VIBRATORIO

El espectro típico se caracteriza por los tres primeros armónicos de la velocidad de rotación, siendo la 1X, la preponderante. OBSERVACIÓN: La mejor forma para descartar o confirmar un problema de pata coja es jugar con los pernos de base, si una variación en el apriete de éstos produce cambios importantes en la amplitud de las vibraciones, entonces estamos ante un caso de “pata coja”.

 Mantenimiento Predictivo I

SOLTURA MECÁNICA

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Existen múltiples casos de solturas mecánicas, originados por:  Excesivo juego radial de los descansos, ya sea para descansos por rodamientos como por descansos hidrodinámicos.  Rotor suelto en el eje o con un ajuste por interferencia insuficiente.  Apriete insuficiente en la camisa del descanso.  Pernos de sujeción de la máquina a la base sueltos.

 Análisis de Vibraciones

ESPECTRO VIBRATORIO

Una de las principales características de las solturas mecánicas en el espectro vibratorio es una gran presencia de armónicos, si la soltura es más severa, mayor será la cantidad de armónicos. En máquinas conducidas por correas o cuando se aumenta el juego radia en descansos hidrodinámicos (o planos) se puede presentar la situación de que los armónicos se ven amortiguados. En algunos casos, se tendrán subarmónicos a fracciones enteras de la velocidad de giro (1/2,1/3, etc.) y sus múltiplos, tal como lo muestra la figura 5.7, esto ocurre en el caso de rodamientos sueltos en el alojamiento o con mucho juego radial, producto del desgaste en la pista de rodadura.

 Mantenimiento Predictivo I

DIRECCIÓN DE LA VIBRACIÓN

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Las vibraciones son por lo general radiales, esto lo diferencia del desalineamiento severo con el que podría confundirse al tener espectros similares. Un descanso suelto, por lo general tendrá una vibración mayor en la dirección vertical que horizontal.

FORMA DE LA VIBRACIÓN

La forma de onda es variable ya que la amplitud relativa entre los armónicos cambia en el tiempo. Esto hace que la amplitud global de la vibración sea variable.

 Análisis de Vibraciones

RELACIÓN DE FASES

Es posible que la información anterior nos permita determinar la presencia de una soltura mecánica, pero no nos aseguran hallar el lugar donde se ha producido la soltura, para responder a esta pregunta, se debe medir tanto la amplitud como la fase en diversos puntos de la máquina, ya que en la vecindad de la soltura, se verán medidas erráticas, que cambian bruscamente de valor y dirección.

RESONANCIA

Tal como se ha dicho en otros capítulos del curso, se produce cuando alguna de las frecuencias de excitación coincide con alguna de las frecuencias naturales del equipo (también conocidas como velocidades críticas, aunque estrictamente no son sinónimos). Tenemos que dejar en claro que una resonancia no hace otra cosa que amplificar las vibraciones que se producen en el equipo y no es el responsable de la generación de las mismas, llegando en algunos casos a ser tremendamente severas.

ESPECTRO VIBRATORIO

Por lo general la frecuencia de vibración coincide con la 1X por lo que se tiende a confundir con desbalanceo, también puede producirse con algún armónico. FORMA DE LA VIBRACIÓN

La forma de la vibración es sinusoidal o pulsante, también como se explicó en capítulos anteriores, si el sistema tiene poco amortiguamiento, las vibraciones serán muy altas.

 Mantenimiento Predictivo I

VARIACIÓN DE LA VIBRACIÓN CON LA VELOCIDAD

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Como la resonancia se produce al hacer coincidir una frecuencia de excitación con alguna de las velocidades críticas del equipo, si la velocidad del equipo puede variarse, la amplitud de la vibración bajará notablemente.

 Análisis de Vibraciones

ROZAMIENTO

Este se produce entre el rotor y el estator, existiendo dos tipos de rozamiento, a saber:  Roce total: Ocurre durante toda la revolución, puede hacer girar el eje en contra rotación  Roce parcial: Ocurre cuando el rotor toca ocasionalmente el estator.

ESPECTRO VIBRATORIO

El roce parcial produce un espectro que se compone de múltiples armónico de la velocidad de giro, por lo que puede confundirse con una soltura mecánica o con un desalineamiento severo. También puede generar subarmónicos enteros de la velocidad de giro, al igual que en algunos casos de soltura severa. Solo que estos subarmónicos enteros pueden ser menores que en caso de soltura llegando hasta x/5 de la velocidad de giro.

FORMA DE LA VIBRACIÓN

 Mantenimiento Predictivo I

La forma de la vibración es aplanada, indicará un rozamiento, ya que el rotor se ve imposibilitado de dar un giro completo sin contactar al estator.

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 Análisis de Vibraciones

VIBRACIONES EN CORREAS

Los problemas que se pueden generar en correas ocurren por dos causas, a saber:     

Problemas de desgaste, solturas o imperfecciones de la correa: Correa agrietada. Zonas duras (o blandas) de la correa, imperfección del material. Desprendimientos en la correa. Correa agrietada. POLEA EXCÉNTRICA

Esta se produce cuando la polea gira en torno a un punto que no coincide con el centro geométrico. Debemos diferenciar con un problema de redondez de la correa.

ESPECTRO VIBRATORIO

Tal como lo muestra la figura 5.12, cuando se trata de poleas con imperfecciones tendremos armónicos de la velocidad de giro de la polea.

 Mantenimiento Predictivo I

Para el caso de la polea excéntrica el espectro esperado será tal como lo muestra la figura 5.13

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 Análisis de Vibraciones

VIBRACIONES EN BOMBAS Y VENTILADORES

Estas se caracterizan por presentar vibraciones a frecuencias múltiplos del número de álabes, conocida como “Frecuencia de paso de álabes” y corresponderá al número de álabes del equipo multiplicado por la velocidad de rotación del equipo. Estas componentes son lógicas ya que se generan pulsaciones de presión cada vez que un álabe pasa frente al difusor estacionario. Si el rotor se encuentra balanceado, las pulsaciones tenderán a balancearse entre ellas y las vibraciones serán pequeñas. Pero si se tiene la situación de que el juego entre los álabes del rotor y los difusores de la carcasa no son uniformes a lo largo de su circunferencia, las componentes del espectro correspondientes al paso de álabes pueden crecer de forma importante. También es causal de altas componentes de la frecuencia de paso de álabes es que el equipo se encuentre trabajando bastante más bajo que su flujo nominal.

Fallas en rodamientos Existen 4 tipos de daños generados por vibraciones en rodamientos, a saber: VIBRACIONES DE ALTA FRECUENCIA

 Mantenimiento Predictivo I

Vibraciones sobre 5000 Hz que son medidas por una gran variedad de técnicas e instrumentos, cada día surgen nuevas ofertas en el mercado para abarcar este tipo de fallas, algunas de las que se usan habitualmente son:

25

  

HDF: High frecuency detection. Ultrasonido. Etc.

 Análisis de Vibraciones

VIBRACIONES A RODAMIENTO

LAS

FRECUENCIAS

NATURALES

DE

LOS

COMPONENTES

DEL

El rango de las frecuencias naturales de los rodamientos se encuentra generalmente entre las 30.000 y las 120.000 rpm. Ahora bien, si el rodamiento se encuentra dañado, estas frecuencias se excitarán de manera importante. Como habíamos dicho anteriormente, la frecuencia natural es propiedad del sistema, en este caso de los rodamientos. Sin embargo, la amplitud de la respuesta será proporcional a la velocidad de impacto, lo que significa que a mayor velocidad de la máquina, será mayor la amplitud de la frecuencia. A través de la experiencia que se tiene del análisis de rodamientos, se tiene que los rodamientos experimentan una sintomatología bastante clara durante el desarrollo de la falla, dividida en etapas, a saber: ETAPA A

 Mantenimiento Predictivo I

Las fallas siempre parten con una grieta, en un principio microscópica, generando vibraciones de muy baja amplitud, que se confunden entre el ruido eléctrico producido durante la cadena de medición. Para la detección temprana de este tipo de falla existen múltiples técnicas y los distintos proveedores de equipos promueven las fórmulas propias y critican las de la competencia. Un detalle importante de destacar es que durante esta etapa el rodamiento no emitirá ruidos ni alzas de temperatura… según la experiencia, desde que un rodamiento comienza esta etapa de falla hasta que se llega a la condición de falla es del orden de 6 meses.

26

 Análisis de Vibraciones

ETAPA B:

A medida que la falla va creciendo las frecuencias naturales excitadas de los componentes del rodamiento se comienzan a ver en el espectro vibratorio, en un primer momento son componentes discretas, pero luego aparecen bandas laterales, tal como lo muestra la figura 5.18. A partir de esta etapa, la vida esperada del rodamiento antes de alcanzar la falla es del orden de los 3 meses.

ETAPA C Y D

 Mantenimiento Predictivo I

En la etapa C, aparecen claramente las componentes de falla típicas del rodamiento y armónicos de éstas, tal como lo muestra la figura 5.19 en la etapa D, según lo muestra la figura 5.20, se muestra una vibración aleatoria de alta frecuencia, lo que indica que se aproxima una falla catastrófica del elemento rodante y que debe ser cambiada de inmediato.

27

 Análisis de Vibraciones

 CAPITULO IV CRITERIO DE EVALUACION DE SEVERIDAD

 Mantenimiento Predictivo I

______________________________________________________

28

 Análisis de Vibraciones

NIVELES DE VIBRACIONES SEGÚN LAS NORMA ISO 10816-3

Una guía de referencia para distinguir entre lo que puede entenderse como un funcionamiento normal o admisible de la máquina y un nivel de alerta lo constituyen normas como la ISO 10816. Esta norma proporciona guías para aceptación de la amplitud de vibración para maquinaria rotativa operando desde 600 hasta 12 000 RPM. Los criterios son sólo aplicables para vibraciones producidas por la propia máquina y no para vibraciones que son transmitidas a la máquina desde fuentes externas.

CLASIFICACIÓN DE MÁQUINAS DE ACUERDO A ISO 10816-3

CLASIFICACIÓN POR GRUPOS:

rotatorias grandes con potencia nominal sobre 300 kW. Máquinas eléctricas con altura de eje H ≥ 315 mm. GRUPO 1: Máquinas

Máquinas rotatorias medianas con potencia nominal entre 15 y 300 kW, inclusive. Máquinas eléctricas con altura de eje entre 160 y 315 mm. GRUPO 2:

GRUPO 3: Bombas

con impulsor multipaletas y con motor separado (flujo centrífugo, axial o mixto) o con potencia sobre 15 kW. Bombas con impulsor multipaletas y con motor integrado (flujo centrífugo, axial o mixto) con potencia sobre 15 kW  Mantenimiento Predictivo I

GRUPO 4:

29

 Análisis de Vibraciones

CLASIFICACIÓN POR FLEXIBILIDAD DEL SISTEMA SOPORTE:

 SOPORTE RÍGIDO: Si la primera frecuencia natural del sistema máquina/soporte, en la dirección de la medición es más alta que su principal frecuencia de excitación (generalmente, la frecuencia de rotación) por lo menos en 25%, entonces el soporte se puede considerar rígido en esa dirección.  SOPORTE FLEXIBLE: Serán flexibles, todos los sistemas que no estén dentro de la definición anterior. Según la definición de soporte rígido, es posible que un sistema sea rígido en una dirección y flexible en otra. NOTA:

CLASIFICACIÓN DE CONDICIÓN DE MÁQUINAS

Todas las normas de evaluación de la severidad vibratoria de máquinas rotatorias estudiadas en el presente informe definen cuatro zonas de evaluación. Éstas se establecen con el fin de permitir una evaluación cualitativa de la vibración de una máquina dada y, además, entregan guías sobre las posibles acciones a tomar:   



Zona A: (Buena) La vibración de las máquinas nuevas puestas en servicio normalmente está dentro de esta zona, condición óptima. Zona B: (Satisfactoria) Máquinas con vibración en esta zona se consideran aceptables para operación a largo plazo sin restricción. Zona C: (Insatisfactoria) Máquinas dentro de esta zona se consideran insatisfactorias para operación continua a largo plazo. Generalmente la máquina puede continuar operando hasta que llegue a la detención programada para reparación. Zona D: (Inaceptable) Los valores de vibración dentro de esta zona son consideradas de suficiente severidad para causar daño a la máquina.

EVALUACIÓN DE LA MAGNITUD DE LA VIBRACIÓN

VALORES LÍMITES ENTRE LAS ZONAS DE EVALUACIÓN

 Mantenimiento Predictivo I

Este criterio es el que debe de utilizarse cuando no se dispone de información del comportamiento vibratorio histórico de los equipos a evaluar, por ejemplo, instalaciones nuevas o que estén incorporando esta técnica de análisis a sus plantas. Los valores límites para zonas de evaluación, se encuentran dados en la tabla 6.8. Para usar estas tablas, debe considerarse el valor más alto medido en las direcciones radiales y la vibración axial de cualquier descanso de la máquina.

30

 Análisis de Vibraciones

31

 Análisis de Vibraciones

 Mantenimiento Predictivo I

 Mantenimiento Predictivo I

TABLAS A UTILIZAR EN EL ANALISIS

32

 Análisis de Vibraciones

 CAPITULO V ANALISIS DE DATOS

 Mantenimiento Predictivo I

______________________________________________________

33

 Análisis de Vibraciones

TABLA DE ANALISIS

1x 2x 3x 4x

Falla Rodamiento

Bandas laterales 3x

Soltura mecánica

Vibración estructural Desalineamiento Alza de Temperatura Daños Rodamientos

Apriete, Cimentación

1x

Desbalanceo

Falla de rodamientos Vibración eléctrica Vibración estructural

Balancear Cambiar

Bandas Laterales 1x - 2x

Barras Rotas

Calor localizado, curvatura del motor

Reparar o Cambiar para evitar roturas múltiples

ESTAT OR

Vibración estructural Falla de rodamientos Alza de temperatura Falla de acople Daño a canastillo, Bolas, Cubeta exterior e Interior. Alza de temperatura

RECOMENDACIONES

Desalineamiento

Bandas Laterales 1x - 2x

Excentricidad dinámica y estática

Desbalanceamiento mecánico. Ruido eléctrico.

Reparar

Bandas laterales 1x 2x 3x

Desalineamiento . .

Desbalanceo Vibración estructural

Cambiar ventilador

ROTOR

ESTRUC TURA

RODAMIENTO

34

EFECTO/DAÑO

1x 2x 3x

 Mantenimiento Predictivo I

MOTOR ELECTRICO

CAUSAS DE VIBRACION

VENTILAD OR

FRECUENCIAS DE VIBRACION

 Análisis de Vibraciones

Alinear

Alinear, Lubricar, Reemplazar

EVALUACIÓN DE LOS REULTADOS

CARCASA

CAUSAS DE VIBRACION

35

EFECTO/DAÑO

Vibración estructural Falla de rodamientos Alza de temperatura Falla de acople Daño a canastillo, Bolas, Cubeta exterior e Interior. Alza de temperatura

RECOMENDACIONES

1x 2x 3x

Desalineamiento

1x 2x 3x 4x

Falla Rodamiento

Bandas laterales 7x 8x

Soltura mecánica

Daños Rodamientos

Apriete, Cimentación

Armónicos sobre 2x

Cavitación

Falla de rodamientos Vibración estructural Baja de Rendimiento Ruido

Operar a su capacidad de diseño. Presión de succión adecuada

Bandas Laterales 1x - 2x

Excentricidad dinámica y estática

Desbalanceamiento mecánico Ruido

Reparar

Armónico bajo 1x

Turbulencias de flujo

Falla de rodamientos Vibración estructural Baja de Rendimiento Ruido

Verificar el piping, mal diseño o deformación

1x 2x Bandas Laterales

Holgura manguito Desalineamiento

 Mantenimiento Predictivo I

EJE

ALABES

BOMBAS

RODAMIENTO

FRECUENCIAS DE VIBRACION

 Análisis de Vibraciones

Vibraciones Estructurales, rotura de sellos. Ruido

Alinear

Alinear, Lubricar, Reemplazar

Sujeción de manguito. Alineamiento

EVALUACIÓN DE LOS REULTADOS

CARCASA ALABES

CAUSAS DE VIBRACION

36

EFECTO/DAÑO

Vibración estructural Falla de rodamientos Alza de temperatura Falla de acople Daño a canastillo, Bolas, Cubeta exterior e Interior. Alza de temperatura

RECOMENDACIONES

1x 2x 3x

Desalineamiento

1x 2x 3x 4x

Falla Rodamiento

Bandas laterales 7x 8x

Soltura mecánica

Daños Rodamientos

Apriete, Cimentación

Armónicos sobre 2x

Cavitación

Falla de rodamientos Vibración estructural Baja de Rendimiento Ruido

Operar a su capacidad de diseño. Presión de succión adecuada

Bandas Laterales 1x - 2x

Excentricidad dinámica y estática

Desbalanceamiento mecánico Ruido

Reparar o Cambiar

Armónico bajo 1x

Turbulencias de flujo

Falla de rodamientos Vibración estructural Baja de Rendimiento Ruido

Verificar el piping, mal diseño o deformación

1x 2x Bandas Laterales

Holgura manguito Desalineamiento

 Mantenimiento Predictivo I

EJE

VENTILADORES

RODAMIENTO

FRECUENCIAS DE VIBRACION

 Análisis de Vibraciones

Vibraciones Estructurales, rotura de sellos. Ruido

Alinear

Alinear, Lubricar, Reemplazar

Sujeción de manguito. Alineamiento

EVALUACIÓN DE LOS REULTADOS

FRECUENCIAS DE VIBRACION

SPROCKET

Armónicos sobre 4x

Frecuencia Modulada Banda laterales

Bandas laterales 7x 8x

Bandas laterales 7x 8x

1x 2x Bandas Laterales

 Mantenimiento Predictivo I

EJE

CARCASA ESTRUCTURA

REDUCTORES

Amplitud Modulada Bandas Laterales 1x 2x 3x

37

 Análisis de Vibraciones

CAUSAS DE VIBRACION

Desalineamiento

Lubricación

Velocidad oscilante. Juego de dientes con holgura

EFECTO/DAÑO

Vibración Estructural Defectos en el piñón Alza de Temperatura Ruido Vibración leve Alza de temperatura Desgaste de Dientes

RECOMENDACIONES

Alineación

Relubricación

Vibraciones oscilantes

Volver a alinear

Soltura mecánica, holgura del manguito

Daños Rodamientos ejes Desalienación Alza de Temperatura Desgaste de Dientes

Apriete

Soltura mecánica

Daños Rodamientos

Apriete, Cimentación

Holgura manguito Desalineamiento

Vibraciones Estructurales, rotura de sellos. Ruido

Sujeción de manguito. Alineamiento

EVALUACIÓN DE LOS REULTADOS

38

EFECTO/DAÑO

Desalineamiento

1x 2x 3x 4x

Falla Rodamiento

Bandas laterales 3x

Soltura mecánica

Vibración estructural Desalineamiento Alza de Temperatura Daños Rodamientos

Apriete, Cimentación

1x

Desbalanceo

Falla de rodamientos Vibración eléctrica Vibración estructural

Balancear Cambiar

Bandas Laterales 1x - 2x

Barras Rotas

Calor localizado, curvatura del motor

Reparar o Cambiar para evitar roturas múltiples

Bandas Laterales 1x - 2x

Excentricidad dinámica y estática

Desbalanceamiento mecánico. Ruido eléctrico.

Reparar

Bandas laterales 1x 2x 3x

Desalineamiento . .

Desbalanceo Vibración estructural

Cambiar ventilador

ROTOR

ESTRUC TURA

RODAMIENTO

1x 2x 3x

ESTAT OR

Vibración estructural Falla de rodamientos Alza de temperatura Falla de acople Daño a canastillo, Bolas, Cubeta exterior e Interior. Alza de temperatura

RECOMENDACIONES

VENTILAD OR

CAUSAS DE VIBRACION

 Mantenimiento Predictivo I

SISTEMAS DE POLEAS

FRECUENCIAS DE VIBRACION

 Análisis de Vibraciones

Alinear

Alinear, Lubricar, Reemplazar

EVALUACIÓN DE LOS REULTADOS

MEDICION EN EL MOTOR PRIMERA CONDICION: MANGUITO SUELTO DESCANZO 1 – ACOPLAMIENTO DESALINEADO. 13 vi b 01

24

13

- b anco pp pr ueb a - R 1 V R O D 1 V ER T I C A L

R M S V e l o c i ty i n m m / S e c

- b anco pp pr ueb a -M 2 H M OT O R 2 H O R I Z O N T A L R o u t e Sp e c t r u m 0 1 - D i c - 1 2 1 2 : 1 3: 4 9

16

12

8

6 0 0 1 .5

8 R MS Ve l o c i t y i n m m / S e c

O V ER A L L = 1 8 . 9 2 V- D G RMS = 19. 09 L OA D = 1 0 0 .0 R P M = 1 5 0 0 . ( 2 5 . 0 0 Hz )

20

O VE R A L L = 8 . 8 6 V -D G R MS = 8 . 9 5 L O AD = 1 0 0 .0 R P M = 1 5 0 0 . ( 2 5 . 0 0 Hz )

6

4

2

1 4 6 5 .4

4

vi b 0 1

10 R o u te S p e c t r u m 0 1 -D i c -1 2 1 2 : 1 6 :1 3

0

0 0

20 000

40 000 60 0 00 F r e q u e n c y i n C PM

80 00 0

10 0000

Fre q : 599 9.7 O rdr : 4. 000 Sp e c : 1 7 . 9 4

0

20 000

80 000

10 0000

Freq: Or dr : Sp e c :

146 0.7 .974 .445

13 - b anco pp pr ueb a vi b 0 1 -R 1 H R O D 1 H O R I Z O N T A L

6

R o u t e S p ec t r u m 0 1 - D i c - 1 2 1 4 : 2 8 :3 8 O VER A L L = 9 . 2 9 V - D G R M S = 9. 4 0 L O A D = 1 0 0 .0 R P M = 1 5 0 0 . ( 2 5 . 0 0 Hz )

5 R MS Ve l o c i ty i n m m / Se c

40 000 60 000 F r e q u e n c y i n C PM

4

3

2

1

0 0

20 000

40 000 60 000 F r e q u e n c y i n C PM

80 000

10 0000

Fr eq: 890 7.8 Or dr : 5.939 Sp e c : 1 . 7 6 0 D fr q: 145 4.7

SEGUNDA CONDICION: MANGUITO APRETADO – ACOPLAMIENTO SEMI ALINEADO. 13 - b anc o pp pr ueb a vi b 0 1 -M1V MO T O R 1 VE R T I C A L

14

13 vi b 0 1

9

R o ute Sp ect r um 0 1-Di c-1 2 1 4:2 6:2 3

- b an c o p p p r u eb a - M2A M OT O R 2 A X I A L R ou te Sp e ctr u m 0 1 - D i c -1 2 1 4 : 2 8 : 0 6

8

10

8

6

4

2

6

5

4

3

2

1

0

0 0

2 0 000

40 0 00

60 0 00

8 0 000

10 0 000

F r e q u e n c y i n C PM

Fre q : 5 99 7.5 O r dr : 3. 998 Sp e c : 1 0 . 9 8

13 vib 0 1

12

0

20000

- b an c o pp p r u e b a -M 2 V MO T O R 2 VE R T I C A L

O VE R A L L = 1 0 . 3 2 V -D G RMS = 10 .3 9 LO A D = 1 0 0 .0 RP M = 1 5 00 . (2 5. 00 Hz)

60 0 3.5

9

4 0 00 0 6 0 00 0 Fr e q u en c y i n C PM

R ou te S p ec tr u m 0 1 - D i c -1 2 1 2 : 1 4 : 2 4

3

24 0 11 .9

6

1 2 00 6 .7

R MS Ve l o c i t y i n m m / S e c

 Mantenimiento Predictivo I

O VE R A L L = 9 . 8 8 V -D G R MS = 1 0. 0 0 LOA D = 1 0 0 .0 RPM = 1 5 0 0 . ( 25 . 0 0 H z)

7 R MS Ve l o c i t y i n m m / Se c

O V ER A L L = 1 4 . 7 6 V -D G RMS = 14. 87 L OAD = 10 0.0 R P M = 1 5 0 0 . ( 2 5 . 0 0 H z)

1 4 59.0

R MS Ve l o c i t y i n m m / Se c

12

0 0

39

2 0 00 0

40 0 00

60000

F r e q ue nc y in C PM

 Análisis de Vibraciones

8 0 00 0

1 0 00 0 0

Fr e q : Ordr: Sp e c :

14 6 3.5 . 97 6 . 49 7

80 0 00

1 0 00 0 0

Fr e q : Or dr: Sp e c : D fr q :

74 6 0.5 4 . 97 4 2 . 28 1 14 6 1.6

SEGUNDA CONDICION: MANGUITO APRETADO – ACOPLAMIENTO SEMI ALINEADO – DESBALANCEADO ENTRE EL DESCANSO 1 Y 2 13 - banco pp pr ueb a vi b 0 1 -M 1 V MO T O R 1 VER T I CA L

21

13

15

12

9

6

- b a n c o pp p r u e b a -M2 H MO T O R 2 H O R I ZO N T A L R o u te Sp e ct ru m 0 1 - D i c -1 2 1 4 : 5 9 : 3 1

12

R MS Ve l o c i ty i n m m /Se c

O VER A L L = 1 9 . 1 2 V-D G R MS = 1 9 . 1 9 L O A D = 1 0 0 .0 R PM = 1 5 0 0 . ( 2 5 . 0 0 Hz)

1 4 5 8 .8

R MS Ve l o c i ty i n m m / Se c

18

vi b 0 1

14

R oute Spect r um 01-Di c-12 14:58:5 8

3

O VE R A L L = 1 2 . 8 5 V- D G R MS = 1 2 . 9 9 L OA D = 1 0 0.0 R PM = 1 5 0 0 . (2 5. 00 H z)

10

8

6

4

2

0

0

0

20 000

40000 60 000 F r e q u e n c y i n C PM

80 000

10 0000

13 vi b 0 1

6

F r e q : 5 9 9 0 .6 O r dr : 3.994 Sp e c : 1 6 .0 7

0

20 0 00

60000

80000

F r e q u e nc y i n C PM

- b a nc o p p p r u e b a -M 2 A M OT O R 2 A X I A L Route Spectr um 0 1 - D i c -1 2 1 5 : 01 : 1 1 OVER A L L = 8 . 3 8 V-D G R MS = 8 .3 9 LOA D = 1 0 0 .0 R P M = 1 5 0 0 . ( 2 5. 0 0 H z)

5 R M S V e l o c i ty i n m m / S e c

40000

4

3

2

1

0 0

10 000

20 000 30 000 F r e q u en c y i n C PM

40 000

50 000

F r e q : 1 4 9 0. 6 Or dr : .994 Sp e c : .546

 Mantenimiento Predictivo I

El vibroanálisis arrojo distintos espectros que son variados a simple vista. En realidad no cambian mucho entre uno y otro porque las condiciones en general son bastantes deficientes en el caso del motor. Las mediciones verticales del motor son alarmantes. Muestrean un pick RMS superior a 10 en 1x, y si nos fijamos en la tabla inferior, indistintamente si el motor es de tipo rígido flexible, el límite es hasta 7.1 mm/s, y la medición del motor esta fuera de Rango aceptable, perteneciendo obligadamente a la Clase D según la norma ISO 10816-3.

40

En cuanto al análisis de espectro, por el tamaño del motor es casi improbable un Desbalanceo pronunciado, pero se aprecia una frecuencia 1x y 2x con sus múltiples armónicos que es frecuente al desalineamiento, ya que en su totalidad no pudo ser erradicada en las tres condiciones. En los espectros, se ve que se compone de múltiples armónicos de la velocidad de giro, 7x 8x por lo que atribuyo a una soltura mecánica, si bien del manguito en la primera condición, no se elimina en las dos siguientes, por ende esta soltura mecánica es del rodamiento del rotor, que debe de presentar una soltura de grado C2 a C3.

 Análisis de Vibraciones

1 0 0 0 00

Fr e q : 1 49 0 .6 Or dr : . 99 4 Sp e c : 1 . 5 3 8

También puede ver subarmónicos enteros de la velocidad de giro, al igual que en algunos casos de soltura severa, pero que en este caso es de un ruido eléctrico generado internamente en el motor, si bien puede ser un pequeño corte circuito en el bobinado o bien por alguna deformación en alguna barra. Es despreciable el caso del ruido eléctrico porque está llegando solo hasta x/5 de la velocidad de giro.

 Mantenimiento Predictivo I

En el espectro del motor, las tres mediciones axiales, aunque ninguno llega a limites exagerables como para pertenecer al grupo D de la norma ISO 10816 -3, presenta unas características clásicas al roce por las solturas mecánicas debido al levantamiento del espectro de su línea base, y este roce es debido a las solturas mecánicas del rodamiento del rotor.

41

 Análisis de Vibraciones

 CAPITULO VI CONCLUSION Y BIBLIOGRAFIA

 Mantenimiento Predictivo I

______________________________________________________

42

 Análisis de Vibraciones

 CONCLUSION El análisis de los datos más la comparación de estos con sus similares, se ve una tendencia al buen estado del equipo y sus componentes, a diferencia del soporte A-01 que es el único que presenta niveles preocupantes, en cuanto a su lubricación deficiente y el comportamiento interno del rodamientos, la cual si no es atendido a la brevedad se producirá una tendencia de los demás componentes de este rodamientos a la falla. Este sistema es limpio, no destructivo y barato en cuanto al tiempo que se necesita. Lo ideal es personal experimentado, ya que tan solo con el ruido que experimenten los equipos y componentes se puede saber la tendencia a la falla o algún reparo en cuanto al mantenimiento.

 Mantenimiento Predictivo I

Por último, el objetivo de este análisis es generar una acción correctiva del equipo, máquina o componente para la extensión de su vida útil y la mantención del servicio y calidad. Posterior a la realización de la correspondiente medida de mantenimiento, se puede corroborar su eficacia mediante otro análisis de vibraciones.

43

 Análisis de Vibraciones

 BIBLIOGRAFIA Mantenimiento de Maquinarias de Plantas Industriales - Folleto en español versión descargable PDF ingles: http://es.scribd.com/doc/76846186/Vibration-Analysis-Manual-Rev0 Motor eléctrico, distribuidor e Información técnica más imágenes: http://www.koslan.cl/upload/pdf_prodfg/201114.pdf Soporte con rodamientos FSQ versión PDF descargable: http://www.fsq.com.tw/efsq2/index1.asp Piñones Mecanizados ISO 12B-1 Martin Sprocket versión PDF: http://www.martinsprocket.com/2001/SecEa.pdf

 Mantenimiento Predictivo I

Análisis vibraciones Motor eléctrico, e Información técnica más imágenes: http://www.aaende.org.ar/sitio/biblioteca/material/CORENDE2000Raul.pdf

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 Análisis de Vibraciones

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 Análisis de Vibraciones

 Mantenimiento Predictivo I