Aspectos a tener en cuenta luego del análisis de vibraciones de una máquina

Cuando se lleva a cabo el análisis de vibraciones de una máquina para localizar un problema en particular, es esencial saber la frecuencia de la vibración, ya que esto nos permitirá identificar el problema y la pieza responsable.

Las fuerzas que provocan la vibración son generadas por el movimiento rotativo de las piezas de la máquina. Debido a que dichas fuerzas cambian de dirección y amplitud de acuerdo a la velocidad de rotación de las piezas, se deduce que muchos problemas de vibración tengan frecuencias estrechamente relacionadas con la velocidad de rotación. Por lo tanto, sería posible identificar con precisión la pieza defectuosa tomando nota de la frecuencia de su vibración y relacionado dicha frecuencia con la velocidad de rotación de las varias pieza de la máquina.

No todos los problemas demuestran frecuencia exactamente iguales a la velocidad de rotación de las piezas de la máquina. Es importante recordar que diferentes problema crean diferente frecuencia de vibración. Las bandas de transmisión en mal estado y la turbulencia de aceite producen frecuencias de vibración inferiores a 1 x rpm, mientras un mal alineamiento junto con el aflojamiento pueden generar un sinfín de frecuencias vibracionales.

Pero debemos tener en cuenta que la vibración de la mayoría de las máquinas consta de muchas frecuencias diferentes. Por ejemplo, las señales de vibración compleja a menudo incluyen frecuencias armónicas. La frecuencia armónica es un múltiplo exacto de la frecuencia fundamental o primaria.

Normalmente, la frecuencia fundamental se produce a 1 x rpm. Por ejemplo, es posible notar niveles de vibración significantes a armónicas de 2 x rpm, 3 x rpm, e incluso más altas. En este caso la frecuencia a 1 x rpm se llama “primera armónica”. Hay que tener presente, sin embargo, que las frecuencias de las señales de vibración complejas no se limitan necesariamente a la frecuencia fundamental y a sus armónicas.

Aun cuando todas las frecuencia de una señal de vibración compleja son importante para poder analizar los problema de las máquinas, dos de ellas son particularmente importantes, a saber: la frecuencia fundamental y la frecuencia dominante. Acabamos de ver que la frecuencia fundamental es aquella igual a la velocidad de rotación del elemento rotativo — 1 x rpm. La frecuencia dominante es aquella que tiene la mayor amplitud.

Eso ha sido lo que nos revela la frecuencia de la vibración, pero, ¿Qué nos revela la amplitud de la vibración?

Las características de la vibración causada por desplazamiento, velocidad y aceleración son medidas para poder determinar la severidad de la vibración. Estas características son a menudo definidas como la amplitud de la vibración.

Con referencia al funcionamiento de una máquina, la amplitud de la vibración es el primer indicador de la condición de la misma. Cuando mayor la amplitud tanto más grave será la vibración. Sin embargo, el hecho de que la amplitud de la vibración puede ser medida en término de desplazamiento, velocidad o aceleración da lugar a la pregunta: ¿Cuál deberé usar?

Para dar una respuesta a esta pregunta consideremos lo que pasa cuando se dobla repetida y seguidamente un alambre o un pedazo de chapa metálica. La acción de doblarse repetidamente hace que al final el metal se rompa debido a fatiga en la zona del doblado. En muchos respectos esto es similar al por qué fallan los componentes de la máquina – a causa de ciclos repetidos de flexiones causadas por una vibración excesiva.

Volviendo al ejemplo mencionado del doblado de un pedazo de alambre o de chapa metálica, hay dos maneras de prolongar el tiempo antes de que ocurra la rotura definitiva. En primer lugar, se puede reducir la amplitud del doblado. Mientras menos se dobla el metal cada vez más tiempo se precisa para alcanzar el punto de fatiga crítico. En segundo lugar, se puede reducir la velocidad de flexión del metal cuando menos el número de flexiones por minutos, mayor será la cantidad de tiempo necesaria para la rotura.

La severidad de la acción de doblado arriba mencionada es por lo tanto una función de cuánto se dobla el metal (amplitud de desplazamiento) y de cuán a menudo el metal es doblado en cada minuto (frecuencia). Esto se relaciona directamente con la vibración de una máquina: la severidad de la vibración es una función de desplazamiento y frecuencia. Aumentado la amplitud del desplazamiento, aumentando la frecuencia, o aumentando ambos desplazamiento y frecuencia aumentará la severidad de la acción de doblado y reducirá el tiempo necesario para llegar a la rotura por fatiga.

La misma idea se aplica a la vibración de las máquinas. Las medición de desplazamiento y frecuencia puede indicar la severidad de una condición de vibración. Sin embargo, puesto que la medición de la velocidad de vibración toma en cuenta tanto desplazamiento como frecuencia, es razonable concluir que la velocidad de vibración es una indicación directa de la veracidad de la vibración.

Ya que estás interesado en saber más sobre el análisis de vibraciones de una máquina, te invitamos a conocer cuáles son los métodos prácticos para el análisis de vibraciones de equipos rotativos, o también un ejemplo de aplicación del análisis de vibraciones en bombas y ventiladores.

Finalmente, suscríbete a nuestro Newsletter, un boletín que te brinda contenido técnico acerca de las mejores soluciones tecnológicas para plantas industriales, enfocadas en automatización y mantenimiento.