analisis de vibraciones

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1imHOOUCCION A LA VIBRACIÓN

SECCIÓN!INTRODUCCIÓN A LA VIBRACIÓN

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL IINTRODUCCIÓN A LA VIBRACIÓN

Introducción

De todos los parámetros que pueden medirse en la industria hoyen día, el aspecto que se refiere a la vibración contiene lamayor cantidad de información acerca de la condición mecánica.

. WS CMopuliHcMal 8y«um. lacorporated Itmtmtai todo» I» fcmfcm 1-3

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL IINTRODUCCIÓN A LA VI lili ACIÓN

¿Qué es la vibración?

La vibración es el movimiento de un cuerpo con respecto a suposición de referencia.

Ejemplo 1 — un eje en una máquina de cojinetes de manguitomoviéndose en torno a la línea central del manguito.

Ejemplo 2 -- una caja de cojinete moviéndose hacia adelante yhacia atrás sobre su pedestal.

La vibración se produce debido a una fuerza de excitación quecausa el movimiento.

1-4 1*1». 1*" Cfmpoum*¡ Bjium*. Rom*, int. I»

ANÁLISIS DE I '- SOLO CANAL IlyntoouocioN A LA VIBRACIÓN

x = timey - amplitude

Si usted examina el movimiento vertical de un pedestal decojinetes con el tiempo, es posible ver una onda sinusoidal,

IM». IWJ CmpMMkml Kftumt. iKorponud K«n-™*. Win l 1-5

ANÁLISIS DE L'K BOLO CAS «I. IINTRODUCCIÓN A LA VIRRACION

DL i - OFF ROUTE MACHINEOFF ROUTE -1H OFF ROUTE HEASUREMENT POINT DATA

Period "T* is 22.46 mS

Uáueforn26-OCT-92 10:34

P-P =LOAD :RPM =RPS =

3.81iee. e2658.44.3B

0 48 88 120TIME IN MSECS

Label : 9 CVCLES OCCUR IN 1/5 SECOND

160 2B0TIME: 88.87AMPL: 1.917DTIH; 22.46FREO: 44.52

Definición de la frecuencia ~ la frecuencia de un evento dado esel inverso de su período. El período de tiempo, T, desde lalínea vertical "marca definida" al cursor es DTIM (registradoabajo a la derecha en el gráfico de más arriba:

DTIM = 22.46 mS - 0.02246 seconds

Por lo tanto:

10.02246

44.5 Hz = 2671 CPM

1-6 Inrporiud RMTiKfc» ladea fc. <•«*«

ANÁLISIS DE LN SOLO CANAL]INTRODUCCIÓN A LA V1IRACION

Desplazamiento, velocidad y aceleración(página uno de dos)

DL 1 - OFF ROUTE MACHINEOFF KOUTE -1H OFF ROUIE MEflSUREMENI POINI DfiTfl

4..

-4..

-6

+1.917upward displacement

3.819 mus totalPeak-to-Peak

-1.902 ™lsdownward displacement

Máveforn Display26-OCT-92 IB:34

P-P = 3.81+ LOM> = 180.8

RPM = 2658.RPS = 44.30

_"At Rest" orreference positicm

80TIME

120IN MSECS

160 200 TIME:ftMPL:DTIM;FREO:

88.871.91711.7285.33

Desde la cresta con la marca definida al pico del cursor, eldesplazamiento medido cambia de 1,902 milésimas"bajo laposición de descanso a 1,917 milésimas sobre ella. Eldesplazamiento total de 1,902 + 1,917 = 3,819 milésimas o0,003819 pulgadas. El tiempo requerido para este movimientoes de 11,72 mseg o 0,0117 segundos. Por consiguiente, sepuede calcular la velocidad promedio durante este intervalo conla ecuación siguiente:

y = displacement = 0.003819A time 0.0117

0.326 in¡sec

i«k> k> 1-7

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL IIWROOUCCION A LA VIBRACIÓN

Desplazamiento, velocidad y aceleración(página dos de dos)

0_cr>

DL 1 - OFF ROUTE HflCHINEOFF RÜUTE -1H OFF ROUTE MEflSUREMENT POINT DATA

4..

3 2

máximum upwaid displacement;máximum downward acceleration

Imáximum downward displacement;máximum upward acceleration

48 86 120T I M E IN HSECS

iee

Uaveforn D i s p l a y36-OCT-92 19:34

f-f = 3.81••LOAD = 100.0

RPM = 2658.RPS = 44.30

"At Rest" orreference position;displacement andacceleration are zero

200 T I M E : 88.87flMPLl 1.917DTin; 11.72rana: as.rw

ANÁLISIS DE L^ SOLO CANALINTRODUCCIÓN A LA VIBRACIÓN

5.8

DL í - OFF ROUTE MftCHIHEOFF ROUTE -1H OFF ROUTE HEñSUKEHENT PQINT Pfllfl

Spectrun

4.5..

4.8..

¡=¡ 3.5..

~ 3.a

1 2'5

*—i; *•••d_

i.e.

e.s.

¿

26-OCT-92 10:34

P-P = 3.81LOAD = 100.8

+ RPM = 26SB.RPS = 44.33

im 158 288 250FREQUENCY IN Hz

300 ase 480 FREO:ORDR;SPEC;

44.331,0003.809

Cuando usted realice una Transformada rápida de Fourier de laforma de onda que aparece en la página anterior, obtiene comoresultado el espectro indicado más arriba. Observe que laamplitud del pico principal indicado más arriba concuerda conla amplitud de un pico a otro de la forma de onda. Puedeimaginarse que se ha rotado el espectro en 90° de la forma deonda. Es como si el eje del tiempo saliera de la página haciausted.

pulMlMi! tfttrm. l-J

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL IlITmODUCClOfi A LA VIBRACIÓN

DL 1 - OFF ROUTE MACHINEOFF ROUTE -1H OFF ROUTE HEASUREMENT POINT DATA

-18

Uaveforn D i sp l ay26-OCT-92 18:50

P-P = 5.58LOAD = 188.8RPM = 1913.RPS = 31.68

8 e.2 0.4 0.6TIME IN SECÓNOS

Laiel: MODULMTED UAUEFORM TIME-252 nS

8.8 i.e TINE: .754ANPL: 3.454DTIM; .252FREO: 3.969

La forma de onda ilustrada más arriba es más complicada quelas mostradas en las páginas anteriores. Esta forma de ondamuestra una modulación evidente. El intervalo de tiempo es 252mS (0,252 seg) entre picos grandes. Determine la frecuencia deesta modulación dividiendo 1 por el intervalo:

0.2523.969 Hz

1-10 iw. Inorponud RtHTWto líalo, la ifcnife»


DL 1 - OFF ROUIE MACHINEOFF ROUTE -1H

-6..

-8..

-10

OFF ROUTE HEftSUREMENT POINT DfllflMaueforn Display26-OCT-92 10:50

P-P = 5,50LOAD = 100.0RPM = 1913.RPS = 31.88

0 0.2

Al - 31.25 mS

0.4 0.6T I M E IN SECÓNOS

Label: MODULDñTED UflVEFGRr1-TIME=31.25nS

0.8 1.0 TIML: .314flMPL: 3.277DTIM; .63125FREO: 32.00

Esta forma de onda de tiempo es idéntica a la que aparece en lapágina anterior. El intervalo de tiempo marcado, no obstante,muestra ahora 31,25 mS (0,03125 seg) entre los picos. Una vezmás, encuentre la frecuencia de esta modulación dividiendo 1por el intervalo:

0.0312532.00 Hz

. HK Ca»|HlMlj»] aja». I Kwmda lo*. In dnfea l - l l

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I[XTRODUCC1ON A LA VIBRACIÓN

DL 1OFF MUIE -1H

6..

-J 5.i—i

4..

85

Q_-in

3..

2..

e.

í-

- OFF ROUTE MACHINEOFF ROUTE HEASUREMEHI P01NT DATA

SpectrtiH Display26-OCT-92 18:50

A fcequency - 3.939 Hz

, .P-P = 5.42LOAD = 168.8KPH = 1913.KPS = 31.88

e 20i Jl* A i

4B 60 88 188FREQUENCY IN Hz

Label : SIDEBANDS SPACED AT 3.939 Hz

128 140 168 FREO:

DFRQ:

31.881.0085.1633.939

La frecuencia marcada corresponde al más largo de dos períodosmostrados en las páginas precedentes. El período más largo es 252 mS,que corresponde a una frecuencia de 3,969 Hz -- muy cerca de 3.939Hz que aparece en la esquina inferior derecha del gráfico de espectroilustrado más arriba. 3,939 Hz se aproxima a la diferencia de frecuenciaentre ondas sinusoidales que se produzcan a 27,94 Hz y 31,88 Hz.

La diferencia en la frecuencia de las dos ondas sinusoidales produce unafrecuencia de impulso o modulación. Usted puede ver fácilmente lafrecuencia de estas dos ondas sinusoidales en este espectro, pero nopueden determinarse con igual facilidad a partir de la forma de onda detiempo. El análisis espectral, por ende, es mejor para determinar lasfrecuencias precisas para señales complejas de vibración. Sin embargo,la forma de onda de tiempo demuestra ser superior para examinar lasfrecuencias de impulsos y los impactos.

1-12

> V* ] ISIS . DE UN SOLO CANAL IINTRODUCCIÓN A LA VIBRACIÓN

Movimiento armónico

Time

360° - one shan revolutíon

.

T = período de forma de onda - el tiempo (en segundos) necesario para que se produzca unciclo de vibración.

F = frecuencia de vibración = 1/T — el número de ciclos completos de vibración que seproducen en un segundo.

Desplazamiento de pico a pico = = descrito por el cambio en el eje vertical entre los puntos By D; representa el espacio total ocupado por el sistema de vibración que se está midiendo.

Velocidad máxima - se produce en los puntos A, C y E; representa la velocidad máximaalcanzada por el eje o caja.

Aceleración máxima - se produce en los puntos B y D; mide la fuerza necesaria para cambiarel movimiento hacia arriba del eje o caja a un movimiento hacia abajo. Por lo general se midela aceleración en unidades de RMS (raíz cuadrática media), porque la medida cuadrática mediada la mejor indicación del nivel de energía de una señal.

inri, im c«p.t-fc*, • SHUM, i 1-13


Pe

p-p

RMS

Pe

Prom

= O a A

Medidas de amplitud

(Pico)

2,0 X A [o A a -A] (Pico a pico)

= 0,707 X Pe

= 1,414 X RMS

= 0,637 X Pe

(Raíz cuadrática media)

Nota: Las conversiones indicadas más arriba son verdaderas únicamente en el caso de ondassinusoidales.

Time

360" - one shaft rcvolution

1-14


Parámetros de medición de la vibración

Amplitud(Magnitud)

Frecuencia(Período)

Ángulo de fase

(Desp, Vel, Acel)

(Hz, CPM, Ordenes)

(Grados, Radianes)

Unidades de amplitud

Desplazamiento = milésimas (Pc-Pc) o mieras

Velocidad

Aceleración

= pg/seg (Pe) o mm/seg

= G (RMS)

> Copyright M», l*n Cvmpt . iBoorpontcd RoemdiB toda» te dmcfa» 1-15


Fórmulas de conversión de amplitud digital

Definición ~ La amplitud es una medida de la energía omovimiento de un objeto de vibración. Se puede expresar laamplitud como Pico (Pe), Pico a pico (P-P o Pc-Pc), Promedio(a) o Raíz cuadrática media (RMS).

RMS = Pico 0,707

promedio = Pico 0,637

P-P = 2 - Pico

Pe = 1,414 . RMS

Se pueden convertir los datos de amplitud de un sensor o tipode medida a otro mediante las fórmulas que aparecen acontinuación. Asigne los valores siguientes a las variables:

A = Aceleración en g (pg/seg2) ~ RMS

V = Velocidad en pg/seg — Pico

D = Desplazamiento en milésimas — Pico apico

n = 3,1416

g = constante gravitacional 386 pg/seg2

f = frecuencia en Hz

1-16 • Copyright US», l»n Camp&átoaa ByOm. Immvotutti R»«rmdo« Unto k» derecho.


Para ondas sinusoidales, ahora puede usted realizar lasconversiones siguientes:

1.

V = 0.0031416 * / * D

A = 0.01146 * V * /

A = 0.00003613 * D * f2

y=s 86.75 * A

D = 318.47 * y

D = 27,668 * Af2

U». WS Comp»rtHh»al Syrtjm. l orpontol Rim •*• tojo, le. d tcbo. 1-17

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1INTRODUCCIÓN A LA VIBKAU1UÍ.

Relación entreDesplazamiento, velocidad y aceleración

RELATIONSHIP OF THE VIBRATIONPARAMETERS VS FREQUENCY

100

10-LJ

.01-

.001

MOKMH, OPCRATINGSPCEO n^NCE PCMWtXJSTWIAl- MACHINES

ACCB-ERATJON

VQ_OCfTT0.3 1N/SEC

OISPLACEMCNT

1 I

10 10O 1000 10000 100000FREQUENCY Hz

El área sombreada de la figura ilustrada más arriba indica elrango de velocidad de funcionamiento normal para maquinariaindustrial.

1-131***,

. iHHpanUd k-,nwt, wb lu. i™ «i..

ANÁLISIS DE LTN BOLO CANAL IINTHQOUCCION A LA VIBRACIÓN

e.6

B.4.

^ 8-2..

-B.B.

Valores globales analógicos(página uno de tres)

SBRG - TURBINE DENERRTDR SETTUfiB-RENER -TOU TURBINE BUG OUTBOñRD-UERT

•u

O-co -B.2

-B.1.

-B.6

Uaueforn DisplayB4-14-89 10:32

LORD = 25.5RPM = 36B8.RPS = 60.00

e 80 12BTIME IN HSECS

168 2BB

El valor subrayado en la esquina superior derecha del gráficoilustrado más arriba es el valor RMS (raíz cuadrática media). Seasemeja al valor que se mediría con un voltímetro CA.

*. 1*0 1-19


Valores globales analógicos(página dos de tres)

B.B

e. A.

^J 9.2..

-8.8.

SBRG - TURBINE GENERRTOR SETTURB-GENER-inU TURBINE BBC OUTBORRD-UERT

(=>

-8.2

-8.4.

-8.6

48 80 120TIME IN HSECS

168

Waueforn Display84-14-89 IB:32

•»PK = 225-1LORD = 25.5RPM = 3600.RPS = 68.00

200

El valor máximo (subrayado en la esquina superior derecha delgráfico ilustrado más arriba) es el valor RMS (raíz cuadráticamedia) multiplicado por 1,414. Este valor se denomina valorRMS máximo.

1-20 1«f. . iKDrpmáid RHO^TH lixb. lu.

Valores globales analógicos(página tres de tres)

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL IinTRODUCClON A LA VIBRACIOr-

e.e

B.4.

;=! 8-2.

-B.B..

SBRG - TURBINE GENERflTQR SETTURB-GENER-TOU TURBINE BRG OUTBOHRD-UERT

ci-to -B.2

-B.4.

-B.6

Maueforn Display64-14-89 18:32

^P-P = .4567LORDRPM =RPS =

25.53608.68.8B

8 48 80 12B 168 208TIME IN nSECS

El valor pico a pico (subrayado en la esquina superior derechadel gráfico ilustrado más arriba) es el valor RMS (raízcuadrática media) multiplicado por 2,828. Este valor sedenomina valor RMS pico a pico. Observe que el valor pico apico verdadero supera las 0,8 milésimas. Por lo tanto, recuerdeque los valores RMS pico a pico no son iguales a los valoresverdaderos pico a pico. Las ondas sinusoidales purasconstituyen la única excepción a esta regla.

uta t» 1-21


Valores globales analógicos

Truc Peak Truc Pk-Pk

T I M

Se puede calcular una medida global analógica - denominadacomúnmente una medición no filtrada ~ con la forma de onda detiempo. Dado que la amplitud está en unidades RMS, este valor essimilar al que indica un medidor de voltios-ohmios. Encontrará el valorglobal de pico multiplicando el valor RMS por 1,414. El valor globalpico a pico se determina multiplicando el valor RMS por 2,828. Estasmediciones, que no son de pico verdadero ni de pico a pico verdaderas,se realizan con medidores como el IRD 350, IRD 880, BAL-MAC 216y el PMC-BETA 208. Estos medidores también efectúan la integraciónen el campo del tiempo. Los medidores capaces de indicar valores depico verdadero y pico a pico verdadero deben captarlos con circuitos dedetección de picos. Aunque se miden desde la forma de onda de tiempo,los valores de pico verdaderos no representan los valores RMS. ElAnalizador de maquinaria Modelo 2110/2115 de CSI y algunos equiposBently-Nevada cuentan con este modo opcional de medición.

1-23 IWI. \ lo*. )• rimk.

Valores globales digitales(página uno de tres)


e.20SBRC - TURBINE RENERflTOR SET

TURB-GENFI! TOU TURBINE BRG OUTBDRTtD-UERT

0.16.

*— e.12

0.08

co§1

0 ijTp, T_|jir"HU-*Vtt^7n,"_ijn_rtM

Spectrun Display84-14-89 10:31

•+RMS = .2420LORD =RPM =RPS -

25.53598.59.97

0 200 100 600 800 1000Frequency in Hz

Este gráfico espectral muestra el valor RMS (subrayado en laesquina superior derecha del gráfico ilustrado más arriba). Nose asemeja al valor que se mediría con un voltímetro CA. Elvalor RMS se calcula totalizando matemáticamente la energía decada línea del espectro.

Observe que este espectro y aquellos de las páginas siguientesson idénticos. La escala de frecuencia permanece inalterada. Elvalor global, no obstante, varía de un gráfico a otro debido a lamanera en que se calcula el valor. En consecuencia, la escala deamplitud también cambia.

mu. I-23

ANÁLISIS DB l,'i SOLO CANAL IINTRODUCCIÓN A LA VIBRACIÓN

Valores globales digitales(página dos de tres)

8.36

8. 24

£; e.18.

SBRG - TURBINE GENEBRTOR SETTURB-GENER-TGU TURBINE BRG OUTBORBD-UERT

CJ

e.12

e.

e AJ268 488 608 888

Frequency in Hz

SpectruM Display84-14-89 18:34

^PK = .3422LORD = 25.5RPM = 3598.RPS = 59.97

1888

El valor pico (subrayado en la esquina superior derecha delgráfico ilustrado más arriba) es el valor espectral RMSmultiplicado por 1,414. Este valor se denomina valor picoRMS.

1-24 ' CoprHcht IIX. |H*|»1U4 Rwradn lo*. I

ANÁLISIS DE tN BOLO CANAL [INTRODUCCIÓN » LA VIBRACIÓN

Valores globales digitales(página tres de tres)

o_to

Q_

e.6

B-5.

6. A

e.3.

0.2

e.i.

SBRG - TURBINE GENERRTOR SETTIJRB-GENER-TOU TURBINE BRG OUTBOflRD-UERT


^P-P = .6843LORD = 25.5RPM = 3598.RPS = 59.97

200 460 600Frequency in Hz

800 1060

El valor pico a pico (subrayado en la esquina superior derechadel gráfico ilustrado más arriba) es el valor espectral RMSmultiplicado por 2,828. Este valor se denomina valor pico apico RMS,

1-25

ANÁLISIS DE HH SOLO CANAL iINTRODUCCIÓN A LA VIBRACIÓN

Relaciones de fase(página uno de dos)

La zona pesada del disco A está a 180° fuera de fase conrespecto a la zona pesada del disco B.

1-26 CU|l)llifcl IMt, 1 «3 t. lurpmMl Kwrndm Inda b. <tni*u

UN SOLO CAMAL IIOTBODUCCION * LA VIBRACIÓN

Relaciones de fase(página dos de dos)

La zona pesada del disco C pasa por el transductor a 270°después de que se dispare el fototacómetro. 270° es el "retrasode fase" del sistema. La mayor parte de los analizadoresdigitales miden la fase de esta manera.

IMt, L*1J r^f.lalm.l a¡ I mi lntp«l*4 Ruina*» txh» tm 1-27


Repaso de las definiciones

Desplazamiento ~ la distancia de una estructura de su punto dereferencia o en posición de descanso', por ejemplo: la posiciónde línea central verdadera de una chumacera; las unidadesnormales se miden en milésimas pico a pico o mm pico a pico.

Velocidad — el cambio en la amplitud de desplazamiento conrespecto al tiempo; en otras palabras, la proporción en quecambia el desplazamiento; los estándares industriales se midenen pico de pulgadas por segundo o RMS de mm porsegundo.

Aceleración ~ el cambio en la velocidad con respecto al tiempo(la proporción con que cambia la velocidad); para cualquierobjeto, la aceleración es directamente proporcional a la fuerzaque actúa sobre el objeto; las unidades normales se miden en gRMS.

Frecuencia ~ el número de ciclos de un evento dado que seproduzca en tiempo unitario; las unidades normales son Hz oCPM; Hz (Hertz) especifica el número de ciclos o eventos cadasegundo; CPM (ciclos por minuto) especifica el número deciclos o eventos cada minuto.

Fase ~ el intervalo entre dos eventos en relación a unareferencia u hora de comienzo; normalmente se mide engrados; el equipo y software de CSI siempre se refiere a gradosde retraso de fase, definido como la dirección opuesta a larotación del eje a partir de una marca de referencia en el eje.

1-28 • Coprrifbl 1M>. 1»M CoBpvtalloMl 8pU_. iMDtporaUd Rmtwk» todo. lo. dmd»

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL ICOMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO

SECCIÓN 2COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO

U*». 1M3 Comp^attaMl SpUu. («corporal») Riurvado» lodos lo» denchoi 2-1

ANÁLISIS DE LTV SOLO CANAL ICOMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO

Notas

2-1 • Copjrighl 1J8». 19*3 CaBpulalkwal 8yil.ro. iBcorporaled RaMrw*> lodo» k» dct«dm

ANÁLISIS DE UN SOLO CANALCOMPONENTES DEL M OfTEMMIKVro rHEDJCTTVC

Sección 2Componentes del mantenimiento predictivo

a.7FBRG - TENTÓ 20NE 3 SUPPLV FHN

8581-1»M3S-F2U FHN BBC. *2 - UERTICRL

0.6..

B.5.,

8.4..

e.3

0.2

0.1.

FflULT

RLERI

Trend DisplayoT

OUERHLL UHLUE

— Baseline —Ualue: .238Bate: 21-JUL-89

2fl 46 60 88Days: 21-JUL-89 To ll-OCT-89

Label: OUERRLL LEUEL. 13 IT OK? 7?

DflTE: 11-OCT-891 IIHE: 12:67:48RMPL: .283

Hay quienes se han formado una opinión injusta o imprecisa delmantenimiento predictivo (MPD) o el análisis de la vibracióndebido a experiencias anteriores con otros productos decapacidad limitada. Muchos productos de vibración sóloadquieren los niveles "globales" para indicar tendencias como laque se ilustra más arriba. ¿Es una tendencia de la vibraciónglobal una representación exacta de las condiciones de lamaquinaria?

2-3

ANÁLISIS DE UH SOLO CANtL ICOMPONEdfTKH DEL MANTENIMIENTOFREDICTIVO

FBRG - TENTEF ZONE 3 SUFPLU FRN85ai-18f3S-F2U FRN BUG. *2 - UERT1CRL

UJ PLQT

^C SPHMS 8.12-r

li-OCT-89 12.07

"r-n.f^ll.

4BB 8BB 1288FDEQUENCV IN Hz

Label: HñS THE DflTfl CHRHGED?

1688

13-SEP-69 10:36

16-flUO-89 11:31

21-JUL-89 15:00FREO: 22.51ORDR: 1.088SPC1: .222

La capacidad para almacenar y comparar espectros aumentaextraordinariamente la capacidad de un programa de MPD. Porejemplo, los espectros ilustrados más arriba representan losmismos datos presentados en un formato de tendencia global enla página anterior. La comparación espectral le permite ver que,aunque disminuya el nivel global, las características de lavibración han cambiado considerablemente. Observe el aumentoen las frecuencias altas y la disminución del pico IX. Estaevidencia demuestra que la medición global no le permiteevaluar las condiciones de la maquinaria de manera precisa.

2-4 "**• 1**) <

ANÁLISIS DE L >. SOLO CANAL ICOMPONENTES DBL MANTENIMIENTO NtEDICTIVO

0.6

FBRG - TENTER ZONE 3 SUFPLV FRN85B1-1BK3S-F2U FñN BRG. «2 - UEHTICñL

e.s.,

<£> e. A.

£o

B.3. ,

1-2.

0 .1 .

FñULT

RLERT

Trerid Displayof

SUB 8 Ix TS

— B ase 1 irte —Ualue: .232

21-JUL-89

20 40 GB 80Days: 21-JUL-89 lo ll-OCT-89

IxTS IS DOUN. IS THIS OK?

IMIE: ll-OCT-89TIME: 12:87:48flMPL: .121

La capacidad de dividir el valor global en bandas de frecuenciaseleccionadas para alarmas y análisis más discretos ofrece unarma poderosa para el análisis de la vibración. Observe lasalarmas de la tendencia ilustrada más arriba para la velocidad degiro 1 X (1 orden). Estas alarmas difieren de aquellas de latendencia global que usted ya ha visto para este mismo punto demedición. En el caso de esta 1 X TS el nivel de desalineacióndisminuyó a casi la mitad de su amplitud inicial. Nuevamente,este gráfico puede ser engañoso sin contar con datosadicionales.

». IM3 C_pUta«| Sniw. Mt.rr.idc. to*n la 2-5

ANÁLISIS O E UN SOLO CANAL ICOMPONEKTBflPEL MANTENIMIENTO ntBDKTIVO

B. 14

B.121

e.12

KüHU - TEHTER ZDNE 3 SUPFLV FRN85ai-ie«3s-F2g FRN BHG. »2 - UERTICRL

M 4B 60 WDays: L'l-JUL-83 To ll-OCT-89

Label: BEHRING HHND . IS THIS OK?

fBRG - TEMTER ZONE 3 SUPPLV FRM85Bl^ie*3S-r2U FRH BBC. 1(2 - UEBIICRL

28

Labe I :

48 60 B821-JUL-89 To ll-OCT-83

BEHRING BflNB . IS THIS OK?

Trertd Displayof

4 9-35x TS

— Base 1ine —! Ualue: .03133

Date: 21-JUL-89

.._ DflTE: ll-OCT-89TIHE; 12:07:48flMFL: .119

Trendof

36-6Sx TS

— Base 1 ine —alue: .01139

4-Date: 21-JUL-83

10B DRTE: ll-OCT-89TIME: 12:87:«RMPL: .182

Las tendencias ilustradas más arriba representan dos bandasdefinidas para la detección de los cojinetes. Estos datos debieranhacer que usted responda de manera muy diferente encomparación con las tendencias globales de IX. Observe que losniveles han activado alarmas en ambas bandas.

IM». IWI C_pit«to_l .<{>*_. luqmud

ANÁLISIS DE UN BOLO CANAL ICOMrONENTEE DEL MAVrENIMIENTOntEDICTIVO

FDRG - TENTEU ZDNE 3 SUI'PLV FRN85B1-1BH3S-F2U FflN BUG. »2 - VERTICAL

U)

o. ir -

e.Bs

e. cíe.

B.B4,

0.021

.1B

WuJ^48

iuei J

8

•

Bf

^ JllliMw lIJW^i 12W iee

Spectrun Disp layll-OCT-89 12:67

PK = .2BBBLI1HI) = 1BB.BRPH = 1363.BPS - 22.72

Label:FBEQUENCV IN Hz

NÜHÜlfNCH.FEHKS U/ IxTS SIDEBflNDS

FREO: 22.72ORDR: i.eeeSPEC: .11B

NO. FRECUENCIAPICO (Hz)

1234567a9101112131415161718

4,729,7113,2222,7139,5345,0696,44242,79265,35310,47375,54397,98420,57495,65508,21530,65553,30640,91

VALORPICO

0,03000,01700,02100,10940,01020,04350,00930,01190,03570,00840,03500,02420,03860,00950,05200,01380,04620,0213

VALORORDEN

0,210,430,581,001,741,984,2410,6911,6813,6716,5317,5218,5121,3822,3723,3624,3528,21

NO.PICO

FRECUENCIA(Hz)

VALOR VALORPICO ORDEN

192021222324252627282930313233343536

685,97751,20773,59SIS,68906,28951,30993,911016,461038,941061,611084,011128,981172,041216,741239,161304,341349,511437,00

TOTAL MAG0,2060

SUBSINCRONICO0,0410 / 4*

SINCRÓNICO0,1379 / 45*

0,0408 30,190,0127 33,060,0328 34,050,0366 36,030,0320 39,890,0373 41,870,0147 43,750,0099 44,740,0237 45,730,0116 46,730,0171 47,710,0249 49,690,0217 51,590,0415 53,550,0085 54,540,0257 57,410,0166 59,400,0136 63,25

NO SINCRÓNICO0,1475 / 51*

Con alguna experiencia en el diagnóstico, usted puede reconocerdefectos en los cojinetes por sus picos de alta frecuencia ypatrones de energía alta, no sincrónica, con espacios de 1orden. Ni siguiera necesita conocer la identificación del cojineteo el aro que esté defectuoso.

2-7

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL ICOMPONENTES DEL MANTENIMIENTO rRBDICTTVO

FBBG - TENTER ZONE 3 SUPPLV FRN8581-18tl3S-F2U FRN ERG. 12 - UERTICRL

UaueforM Display11-OCT-89 12:B7

RUS - 1.51LORD --= lee.eRPH - 1363.UPS = 22.72

-12BB 9B 128 156

TIHE IH MSECS188 218 2-W

Label: NOTICE SIGNIFICRNI IHPflCI fr RIÑO

La forma de onda de tiempo o dominio de tiempo ofrece otraarma útil en el análisis de la vibración. Los niveles muy altos deimpacto y "campanilleo" u oscilación transitoria aparecenilustrados más arriba cuando las bolas o rodillos del cojinetepasan sobre la zona defectuosa del aro. Nuevamente, con ciertaexperiencia, este patrón sería motivo de preocupaciónindependientemente de la tendencia global o la falta deidentificación del cojinete.

2-8 > CopyrleBI l*t». 1WJ Campuliítmfl S]>m>. Imic^mixl k.trv.4. U*» l

ANÁLISIS DE I. '. SOLO CANAL ]COMPONE VTE8 DEL MA.VrENIM[EVTOrREDItTTVO

^

D . ID -~

8.88.

••"•

8.82![

oje

i i r

D D D D

E

ULJ

i

*u UJJ* ¡¿AJi

D

i yl iu Ji1 L1 488 8BB 1288

FREQUEHCY IN HzLabe]: BPFI HULT's U/lxIS SDBND5 HIOHER

u

Spectrun Displayll-OCI-89 12:87

PK = . 2B68LORO = 18B.8

^RPM = 1363.BPS = 22.72

D=BPF1 : 131.

.„„ FHFJ): 132.8' ' ORDK: 5.8-43

SPEC: .00727Priority: 1


123456789101112131415161718

4,729,7113,2222,7139,5345,0696,44242,79265,35310,47375,54397,98420,57485,65508,21530,65553,30640,91

VALORPICO

0,03000,01700,02100,10940,01020,04350,00930,01190,03570,00840,03600,02420,03860,00950,05200,0138(J, 04620,0213

VALORORDEN

0,210,430,581,001,741,984,2410,6911,6813,6716,5317,5218,5121,3822,3723,3624,3528,21

NO. FRECUENCIA VALORPICO (Hz) PICO

192021222324252627282930313233343536

685,97751,20773,59818,68906,28951,30993,911016,461038,941061,611084,011128,981172,041216,741239,161304,341349,511437,00

0,04080,01270,03280,03680,03200,03730,01470,00990,02370,01160,01710,02490,02170,04150,00850,02570,01660,0136

VALORORDEN

30,1933,0634,0536,0339,8941,8743,7544 ,7445 ,734 6 , 7 347,7149 ,6951,5953,5554,5457,4159,4063,25

TOTAL MAG0,2060

SUBSINCRONICO0,0410 / 4%

SINCRÓNICO0,1379 / 45*

NO SINCRÓNICO0,1475 / 51*

Usted puede diagnosticar precisamente un defecto interior de unaro cuando conoce la geometría del cojinete relacionado conesta identificación. También puede emplear superposiciones defalla de frecuencia. Los métodos e instrumentos mencionadosanteriormente afectan considerablemente el MPD.

' Copjr%kl INI. 2-9

ANÁLISIS DE Lr> BOLO CANAL ICOMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PREDICTTVO

Componentes técnicos del mantenimiento predictivo

Mechanical Vibration

Transducer

Electrical Signal

Signal Processing

Problem Detection

Diagnostics

2-10 1*1». Sj-Hnm, ¡mmift***! RiHmidn Iwb ** <Wr«ÍK-


Transductores de vibración

Un buen transductor debiera convertir la vibración mecánica enuna señal eléctrica analógica. Los transductores pueden medir lavibración en aceleración (g), velocidad (pg/seg) odesplazamiento (milésimas).

Se puede expresar la frecuencia en CPM (ciclos por minuto) oHertz (abreviado Hz — ciclos por segundo)

1. RPM se denomina comúnmente CPM; a la velocidad defuncionamiento, las revoluciones por minuto = ciclos porminuto

2. 60 ciclos/minuto = 1 ciclo/seg

60CAW = 1 Hertz (H¿)BQRPM

3. Para convertir Hertz a CPM, multiplique el valor en Hertz(Hz) por 60; por ejemplo: 20 Hz X 60 = 1200 CPM(RPM)

4. Para convertir CPM (RPM) a Hertz, divida por 60; porejemplo:

3600 CPM (RPM)60

1)M. 1M> OmpuUllml Sjnm». iBcorpordrd Rmrmiki lodo lo* *nefc» 2-11


Curvas típicas de respuesta del transductor

\

Displacement Probé - DC - 1000 Hz

Velocity Probé - 10 Hz - 1200 Hz

Accelerometer - from 2 Hz - 1200 Hz to 2 Hz - 20,000 Hz(accelerometer resonance depends on mounting technique)

2-12 I»W, H9S CoB|W<*liwl SjMant. Inoxpontat Ron-vado lo*. b> dendra


Transductor de desplazamiento

1. mide el movimiento relativo entre la punta de la sonda yel eje giratorio

2. útil cuando se transmite muy poca vibración del eje a lacaja

3. requiere instalación permanente, lo cual puede resultardifícil

4. rango de frecuencia: CC a 1000 Hz

5. requiere acondicionamiento de la señal

Shaft

Radial X & Y Probes

Three-wire Shielded Cable to Panel

Vertical Probé

Horizontal Probé

Eddy Current Driver(Proximeter)

' Copyright 1989, 1SW Coroputallooal Sy»lam. Im-orporsUed Ramdn todo» m denckw 2-13


Señal de la sonda de desplazamiento

DisplacementProbé

Bías or DCGap Voltage

-24VdcAC Signal

Probé Tip Far Away From Shaft

La señal de una sonda de desplazamiento posee un componenteCA y un componente CC.

2-14 • Copyright 1989. 19*3 CaatfttUttoml Sjttaat. iDoarpontted Rtteradas todo» tos derechos


Sonda de velocidad

Usa un imán que se mueve dentro de una bobina para generarun voltaje proporcional a la velocidad.

1. rango de frecuencia: 10 - 1000 Hz (típico)

2. la calibración puede cambiar debido a la orientación de lasonda y la temperatura

3. no requiere acondicionamiento de la señal

Transducer Connection

Case

Conductor Coil

Spring

PermanentMagnet

Damping Fluid

> Copyright 198», 1993 CompuUíiom) SjsUnu. Incorpóralo) Raerados todos lo» dencbo» 2-15

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL ICOMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PREDICTTVO

Transductor de velocidad sísmica

Ventajas

1. lee la velocidad

2. lee el componente que es proporcional a la importancia dela vibración

3. generación automática

4. excelente proporción de señal a ruido

5. resistente

I

Desventajas

1. gran tamaño

2. pesado

3. rango limitado de frecuencia

4. rango limitado de temperatura

5. no hay investigación para mejorar el diseño

6. relativamente caro

2-16 • Copyright 1989, 1WJ Cofnputatlotcü Syttemi. Lacorporatod Reservado» lodo» tos derecho»


Acelerómetro y velómetro

Estos transductores generan una carga eléctrica proporcional a laaceleración, tensando los cristales piezoeléctricos. Estos transductores:

1. poseen un amplio rango de frecuencia desde aproximadamente 2Hz a 10 kHz, y por lo general se dispone de versiones dealta/baja frecuencia;

2. son muy resistentes;

3. no requieren acondicionamiento externo de la señal (tipoPiezoeléctrico de circuito integrado~ICP);

4. se montan fácilmente con un perno o adhesivos, y también sedispone de montajes magnéticos para aplicaciones periódicas. Lassondas manuales son muy populares para las inspecciones devibración.

SetÜeTime

Amplifier

PreloadedRef. Mass

Base

Mica InsulatorConductivo PíatePiezoelectric Ciystal

> Copyright U0>, 1W3 CorapuMional SjtUtta, IncorporaUd Rao-rad» tota In dtndiai 2-17

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL ICOMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PRKDICTIVO

Respuesta del acelerómetro

Todos los acelerómetros de tipo ICP (piezoeléctricos de circuitointegrado) pasan por algún tipo de resonancia antes de que bajesu respuesta en una frecuencia alta.

Los acelerómetros de tipo ICP también son buenos hastaalrededor de 2 Hz en el "extremo inferior". Esta característicano significa que usted no pueda controlar los ejes o los rodillosque giren menos de 2 Hz. En ejes y rodillos de baja frecuencia,se buscan principalmente defectos en los cojinetes. Los defectosde los cojinetes se producen con frecuencias mucho más altasque la velocidad de giro del eje. No se preocupe mucho por eldesbalanceo del eje, que aparece con la frecuencia de velocidadde giro. (La baja frecuencia se refiere a los ejes que giran amenos de unas 120 RPM, es decir 2 Hz.)

2-18 • Copyright 19*9, 1W3 CaapMaUaaa SfOan*. Incorpóralo! Roeradn todos lo derecho»


Respuesta de montaje del acelerómetro(página uno de tres)

co

or>

4000 3080 1200OFREiJUENCY IM HJL

16090 26009

Montaje con pernos

Los datos espectrales ilustrados más arriba fueron indicados porun acelerómetro montado con pernos en una superficie lisa, loque otorgó una respuesta lineal a aproximadamente 16.000 Hz.

10

B _ _

co

co

TRAM RftTIO

V AlV^ \J4800 3080 12000

FKEQUEMCy IM H-t16090 20009

Montaje de fijación rápida

Los datos espectrales ilustrados más arriba son de unacelerómetro montado con un Modelo 910 & 911 de fijaciónrápida de CSI. La respuesta lineal del transductor fue repetible aaproximadamente 10.000 Hz.

, 19» Conputallooil SyWtms. Inoocponlcd Rncrndw ta&x 1» dcndm 2-¡9

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL ICOMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PREDICTFVO

Respuesta de montaje del acelerómetro(página dos de tres)

co

co

JLt -

12 _

10 _

B_

G_

4_

2

9

1

— r "' ' 1 ~"" TFREQ : 129V5 . 0 <

//

= TR'AM RATIO

fl

:J ^ r_x

' 1 í

Vx^ ^i

9 4800 3080 12008 16090 288FKEÜUENCY IN

Montaje magnético de tierra rara

Los datos espectrales ilustrados más arriba se obtuvieron con unacelerómetro montado con un Modelo 905 de imán de tierrarara de CSI. La respuesta lineal del transductor llegó aaproximadamente 7.000 Hz.

13

co

co

FREO: 5250.0TPON RQTIO

9

4800 3080 12008FREOUENCY IN HJ:

16090 28009

Montaje supermagnético

Los datos espectrales ilustrados más arriba muestran unarespuesta lineal a aproximadamente 3.000 Hz. El transductor semontó con un Modelo 906 super magnético de CSI sobre unasuperficie curva.

2-20 • Copyright 158», 1**3 Camputídtottil SjsUma, Incorporated Rnirvadn lodo* tas deredtoi

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL ICOMPONENTES DEL MANTENIMIENTO FREDICTIVO

Respuestas de montaje del acelerómetro(página tres de tres)

00

4800 3000 1200OFKEQUEMCY IN H^

16090 20009

Acelerómetro manual con aguijón de 2 pulgadas

Los datos ilustrados más arriba fueron tomados con un acelerómetromanual Modelo 310 de CSI utilizando un aguijón de acero de 2pulgadas. El transductor posee una respuesta lineal de aproximadamente800 Hz. Para equipo de alta velocidad, la fmáx de la sonda manualsimplemente no es aceptable.

co

o

4000 3000 1200OFREdUEMCY IN H

16090 28009

Acelerómetro manual con aguijón de 8,5 pulgadas

Los datos ilustrados más arriba fueron tomados con un acelerómetromanual Modelo 310 de CSI utilizando un aguijón de acero de 8,5pulgadas. El transductor posee una respuesta lineal de aproximadamente500 Hz. Nuevamente, para equipo de alta velocidad, la fmáx de lasonda manual simplemente no es aceptable.

• Copyright 1989. 19*3 CtnpalaUowl Sjnlan», l«oorporal«i Rotnado» lodo» I» dtndx» 2-21

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL ICOMPONENTES DEL MANTENIMIEVTOFREDlCriVO

Tipos de procesamiento de señal

El procesamiento de señal transforma la salida del transductor aun formato más comprensible. Los resultados del procesamientotípico de señales para el análisis de la vibración incluyen:

t -visualización del dominio de tiempo (forma de onda detiempo)

2. criterios de nivel global

3. análisis selectivo de banda de frecuencia

4. visualización del dominio de frecuencia (análisis espectral)

2-22 • Copyright 1989, 1993 CompMaUmü SpUou, locotporaud Hnerados todo» lo» derecho»


Señal de dominio del tiempo

La forma de onda de dominio del tiempo mide la amplitud deuna señal de voltaje a través de un período de tiempo. Lasensibilidad del sensor divide el voltaje para obtener la amplituden unidades sensor as.

i.eBRL - TURBINE (DRIUING 10 FRN >

TURBINE -TIH TURBINE INBORRD HORIZONTAL

CX5

CD

cece:

Uave-forn Bisplay12-NOU-87 14:20

RUS = .2354LORB = 188.8RPH = 2595.RPS = 43.25

-6.880 180 128 148 160 180 200 220 248

TIME IN MSECS

• Copyrlebl 198», 1993 ConpulaUa»! Sjtltaa. Incocpontcd Rntradoa iodo» te deredm 2-23


Señal típica de dominio del tiempo

Este cojinete está probablemente defectuoso, porque se puedenver los altos niveles "G" de impacto. Por lo general, los nivelesde impacto mayores o menores que 1 G son motivo depreocupación en una bomba o motor. Una caja de cambios, noobstante, puede generar niveles G mucho más altos y aún seraceptable.

FBBG - TENTEB ZONE 3 SUPPLV FRN8501-10S3S-F2U FRN BBG. «2 - UEBTICflL

—• 0

yCJ

Uaveforn Displayll-OCT-89 12:07

BMS = 1.48LORD = 100.0BPM = 1363.BPS = 22.72

-8

80 100 120 140 160 180TIME IN MSECS

Label: NONSYNCHBONQUS U/ IxTS SIDEBRNDS

208 220 240

Priority: 1

2-24 • Copyright 198». 1993 ComputaUonal SyMniw. IncxrpotaUd Raeradoi todo» Id dcredm


Criterios de nivel global

El nivel global (banda amplia) es un cálculo de un sólo númerode la amplitud sin filtración de una forma de onda de vibración.También puede calcularse el nivel global de un espectro. Variasorganizaciones han empleado criterios de nivel global paraestablecer muchos estándares diferentes para los niveles de lamaquinaria.

Resumen de estándares globales de vibraciónPico de velocidad (pg/seg)

Estándar Medida Nivel de alerta Nivel de alarma

Inst. hidráulica14a Edición

LS.O. 2372

E.P.R.I. FP 754

A.P.I. 6106a Edición

CuadroRathbone

Caja

Caja

Eje

Eje

Caja

0,30*

0,25

0,50

0,40

0,30

0,60

0,80

0,60

* Medición filtrada válida 2.000 - 20.000 CPM

• Copyrfehl 1989.1993 Coi . lacorporated Raervadat todos loa dencbas 2-25


Cuadro Rathbone

Tomado de medidas exteriores de caja en máquinas pesadas, debaja velocidad.

VIBBATIOff HUEQUENCY* - CMI

60 120 180 24O 360 480600 120O 2400 3600 6000

...

Frequencj correapoads to HPJÍ «heo dynamic imbalaace ii the cause oí vibr»tlon

2-26 • Copjrrlgbl 1989, ¡99) CompuInUonal Sjtttm. lororpomUd RnerradM todo» k» dmdm

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL ICOMPONENTES DEL MA.YTEN1MIBNTO PRKDICTtVO

Espectro del analizador de banda de frecuencia selectiva

Scientlf ic-Atlanta, Inc. N*w J«n«y MvWM *«»«*ifki>«»i. «MI. *»<•*»**, IU.OTM*

Los datos espectrales ilustrados más arriba fueron tomados conun analizador de "filtro de barrido". Los picos amplios son elresultado de pasar un filtro a través de todo el rango defrecuencia de interés. Sin embargo, la resolución permitecapacidades muy bajas de análisis.

' Copyright 1W9, 19» CotnpuWkmil Sjrtom, IncorponXed Rnerudo» lodo» te dencbn 2-27


Característica de frecuencia

Se gráfica una señal de dominio de frecuencia con el eje vertical(Y) como amplitud y el eje horizontal (X) como la característicade frecuencia. Los datos contenidos en el dominio de lafrecuencia se derivan de la forma de la onda de tiempo.

•ww-

SinewaveBroken

Down intoComponente

SpectrumDerived from

FFT

ComplexSinewave

2-28 ' Copyright 198», WM Compulalionaü SjrWnu, Incorporal*! Reservad» todo» kx deredu»

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL iCOMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PREDICTTVO

Análisis de espectro(página uno de dos)

SBRG - TURBINE GENERRTOR SETTURB-GENER-TOH TURBINE BRG OUTBORRD-HORIZ

o .:> --

0.4..

ac

~ O.3.i —gjLJ

1 B'2-

sO_

OL.0.1.

0

MMMI

c

1 í i 1 1

OüWhid

Looseness

i i

,/JLl LJ. i . í A í i J0 2 4 6 8 1 0 1 2


P-P = .5071LORD = 25.5

-f- RPM = 3598.RP3 = 59.97

Frequency in Order

Ordr: 1.8B8Freq: 59.98Spec: .347

100 200 300 400 500 600 700Frequency in Hz

Freq:Ordr:Spec:

59.981.000.347

10000 20000 30000 40000Frequency in CPM

50000 Freq:Ordr:Spec:

3598.71.000.347

Frecuencia normalizada en órdenes

Espectro típico para una máquina con cojinetes de manguito.

, 19W CampMMoaú gyrianí, ¡acorpmttd Rewrvadm lodos lo> dencko» 2-29


Análisis de espectro(página dos de dos)

8.28

0-16. .

S 0.12..

o 8.881

8.84

FBRG - TENTER 20NE 3 SUPPLV FON8581-18#3S-Flfl FflN BRG. «I - flXIRL

Imbalance

Misalignment

Possible Beatíng Frequencies

AJÜJjdJLjLLji áLL


PK = .3349LORD = 188.8RPM = 1352.RPS - 22.53

8 18 20 30 40 50 60Frequency in Order

70

Frecuencia normalizada en órdenes

Cojinete con elemento rotatorio típico que muestra unafrecuencia máxima de 50XTS.

2-30 > Copyright 1*89. 1»M ComputaUonal SyjUna, InoorpomUd Roervadn toan k> derechos

ANÁLISIS DE L7< SOLO CANAL ICOMPONENTES DEL M ANTENlMIEyTO PREDICTTVO

£1 dominio de la frecuencia

El analista de vibración puede dividir los datos del dominio dela frecuencia, o los espectros, en tres áreas principales deinterés.

1. componentes sincrónicos NXTS(fijos en la fase) (N es un entero)

2. componentes subsincrónicos < 1XTS

3. componentes no sincrónicos FXTS(F > 1.0; no es unentero)

Nota: TS es la velocidad de giro o la frecuencia de rotación(RPM) del eje en la posición donde se realiza la medición.

• Copyrleht 198», WM ConimUt&nal BjtUat, Incorporal») Rnerad» lodos los dertdM» 2-31


Causas de los componentes subsinerónicosen el espectro

Frecuencias bajo la velocidad de giro (< 1XTS).

1. otro componente de la máquina que está controlando uotra máquina

2. frecuencia de correa principal y a menudo frecuencia decorrea 2 X

3. inestabilidad hidráulica (remolino o batido de aceite)

4. roces

5. frecuencia de jaula de los cojinetes antifricción

2-32 • Copyright 198». 19»J CanpuUUonal Systíro». Inrorporaítd KnerHuliM todos k» derecho»

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL ICOMPONENTES DEL MANTENIMIENTO rREDICTIVO

Causas de los componentes sincrónicosen el espectro

Frecuencias fijas en la fase a la velocidad de funcionamiento; esdecir, múltiplos exactos de la velocidad de giro (NXTS donde Nes un entero).

1. múltiplos bajos — N = 1 a 8a), desbalanceob). descentramiento de la línea de pasoc). desalineación

1. no es la correa2. líneas del centro del eje3. cojinete

d). eje dobladoe), piezas sueltasf). paso de aspa o alabeg). movimiento recíproco

2. múltiplos altos — N > 8a), engranajesb). paso de aspa (compresores o turbinas)c). frecuencia de ranura en los motores

* Copjrtckt M8». 1993 CompBtatfcnal Sjvtom. Incorporan! RncrvaoV» todo» tos dcncko» 2-33

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL ICOMPONENTES DEL MANTENIMIENTO FREDICTTVO

Causas de los componentes no sincrónicosen el espectro

Frecuencias sobre (pero no múltiplos de enteros) la velocidad degiro (FXTS donde F > 1,0 y no es un entero).

1. otro componente de la máquina

2. múltiplos de la frecuencia de correa

3. cojinetes antifricción

4. resonancias del sistema

5. conexiones eléctricas

6. otras causasa), transmisiones de cadenab). juntas en Uc). embragues centrífugosd). bombas de lubricacióne), subida del compresorf). detonacióng). superficies deslizantes

7. causas extraordinarias — pelota de tenis, frijoles asados,tarros y botellas de refrescos, lubricante soluble en agua,papas fritas

2-34 • Copyright 198*. 1W3 Computtliofial S;*<ai». Incorporal») R«n-»dn> lodos k» dertdiM


Ordenes armónicas

Las frecuencias en múltiplos enteros de una frecuencia principalson armónicas de dicha frecuencia; por ejemplo: 1 X f, 2 X f, 3X f, 4 X f, etc. Los órdenes también se denominan múltiplos dela velocidad de funcionamiento de un eje; por ejemplo: 1XTS,2XTS, 3XTS, etc.

Armónicas vs. órdenes

Las armónicas de una frecuencia son múltiplos enteros de dichafrecuencia.

armónicas (f) = NXf

donde/es la frecuencia dada y N = 1, 2, 3, . . .

Las órdenes relacionan una frecuencia dada con la velocidad degiro del eje.

Orden = f/TS

donde/es la frecuencia dada y TS es la velocidad de giro

Por lo tanto:

1. las órdenes se normalizan siempre con la velocidad degiro del eje

2. no todas las armónicas son órdenes; p.ej., las armónicasde los picos no sincrónicos (como las frecuencias dedefectos en los cojinetes) no son órdenes de velocidad degiro

3. pueden haber armónicas y órdenes de picossubsincrónicos, sincrónicos y no sincrónicos

• Copyright 1*8». M*J CoRputattomi Sptow. IncorporaUd Roer»*» todo» ten dcrtdko ;• 2-35

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL ICOMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PRED1CTIVO

FBRG - TENTER ZONE 3 SUPPLV FRN8E01-10H3S-F2R FRN BHG. «2 - RXIRL

8.36

8- 30..

0.24..

0.18.

0.12.

-06..

20 30 40 50Frequency in Order

Label: BRD BRG.-POSS.CRRCKED INNER RRCE Prioritu: 1


PK m .4419LORD = 100.0RPM * 1352.RPS * 22.53

Ordr: 5.887Freq: 132.7Spec: .05447

<s HorzRxs SetMark LabPks Cursor PkList NeuPlot Lócate Text

El gráfico espectral ilustrado más arriba muestra armónicas queno son sincrónicas.

2-36 • Copyright 1989, 1993 CoropulMIoaal Surtan. Incorporaled Reservados todos los dcredioi


LOOS - MOTOR RND PUMP U/SOFT FOOTFflN PUMP -MOU MOTOR OUTBORRD UERTICRL


PK = .1788LORD = 100.0RPM = 885.RPS = 14.75

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30Frequency in Order

Ordr: 1.000Freq: 14.75Spec: .144

El gráfico espectral ilustrado más arriba muestra picos que sonarmónicos y sincrónicos.

• Copyrfeht 1«8>. lí«5 CaupWadooal Sjttma, iBcorporaUd Reterado todos lot doredx» 2-37


Características del dominio de frecuencia o espectro

Los datos de vibración presentados en este formato le permiten:

1. detectar la presencia de eventos periódicos

2. determinar la amplitud relativa de los componentes

3. encontrar relaciones armónicas

4. separar frecuencias muy cercanas

5. medir la ubicación precisa de las frecuencias

6. ver componentes con diferencias significativas en amplitud

2-38 • Copyright 198». 1993 CompMtfkwal SjUam. Incorporated Rncradn todo» I» imchai


Características del dominio de tiempoo forma de onda de tiempo

Los datos de vibración presentados en este formato le permitendescubrir:

1. si los eventos son al azar o periódicos; simples ocomplejos

2. impulsos afilados o impactos visibles

3. asimetría/distorsión

4. truncar/aplastar

5. eventos de baja frecuencia

time4QQ1024 400

2-56(f J fmax' J max

no. de líneas frecuenciade resolución máxima

delespectro

• Copyright 1M», MU Coatpulaüonal SjOtm, InoorponUd Rncrvadw todo» tu, dcndm 2-39


Información de máquina específica

Es necesario seguir una pauta sencilla para analizar losproblemas de la maquinaria. Asegúrese de incluir informacióncomo la que se enumera a continuación.

1. esquema generala), pesos estimados de rotorb). diámetros de ejec). descripciones de cojinetes ~ de manguito o con

elementos rotatorio

2. frecuencias de funcionamiento conocidas

3. motores (frecuencia de deslizamiento, ranuras, etc.)

4. número de aspas, paletas, etc.

5. información de correas o cadenasa), distancia centro a centrob). diámetros de pasoc). número de correas

6. información de acoples

7. información de engranajesa), dibuje un esquema del tren impulsorb). tipo de engranajesc). número de dientes de los engranajes

8. indique los lugares donde deben tomarse los datos

9. características del proceso

2-40 • Copyright 1989. l»M Computatlond SjvUo», lacorfanUd Hornada todo» I» derecha

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL ICOMPONENTES DEL M ANTENIMIEOTO PRED1CTIVO

Posiciones para medir la vibración

Es importante rotular uniformemente todos los puntos. Ajustelas etiquetas de los puntos a las normas de la planta o compañía.

6 5 4 3 2 1

4

i

Purap

1 x

CH•H mmm

Gear orFluidDrive

L ]Fmmm mmmmm*

Motor

!ÉC JL j £

Método 1 Método 2

1. motor externo horizontalverticalaxial

2. motor interno horizontalvertical

3. entrada dellíquido detransmisión

4. salida dellíquidode transmisión

5. bomba interna

horizontalverticalaxialhorizontalvertical

horizontalvertical

6. bomba externa horizontalverticalaxial

MOH M1HMOV M1VMOA MÍAMIH M2HMIV M2VDMH D1HDMV D1VDMA DÍADPH D2HDPV D2V

PIH P1HPIV P1VPOH P2HPOV P2VPOA P2A

* CopjTfgbl 198», 1M3 CompulMkwd SjnUm, lacorporatod Rocrndoi todos k» dcncba 2-41

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL ICOMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PRE0ICTIVO

Recordatorios para la recolección de datos

Debe recolectar datos repetibles en el plano y posición correctapara un Programa de mantenimiento preventivo eficaz. Lapágina siguiente muestra una caja de cojinete marcada conflechas que indican los planos de recolección de datosrecomendados. Algunas fallas señalan la amplitud más alta en ladirección radial, y algunas indican la amplitud más alta en ladirección axial. Las secciones de fallas de este manualconfirman que una sola medición radial (vertical u horizontal)puede no ser suficiente para diagnosticar el problema. Siempreque sea posible, recolecte una medición axial y dos radiales(vertical y horizontal) en cada punto de medición.

Debe saber dónde colocar la sonda. Tome las mediciones enuna parte de la caja que tenga un buen camino de transmisióndesde el origen de la vibración. En este momento, evite ladivisión entre las dos mitades del cojinete para sondear. Nocoloque la sonda sobre la tapa del extremo de un cojinete ni latapa del extremo de un motor. Las tapas de los extremos no sonrígidas y no son buenas transmisoras.

Si marca los puntos de recolección de datos en cada máquina,puede recolectar datos en el mismo punto cada vez que lo haga.De esta manera evita obtener datos imprecisos que puedenafectar su análisis. Puede usar un punzonador central paramarcar los puntos de recolección de datos. Si usa un montajemagnético, mantenga la superficie de montaje lisa y limpia. Lospernos permanentes o los desconectores rápidos de una máquinatambién marcan claramente el punto de medición. Puede pegararandelas planas que sirvan de "blancos" para la sonda manual.

2-42 • Copyright 1989. 1993 Cotnputattonal Systenx». hnwpontfed Rnrrvjdaí lodos to dendm


Axial

Vertical

U U

Vertical

Horizontal

Axial

Vertical

orizontal

> Copyright «W, 1M3 CompumUonaJ SyOaas. lacorpontted Rntrndoi lodo k* derecho 2-43


Planos para recolectar datos en una caja de cojinete

En general, realice siempre mediciones en las tres direccionesindicadas más arriba. La variedad a menudo ayuda en elproceso posterior de diagnóstico.

2-44 * CopTrighl 198». 1*93 ComputaUnnaJ Sjtteau, I«corponil»<l Reservados todo» lo» deredx*


Inspección personal

Antes de intentar diagnosticar un problema, observe el entornoe inspeccione la máquina. Evalúe la condición general de lamáquina.

1. ¿Se ve cuidada?

2. ¿Se ha agrietado la lechada alrededor de la base?

3. ¿Sujetadores? ¿Integridad estructural?

4. ¿Hay soldaduras trizadas?

5. ¿Qué emisiones hay; p.ej., fugas de sellos en las bombas;rugas de aire alrededor de los ventiladores; fugas de vaporen las turbinas; etc.?

6. Observe los instrumentos instalados. ¿Están las presionesde entrada y salida dentro de rangos aceptables? ¿Son lastemperaturas de cojinetes altas o bajas?

, 19K CwnpulaUooal SjOaat, lucorporaKd Rneradn lodo» I» ámdm 2-45


Hable con el operadory

verifique con mantenimiento

1. averigüe lo último que se hizo a la máquina

2. revise el historial de mantenimiento

3. obtenga información generala), cojinetes: ¿fijos de identidad y flotantes

espacios verificados?¿cambiados?procedimientos de lubricación

b). material del ejec). trabajo realizado en los ejesd). trabajo realizado en los engranajese), trabajo realizado en los acoplesf). trabajo realizado en las correas

3. alineación — ¿cómo y dónde?

4. trabajo realizado debido a la vibración

2-46 • Copyright M8», IW3 Compntaítoml SjoUtna. Incorporal*) Rwrvadoi lodo» ka dencbo»


Diagnóstico

Cuando detecte una máquina con problemas, emplee losdiagnósticos para responder a las preguntas siguientes.

1. ¿Es real el problema?

2. ¿Cuál es el problema?

3. ¿Cuál es la gravedad del problema?

4. ¿Cuándo se debe efectuar el mantenimiento?

Principios

1. las fallas mecánicas específicas como el desbalanceo, ladesalineación, aflojamiento, etc., generan la vibraciónmecánica en una banda o patrón de frecuencia biendefinida

2. las fallas múltiples son comunes; encuentre y repare unproblema a la vez; comience con el problema peor

3. se culpa al desbalanceo de muchos problemas de vibracióncausados por otras fallas

• Copjrri¿rt 198», 1M3 CoBpMaUoBd gjibn». Incorporal Rwrad» lodo» k» dcredm 2-47


Vibración Frecuencia dominante Plano dominante Medición de fase

Desbalanceodesbalanceo estático 1XTSdesbalanceo dinámico 1XTS

Desalineaciónangularcompensadacompensada + angular

cojinete de manguitocoj. antifricción

Eje doblado

Aflojamiento mecánicocojinetes no rotatoriospropulsores rotatorios

Cojinetes antifricción

Cojinetes con manguitoaflojamientoremolino de aceite ,

Transmisiones de correadiscordantes, gastadas

polea excéntricadesalineación

1XTS, 2XTS1XTS, 2XTS, 3XTS1XTS, 2XTS, . . .

1XTS, 2XTS1XTS, 2XTS, 3XTSNo. de bolas XTS

1XTS, 2XTS si está enel extremo del acople

1 - 10XTS1XTS predominante enalturas hasta 10XTS

etapas tempranas defrecuencia de cojineteetapas tardías 1XTS& armónicas

múltiplos de la TS0,43XTS

frecuencia de correa 2Xvelocidad de eje 1 X1XTS

radialradial

axialradialradial y axial

radial y axialaxial

axial

radial

radial

axial en cojinete deempuje

radialradial

radial en línea concorrearadialaxial

radial en faseradial 180° fuera

axial 180° fueraradial 180° fueraradial «fe axial 180°fueraaxial 180° fueraaxial 180° fuera

axial 180° fuera

Engranajeserror de transmisióndescentramientode la línea de pasodesbalanceodesalineacióndiente defectuoso

GMF1 + armónicasGMF + bandaslaterales1XTS1XTS, 2XTSGMF + bandaslaterales

radial SG2 / axial HE3

radial SG / axial HE

radial SG / axial HEradial SG / axial HEradial SG / axial HE

2-48 • Copyright 19*». 1993 CompulaUonaJ SyMtms. Incorporal td Raeradoa todo» k» dertdu»


Vibración

oce del rotor

Conexiones eléctricasfierro sueltoproblemas de estatordesbalanceo de faseestator sueltobarra de rotor rota

rotor excéntrico

ranura suelta

Paso de aspa/alabe

Frecuencia dominante Plano dominante Medición de fase

0.5XTS & Va múltiplos radial

frecuencia de línea (LF) radial2 X 2XLF radial2XLF radial2XLF radial2XLF a 1XTS c/ radialbandas laterales2XLF a 1XTS c/ radialbandas laterales dedeslizamiento2XLF, frecuencia de radialranuras + bandaslaterales

No. de aspas XTSradial

'GMF — Frecuencia de enlace de los engranajel25G - Engranajes rectos

'G - Engranajes helicoidales

Notas

, ÍM¡ CenpntKJoaal Sjstam, terarporated Racmdw lo*, lo thndu» 2-49


Notas

2'50 • Copyrighl 1989. 1993 CompulaUonal Sjtuau. Incorporad R«rvad« lodo, k» dmcho.

ANALB18 DE UN SOLO CANAL IDESBALANCEO

f

SECCIÓN 3DESBALANCEO

C

. ¡m r,mt .il tftmrn. l«cacyoriMd K r Jo. loé» !• <•«*• 3-1

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL IDESBALANCEO

Notas

3-2 «Co^Hghtl»». 1**3 Coo»pMaU«Hl Spu»>. I-oorponUd ÍUMnwi» todo b. dencbo.


Sección 3( Desbalanceo

El desbalanceo se produce cuando el centro de la masa difieredel centro de rotación. Entre las causas del desbalanceo seincluyen:

1. ensamblaje incorrecto ,

2. acumulación de material

3. desgaste

4. piezas rotas o fallantes

Características del desbalanceo:

1. la vibración sinusoidal en 1XTS como se ve en lapresentación de la forma de onda de tiempo

2. presentación de la forma de onda de tiempo periódica,simple, sin impacto s

3. la amplitud del desbalanceo aumenta con la velocidad

4. armónicas de amplitud muy bajai

5. muy poca amplitud de vibración axial

Nota: En general, si se tienen armónicas sobre 1XTS, sesospechan fallas que no son originadas por el desbalanceo.

• Ciijiji^ U». MB CMfMtffaMl gj u. |»rtM«d tann*« todo» k» «metas 3-3

ANÁLISIS DE l> SOLO CANAL IDBSBALA.NCEO

Desbalanceo No.lVentilador impelente del motor

BRL - LRMSON RERRTION BLOW «3 < S H >SPECTRfl FROH MÚLTIPLE MERSUREMENT POINTS

PLOTSPRN0.6r

8..

i

L1000 2800 3800

Frequency in Hz

13-M-1178 -B2H88-83-98 88:27

13-M-1178 -B2U08-83-90 80:26

13-K-1170 -B2H88-83-90 00:25

13-M-1170 -Blü88-03-90 88:24

13-M-1170 -B1H08-03-90 00:22

13-M-1170 -M2H08-02-90 23:36

-4000

El gráfico espectral de puntos múltiples ilustrado más arribamuestra los datos sobre un punto de motor interno y los puntosde medición del ventilador. El pico dominante se relaciona conla frecuencia fundamental (1 orden). La vibración más fuerte seproduce en el plano horizontal a través de la máquina—especialmente en el ventilador.

•Copyrteht 1W». 1W3 Co»p**ÍM»¡ Sjtumt. locorponud «wrwdo» lodo» tai dtnd»

ANÁLISIS DE UN BOLO CANAL IDESBALANCEO

r

e.sBUL - LRMSON REBATION BLOM «3 <SMV

13-M-1170 -B1H BLOUER INBORRB BBQ. - HORIZONTflL

_UJCX5

r

9.7..

0.6

e.s I

0.4.

0.3.

0.2.

0.1.

00


-• PK = .6243LORD = 100.0RPM = 3570.

.. RPS = 59.50

i .40001000 2000 3000

Frequency in HzLabel: HI Ix TS.HOJtlZONTflLLV- IMBflLflNCE Priority: 2

59.621.002.620

El espectro ilustrado más arriba representa un caso de simpledesbalanceo. Observe el pico único y fuerte en IXTS o 1 orden.La amplitud alta requiere atención correctiva, pero eldesbalanceo no ha causado todavía daños al cojinete,aflojamiento, etc. ¿Qué aspecto debe tener la forma de onda?

C3-5

ANÁLISIS DE LIS SOLO CANAL IDESBALANCEO

BOL - LRMSON REHHTION BLOU »3 < SH >BLOUER INBORRD BRC . - HORIZONTRL

ee-03-98RMS -LORD »BPM -RPS -

88: 22

.8-412lea .e3578 .53 .58

28 •48 68 88TIME IN HSECS

108 128

8 .8

BHL - LRMSON RERHTION BLOM «3 < SM >13-M-1170 -B1H BLOWEB INBORRD BRG. - HOBIZONTRL

D i si> 1 ay13:56

8 28 48 68 88TINE IN HSECS

Li-ij»l: SIGNIFICRNT IMBRLRNCE- NO CHRNGE

188 128

Pr-ior-i tV- 2

Ambas formas de onda ilustradas más arriba fueron tomadas enel mismo punto de medición. Aunque no es sinusoidal, laprimera presenta un patrón comprensible. Fue recolectada conintegración digital, lo cual permite almacenar los datos en lasunidades en bruto del transductor. Recuerde que la aceleraciónacentúa, o amplifica, 'altas frecuencias. Esta característica deaceleración le ayuda a detectar problemas en los cojinetes perono así el desbalanceo.

3-6 • Copjrtrhl 1W», I»» ConpMatloMl SjMoms. 1


Desbalanceo No.2Turbina impulsora del ventilador de aire inducido

X X

*

X X

X X

Gear Box

X

- •

Fai

X

i

Turbine

c

1. tipo paleta (vs. aspa), obviamente suspendido al centro2. 800-900 HP3. diseño antiguo con moldeados, no con soldaduras4. redujo gases a 1500 RPM en lugar de realizar una

reparación debido a vibración excesiva a la velocidadnormal de funcionamiento

5. esta máquina había fallado anteriormente porque el acoplese agarrotó; en este ejemplo, no obstante, tiró una paleta,lo cual produjo el desbalanceo de un solo plano

6. observe la ausencia de actividad armónica en el espectroTIH

7. consulte la lista.de picos8. otro equipo confirmó el desbalanceo después de trabajar

dos días9. observe el patrón sinusoidal en la forma de onda

1M». UK i total» 3-7

ANÁLISIS DE UN SOLO CA.NAL IDESBALANCEO

BfiL - TURBINE (DRIUING 10 FflN)SPECTRfl FROM MÚLTIPLE MEflSUREMENT POINTS

co PLOTSPflN0.30

CJ 0..

A

0 60 120 180Frequency in Hz

240

TURBINE -TIR11-12-87 14:24

TURBINE -TIU11-12-87 14:21

TURBINE -TIH11-12-87 14:20

TURBINE11-12-87

TURBINE11-12-87

TURBINE11-12-87

300

TOfl14:25

TOU14:29

-TOH14-30

La frecuencia 1XTS posee la amplitud más alta en la direcciónhorizontal en los cojinetes interiores (TIH) y exteriores (TOH).Los verticales de turbina interiores y exteriores TIV y TOV—respectivamente-también muestran picos 1XTS considerables.Las medidas axiales TÍA y TOA, sólo muestran picos pequeñosa la velocidad de giro. En la segunda página a continuación,puede ver una forma de onda de tiempo para TIH. Observe supatrón sinusoidal. Usted puede diagnosticar el desbalanceo deesta turbina debido a las características de los datos enumeradosa continuación.

1. no aparecen armónicas a la velocidad de giro (TS)2. aparece una alta vibración a la TS en las cuatro medidas

radiales TOH, TIH, TOV, TIV3. la forma de onda de tiempo presenta vibración sinusoidal

3-8 JW. 1WS Caafuatlamt Sme-o, IrarponUd ReuroA» lodo» tai derecho»

ANÁLISIS OE UN SOLO CANAL IDESBALANCEO

rBRL - TURBINE CDRIUING ID FRN)

TURBINE -TIH TURBINE INBORRD HORIZONTRL

^

8.35..

8.38

8.25

8.28..

8.15..

8.18..

8.85.

8.

i


FK =LORD =RPM =RPS =

.3270100.02595.43.25

0 100 288 308 488 588 688Frequency in Hz

788 Freq: 43.20Ordr: .999Spec: .382

cLISTA DE PICOS ESPECTRALES

**********************Máquina: (BAL ) TURBINAPunto de med.; TURBINAFecha/Hora: 11-12-87

(IMPDLSADORA DEL VENTILADOR DE AIRE INDUCIDO)-TIH --> TURBINA INTERIOR HORIZONTAL14:20:14 Unidades de amplitud: PG/SEG PC

PICONO.

1234f

618S101112

FRECUENCIA<H2)

5,7117,0021,7229,81A i o n3; ,5 i ¿ U

52,5257,6369,1886,4191,83113,20129,44

VALORPICO

0,08090,01800,01870,0158O O AT 1• ¿\}1 1

0,00890,01050,00,790,00950,00470,00480,0048

VALORORDEN

0,130,390,500,691 f\r\

i UU1,211,331,602,002,122,622,99

PICONO.

13141516t T17

18192021222324

FRECUENCIA(Hz)

438,67452,34457,66476,28A O f\ C ~t490, 57495,69519,58527,85534,08538,70549,05560,64

VALORPICO

0,00580,00520,00450,0054O f\ f\ A *5, 00430,00480,00450,00460,00460,00570,00460,0053

VALORORDEN

10,1410,4610,5811,01TI "3 >111, 3411,4612,0112,2012,3512,4612,6912,96

TOTAL MAG0,3270

SÜBSINCRONICC0,1184 / 13%

SINCRÓNICO0,3010 / 85%

NO SINCRÓNICO0,0480 / 2%

• Q*gn*fe( U». 1M> < 3-9

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL IDESBALA.NCEO

1.0

BflL - TURBINE (DRIUING ID FflN>TURBINE -TIH TURBINE INBOHRD HORIZONTRL

co

I—MMHHÍ IXTS interval

Uaveforn Display11-12-87 14:20

RHS = .2449LORD = 188.0RPH = 2595.RPS = 43.25

-8.8200 240 280 320

TIME IN MSECS360 400 Tine:

ñnpl:297.4.666

Observe el patrón sinusoidal de esta forma de onda de tiempo.El período entre picos corresponde a IXTS. La escala es menorque + l g a - l g , lo cual indica poco o ningún impacto. Elenlace de los engranajes en la caja de engranajes adyacenteproduce la señal de alta frecuencia que pasa sobre la señalIXTS.

3-10 • Copyright 1M», 1»» Computación») SpUMM. IncorporMíd Rmn-vado. lado» te derechv


Desbalanceo No.3Ventilador eyector

Motor

Fan

1. ventilador suspendido (FOH)2. planta de vidrio — ventilador empleado para enfriar

moldes después de verter el vidrio3. probablemente un ventilador de aire inducido4. lista de picos — observe el pico alto en 1XTS y la falta de

armónicas; observe también que la amplitud del pico1XTS sobrepasa la escala vertical

5. los espectro de antes y después muestran cómo disminuyóel pico 1XTS después de la corrección

C. launyunuJ >• lin ttéat km 3-11


Desbalanceo No.4Pulverizador de carbón

X

1. unidad suspendida al centro, con rotor doble; el rotorexterno tiene conectados mazos para el carbón; el rotorinterno tiene aspas de ventilador tipo paleta

2. unidad localizada en la sala de caldera de una plantaquímica; uno de 14 pulverizadores en las instalaciones

3. funciona de manera similar al ventilador de aspiraciónforzada

4. de seis polos, el motor eléctrico de inducción de 150 HPimpulsa el pulverizador a poco menos de 1200 RPM (20Hz)

5. el disco del ventilador es de cinco pies de diámetro y unapulgada de espesor; se colocan paletas nuevas con pernosen el disco cuando se desgastan las anteriores

6. dos pulverizadores estaban sometidos areacondicionamientos importantes; la práctica normalrequiere balancear antes de volver a colocarlos en la línea

3-14 * r-|i|ijiljhl iw». Iffl Ccnputttfcwl Sjttam. Incorporan^ Raerado» lodo» b> dcred»

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1DESBALANCEO

BflL - COflL PULUERIZEB FflNSPECTBH FBOH HULTIPLE MEflSUREHENT POINTS

CO PLOTSPflN1.0T

8..

JL

10 15 20 25 30 35Frequency in Order

PULU #13 -FOfl12-18-90 13:01

PULU «1312-18-90

PULU #1312-18-90

PULU #1312-18-90

40 45 50

PULU #1312-18-90

Ordr:Freq:Spc2:

-FOH13:01

-FOU13:00

-Fifi13:00

PULU #13 -FIH12-18-90 12:59

-FIU12:59.993

19.70.855

El gráfico multi-espectral ilustrado más arriba muestra las tresposiciones de medición de cada uno de los dos cojinetes delpulverizador. Las posiciones interiores de cojinete son FIV, FIHy FIA. Las posiciones exteriores de cojinete son FOV, FOH yFOA. Observe los niveles relativamente bajos de vibración axialvistos en FIA y FOA. Las mediciones verticales~FIV y FOV—también son bajas, probablemente debido a la rigidez vertical delos cojinetes. Las mediciones horizontales—Fin y FOH~sonaltas y de magnitud similar—más de 0,8 y 0,6 PPS. Se presentamuy poca actividad armónica en las seis mediciones.

3-15

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL iDESBALANCEO

i.eBRL - CORL PULUERIZER FflN #13

PULU *13 -FOH FflN BEHRING OUTBOflRD HORZ.

9.8,.

~ 0-6..

B e. A..

8.2..

e

A

8


PK = .7281LOBD = 188.8

-• RPH = 1198.RPS = 19.83

18 15 28 25 38 35 48 45 58Frequency in Order

Ordr:Freq:Spec:

.99319.69.689

Una vista de un solo espectro de FOH revela un importante pico1XTS. Los picos armónicos de la velocidad de giro soninsignificantes en comparación. Las armónicas probablementeson el resultado de la vibración 1XTS que sacude la estructuracompleta.

3-16 • Copyright 1M». ¡fu CompuwlonuJ Sjnton. Inoorparaud fewrnda» Indo» tas dencha»

ANÁLISIS DE UN SOLO CAN AL IDESBALANCEO

1.2

BRL - COHL PULUERIZER FflN #13PULU «13 -FOH FRH BEHRING OUTBORRD HORZ

•—«

8£IÍ


PK = .7331LORD = 100.6RPM = 1190.RP9 = 19.83

100 200 300TIME IN MSECS

400 500

La forma de onda de tiempo empleada para construir el espectrode la página anterior aparece más arriba. El pico 1XTS quedomina el espectro indica no sólo que la forma de onda debieraaparecer sinusoidal, sino también que el espacio de tiempo debeser igual a la frecuencia del pico 1XTS.

Las líneas verticales de la forma de onda ilustrada más arriba,representan el tiempo requerido para que el eje efectúe unarevolución. Un pico importante marca claramente cadarevolución del eje. La forma de onda se ve muy periódica perono de índole compleja. Observe que la escala de amplitud utilizala velocidad en lugar de la aceleración, de modo que los datosse recogieron con una sonda de velocidad.

. 1MJ lodo» k» 4m*o» 3-17

ANÁLISIS DE CN SOLO CA.N.M, IDESBALANCEO

BRL - CORL PULUERIZER FRN #13SPECTRR FROH MÚLTIPLE MERSUREMENT POINTS

CO PLOTSPRN8.28

0

JU^oAM *-s- «-AA_

JUUJW^-___.

-íW\_~^~^-_*--

%<UAA/l/UAA^A^


40 45

PULU #1312-19-90

PULU «1312-19-90

PULU #1312-19-90

PULU #1312-19-90

PULU #1312-19-98

58

PULU #1312-19-90

Ordr:Freq:Spc2:

-FOR13:24

-FOH13:23

-FOU13:23

-FIH13:22

-FIH13:22

-FIU13:21.996

19.75.83797

Los seis puntos de medición ilustrados más arriba presentandatos recolectados después de balancear la unidad. Observe quela escala de amplitud ha disminuido de un rango a escalacompleta de 1,0 PPS a 0,2 PPS. Por consiguiente, ningún picotiene una amplitud mayor que 0,2 PPS. Las amplitudes fueronmayores horizontalmente, de manera que se balanceó elventilador mediante dos sondas montadas en ambas direccioneshorizontales. Aunque había dos rotores en el eje, el rotorexterior con los mazos no estaba accesible para los pesos deprueba. Se realizó únicamente un balanceo de un solo plano. Elprimer disparo de balanceo de 41 gramos redujo la vibración alos niveles presentados más arriba.

3-18 ' Copyright 198». 1W3 Compntatfcnl SjlUBH. Incorporal«1 R«erado> todo, lo» derecfca

0.24

BñL - COflL PULUERIZER FñN «13PULU #13 -FOH FRN BEHRING OUTBOflRD HORZ

0-21..

0.18 -i

¡

coz: 0-15..

0-12..

0-89..

0.08..

0.834.

00

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I

DESBALANCEO


PK =LORD =RPM =RP9 =

.2346180.01190.19.83


40 45 50 Ordr:Freq:Spec:

1.80119.85.174

Ilustrada más arriba aparece una vista de un solo espectro deFOH, El pico en 1XTS, aunque todavía es dominante, hadisminuido de más de 0,8 PPS a menos de 0,2 PPS. Observe elpunto prominente de energía visible ahora entre 5XTS y10XTS. La forma de onda se ha hecho relativamente máscompleja, provocando con ello el punto prominente de energía.Este tipo de punto prominente también añade energíaconsiderable al nivel de vibración global del espectro.

IW». l*f> 3-19

ANÁLISIS DE UN SOLO CAMAL IMSBALANCEO

8.6

BflL - COflL PULUERIZER FflN #13PULU «13 -FOH FflN BEHRING OUTBORRD HORZ

B.4..

8.2..CO

~ -e.a

-8.2

-8.B

Waueforn Display12-19-98 13:23

PK = .2225LORO = 188.8RPH = 1198.RPS = 19.83

58 188 158 288 258 388 358 488TIME IN MSECS

La forma de onda de tiempo después del disparo de balanceopresenta una amplitud mucho más baja—±0,3 PPS en lugar de±0,8 PPS. La forma se mantiene periódica, aunque la forma deonda se ha hecho más compleja. La energía compleja e irregularprovoca el punto prominente de energía que se aprecia en eiespectro entre 5XTS y 10XTS.

3-20 . 1»*J Coapuutttoml 8}*m*. lacarponud RiMrwd» bxfc» tm dmcte»


BflL - CORL PULUERIZER FRN #13 .SPECTRfl FROM MÚLTIPLE HEflSUREMENT POINTS

A .

I

3>-

O

PLOTSPflN

e

AAÁA^V,

0 10 15 28 25 38 35Frequency ín Order

PULU «13 -FOH12-19-98 13:23

PULU #13 -FOH12-18-98 13:01

PULU #13 -FOU12-19-90 13:23

PULU #13 -FOU12-18-90 13:00

PULU #13 -FIH12-19-90 13:22

PULU #13 -FIH12-18-90 12:59

PULU #13 -FIU12-19-90 13:21

PULU #13 -FIU12-18-98 12:59

40 45 58

Los espectros de antes y después del trabajo de balanceo sepresentan más arriba para ayudarle a ver la diferenciasignificativa en la vibración. Queda muy poca vibración verticaly la dirección horizontal presenta asimismo una reducción.Dado que esta máquina pulveriza bloques de carbón, este nivelde vibración es probablemente aceptable.

ift*. ]**! CowpulalMü SytUm*. ¡m 3-21

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL IDESALINEACIÓN

SECCIÓN 4DESALINEACIÓN

•¡

1*8*. 1W3 CMaimUUMal Smom. larorponud Riurnd» Uxk» te d<ncÉK> 4-!


Sección 4Desalineación

Los tres tipos diferentes de desalineación son:

1. desalineación compensada

2. desalineación angular

3. desalineación de cojinetes

Las características de la desalineación son:

1. niveles axiales altos

2. alta vibración en 1XTS o 2XTS

3. diferencia de fase de 180° en dirección axial o radial através del acople

4. forma de onda de tiempo periódica repetible con uno, doso tres picos claros por revolución

l*n. Vm CoapMiUwI Sjamm, iBoocponud Rfurvado. Iodo, k» dmdK» 4-3

ANÁLISIS DE IN SOLO CANAL IDESALINEACIÓN

Tipos de desalineación

Shaft center lines can meet at an angle.

1XTS axial

Shaft center Unes can be parallel but offset.

2XTS radial

Combinación angular y compensada:

1XTS2XTS1XTS-2XTS-

- axialaxial- radial

radial

1"». U« QKpulutkKal Sjama. Inrarporatcd Rntnadw Uxta

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1DESALINEACIÓN

í

La desalineación de cojinetes en un motor eléctrico hace que sedoble el eje cuando pasa por los terminadores. Esta condiciónproduce altas cargas axiales,en los cojinetes y una alta vibraciónaxial en 1XTS y 2XTS.

imi. Uto CoapnlMlMal STM». Ixwvonud R»«r«ik» lo*» lo. dencfa» 4-5

ANÁLISIS DE U?í SOLO CANAL IDESALINEACIÓN

Desalineación No.lTurbina de eje de línea

x ¡rTo

X X¡ ^ Paper Machinex

GearBox

Turbine

El departamento de mantenimiento encargó recolectar datossobre la turbina ilustrada más arriba para recertificarla despuésde una alineación en frío. La característica de vibraciónconfirma la necesidad de una alineación en caliente. Observeque los cojinetes de manguito de la turbina permiten un ciertogrado de aflojamiento, porque una capa de aceite soporta el eje.El nivel de vibración es aceptable para una máquina que hafuncionado por largo tiempo.

Otros aspectos a observar son:1. El eje se haya balanceado bien.

2. Si la turbina funciona normalmente ahora, ¿es necesarioponerla fuera de servicio? No, pero esta turbina se ponefuera de servicio a intervalos de dos años. Después de dosaños, esta turbina podría reventar las empaquetaduras,dañar sellos, fallar acoples, etc.

•

3. El pico grande 3X del punto TOH sugiere la posibilidadde aflojamiento. La forma de onda TOH confirma eldiagnóstico de desalineación.

4-6 • CoprriCht HW, 1M9 CanpulaUwil SjMan. lacorporaud fteMrada* lodo» ** dcncba»

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL ]DESALINEACIÓN

flLGN - LINESHRFT TUORBINESPECTRR FROM HULTIPLE MEflSUREMENT POINTS

PLOTSPRN

D-

c3LuJ:>-

ü_

8 .A.. ..* -**-- -*-

TURBINE05-06-88

-TOfl09:53

TURBINE05-06-88

-TOU09:53

TURBINE -TOH09:52


10 12

En el gráfico de puntos múltiples ilustrado más arriba, la alta de2XTS en TOV y TOH indica desalineación. Observe laamplitud más baja de los picos 1XTS y los picos relativamentemás bajos 4XTS a 10XTS. Un 3XTS alto aparece también entodos los puntos, porque la desalineación explota el aflojamientointroducido en el cojinete de manguito. El 3XTS alto tambiénpuede indicar cierto desgaste del acople. Los picos subenclaramente sobre la línea base, de modo que existe poco ruidodel suelo. La anchura de la faldilla de cada pico sigue angosta,indicando poco impacto en la forma de onda de tiempo.

1M3 OaapuutloHl Ijilimt lacorponud Rvcrmkx lodo ka dtncbo 4-7

ANÁLISIS DE l> SOLO CAN AL IDESALINEACIÓN

HLGN - LINESHRFT TURBINETURBINE -TOÜ UERT OTBD TURBINE

O . ID -

8.88.

s5 8.86.

£

*— iCD 0.04.

X^*

^""fr~ I

0.021y0ei

1 l i l i 1 !

E

,

i

a ?

_JL^-rtíu — :; k^jlk-A1^^L__JÍL_-éa

Spec trun85-86-88

PK =LORD =

- RPM =RPS =

2 4 6 8 18 12 14 Freq"Frequency in Order Spec:

Display89-53

.8939108.04616.76.94

.99676.59

.01751Label: TURBINE MISRLÍGNEO TO G-BOX

Lista de picos espectrales********•*•"*•*•****••*****-**

Máquina: (ALIN) TURBINA DE EJE DE LINEAPunto de raed.: TURBINA -TOV --> TURBINA EXT VERTFecha/Hora: 05-06-88 09:53:04 unidades de amplitud:Rótulo de datos: TURBINA DESALINEADA A CAJA DE E.

PG/SEG PC

PICONO.

123456783101112

FRECUENCIA(Hz)

14,7329,6140,9843,9976,5991,55118,25153,93178,91230,91307,92316,68

VALORPICO

0,01690,01460,00280,00280,01750,00290,00310,08150,00190,01820,00880,00*20

VALORORDEN

0,190,380,530,571,001,191,542,002,333,004,004,12

PICONC.

131415161718192021222324

FRECUENCIA(Hz)

329,26359,18384,84461,81538,78607,07615,77624,09688,34693,30769,51923,74

VALORPICO

0,00210,00280,01100,00440,00440,00190,00610,00270,00230,00470,00230,0084

VALORORDEN

4,284,675,006,007,007,898,008,118,959,01

10,0012,01

TOTAL MAG0,0939

SÜBSINCRONICO0,0307 / 11%



4-8 198», 1**3 CtmtatMIaaa SjOamt, laoorpnratod'R««rndo> bxk» k»


8.12

8.86..

8.88..

<E> -8.06

-0.12

-8-18..

-9.24

RLGN - LINESHflFT TURBINETURBINE -TOÜ ÜERT OTBD TURBINE

Uaueforn Display85-86-88 89:53

RUS = .8653LORD = 188.8RPM = 4616.RPS = 76.94

186 288 228 248 268 288TIME IN HSECS

Labal: TURBINE MISflLJGNED TO G-BOX

388 328

La forma de onda ilustrada más arriba presenta dos picos clarospor cada revolución del eje.

Las líneas verticales denotan una revolución del eje.i

Los bajos niveles de G indican poco o ningún impacto.

• C«rrri»t>! 1«W. Iffí CoBpWaúowI SJMOM. iKnrponáMl Rwrwto Imk» te <kndra> 4-9


F12u

M1V

M2H

M3A

M4V

M5H

M6A

F7V

F8H

F9A

FIO

FU

F12

Fan Motor

Puntos de medición

Vertical interior del motor%

Horizontal exterior del motor

Axial exterior del motor

Vertical interior del motor

Horizontal interior del motor

Axial interior del motor

Vertical cojinete lateral acople del ventilador

Horizontal cojinete lateral acople del ventilador

Axial cojinete lateral acople del ventilador»

Vertical cojinete exterior del ventilador*

Horizontal cojinete exterior del ventilador

Axial cojinete exterior del ventilador

4-10 * CaprrlfM US». 19TS Con patatuca! SwUim. Jncarporaud Raernuto lo*» V»


Desalineación No.3Bomba de pistón axial

Motor

Pump Unit

1. Intente distinguir entre desbalanceo y desalineación.

2. Use el gráfico espectral para hallar evidencia de los nuevepistones de la bomba, >

3. Observe que esta bomba posee un motor integral y que nose presta a la alineación.

4-13

ANÁLISIS DE L> SOLO CANAL IDESALINEACIÓN

RLGN - 9 PISTÓN HVDRBULIC PUHPSPECTBR FROM MÚLTIPLE HERSUREMENT POINTS

_CD

PLOTSPflN8.7T

8..

| [ j I

HVD PMP «7-MIU84-18-89 18:26

HVD PMP «7-MIH84-18-89 18:26

HVD PMP #7-MOfi84-18-89 18:25

HVD PMP #7-MOU84-18-89 18:24

HW) PMP «7-MOH84-18-89 18:23

8' 5 18 15 20 25 38 35 48 45 58Freciuency in Order Spc3: .568

Los espectros ilustrados más arriba presentan las cincoposiciones de medición del motor. Observe la amplitud del picoaxial 1XTS en relación con las amplitudes de los picos radiales1XTS. Los puntos radiales interiores son aproximadamente dela altura del punto axial. El valor de pico 1XTS de 0,560 esbastante alto para una medida axial. La frecuencia de paso delalabe genera los picos pequeños de 9XTS. Cada rotación del ejeoprime cada uno de los nueve pistones una vez, lo cual crea unimpulso de vibración en 9XTS.

4-14 * Copyright 1989. 1»B CoKpMMtowl Sjittmt, Inoorponted R«wrw*» («tai k» dmtta»


flLGN - 9 PISTÓN HYDRHULIC PUHPSPECTRfl FROM MÚLTIPLE MERSUREMENT POINTS

PLOTSPflN2.2-r

8..

18 15 20 25 38 35Frequency ín Order

HVD PMP «7-POR84-18-89 10:29

HW) PMP «7-POU04-18-89 10:29

HVD PMP «7-POH04-18-89 10:29

HífD PMP «7-PIU04-18-89 10:28

H»D PMP «7-PIH04-18-89 10:27

CCI Ordr: 1.00558 Freq: 30.05

SpcS: 2.071

Los espectros de la bomba muestran el pico axial 1XTSextremadamente alto. Observe que la amplitud de la vibraciónaxial sobrepasa 2 PPS. Las 'mediciones radiales son pequeñas encomparación con la medida axial. Si no tuviese la medida axial,le sería imposible verificar un problema de alineación en lugarde un problema de balanceo.

. I» 4-15


BLGN - 9 PISTÓN HVDRHULIC PUMP

UJcof-•— t

•zz

1— 1

CD

UJ

Q_

£. . f ~

2.4.

2.1.

1-8.

1-5.

1-2.

8.9.

8 6-

0.3.

00

í i í } i 1 1 I 1

i . 1

¡

. .

i_ ^

SpcctruM04-18-89

PK =LORD =RPM =RPS =

• t

* 5 10 15 20 25 30 35 48 45 58 JM':Frequencíy in Order Spec:

Display10:29

2.10100.01794.29.90

1.00530.052.071

El pico 1XTS en el gráfico axial exterior de la bomba ilustradomás arriba sobrepasa 2 PPS, lo cual indica un problema grave.El pico 9XTS y sus armónicos son el resultado de que la placaoscilante oprima los pistones al rotar. Recuerde que este pico esrealmente una onda sinusoidal de la misma frecuencia vista enel extremo.

4-16 • CopjrrfcM a», itn CoapouliMl Sjtumt. mtporaud'RiMradaí lodo, lo»

RLGN - 9 PISTÓN HVDRHULIC PUHPHVD PMP #7-POR PUHP OUTBORRD RXIRL


Maveforn Display84-18-89 18:29

PK = 1.79LORD = 188.8RPM = 1789.RPS = 29.82

38 68 98 128 15ÉTIME IN MSECS

188 218 248Tine:flnpl:Dtin;Freq:

151.81.88233.3338.88

Esta forma de onda de tiempo se presenta en unidades develocidad. Un acelerómetro recogió los datos, integrándolos enun formato analógico a la velocidad. La integración analógicaimplica que se integra la forma de onda de tiempo antes de queel analizador cree el espectro. El analizador entonces almacenala forma de onda de tiempo en sus unidades integradas. Ustedpuede ver fácilmente los picos de 2 PPS espaciados en 1XTS.Dado que la apariencia de esta forma de onda de tiempo seaproxima a una onda sinusoidal, el valor pico del espectro y elvalor pico de la forma de onda permanecen muy cerca encuanto a amplitud.

' 1'iHHJlljX »*». 1*W Caat, i lodo» I» dera*» 4-1?


Desalineación No.4Compresor de aire centrífugo

Motor

GearboxCompressor

Esta unidad poseía aparentemente una protección grande deacople. Sin embargo, toda la vibración, se produceprincipalmente en 2XTS, de modo que el acople está en buenestado. La desalineación impulsa el aflojamiento. No existendatos de forma de onda.

4-18 rimfttfattaml Spiom. Inoorponürd K<urvadoi lodo. k» derocbaí


PLOTSPHN

0..

— T

HLGN - RIR COMPRESSOB «ISPECTRR FBOh MÚLTIPLE MEHSUREMENT POINTS

0

A . t

ñ A A t. i. J I ... I


COMP *1 -HIU08-25-86 89:12

COMP *1 -MOH08-25-86 89:10

COMP #1 -MOU08-25-86 09:09

14 16 18

Aparecen altos niveles en 2XTS en los puntos de mediciónverticales y horizontales del motor.

IW*. IMS OmpulaUoiBl SJIMB, ImarforMi RMrwfa. toám b> 4-19


Desalineación No.5Generador de turbina

X

Exciter"

TurbineGenerator

1. La unidad ilustrada más arriba no tiene acople, porque laturbina y el generador comparten el mismo eje!

2. Dado que la turbina y el generador juntos probablementepesan más que el excitador por un factor de 20 a 30, lasmediciones del excitador demuestran ser más energéticas.

3. Las mediciones del excitador de hecho presentancaracterísticas que sugieren el aflojamiento. No obstante,los datos de forma de onda confirman el diagnóstico de ladesalineación. El aflojamiento y la desalineación puedenproducir la aparición de un pico 3XTS.

4. Use los datos de forma de onda para que le ayuden adistinguir entre estas dos fallas. Aparecen picos espaciadosregularmente por desalineación. Los picos con espaciosirregulares entre sí aparecen con el aflojamiento.

Nota: Marque la frecuencia normalizadora en el gráfico deforma de onda en el Programa de gráficos de diagnóstico deMasterTrend (Diagnostic Display Program) para que le ayudecon este tipo de análisis.

f

4-20 • Copyright 1*89. 1W3 CaBpntatio«ú SytfM», iBoorporaUd ftf»*rvwi« ¡o*» lo* derechos


RLGN - *3 TURBINE <5 MM)SPECTRfl FROH MÚLTIPLE MEHSUREMENT POINTS

2> PLOT— SPflN5 G - 1 G - ]

Ji—A....X A A—A- * -

JÜL

JL.

8 2 4 6 8 18 12 1Frequency in Qrder

#3 TURBINE-EOU11-17-88 15:88

«3 IURBJNE-EOH11-17-88 15:88

«3 TURBINE-EIU11-17-88 14:59

#3 TURBINE-EIH11-17-88 14:58

«3 TURBINE-G8U11-17-88 14-58

«3 TURBINE-G8H11-17-88 14:57

«3 TURBINE-GIU11-17-88 14:58

«3 TURBINE-GIH11-17-88 14:58

16 18 28

El generador presenta picos,altos IXTS y 2XTS. El excitadortiene picos considerables IXTS a 8XTS. La forma de onda detiempo ayuda a determinar si hay un problema de alineación oaflojamiento.

'v

4-21

ANÁLISIS DE VN SOLO CANAL IDESALINEACIÓN

0

0.16..

co

£5 0

o 0-08..

0-84..

B

flLGN - «3 TURBINE (5 MU)«3 TURBINE-EOH EXCITER OUTBORRD HORIZONTAL

í í

C C C C C C C C C C Spectrun Display11-17-88 15:00

PK = .2812LORD = 3.7

•f- RPM = 3600.RPS = 68.88

C=RUN SPD HMNCS

2 4 6 8 10 12 14 16 18 28Frequency in Order

Ordr: .329Freq: 19.76Spec: .01276

El espectro ilustrado más arriba representa datos recolectados enel excitador desde el punto horizontal. Observe los ocho picosconsiderables que corresponden a los armónicos de la velocidadde giro. A primera vista, este patrón parece indicaraflojamiento.

4-22 1589, IfKS Onputaloaü Sjitom». iKorporaUd KtMTwta todo. I» dtrecfc»


1.5

RLGN - #3 TURBIHE <5 HU>«3 TURBINE-EOH EXCITE!» OUTBOflRD HORIZONTflL

CJ»

WaveforM Display11-17-88 15:08

RHS = .4663LORD = 3.7RPH = 3680.RPS = 60.08

40 60 80TIME IN rtSECS

108 120

La forma de onda ilustrada más arriba presenta dos picos porrevolución espaciados en 3XTS. La repetición de la señal en laforma de onda de tiempo indica desalineación. La amplitud delos picos confirma la existencia de un problema importante. Unacantidad significativa de energía impulsa el eje hacia arriba yhacia abajo con cada revolución del eje.

4-23

ANÁLISIS OS Mí SOLO CANAL IDESALINEACIÓN

-,

CO

flLGN - «3 TURBINE <5 MU)SPECTRfl FROM MÚLTIPLE MEflSUREMENT POINTS

_CD

PLOTSPON0.16^

0.

Jj

_JL^

ÜLJL

^A_^

Jj

f t ! 1 \

*

1 A A A .

x A . Á 1 _ /L_ .

1 AÜUA A^^L . . . _ .

i \ i A . i - . n _ j J n . A A . A i * _ i

0 200 400 600 800Frequency in Hz

1000

H3 TURBINE-EOfl11-17-88 15:01

83 TURBINE-EOU11-17-88 15:00

»3 TURBINE-EOH11-17-88 15:00

»3 TURBINE-EIU11-17-88 14:59

*3 TURBINE-EIH11-17-88 14:58

1200

Todos los puntos del excitador—horizontal, vertical y axial—aparecen en el gráfico de espectros múltiples ilustrado másarriba. Las amplitudes de los picos axiales son relativamentealtos en comparación con los picos radiales. Observe que lospicos se producen de 1XTS a 4XTS. No obstante, continúasiendo difícil determinar si hay un problema de alineación oaflojamiento.

4-24 > Copyrfefci 1*89. tWJ Canpuütfto-ü %•!••. InumporaUd R.»«-«««k» lodo» lo» <fartdM>

ANÁLISIS 0E Vfi SOLO CANAL 1DESALINEACIÓN

eRLGH - #3 TURBINI <5 MU>

13 TURBINE-EOn EXCITEB OUTBOflRD HXIflL

C C C C C C C C C C

8 ' 288 488


PK = .1318LORD = 3.7RPH = 3688.RPS = 68.88

C=BUN SPD HHNCS

4 ana IOMCI Freq: 59.931088 1288 ordr: .999

Spec: .88559

Ahora tiene un gráfico en pantalla completa de los datos axialesexteriores del excitador ilustrados más arriba. Observe lacalidad nítida de los picos de 1XTS a 4XTS que suben sobre elruido de fondo. Observe asimismo que el pico 3XTS incluyeuna faldilla más amplia en la parte inferior que los otros trespicos.

f , lt*3 *mir<m*m lodo, te 4-25

ANÁLISIS DE O SOLO CA.NAL IDESALINEACIÓN

e.8

8,6..

8.4

HLGN - #3 TURBINE (5 MW>#3 TURBINE-EOR EXCITER OUTBOflRD HXIflL

co

-« 8.2

UJc_><_><r

-8-8..

-8.2..

-8.4..

-8.6

Waueforn Display11-17-88 15:81

.. RMS = .2647LORD = 3.7RPM = 3688.RPS = 68 .88

8 48 68 88 180 128 148TIME IN HSECS

168

La forma de onda de tiempo para los datos axiales exterioresdel excitador ilustrados más arriba, le ayuda a diagnosticar elproblema en esta máquina. Las líneas verticales del gráficoseñalan el tiempo requerido para que el eje complete unarevolución. Se pueden ver tres o cuatro picos por revolución deleje, esto representa la evidencia de que una fuerza muyrepetitiva impulsa la vibración. Sin embargo, esta formarepetitiva de la forma de onda no tiene complejidad, y lasamplitudes de los picos permanecen en un nivel relativamentebajo en ± 1 g.

4-26 • Copjrfcht 1W», 19*3 CouputaUaoü SjnUH».

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL IAFLOJAMIENTO MECÁNICO

SECCIÓN 5AFLOJAMIENTO MECÁNICO

M», IMS r,m¡mlmkmtl Sftím», l*ax?oná*t Hmmicm toda» k» tkmchc» 5-1

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1AFLOJAMIENTO MECÁNICO

Notas

5-2 * Copyright M89, 19D QnputaUo«d Sjtumt, ¡«corponüíd Rmcrado» tod» b>


Sección 5Aflojamiento mecánico

El aflojamiento cae en una de dos categorías.* .

1. aflojamiento estructurala), montaje de baseb). cajas divididasc). tapas de cojinetesd). soportes de cojinetes

2. aflojamiento de elementos rotatoriosa), propulsoresb). ventiladoresc). cojinetesd). acoples

Características del aflojamiento:

1. presencia de un gran número de armónicos de velocidadde giro

,«2. a menudo de índole direccional; las amplitudes

horizontales y verticales pueden diferir grandemente

3. aparición ocasional de medio-armónicast

4. forma de onda de tiempo irregular, no periódica

5-3

ANÁLISIS DE LN SOLO CANAL IAFLOJAMIENTO MECÁNICO

Aflojamiento No.lBomba impulsada por motor con patas sueltas

t U Process

Motor Pump

Intente realizar su propio diagnóstico de esta unidad.••:':jjjÍjH*'

1. Esta bomba suministra fibra de vidrio en un proceso deláminas de fibra de vidrio.

2. Los puntos MOA y MIV presentan los niveles más altos;el espectro MOA sugiere posible desalineación; vea laforma de onda en G para confirmar el aflojamiento.

3. Una cuña había vibrado hasta salirse de debajo de la patainterna del motor quedando en la grasa circundante. Fuereemplazada mientras la máquina continuaba funcionandosin retirarla del servicio.

4. El pico en 26XTS probablemente se origina porfenómenos eléctricos.

5-4 • CoprrfclU 1*8*. 1»93 Compuutfcnd Bj*am. ImxtfmátiKmtmikx todo* kx dered»


LOS - MOTOR flNB OUERHUNG PUMP UN»TSPECTRfl FROM MÚLTIPLE MEBSUREMENT POINTS

PLOTSPflN0.20-r

0..

e 10 15 2C 25 30Frequency in Order

MOTOR/PUMP-MIU10-27-87 10:51

MOTOR/PUMP-MIH10-27-87 10:50

MOTOR/PÜMP-MOfl18-27-87 10:49

MOTOR/PUMP-MOÜ10-27-87 10:49

MOTOR/PUMP-MOH10-27-87 10:48

35 40

C

En el ejemplo ilustrado máSi arriba, los picos de 1XTS a 6XTSindican aflojamiento. El punto vertical interior del motor (MIV)parece tener la mayor cantidad de energía.

*, Imarrmitft RiMrwto lado» k» «mdm 5-5

ANÁLISIS DE UN SOLO CAMAL IAFLOJAMIENTO MECÁNICO

LOS - MOTOR RND OUERHUNG PUMP UNIT.SPECTRR FROH MÚLTIPLE MERSUREMENT POINTS

CJ

PLOTSPñN8.48

enUJ

8..


MOTOR/PUMP-MIU18-27-87 18:51

MOTOR/PUMP-MIH18-27-87 18:58

MOTOR/PUMP-MOR18-27-87 18:49

MOTOR/PUMP-MOU18-27-87 18:49

16 18 28

MOTOR/PUMP-MOH18-27-87 18:48

Ordr: 1.8J8Freq: 14 98Spc5: .386

El gráfico ilustrado más arriba ofrece una vista ampliada de lapágina precedente. El punto vertical interior del motor (MFV)presenta claramente los picos más altos. Observe las amplitudesrelativas de los cinco puntos de medición. Esta comparación lepermite predecir el tipo de aflojamiento que afecta a la máquina.

5-6 , un CMpoUltoBd Sjttmm. Imaorfantxi Itacrado todn tm dcradm


e.12LOS - MOTOR HND OUERHUNG PUHP UNIT

HOTOR/PUMP-MOH MOTOR OUTBORBD HORI20NTRLSpectrun Display1B-27-87 IB:48

PK = .1275-- LOflD = 180.0

RPH = 885.RPS = 14.75

18 15 28 25 38Frequency in Order

35 40 Ordr: 4.000Freq: 59.00Spec: .04566

El espectro de MOH ilustrado más arriba, presenta un pico IXTS con un punto prominente deenergía de 3XTS a 5XTS. La amplitud global continúa relativamente baja en 0,1275 PPS, yexisten armónicas a 10XTS. La forma de onda de tiempo no periódica y errática ilustrada acontinuación carece de un patrón repetible aunque se pueden ver pequeños impactos. Estepatrón de forma de onda indica aflojamiento.

8.4

LOS - MOTOR flND DUERHUNG PUMP UN 11HOTOR/PUMP-nOH MOTOR QUTBOHRB HORIZONTHL

Uaueforn Display18-27-87 10:48

RMS = .0899LORD = 180.8RPM = 885.

1 RPS = 14.75

188 200 380 488TIME IN MSECS

588 688

5-7

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1AFLOJAMIENTO M8CAMCO

Aflojamiento No.2Ejemplo de aflojamiento de torsión

3-JawCoupling

Motor Pump

1. El motor es de 30 a 40 HP, lo cual es bastante grandepara una aplicación de acople de 3 garras.

2. La bomba está suspendida por dos razones. En primerlugar, las bombas colgadas al centro requieren másespacio y son más caras. En segundo lugar, la cajapermanece en su lugar para una bomba sobresaliente, y elconjunto del propulsor puede deslizarse hacia adentro yhacia afuera para los reacondicionamientos.

5-8 " Copyrfchl 1«S, l*n CaatfuOUaaaí SyitnM. Incorponted Rauí-ndo» bxfc» «« iterech»


LOS - MOTOR/PUMP MIIH JflW COUPLINGSPECTRfl FROn MÚLTIPLE MEflSURÉMENT POINTS

co PLOTSPflN8.5-r

e

3X

18 15 28 25 3BFrequency in Order

35

3 JRM PUMP-POR10-27-87 11:16

3 JñU PUMP-POU18-27-87 11:15

3 JflM PUMP-POH1B-27-87 11:15

3 JñW PUMP-PIU18-27-87 11:13

3 JflU PUMP-PIH18-27-87 11:13

Ordr: 3.822Freq: 88.14Spc2: .359

El conjunto de espectros ilustrados más arriba fue tomado de unmotor que impulsa una bomba a través de un acople de 3garras.

i W». U93 CamffOátami SjwUmf. hnrporaud Hmtmóo* lodoi b> 5-9

ANÁLISIS DE UN SOLO CAMAL IAFLOJAMIENTO MECÁNICO

LOOS - MOTOR&PUMP U/3 JflU COUPLINGSPECTRR FROH MÚLTIPLE MEflSUREMENI POINTS

coPLOTSPRN


RECIRC PHP-POfl18-27-87 11:16

RECIRC PMP-POU10-27-87 11:15

RECIRC PHP-POH18-27-87 11:15

RECIRC PMP-PIÜ18-27-87 11:13

RECIRC PMP-PIH10-27-87 11:13

RECIRC PMP-MIU18-27-87 11:12

12

RECIRC PMP-HIH18-27-87 11:11ordr. i.eee

Freq: 29.17Spc6: .87188

Se ha desintegrado el inserto de caucho del acople de 3 garras,dando origen al aflojamiento de torsión. El acople de 3 garrases responsable de la alta amplitud de los picos en 3XTS y 6XTSque se aprecian en el espectro ilustrado más arriba.

5-10 » Copyright 1W9. l»n ConpulatioiHl gpbo». lacorporaUd Kcxrwk» lodo» ta dendm

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL iAFLOJAMIENTO MECÁNICO

LOOS - MOTOB&PUMP U/3 JBU COUPLINGBECIBC PttF-POU PUHP OUTBORRD UEBTICflL

o . i -

0.6.

0 5 .

0-4.

0.3.

0.2.

0-1.

0

8^

, ' . ' ' , ' ^ ' • . . . . . . '

•

T .t i 1 ?**ff^^^!^\^—5&^'rT~^--~Ja.j.r-n^

SpectrtiM Displ10-27-87 11 :

. PK = .5867LOBO = 100.0RPM = 1763.RPS = 23.38

5 18 15 20 25 30 35 46 2lí£: fíaFrequency in Order

POV ilustrado más arriba presenta picos altos 3, 6, 9 y 12XTS. Este patrón es una fuerteindicación de aflojamiento. La forma de onda de tiempo no periódica ilustrada a continuaciónpresenta impactos irregulares. Los altos niveles "G" indican que el aflojamiento es grave.

co

CJ•CC

LOOS - MOTOB&PUHP U/3 JfíU COUPLINGRECIBO PMP-POÜ PUMP OUTBOHRD UERTICRL

60 120 180TIH£ IN HSECS

2-40


RMS = 1.66LOflD = 100.0RPM = 1763.RPS = 29.38

300

US». 1 S.rutan. laoofponud RaKrrad» todo» te 5-11


LOOS - JONES BERTER -LOÓSE CHRINEDJ BERTER-RIH ROLL INBORRD HORIZONTAL

PLOTSPRN

8.838

e

07-86-88 17:46

87-86-88 17:18

87-86-88 16:378 48 88 128

Frequency in Hz168 288

En el gráfico ilustrado más arriba, el espectro inferior sepreparó utilizando 400 líneas de resolución a una frecuenciamáxima de 200 Hz. Observé que sólo aparece un puntoprominente de energía bajo 40 Hz. Un ajuste de la frecuenciamáxima a 60 Hz permite que comiencen a aparecer lasarmónicas de velocidad de giro (espectro medio). Todavía no esposible determinar si hay una falla o un aflojamiento delcojinete. Con una frecuencia máxima de 20 Hz para el espectrosuperior, se puede confirmar el aflojamiento. La páginasiguiente presenta una vista de pantalla completa del espectrosuperior ilustrado más arriba.

5-13


Aflojamiento No.3Cadena suelta en la rueda dentada

40,000 !bs.

40,000 Ibs.

100 HP

Oil Bath

1. Aparece un baño de aceite (ubicación real incierta) en eldiagrama ilustrado más arriba.

2. La configuración ilustrada más arriba comprime semilla de linopara papel de cigarrillos.

3. Esta unidad y otras similares han estado en funcionamiento desde1962 sin problemas.

4. La forma de onda en PPSmuestra impactosconsiderables, señal de uncojinete defectuoso. Eldiagrama a la derechaindica lo sucedido.Observe las armónicas de'1/3 de RIH, evidencia deroce. Los impactos en laforma de onda son de lascadenas en su guarda deprotección.

•-•

5-12 • Copyright 1W9, 1WJ CoapUatloMl SjMam, lacorponOd Kcurwfc» lodo» fe» denckoi

ANÁLISIS DB UN SOLO CANAL IAFLOJAMIENTO MECÁNICO

0.824

LOOS - JONES BEBTER -LOÓSE CHflINEDJ BEflTER-RIH ROLL IHBORRD HORIZONTRL

8-818 ..

0-812 ..

8.806

Spectrun Display87-8S-88 17:46

PK = .8734LOflD = 98.8RPM = 92.RPS = 1.54

8 2 4 6 8 1 0Frequency in Order

Label: CNTCT FORCÉ ®98PSI.<HID R U N >

12 14 Ordr: 1.087Freq. 1.558Spec: .01836

El número extremadamente alto de armónicas sincrónicas en elespectro ilustrado más arriba confirma el aflojamiento grave queexperimenta esta máquina. Observe que no sólo se tienen picosen múltiplos enteros de la frecuencia de velocidad de giro(armónicas de velocidad de giro). También se tienen picos enfrecuencias Va y % de la ruta entre cada múltiplo de entero develocidad de giro (armónicas VbXTS). Este patrón indica un roceo componentes que rozan. •

5-14 • Copyright 1*1». 1»


0.624

LOOS - JONES BEflTER -LOÓSE CHflINEDJ BERTEB-RIH ROLL INBORRB HORIZONTflL

I I I I i I

e


PK * .6360LORD = 96.6RPM = 92.RPS = 1.54

0 0.5 1.0 1.5 2.6 2.5 3.6 3.5 4.0 4.5Frequency in Order

Label: CNTCT FORCÉ S90PSI.<HID RUN)

El espectro ilustrado más arriba proporciona una formaampliada del gráfico que aparece en la página anterior. Lasfrecuencias más bajas presentan un aflojamiento grave. Estamáquina era impulsada por una cadena que se había estirado ysalido a un lado de la rueda dentada de baja velocidad.Nuevamente, observe las armónicas de VsXTS así como lasarmónicas de velocidad de giro.

• Copjr*hl IW. !**> Camimutkaal SjKrn*. ¡•corpmucl Raurxudn Uxfc» k» 5-15

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL IAFLOJAMIENTO MECAMCO

LOS - JONES BEflTER -LOÓSE CHBINEDJ BEHTER-RIH ROLL INBORRD HORIZONTAL


" PK = .8737LORD = 188.8RPM = 92.RPS = 1.54

-8.4

8 18 12TIME IN SECÓNOS

Label: CNTCT FORCÉ ®98PSI_<MID RUN)

14 16 18

Priority: C

Tine:Rnpl:Dtin;Freq:

8.359.214

1.953.512

La forma de onda de tiempo empleada para crear el espectro delas dos páginas precedentes aparece ilustrado más arriba.Observe que el eje del tiempo a lo largo de la parte inferior estáen segundos, no milésimas de segundos. Dado que la frecuenciamáxima del espectro es de sólo 20 Hz, hay que adquirir 20segundos de datos de tiempo real por cada promedio espectral.El cursor marca los impactos que se producen cada 1,9segundos en la forma de onda. Los impactos que se produzcantan lentamente son bastante audibles. Observe también que losimpactos son unilaterales o asimétricos. Esta característica estípica del roce. La cadena está suelta porque se salió de la ruedadentada. La desalineación de la cadena hace que la cadena rocecon las ruedas dentadas en un ángulo.

5-16 • Copyright 1*8». 1993 ComputMtoml SyMons, Incorporated ttetcrad» lodo» IB

ANÁLISIS DE UN SOLO CAMAL 1AFLOJAMIENTO MECÁNICO

Aflojamiento No.4Bomba impulsada por motor

Process

Motor Pump

Los espectros que aparecen en las cuatro páginas siguientesilustran una falla de aflojamiento a medida que se acentúa a lolargo de un período de ocho meses. La máquina era similar aldiagrama ilustrado más arriba.

Abril — pico relativamente alto a velocidad de giro pero sinarmónicas considerables.Mayo ~ energía de banda amplia en 3XTS con pico 3XTSgrande.Junio y julio — aparecen ahora muchos múltiplos de velocidadde giro.Agosto ~ nivel general todavía en ascenso; no hay medición enseptiembre.Octubre — observe el número de armónicas de 1,2 que apareceahora.Noviembre ~ armónicas de l/¿ todavía evidentes.Diciembre ~ aumento drástico en las amplitudes de los picos;sobrepasa 1,0 PPS en general.

1*8». 1*93 Sjw™». Imnxnud Rmrwck» tota, k» i 5-17

ANÁLISIS DE UN SOtO CAMAL !AFLOJAMIEVrO MECÁNICO

coz:

CD

UJ

8.35

B.30

LOS - PULP STOCK FEED PUMPFEED PUMP -PIH UHLE BOX PMP IB HORZ

1 ¿

8.25..

8.20..

0 -15 . .

0 .10 . .

0-05. .

88


PK = .3163LORD = 180.8RPM = 1788.RPS = 29.67


500 Freq: 29.79Ordr: 1.884Spec: .301

8.28

8.16. .

LUCO

S 8.12

o 8.881

0.04..

LOS - PULP STOCK FEED PUMPFEED PUMP -PIH UHLE BOX PMP IB HORZ

1



PK = .2375LORD = 188.8RPM = 1788.RPS = 29.67

580 Freq: 29.86Ordr: 1.887Spec: .138

5-18 ' Cofi?r%kl 198». Itfi CoMputaUoml 87X001. laoorparated KtMradM todo. I» chndm


0

0.10..

0-08..

0.06

LOS - PULP STOCK FEED PUMPFEED PUHP -PIH UHLE BOX PMPIBHORZ

0-04.

0-02.,


500


PK = .1692LORD = 100.0RPH = 1780.RPS = 29.67

—„, Freq: 29.84688 Ordr: 1.006

Spec: .100

CJ

co

0_

0.20

6 .16 . .

LOS - PULP STOCK FEED PUHPFEED PUMP -PIH UHLE BOX PMP IB HORZ

~ 0 - 1 2 . .

0-08. .

0-04. .



PK =LORDBPM =RPS =

.3107100.01780.29.67

500 600 Freq: 29 76Ordr: 1.883Spec: .09216

5-19

PK VELOCITY IH IN/SEC PK VELOCITY IH IH/SEC

]

2 2

¡I


e.eLOS - PULP STOCK FEED PUMP

FEED PUMP -PIH UHLE BOX PMP IB HORZ

e.3..

8.2

0e 100 200 300 400

Frequency in Hz500



.7773100.01780.23.67

600 Freq: 29.87Ordr: 1.007Spec: .437

1.0

LOS - PULP STOCK FEED PUHPFEED PUMP -PIH UHLE BOX PMP IB HORZ

1

CJ"UJco

8,8..

»-6_

^ 0,4..

0-2..

0.


400


PK = 1.11LORD = 100.6RPM = 1780.RPS = 23.67

500 Freq:Ordr:Spec:

29.841.006

.921

Racrwk» lodu I» 5-21

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL IATLOJAMIEVTO MECÁNICO

Aflojamiento No.5Bombas verticales

Observaciones;*

Los defectos aparecen por lo general en 1XTS en la direcciónradial. La naturaleza del defecto (p.ej., desalineación, etc.) esuna consideración secundaria. A menudo es posible tratar comodesbalanceo cualquier problema que origine un pico 1XTS yprolongar la vida útil de la bomba. Los diagnósticos graves bienpodrían implicar desmontaje y reparación que no resulteneconómicamente viables.

Aflojamiento

Este defecto aparece a menudo exactamente en V^XTS en ladirección axial. Si la amplitud del pico en V^XTS sobrepasa unmedio de la amplitud del picp 1XTS, entonces es casi seguroque hay un problema de aflojamiento. Observe también que lasamplitudes axiales no'deben superar un medio del nivel deamplitudes radiales.

5-22 • Copjrtehl 1M». im CmpMXImMl Sptom. Incorporated ReKrndn lodo» In dcrafa»

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL ICOJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

SECCIONÓCOJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

• Copyrij» H». 1913 CamymlMiml Sjtumt. Imaryoníai flmtraáat lodo, k. JtndM» 6-1


Sección 6Cojinetes con elemento rotatorio

La falla de los cojinetes con elemento rotatorio planteaproblemas para todas las máquinas. Estos Cojinetes presentan lassiguientes características:

1. armónicas visibles de los picos no sincrónicos

2. pueden producirse puntos prominentes de energía debanda amplia

3. la forma de onda de tiempo debe presentar impactos

4. las etapas tempranas de los defectos producen amplitudesbajas de vibración; la característica de vibración y laforma de onda de tiempo ayudan a localizar los defectos

Si se conoce el tamaño del cojinete y el fabricante, es posible:

1. calcular frecuencias específicas en las cuales puedenproducirse defectos en los cojinetes en el aro exterior, elaro interior y los rodillos, basándose en la geometría delcojinete;

2. estimar las frecuencias del aro conociendo la velocidad deleje y el número de elementos rotatorios:

BPFO = No. de rodillos X eje TS X 40%BPFI = No. de rodillos X eje TS X 60%BPFI = 1,5 (1,4 a 1,6)BPFO

• CogpifM 1M». 1W3 (:amf*aLio*a¡ Sm™., Ivxvponud Rturadn todo» fc> Amcfct» 6-3

ANÁLISIS DE ífi SOLO CANAL ICOJINETES CON ELEME.YTO ROTATORIO

Cálculo de frecuencias de defectos fundamentalesen cojinetes de elemento rotatorio

Caso IEl aro interno está girando y el aro externo está estacionario(aplicación industrial más común).

FTF = - • (1 -2

BdPd

eos6)

BPFl = — - S • (1 + — • cos0)2 Pd

BPFO = — • S - (1 - — • cos0)2 Pd

BSF = Pd2Bd

S • [1 - (Bd (cos6)2]

donde:RPMSFTFBPFIBPFOBSFBdNbPde

revoluciones por minutovelocidad, revoluciones por segundofrecuencia fundamental del tren (jaula)frecuencia de paso de bola del aro internofrecuencia de paso de bola del aro externofrecuencia de vuelta de la boladiámetro de la bola o rodillonumero de bolas o rodillosdiámetro de pasoángulo de contacto

6-4 • Copyright 1M>. 1W3 Conputattoool STW™». iKnrponltd Reurvadn UxV» k» denctn»


Cálculo de las frecuencias de defectos fundamentalesen cojinetes con elemento rotatorio

Caso IIEl aro interno está estacionario y el aro externo está girando(p.ej., las ruedas delanteras de algunos automóviles).

C . DJ

FTF = - - (1 + — • cos6)2 Pd

BPFI = — • 5 • (1 - — - cos0)2 Pd

BPFO = — • 5 • (1 + M - cos6)2 Pd

donde:RPMSFTFBPFIBPFOBSFBdNbPde

revoluciones por minutovelocidad, revoluciones por segundofrecuencia fundamental del tren (jaula)frecuencia de paso de bola del aro internofrecuencia de paso de bola del aro externofrecuencia de vuelta de la boladiámetro de la bola o rodillonúmero de bolas o rodillosdiámetro de pasoángulo de contacto

> Copyrirkí 140. \9R CaBpMMIon»! Sí»». Imporaud Ratrndt» lodn k. • 6-5

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

Modos de falla de cojinetes y análisis de vibración

Se puede emplear el análisis de vibración para detectar lossiguientes modos de falla en los cojinetes con elementorotatorio:

1. defectos en los surcos de los arosi

2. defectos en los elementos rotatorios

3. defectos en la jaula• . ':«-. - . ; . • • " ' • • . • : , " .

4. aflojamiento de la caja

5. espacio interno excesivo

6. rotación del cojinete sobre el eje

7. cojinete desalineado

8. falta de lubricación

6-6 * Copjrfcht UM. ltH OHpMMk>Hl Sjttmm. InoorponUd ttmtrmlaf lodo* k» i

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL !COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

Origen de las fallas en los cojinetes

La lista a continuación detalla las causas radicales de las fallasen los cojinetes con elementos rotatorios.

43 % ~ lubricación inadecuada (encima y debajo)

27% -- montaje indebido (martillo, soldadura, etc.)

21% — otros orígenes (p. ej., aplicación indebida,defectos de fabricación, vibración excesivaantes y/o después de la instalación)

9% ~ desgaste de vida útil normal

Nota: Varias fuentes de información indican que alrededor del10% de todos los cojinetes tienen defectos antes de siquierainstalarse.

I*W. IW3 Camputsái,,**! SjMnm, InuM-ponttd Rneradn toó* k» «metan 6-7

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL ICOJINETES CO.N ELEMENTO ROTATORIO

Fórmulas de duración de cojinetes por carga soportada

H = xL RPM

donde:H = duración del cojinete en horas

C = capacidad del cojinete especificada por elfabricante en Ibs.

L = carga real del cojinete en Ibs.

RPM = velocidad del eje en revoluciones porminuto

Puede disminuir la vida útil del cojinete aumentando:

1. carga (efecto al cubo)

2. velocidad

6-8 * Copyr%Jil 198». 1W3 CoaputaUnMl SjOam, IncorporaUd Kcacrvadu» Man h»


¿Cómo afecta la vibración la duración del cojinete?

16667H = ( yL + 6.7753 • 105MFF '5 RPM

donde:H = vida útil del cojinete de bola en horas

C = capacidad del cojinete especificad por elfabricante en Ibs.

L = carga en servicio del cojinete en Ibs.

M = peso en Ibs. de la masa opuesta a la vibración

V = velocidad de la vibración en PPS

F = frecuencia de la vibración en CPM o RPM

Caso de ejemplo:carga muerta = 1000 Ibs. RPM = 1800capacidad del cojinete = 20.000 Ibs. masa = 13.000 Ibs.

Vibraciónen PPS

00,20,40,61,01,52,03,0

Carga del coj.en ibs.

10001316163319502584337641695754

Duración delcojinete

8,46 años3,70 años1 ,94 años1,15 años5,6 meses2,5 meses1 ,4 meses

2,3 semanas

% de dura(Comparadt

duración @ 0

228%100%52%31%13%6%3%

1.1%

Nota: En este ejemplo, la vida útil del cojinete con una vibración de 1,0 PPS es el 13% de laduración con 0,2 PPS.

Copjr*ki 1M». 19tS CaapuutkMl SIUMM. Incorporaud ttmtrmám t*óm ta. étttttm 6-9

ANÁLISIS DE UN SOLO CA.N AL ICOJINETES CON ELKMBXIO ROTATORIO

Fórmulas para la aproximación de cojinetes desconocidos

Es posible que no siempre sepa qué cojinetes están instalados enla maquinaria bajo control. Use las fórmulas a continuaciónpara ayudarse a calcular las frecuencias aproximadas paradeterminar fallas en los cojinetes.

FTF .=' 0 ,4XRPM ; <.

BPFO = 0 , 4 X N X R P M

BPFI = 0 , 6 X N X R P M

BPFI = 1,5 (1,4 a 1,6)BPFO

donde N = No. de rodillos

1. para motores, bombas, ventiladores, compresores, etc.,estime 7 a 16 rodillos

2. para cojinetes grandes de rodillo, estime más de 16

6-10 • Cojiyrttfrt l«*. 1»W CoBinUUMHl SjMon», (KorponUd lUacrad» leáat k« ikrecbaí


Ejemplo de aproximaciones de la frecuencia de fallas de loscojinetes

SKF 2222819 bolas29,6 Hz (velocidad de giro del eje)

BPFI estimado

BPFI real

= 19 X 29,6 X 0,6 = 337,44 Hz

= 319,68 Hz (aproximadamente 5% deerror)

BPFO estimado = 19 X 29,6 X 0,4 = 224,96 Hz

BPFO real = 243,31 Hz (aproximadamente 8% deerror)

* Copyrfcbl 1XB, IW3 CtHpuutfcMl SjfUmm, Imarfanud RiMrwdn lod» 6-11

ANAilSIS DE LTV SOLO CANAL ICOJINETE* CON ELEMENTO ROTATORIO

Uso del espectro solamente para identificar frecuencias decojinetes

i

1. busque picos no sincrónicos con armónicas

2. a menudo la BPFI disminuye entre 4XTS y 16XTS

3. a menudo la BPFO disminuye entre 2XTS y 10XTS

4. cuando se tienen dos conjuntos de picos relacionadosarmónicamente, verifique si

BPFI = aprox. 1,5BPFO

5. busque picos con bandas laterales 1XTS

6. en general, observe el espectro en aceleración (g) en lugarde velocidad (PPS) para mejorar los picos que aparecen enfrecuencias más altas

6-12 • CopjrtgU !»•». Uta Conputaliooal SjM«ot. Incorpo«*d Kmtmátm lodo, lo» dtrtctao.


¿Cuánto durará el cojinete?

1. ¿Cuál es el historial y el estado actual del cojinete?a), tamaño y número de defectosb). componentes defectuosos (rodillo/jaula)c). pérdida de la geometría internad). velocidad de progresión

2. ¿Por qué falla el cojinete?a), falta de espacio internob). pérdida de lubricantec). vibración externa excesiva

3. ¿Cuánto tiempo ha estado en servicio?a), proporcional al tiempo que ha estado en

funcionamiento y el momento en que aparecieron losdefectos por primera vez

4. ¿Cuál es la velocidad de la unidad?a). 3600 RPM y más, puede fallar rápidamenteb). 300 RPM y menos, puede funcionar durante varios

meses

5. ¿Cuál es la experiencia anterior con equipo similar ycaracterísticas similares?a), tenga cuidado, porque no existen dos casos idénticos

. 1W3 CamfOUUomí Sjttmtm, Imtarparmtá Racrad» lodo, k» Atrocho» 6-13

A>ALISIS OS fN SOLO CANAL 1COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

Frecuencia1-8 X BPFI

1-8 X BPFO

1-N X BSF

Cuadro de defectos de cojinetes(página uno de tres)

Defectodefecto delaro interno

defecto delaro externo

defectos debola orodillo; avecesresultadode unajaula rota(N =número deelementosrotatorios)

Observacionesla amplitud de las armónicas amenudo supera la de lafrecuencia fundamental; losdefectos a menudo se producenpor fuerzas del elementorotatorio; las bandas laterales1XTS a menudo lo modulan amedica que se degrada el cojinete

la amplitud de las armónicas amenudo supera la de lafrecuencia fundamental

acompañados en general pordefectos en el aro; el múltiplomás fuerte a menudo es igual alnumero de elementos rotatoriosdefectuosos

6-14 • Cop fghl 1)8». l»*J ConpMaUoaal SyUom. iMnrponted R<urvada> lodo» lo> ¿mete»

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL ICOJ1NFTES CON ELEMENTO ROTATORIO

FrecuenciaFTF

modulación1XTS(bandaslaterales) oenergía debanda ampliaconsiderable

suma ydiferencia enfrecuencias(bandaslaterales) conRPM, BPFLBPFO, BSF,FTF

Cuadro de defectos de cojinetes(página dos de tres)

Defectodefecto enla jaula

defectos deavance quealteran lageometríadel cojinete

piezasmúltiplesdefectuosas

Observacionesacompañado habitualmente porotros, componentes defectuosos;puede aparecer como unafrecuencia de diferencia

centros de energía en torno danorigen a la frecuencia defectuosa,aunque esta frecuencia puededesaparecer con la degradaciónavanzada

daño general

6-15

vs ALIS15 Dg l> SOLO CAMAL iN ELEMENTO ROTATORIO

Frecuencia1-6XTS

región de900-1600 Hzcon 3-4 picosseparadospor 80-130Hz

Cuadro de defectos de cojinetes(página tres de tres)

Observacionesespacios excesivos acompañadosgeneralmente de FTF que modulaotras frecuencias; también puedeafectar considerablemente lasensibilidad del balanceo

a menudo 3XTS o mayor es elmúltiplo predominante

Defecto(1)espaciosinternosexcesivos

(2)cojinete davuelta en lacaja

(3)cojinetesuelto en lacaja

(4) la frecuencia generada es igual alcojinete número de elementos rotatoriosdesalineado XTS

presenta fuertes 1XTS y 4XTS

lubricaciónindebida

las amplitudes pueden aumentar a0,1-0,2 PPS; puede serconsecuencia de excitación defrecuencias naturales instaladas;también puede causarla laprecarga o la carga pesada deempuje si la lubricación no escorrecta

6-16 • Copyright MW. 1«3 CtnputaUonil SjMm. Iworinntad R«<rwdo> lodo» k» (tencha»


Evaluación de la progresión y gravedad de las fallas

1. Los componentes de los cojinetes fallan normalmente en el ordensiguiente: defectos de aro, defectos de bola o rodillo, defectos dejaula (salvo que el cojinete estuviera defectuoso cuando fueinstalado).

*

2. Los defectos y fallas del aro interno se producen en amplitudesmucho menores que los defectos del aro externo.

3. Las fallas tempranas generan frecuencias y armónicas de defectospronosticadas, a menudo únicamente para uno de los aros.

4. Las armónicas extendidas de la frecuencia del defecto puedenindicar lugares múltiples defectuosos o un tamaño mayor deldefecto.

5. La aparición de frecuencias de defecto generadas por otroscomponentes indica daño progresivo. Habitualmente la jaula es elúltimo componente que falla y puede tener como consecuenciagrandes cambios en frecuencia o ruidos justo antes delagarrotamiento.

6. La velocidad del eje modula las frecuencias de defectos en losaros, lo cual da como resultado la aparición de picos de bandalateral. El número de picos de banda lateral aumenta en lamedida que avanza el daño.

7. La pérdida de picos individuales y/o energía de banda ampliaconsiderable indica cambios significativos en la geometría delcojinete.

8. Una lubricación incorrecta puede dar como resultado velocidadesde falla muy aceleradas y debe corregirse de inmediato.

un. WK CanpuatSami SjtUm. lacorponúd Rwradoi loó™ lo» dtrafa» 6-17

A.SAt.1*!1» i > K UN SOLO CANAL ICOJlvrTK* CON ELEMENTO ROTATORIO

Parámetros de análisis para cojinetes con elemento rotatorio

El cuadro que aparece a continuación ofrece pautas generalespara definir parámetros de análisis para los puntos de mediciónen cojinetes de elemento rotatorio. Defina un rango defrecuencia de banda base de 65XTS con 400 líneas deresolución.

i .

Descripción de banda Rango de frecuencia.-•«u

1. subarmónica y 1XTS 0,0 - 1,5XTS

2. 2XTS 1,5XTS - 2,5XTS

3. 3XTS-8XTS 2,5XTS - 8,5XTS

4. banda de 1er cojinete 8,5XTS - 35,5XTS

5. banda de 2° cojinete 35,5XTS - 65XTS

6. banda de alta frecuencia 1 kHz - 20 kHz

6-18 * Copyr t IW». mS CoBputatfawl SyMmo.


Límites de alarma para cojinetes con elemento rotatorio

El cuadro a continuación proporciona pautas generales paradefinir límites de alarma para puntos de medición en loscojinetes con elemento rotatorio.

Alerta Falla

global 0,3 PPS 0,5 PPSsub y IX 0,25 PPS 0,4 PPS2X 0,15 PPS 0,3 PPS3-8X 0,12 PPS 0,2 PPSbanda de 1er

cojinete 0,04 PPS 0,06 PPSbanda de 2°cojinete 0,05 PPS 0,08 PPSalta frecuencia 3,0 g 7,0 g

Nota: Estos valores generales de amplitud de alarma songeneralmente aceptables para máquinas que funcionen sobre1000 RPM. Aplique su experiencia con la degradación decojinetes en tipos específicos de máquinas para ajustar losniveles recomendados de alarma según corresponda.

En máquinas de veloqidad lenta, los cojinetes que fallaron handemostrado amplitudes pico tan bajas como 0,01-0,04 PPS.

!«». 19K CafputMk**! %«<»t. Imxrftntfd Xmtmdm todo, tm imttt* 6-19

ANALUMDE tN SOLO CANAL ICO.ÍÍNOTE8 CON ELEMENTO ROTATORIO

Patrones típicos de frecuencias de cojinetes normalizadas

Serie coj. No. de elementos FTF BSF BPFO BPFI6403 6 0,335 1,356 2,101 3,9606405 7 0,361 1,656 2,526 4,5006407 7 0,361 1,656 2,526 4,5006409 7 0,361 1,656 2,526 4,500

22324S 14 0,402 2,382 5,628 8,34022328S 14 0,402 , 2,382 5,628 8,34022332 14 0,401 2,358 5,616 8,40022336 14 0,403 2,418 5,646 8,34022340 14 0,403 2,412 5,640 8,34022348 16- 0,415 2,772 6,630 9,36022356 17 0,416 2,844 7,080 9,900

23022S 26 0,448 4,644 11,634 14,3423023S 26 0,448 4,698 1-1,646 14,3423030S 26 0,451 5,040 12,186 14,8223034S 28 0,451 4,986 12,624 15,3623038S 28 0,451 4,962 12,618 15,3623044 27 0,449 4,788 12,120 14,8823052 28 0,448 4,680 12,090 14,8823060 28 0,448 4,728 12,102 14,8823068 28 0,449 4,860 12,138 14,8823076S 30 .0,454 5,316 13,614 16,38

6-20 • Cofnrfcht 1*8*. 1M3 CompotaUonal Sjnuo», Iicocporaud Rñrndoi UxV» to>


Cojinete antifricción

Pitch Radius Rp

6-21

VVALISIS DE V* SOLO CAN Ai. iCOJ1NSTESCON EUUHENTO ROTATORIO

CJ

PLOT ISPRN O8.84 j

BRG1 - TENTER ZONE EXH. FRN HCTORMOTOR BPFI-H2H MOTOR INBQfiRD HORIZONTRL

L ~u*-*W ^ 88-NOU-98 89:59

84-OCT-90 IB:46

04-SEP-90 89:43

26-JUI-98 12:42

31-MflV-98 89:5408 888 1280 1608

FREQUF.NCV IH HzLabel: HI SUBHflRM.+ INCRERSING HI FREO.

FREQ:ORDR-SPC1 :

25.95.898.139

Este gráfico de espectros múltiples indica la presencia de unpico alto subarmónico (0,89 órdenes) y actividad creciente en elrango de alta frecuencia. Observe más datos para determinar elorigen y la gravedad de esta vibración.

6-22 • Copyright l*g», 1M3 Compuiattoml


e. ieBRGl - TENTEB ZONE EXH. FHN MOTOR

MOTOR BPFI-H2H MOTOR INBORRD HORI20NTHLSpectrun Display08-NOU-90 99:59

PK = .1762LORD = 180.BRPH = 1770RPS = 23.50

•480 800 1200FBEOUENCV IN Hz

Label: BELf CRUSED BPFI DEFECT/UEfiR-HTB

1680 2000

Priority 1

FREO:ORDR:SPEC:

26.00.881

.09183


1234

5€78910111213

25,9040,4857,57383,18413,73946,61975,591004,431064,561212,191242,691271,741300,29

VALORPICO

0,09100,07200,02990,03140,01140,00910,01170,02350,01910,00910,00920,01430,0177

VALORORDEN

0,881,371,9512,9914,0232,0833,0734,0436,0841,0942,1243,1044,07



14151617181920212223242526

1330,1360,1390,1448,1566,1595,1625,1655,1743,

' 1760,1773,1803,1833,

24370801207074676139785177

TOTAL MAG0,1762

SDBSINCRONICO0,0248 / 2%


0,0174 45,090,0224 46,110,0193 47,110,0097 49,080,0110 53,080,0157 54,080,0163 55,100,0091 56,120,0250 59,100,0122 59,670,0359 60,120,0163 61,130,0109 62,15


I

La frecuencia de correa 2X (0,89 órdenes) es el pico más altoen el espectro. Un monto considerable de energía no sincrónicaacompaña este punto de medición. ¿Qué puede indicar esto?

* CaftrHckl HW. 1W3 ComputaüMal SyMMm. IvwponUd Racrado» bxk» k» «krtxk» 6-23

*> ALIS1S DS l> SOtO CA.NAL 1COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

BRGl - TENTER ZONE EXH. FHN MOTORMOTOR BPFI-M2H HOTOR INBOHRD HORI20NTHL

_<£

Uaveforn DisplayB8-NOU-98 83:59

RMS = 1.54LORO = 180 8RPM = 1778RPS = 29.58

Labe I:

98 128 158 188TIME IN HSECS

INNER RflCE DEFECT-SEE WUFRM MOD.

218 248

Priority: 1

La forma de onda ilustrada más arriba presenta un "cardumende peces ángel". Pueden verse claramente los impactos, lamodulación y las oscilaciones transitorias. Este patrón indicaque las bolas o los rodillos están pasando por encima deldefecto del aro del cojinete. Al igual que tos neumáticos de unautomóvil pasan por un bache en el pavimento, las bolas de estecojinete de motor caen en el o los defectos del aro e impactancuando siguen su camino. También puede verse cuando lasbolas silenciosamente hacen contacto con porciones descargadaso sin marcas del surco del cojinete. El impacto agudo apareceentonces cuando pasan por los "baches del pavimento" creadospor el desgaste y la degradación del cojinete. La tensióninadecuada en esta máquina produjo la degradación rápida yprematura del cojinete interno del motor.

6-24 • Copyright 198», 1W3 CompnUtloiHl Syrtoo». laoorponted R«amde> lo*» k» dertdxx

0.86

a.as

8.8-4

8.83

8 82 1

8.81 i

cr¡i

UJ<_:>c_><x


BRG1 - TENTÓ ZONE EXH. FflN MOTORMOTOR BPFI-H2U MOTOR INBORRD UERTICRL

Spectrun Display88-NOU-90 09:59

PK = .1457tLOHD = 100.0RPM = 1750.RPS - 29.17

1 G=BPFI 144.8

488

Label:

888 1288FHEOUENCY 1N Hz

BPFl:LOTS OF MOD.-SDBHDS

1688

UUFRM

2888

Priority: 1

FREOOROR:SPEC:

147.95.878.88225

BRG1 - TENTER ZONE EXH. FRN MOTORMOTOR BPFI-M2U MOTOR INBORRD UERTICHL

Uaveforn DisplayB8-NOU-90 89:59

RMS = 1.56LORD = 180.8RPM = 1750.RPS = 29.17

98 120 150 188TIME IN MSECS

Label: BPFI:LOfS OF MOD.-SDBHDS & UUFRM

218 248

Priority: 1

El espectro y la forma de onda de tiempo ilustrados más arribase tomaron de la medición vertical del cojinete considerado.Observe que son evidentes los mismos patrones. Estos datos leayudan a identificar el defecto del aro interno debido a lasuperposición de frecuencias de falla en el gráfico espectral.

* Caprrfchi U». 19K CoBpMaUnui gjMm., I*w|>ortt<4 RMrvwk» udw I» «enct» 6-25

A.NAUSI* DS LM SOtO CAMAL ICOJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

BRG1 - PBIMBBV C.S. REJECT HGITRTORflGITOTOR BRG. #1 - HORIZONTflL

<_>oi

LiJ

58 108 380158 280 258FHEOUEHCV IN Hz

Label: IxMTB HI ON flGIT^THEN HI FREO UP

358

19-FEB-31 11:48

17-DEC-98 18:58

21-NOU-98 11:11

31H3CT-98 19:21FREQ: 29.49ORDR: 5.841

.168

El gráfico de espectros múltiples ilustrado más arriba, se tomódel caso de un agitador rechazador de tamiz grueso impulsadopor correas en una planta de papel reciclado. Observe el picodominante, no sincrónico aproximadamente en 5 órdenes enoctubre y noviembre. Podría considerarse un defecto de cojineteo paso de aspa. Observe, no obstante, la frecuencia de 29,49 Hz(1769 RPM), que es 1XTS. La preponderancia de 1XTS en elagitador indica desalineación o descentramiento de la polea. Elequipo de este molino sólo tiene siete meses de uso, peroobserve el cambio en febrero. El espectro de febrero aparece enla página siguiente.

6-26 • Copyright I**. 19» ComputMIowl . Incorpórate! RaurvaA» lodo, k» dtredwi


8.20

BRG1 - PRIHRRY C.S. REJECT ñG I TUTOR .RGITRTEBRG-fllH HGITRTOR BUG. «1 - HDRIZONTRL

[Spectrun Oisplay19-FEB-91 11:48

PK = .7372LORD = 100.0RPM = 351.RPS = 5.85

180 308

Labe I

150 280 258FREOUENCV IN Hz

BRORBBRND/SIGNIFICflNT CHñNGE: ?

350

Ilustrada más arriba aparece la energía de banda muy amplia.Aunque sólo dos picos superan 0,1 PPS, la amplitud devibración general para este espectro supera 0,7 PPS. El totalgeneral es alto debido a toda la energía contenida en ese puntoprominente en lugar de sólo unos pocos picos discretos. Porconsiguiente, una máquina bastante nueva se convirtió endesalineada o excéntrica. Ahora presenta un patrónnotablemente diferente. ¿Cuál es el problema?

1*W CwputttkMl S}««-. hurponud Raermfc» M» lo. «cncte» 6-27

A.NALI8U 08 L7. SOLO CANAL ICOJINETES CON gLKMENTO ROTATORiO

0.28

BRG1 - PRIMfiRV C.S . REJECT RBITHTORRGITHTEBBG-R1H RGITñTOR BUG. #1 - HOHI20NTHL

Spectrun D i s p l a y19-FEB-91 11 48

PK = 7372LORD = i80.8RPH = 35iRPS = 5.85

sa lee 386158 288 256FREQUENCV IN Hz

Labe I BRORDBRND/SIGNIFIORNT CHRHet:BRB

35» •488

Priority: 1

FREO:ORDR:3PEC:

29.475 037

.85593

BRG1 - PRIMRRV C . S . REJECT HGITRTORReiTHTEBRG-fllH RGITRTOH BHG. <H - HORIZONTRL

coi

Uaweforn19-FEB-91 11:48

BMS = 1 .41LORO = 188.8RPH = 351RPS = 5.85

B.2 8.4 B.6 8.8TIME IN SECÓNOS

Label: BRORDBRNB/SIGNIFICRNT CHRNGE:BRG

1.8 1.2

Priority: 1

La forma de onda presenta energía considerable (6-10 g "oscilación"),pero los impactos y la Modulación son difíciles de determinar. Estosdatos probablemente muestran un defecto del aro externo. Observe quela Fmáx se aproxima a 400 Hz. Una forma de onda en aceleración noamplifica el desgaste del cojinete entre 50-200 Hz tanto como lasfrecuencias más altas en ejemplos anteriores.

6-28 IOS», 1WJ . Imxrfontfí'tímm^ám todo» k» dcndbn

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL ICOJINETES ¿ON ELEMENTO ROTATORJO

8.10

BBG1 - CHEM. PLRNT SLUDGE PUMP BBG.PUMP D-17 -P1H PUMP BEHRING 1 HDBI20NTBL

Spectrun Displayll-Mfiy-98 13:22

PK = -1518LORO = 18B.8BPM = 1181.BPS = 19.68

888 1288FREQUENCV IN Hz

LabeI: LOU LOOSENESS: BBG CLEfiBfiNCE?

1688 FBEQ: 19.esOBDB: i.eeeSPEC: .82616

Ilustradas más arriba aparecen numerosas armónicas develocidad de giro (TS). Varias de las armónicas superan lafrecuencia fundamental (1 orden). ¿Qué falla de la maquinariaindica este patrón? ¿Indica también el patrón el grado o lagravedad de la falla de la maquinaria?

Las diversas armónicas de TS—muchas de las cuales superan laamplitud en 1 orden—sugieren un grado más grave o avanzadode aflojamiento. ¿Correcto? ¿Por qué es tan baja la amplitudpara un patrón grave -de aflojamiento? ¿Qué podría indicar esto?Observe el gráfico de espectros múltiples en la página siguientepara repasar el historial de este cojinete de bomba.

ÍW». un CaxpnMaal SJMOK, ¡ooorporaud Rocrvadi» ludo, te fenchí» 6-29

ANÁLISIS DE LIS SOLO CANAL ICOJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

oo PLOTz: SPflN1-1 8.24T

CJCD 81 J.

BRG1 - CHE». PLflHT SLUDGE PUHP BBC.PUHP D-17 -P1H PUMP BERR1NG 1 HORIZONTRL

488 1280888FREQOENCV IN Hz

Label: LOOSENESS GREH, THEN BOT BETTER?

ll-SEP-98 18:58

tS-flUe-98 10 34

13-JUL-98 87:53

88-JUH-98 18:58

ll-MRy-98 13:22FREQ: 19.53ORDB- i .eeeSPC4: .81462

Los datos de la página anterior corresponden al mes de mayo.Observe más arriba que el patrón de aflojamiento aumenta enamplitud hasta agosto. En septiembre, los datos espectralesparecen indicar mejoramiento aunque sin realizarse reparacionesa esta bomba. Ahora observe más de cerca los datos deseptiembre en la página siguiente.

6-30 . Itn QnpMtttoaal SyMarn, IncatporaUd'RcMTndn lodo, k» derecha»


0.030

BRG1 - CHEM.PUMP D-17 -P1H

PLRNT SLUDQE PUMP BBC.PUMP BEHRING 1 HORI20NTRL

Spectrun Displaytl-SEP-96 10:58

PK = .1196LORD = 100.0RPM = 1170.RPS = 19.50

400 1200 1680B88FREOUENCV IN Hz

Label: FINRL STBGE BR6 .-UERV BRORTJBRND! Priority: 1

-3

BRC1 - CHEMPUHP D-17 -P1H

PLRNT SLUOCE PUMP BRG.PUMP BEHRING 1 HQRIZONTRL

Uawefornll-SEP-98 18:58

RMS - 4955LORD = lee 0RPM = 1178HPS = 19 S0

120 180TIME IN MSECS

Label: FINRL STfiGE BRG.-UERV BRORDBñND!

240 300

Priority: 1

Observe la energía de banda amplia del espectro ilustrado más arriba.Se tiene un rango de escala completa muy bajo pero un rango generalalto. Asimismo, observe los niveles de energía e impacto en la forma deonda. Los espacios excesivos en el cojinete provocaron el aflojamiento.Estos datos ilustran un aflojamiento grave y la degradación del cojinete.El cojinete se desintegró al reemplazarlo.

* CopyrltM 1M». IWÍ CfmpaMtaml f,nUmt. imuxfonáfi Rocrvadoi lodo k» dcndK» 6-31


BRG1 - FILM THIH TflKEHUflY BLOWERB10UER BRG-F2H FRN OUTBOHRB HORI20HTRL

260 488 688FREQUENCY IN Hz

Label: CHflNGE IN H1GH FREOUENCIES -!??!

808

23-JUL-90 87:03

28-JUL-90 12:38

Jl r 19-JUL-30 08:Í9

23-Mfly-98 11:06

27-flPB-90 10:25FREQ: 9.533OR0R: .637SPC1: .84524

Este gráfico de espectros múltiples de un ventilador presenta uncambio considerable en la región de alta frecuencia en los tresmeses entre abril y julio. El patrón se asemeja al aflojamiento,pero los picos no son armónicas de TS.

6-32 1989, 1**3 CooipulMloml SpUn.

ANÁFISIS DE UN SOLO CANAL ICOJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

£

BRC1 - FILM TRIM TRKERURV BLOUERBLOHER BBG-F2H FRN OUTBOHRD HDBI20NTRL

Spectrun Display23-JUL-9B 87:83

PK = 3175LORO = 188 8RPM = 914.RPS = 15.23

D=BPFO 62.51


Label: BPFO DEFECI-HOIICE LINES RRE OFF

888 1888 FBEQ: 54.58OHDR: 3.578SPEC: .89185

BRGt - FILM TR1H TRKERURV BLOUERBLOMER BRG-F2H FflN OUTBORRD HORIZONTRL

yLJCJ

Display23-JUL-9B 87:83

RHS = 1.96LORD = 1B8.8RPM = 914.RPS = 15.23

58 188 388158 288 258TIME IN KSECS

Label: SIGNIFICRNT IMPHCTING EHEB8V-BRG

358 488

Priority: 1

Este ventilador tiene un defecto en el aro externo. El espectro hace notar ks frecuencias de fallaBPFO, pero la primera línea de falla no se alinea con 1XBPFO. Las superposiciones múltiplesestán aún más alejadas. La geometría del cojinete ha cambiado. ¡No confíe únicamente en lasfrecuencias de falla! Busque reconocer el patrón. Aparecen niveles de amplitud e impactosincreíbles en la forma de onda, los cuales, con el cambio abrupto, indican la falla de un cojinetede alta prioridad.

> C*nT%h< 1M». 1M3 CampMXIam* gjnío». IvutpanMd RmrtMh» lodo» lo» (tencha 6-33

ANÁLISIS BB UN SOLO CANAL ICOJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

BPFI - PRESS ROLL BBG - PflPER HRCH.PRESS BOLL-FB8 FELT ROLL *8 <OM RRM FBH 3PB)

PLOTSPflN8.30

ffi*.

i»;o_

L208 380 -480

FREQUENCY IN HzLOOSENESS & HIGH FREQUEMCIES UP?

508

19-JUN-89 ti: 33

ll-flPR-89 89:34

89-JHN-89 13:59

19-SEP-88 10:12

82-OCT-87 15:43FREQ: e.is?OROR: i.eeeSPC5: .86818

El gráfico de espectros múltiples ilustrado más arriba demuestraque las armónicas de TS (aflojamiento) y la actividad de altafrecuencia aparecen en este cojinete de rodillo en el mes dejunio.

6-34 1M». 1M3 CoBpMtlwl ST.ITO.. licnporaUd R««r«d« lodo» k»

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL ICOJINETES C<JN ELEMENTO ROTATORIO

áf

BPFI - PRESS ROLL BRG.- PflPER MRCH.PRESS ROLL-FR8 FELT BOLL *8 <ON RRH FBM3PB)

8.24..

5=5 8.18..

o 8.12. .

e. es

JL

SpectruM Display19-JUN-89 11:33

PK = .3838LORD = 188.8FPM = 1484.RPS * 6 .17

186 uHzLabel: BPFI UXlxTS SDBNDS- CRflCKED BPFI Priority i

SPEC- .296


123456789101112131415

1,142,073,066,24

12,4815,0118,7157,9764,2170,4576,69180,15192,62198,85205,09

VALORPICO

0,02880,01600,01120,07520,25440,01170,04220,02620,03220,01580142016202890336

0,0182

VALORORDEN

0,180,330,491,002,002,403,009,2810,2811,2812,2828,8530,8531,8532,84



TOTAL MAG0,3053

SUBSINCRONICO0,0489 / 3%

161718192021222324252627282930

244,35250,59256,83263,05269, 2£302,36308,56314,81321,0.4327,27333,52385,24391,48449,45

. 455,67


0,0333 39,130,0416 40,130 ,0266 41,130,0170 42,130,0230 43,130,0145 48 ,420,0266 49,420 ,0201 50 ,420,0135 51,410,0309 52,410 ,0243 53,410,0185 61,700,0216 62,700,0136 71,980,C199 72,98


El espectro ilustrado más arriba presenta un patrón típico de unaro interno agrietado. Los grupos amontonados de picosrepresentan la modulación IX de las armónicas BPFL La listade picos confirma este diagnóstico. Los picos no sincrónicosestán separados por 1 orden. El aflojamiento (dominante 2X) esuna consecuencia del BPFI agrietado, que comprensiblementehace que el cojinete quede suelto en el eje.

IW. l»n CampaUUam¡ Sjtumi. iKorporaled RtMi-vwta inte kx «robo» 6-35

ANÁLISIS DE t"N SOLO CANAL ICOJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

2.8

BPFI - PBESS ROLL BBG.- PHPEB HHCH.PRESS ROLL-FB8 FELT ROLL «8 <OH RRM FRM 3PB)

co

CD

<ZCXL

Wav/eforn Display19-JUN-89 11:33

RUS = .4486LORD = 180.8FPM = 1484.RPS = 6.17

188 288 588388 488TIME IN MSECS

Label: BPFI- RINGS OS BRLL PRSSES CRRCK

688 788

Prioríty: 1

Las bolas o los rodillos que pasan por encima de una grieta delaro ocasionan un impacto agudo y un patrón de oscilacióntransitoria en la forma de onda. El patrón es bastante claro. Lasamplitudes, no obstante, son sólo moderadas debido a lavelocidad lenta del rodillo y la Fmáx baja. Recuerde, laaceleración tiende a amplificar los picos exponencialmente amedida que aumentan las frecuencias.

Recuerde también que los defectos de BPFI a menudo resultanser más difíciles de detectar debido a su débil recorrido detransmisión al transductor. Tome seriamente la presencia mismade defectos o patrones de BPFI cuando realice diagnósticos--independientemente de la amplitud.

6-36 IJ89. 1W3 CoB|MaU>aal SytUm. Incorporatod'ReMrvadn todo te tkndm

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL ICOJINETES COS ELEMENTO ROTATORIO

e.esLUBE - REFLUX PUMP NORTH 2858

P 2858 -P1U PUMP BEHRING 1 UERTICñLSpectrun Display16-flPB-^91 18:46

PK =LORDRPM =RPS =

.1368180.81745.29.88

888 1288FREQUENCy IN Hz

Label: 888-168BHz: 7 PERKS S3Hz HPñRT??

1608

LUBE - REFLUX PUMP NORTH 2858P 2B58 -P1U PUMP BERBING 1 UERTICflL

coi

Uaueforn Display16-flPR-91 10:46

RUS = 1.98LORD = 180.eRPM = 1745.RPS = 29,88


Label: HI6H ENEBGV LEUELS IN MRUEFORM

248 308

En el gráfico ilustrado más arriba, unos 93 Hz separan un pico delsiguiente entre el grupo de siete picos entre 800-1600 Hz. ¿Qué podríacausar estos datos? El espaciamiento es de unas 3,2 órdenes~¿BSF oBPFO? No, las frecuencias no concuerdan, pero existe energíaconsiderable en la forma de onda. ¿Qué más de lo mencionadoanteriormente puede explicar este patrón?

6-37

A.1 «LUIS DE füf SOLO CAMAL ICOJtMmS CON ELEMENTO ROTATORIO

LUBE - REFLUX PUMP NORTH 2058P 2858 -P1U PUMP BEHRING 1) UERTICñL

o .03 •

0.84.

0.63.•

t •3

\ '

, í I

Spectrun Oís16-HPR-91 1

PK = 1368LORD = 188 8

" RPM = 1745RPS = 29.88

10:46

0 488

Label:

880FREOUXNCV IN Hz

LUBRICO!ION PROBLEM IN BEHRING

1200 1608

Priority: 1

FREQ: 1108.1OBDR: 38.10SPEC: .04894DFRQ: 92.46

La última página del cuadro de defectos de cojinetes, indicadoanteriormente en esta sección, se refiere a la capacidad dedeterminar problemas de lubricación. El patrón ilustrado másarriba es un caso de libro de texto sobre las característicasdescritas en ese cuadro. Aparece un grupo de picos en el rango800-1600 Hz separados por 80-130 Hz (en este caso, 93 Hz).

6-38 • Copyright 1)8». IWJ CoaifuUrlkNiaJ Synam. íacorpanttd Rmerndot todo» k» derecha

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL ICOJINETES COV ELEMENTO ROTATORIO

Cojinete de bomba defectuoso

Fan Pump withRoller Bearíngs

Motor withSleeve Bearings

90% Water10% Paper Fiber

1. Las tuberías nuevas y un cabezal positivo de 10 pies hacenimprobable la formación de cavidades.

2. La forma de onda verificó la presencia de impactos.

3. Considere las características de la degradación del cojinetede rodillo.

*

4. Hay aflojamiento.

5. Los cojinetes de rodillos esféricos presentan medicionesaxiales más altas que los cojinetes cilindricos. Loscojinetes esféricos también presentan defectos enfrecuencias más altas.

En la página siguiente aparece mayor información.

1*W, 1*»3 Creí puní M.I Sm«u, Itcorpanud Rwnadn todo» ka «meto» 6-39

ANÁLISIS DE l>' SOLO CANAL ICOJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

Bomba con ventilador

MOHMOVMOA

MIHMTVMÍA

PIHprvPÍA Fan Pmnp

POHPOVPOA

1250 HP Sleevc Bcanng Motor

La ubicación de los puntos de medición aparece en el diagramailustrado más arriba. El extremo interno del motor permaneceinaccesible debido a la protección del acople. Se intentórecientemente el reemplazo del motor para reducir los niveles devibración en la unidad completa, pero los niveles de ruido semantienen altos.

6-40 ' Copjnrigkl 1*8*. 19*3 ConpulaUoool Sjtttau. licorportted Raervwk» lodo» km itero*»*

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL ICOJINPTES CON ELEMENTO ROTATORIO

RBBG - FflN PUMPSPECTBH FROM HULTIPLE MEflSUREMENT POINTS

FflN PUMP -MOU88-MflR-88 18:18

FflN PUMP -MOHC8-MRR-88 18:B8

368 488FREQUENCV

788 888

FflN PUMP88-MRR-88

FREO'ORDR:SPCl:

-MOfl18:8839.962.881.8-4818

Este gráfico multi-espectral presenta datos para los puntosexternos del motor. Todos los niveles se presentan muy bajos enamplitud, pero observe la ubicación de los picos dominantes.Los picos 2XTS igualan o superan la amplitud de los demáspicos en los espectros. Esto probablemente significa que elmotor está ligeramente desalineado con respecto a la bomba.Los bajos niveles de vibración indican que la correccióninmediata es probablemente innecesaria.

1W». \m CamfHUOaaa Sjw«Rt». iKnrponud Rncrad» uxk. la 6-4!


RBRG - FflN PUHPSPECTRR FROM MÚLTIPLE MERSUREMENT POINTS

c_í

FflN PUMP -POfl88-MRR-88 18:1-4

FflN PUHP -POU08-MRR-88 18:14

FRN PUHP -PCH88-MHR-8S 18 13

FflN PUHP -PIR88-HRR-88 18:13

FflN PUHP -PIU88-MRR-88 18:12

188 208 308 408 588 600 700FREQUENCV IN Hz

800

FflN PUHP -PIH88-HflR-88 18:11

FREQ: 19.90ORDR: 1.000SPCl: .87441

Todas las medidas efectuadas en esta bomba presentan puntosprominentes de energía de banda amplia junto con algunos picosde baja frecuencia. Los puntos prominentes de energía fluctúanentre 200 y 400 Hz (12000 a 24000 RPM, o alrededor de 10 a20 órdenes de velocidad de giro). Examine los picos de bajafrecuencia más atentamente. Puede tratarse de armónicas develocidad de giro, o bien pueden ser armónicas de frecuencia dealgún cojinete. El rango de escala completa de todos losgráficos es bajo y alcanza 0,1 PPS, pero los puntos prominentesamplios generan bastante energía.

6-42 • Copyright 198», 1*93 O»»p«»U<V>ml Sjstam. I


e.

0.88..

RBRG - FflN PUMPFflN PUMP -PIH PUMP INBOflRD HORIZONTflL

_LjJco

£5 0.86

0.84

8.82

Spectrun Dísplay08-MflR-88 18:11

PK = .2938LOflD = 188.8RPM = 1194.RPS = 19.98

C=RUN SPD HMNCS: 19.90

e te 200 300 400FREOUENCV

580IN Hz

680 700 800 FREO:ORDR:SPEC:

94.794.763.04262

Ilustrado más arriba aparece un gráfico en pantalla completa delHorizontal interno de la bomba (PIH). Las líneas verticalespunteadas marcan los picos de baja frecuencia que representanarmónicas de velocidad de giro. También puede encontrararmónicas de picos no sincrónicos. El cursor armónico resaltaun pico de este tipo en 4,763XTS. Observe que ningún picoindividual posee una amplitud muy alta. El rango de escalacompleta del gráfico es sólo de 0,1 PPS, pero el valor generaldel punto de medición es casi 0,3 PPS. Los puntos prominentesamplios de energía producen el valor general relativamente alto.Los impactos irregulares (mostrados en la forma de onda detiempo) tienden a generar puntos prominentes amplios en elespectro. Los cálculos que crean el espectro a partir de la formade onda de tiempo no pueden asignar los impactos a ningunafrecuencia en particular, lo cual produce la aparición de puntosprominentes en lugar de un pico.

1W». 1M3 CanpiUUoMl S]*MM. iKXtrponUd Sf-.n-v.do. Iodo tai dtnckm 6-43


RBRG - FñN PUMPFRN PUMP -PIH PUMP INBOflRD HOBIZONTflL

cn>

Uaveforn Display08-MHR-88 18:11

RMS = .7965LORD = 108.8RPM = 1194.RPS = 19.90

50 108 150 200 250TIME IN MSECS

300 350 400

La cantidad y la altura de los "impulsos afilados" en la formade onda de tiempo confirman la presencia de impactosseveros. Muchos impactos superan los ± 2 g en amplitud. Estosniveles de impacto generan grandes cantidades de energía enesta bomba de gran tamaño. Los cojinetes a su vez absorbenesta energía de impacto, la cual los daña rápidamente. El patrónirregular y complejo de la forma de onda demuestra laimposibilidad de transformarla en un espectro "limpio", dandocomo resultado los puntos protuberantes amplios de energía queaparecen en la página anterior.

6-44 1*8*. ivn Computattooal SvUnm. iBcorpaMMTRmrndaí todo» k. <


0.18

RBRG - FHN PUMPFflN PUMP -PIH PUMP INBORRD HOBIZONTRL

Spectruri DisplayB8-MRH-88 18:11

PK = .2938LORO = 106.8

+ RPM = 1194.RPS = 19.98

8 180 200 308 -408 588FREQUENCV IN Hz

608 708 880

El espectro ilustrado más arriba indica la razón por la cual nose puede utilizar un sólo número general para determinar elestado de una máquina. El espectro corresponde a una bombacon un cojinete defectuoso. Tiene un valor general precisamentepor debajo de 0,3 PPS. Ningún pico en particular es muy alto.La energía de banda amplia es preponderante en el gráfico.

5-46 • Copyright 1JW, 1993 Computalkx.il Sjtttm. IncorporaMlf RlMTndn lodo» k» *o-«*<»


8.48

BflL - TURBINE (DRIUING ID FflN) .TURBINE -TIH TURBINE INBOfiRD HORIZONTRL

8-35..

8.38.,

8.25..

e

Spectrun Display12-NOU-87 14-28

--PK = .3270LORD = 188.8RPH = 2595.

J-RPS = 43.25

100 200 300 400 500 608 700FREOUENCV IN Hz

El espectro-ilustrado más arriba corresponde a una turbina devapor con un problema de desbalanceo. Al igual que el gráficode la página anterior, este espectro muestra un valor general dealrededor de 0,3 PPS. Virtualmente toda la energía del espectro,no obstante, viene de un solo pico en 1XTS. Compare laamplitud del único pico en el espectro con el valor general delespectro.

MR. 1«» Camvaatxmú SjnUH». Imrpontta Rscrvado» lodo» km «trofeo. 6-47

A.SAL1SIS DE L> SOl.o CANAL ICOJ1NFTESCON KLK VIENTO ROTATORIO

RBRG - FHN PUMPFflN PUMP -PIH PUHP INBOHRD HORIZONTflLi 1 1 1 1 1

co

<ED¿UJ

_CJ

Waueforn Dísplaye8-MflR-88 18:11

RMS = .7965LORD = 100.6RPH = 1194.RPS = 19.90

-4

0 108 150 200 250TIME IN MSECS

300 358 400

Examine las formas de onda de tiempo para los espectros de lasdos páginas precedentes para determinar la máquina que tiene elpeor problema.

La forma de onda de tiempo ilustrada más arriba corresponde alcojinete de bomba defectuoso. Presenta altos niveles deimpacto. Uno de los impactos alcanza casi 5 g, y la mayoría seencuentran en el rango de ± 2 g. El valor general RMS de laforma de onda se acerca a 0,80 g.

6-48 IJS», 1W3 Compulatlom] KTUtm.. iKorporatod Kmnvmkm todo» te étrniK»

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1COJINEfES CON ELEMENTO ROTATORIO

1.0

BRL - TURBINE (DRIUING ID FHN>TURBINE -TIH TURBINE INBORRD HORIZONTflL

<cCtC

Uaueforn Display12-NOU-87 14:28

RMS = .2349LORD = 108.0

- - RPH = 2595.RPS = 43.25

180 200 30BTIME IN MSECS

408 500

La forma de onda ilustrada más arriba corresponde a ía turbinade vapor desbalanceada. No presenta prácticamente ningúnimpacto y ninguno de los picos supera ± 1 g. El patrón de laforma de onda parece sinusoidal, lo cual se transforma bien enun gráfico espectral, pl valor RMS de la forma de onda esaproximadamente 0,23 g. Aunque el valor RMS de la forma deonda de la bomba es más de 3,3 mayor que la forma de onda dela turbina, la facilidad de transformación de la forma de onda dela turbina termina dando a la turbina un valor espectral másalto.

un'. 1*93 CaBpubUcaü SJ«UM>. Rwcrauk» uxk» kx dendra 6-49


UJ

-2..

-4

RBRG - FRN PUMPFON PUHP -PIH PUHP INBORRD HORIZONTRL

iee 288 300TIME IN MSECS

488

Uaveforn Display08-MRR-88 18:11

RMS = .8805LORD = iee.eRPM = 1194.RPS = 19.98

580

e

RBRG - FRN PUMPFRN PUMP -PIU PUHP INBORRD UERTICRL

iee 388TIME IN MSECS

4ee

Display88-MRR-88 18:12

RMS = .8998LORD = 188.8RPM = 1194.RPS = 19.98

588

6-50 1S8». an ConpuuUoMl Sjsumt, locorponHíd Reurvadu ladn la» dcrafe»

RBRG - FRN PUHPFflN PUMP -PIR PUMP INBORRD HXIHL

d>«—«

UJ

cd

-6


Uaweforn Display08-MRR-88 18:13

RMS = 1.42LOAD = iee.eRPM = 1194.RPS = 19.90

108 150 2ee 250TIME IN MSECS

380 350 400

Como otra razón para examinar las formas de onda de labomba, es recomendable determinar cuál de los cojinetes de labomba se ha degradado más. Los impactos más altos indican uncojinete con más defectos y jnás grandes. Las tres formas deonda de tiempo de la página precedente y de esta páginacorresponden a los puntos de cojinetes internos de la bomba.Los valores RMS de las tres formas de onda aparecen hacia elextremo superior derecho del gráfico.

PIHPIVPÍA

= 0,80 g= 0,89 g= 1,4 g

El punto axial presenta la mayor cantidad de energía.

• Copyright 1W*. Un Calima I «il SjtUmt. Imaatfaratti Rorradaí ladn 6-5!

ANÁLISIS DB CM SOLO CANAL ICOJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

co

<£.ce:UJ

UJCJ

2.5

8

RBRG - FflN PUMPFRN PUMP -POH PUMP OUTBORRD HORIZONTRL

188 158 288 258TIME IN MSECS

388

T Uaveforn Display88-MflR-88 18:13

RMS = .5887LORD = 188.8

t RPM = 1194.RPS = 19.98

CJCJ

-38

RBRG - FflN PUMPFRN PUMP -POU PUMP OUTBORRD ÜERTICflL

188 158 288 258TIME IN MSECS

Maveforn Display88-MflR-88 18:14

RMS =LORD =RPM =RPS =

.7756188.81194.19.98

308 358 488

6-52 ItO. 1993 OmpulaUond SjUam. IncorpoMad Racrad» lodo»


RBRG - FRN PUMPFflN PUMP -POR PUMP OUTBOflRD HXIflL

UJ

Uaueforn DisplayB8-MflR-88 18:14

fRMS = .8319LORD = lee.eRPM = 1204.

IRPS = 20.07

58 lee 150 2ee 250TIME IN MSECS

300 350 -400

Las tres fe T mas de onda de tiempo de la página anterior y deesta página corresponden a los puntos de cojinete exterior de labomba.

POH = 0,58 gPOV = 0,77 gPOA = 0,83 g

Una vez más, el punto axial presenta la mayor cantidad deenergía. Los niveles de RMS para los puntos externos sonuniformemente más bajos que aquellos para los puntos internos.Más importante aún es la escala de los gráficos que presenta elnivel de los impulsos afilados o impactos mucho más alto en lospuntos internos. Por lo tanto, el cojinete interno probablementetiene los defectos más graves. Si sólo puede cambiar uncojinete, cambie el interno.

. 1W3 CmpuUUMU Sy*uw. lacorponud R«Mrw>«k« lodo» ka dovd» 6-53

VS'ALISIS DE Vft SOLO CA-NAi. ICOJ1>WE8CO,N ELEMEXTO «OTATORIO

Rodillo de secado de máquina de papel

40,000 Ib. Dryer Roll - Steam Heaicd5 to 6 feet

Spherical Rollcr Bearings

1. Los cojinetes se lubrican a presión desde un colector común.

2. La temperatura de la superficie del rodillo debe permanecersobre 212° F para impedir la formación de óxido. Dado que elrodillo se expande bajo este calor, uno de los cojinetes debequedar libre para flotar en la dirección axial. El cojinete flotantees habitualmente el que está opuesto al extremo de engranajesdel rodillo.

3. El engranaje helicoidal que impulsa el rodillo produce unacarga axial en los cojinetes. Esto significa que las medidasaxiales son por lo general la-mejor manera de encontrardefectos en los cojinetes.

6-54 » Copyright IX», 1W3 CaapvutlowJ Sj*Um. Incorpomd «««rwMtai bxk» to> «endm


0.016

8-012 ..

2=

3UJ

0-008-,

0 .0B4.

0

RBRG - D .S . - DRVER ROLLS < R X I f l L >DJWEB ROLL-D28 «20 DRVER ROLL

£o.

ie

I«n

0 10 20 30 40Frequency in Order

58


PK = .0375LORD =100.0FPM = 3777.RPS = 3.34

60 Ordr: 8.773Freq: 29.30Spec: .00320

El espectro ilustrado más arriba presenta cinco armónicas de lafrecuencia de paso de la bola en el aro externo. Algo de energíade banda amplia aparece también en el gráfico.

Co»|m»»M>aJ S;M<H». tucorporaud Knxnwto todo k» Arate» 6-55

A.NAUSIM OE UN SOLO CA.NAL 1COJINETES CON KI.EME.VTOS ROTATORIOS

RBRG - D.S . - DRVER ROLLS < R X I f l L >DRYER ROLL-D28 «28 DRVER ROLL

UJ PLOTN? SPflN^ 8.05T

JL.

03-RUG-88 14:12

86-JUL-88 13:43

86-JUN-88 14:59

89-MRV-88 13:42

18 15 28 25 38 35FREQUENCV IN ORDER

48 45 58ll-flPR~88 13:49

ORDR: 8.327FREO: 38.33SPC5- .88184

El gráfico de espectros múltiples ilustrado más arriba presentadatos desde abril hasta agosto. El cojinete en el extremo opuestodel rodillo queda libre para flotar axialmente, de modo que lospicos en las armónicas más bajas de velocidad defuncionamiento (1, 2, 3 y 4XTS) tienden a subir y bajar con lavariación de la velocidad de la máquina. Aunque la velocidad dela máquina ha variado, las amplitudes de las frecuencias dedefectos de los cojinetes no han cambiado significativamente eneste tiempo. Por lo tanto, el defecto no está avanzandorápidamente, pero puede no estar en la zona de carga delcojinete. Este cojinete requiere atención especial en busca deseñales de algún cambio repentino.

6-56 > CopjrfclM 1*8». 1MJ ConpnUtooü S]M4m>, lacorponUd R'««rva<fc» todo,


BPFI - T.S. - DRVEB ROLLS <RXIf lL>DBYER RQLL-D85 #5 DRVER ROLL

UJ PLOT¥? SPRN¿=¡ 8.14T

JL Ti VL>._n__u_AiLMt *._

87-06-88 15:24

86-86-88 15:52

85-89-88 15:37

8 '10 28 38 40Frequency in Order

5884-11-88 16:80

Ordr: 8.161Freq: 27.84Spc4: .01617

El gráfico de espectros múltiples ilustrado más arribacorresponde a otro rodillo de secado de diseño similar. Elproblema de cojinetes, no obstante, difiere considerablemente.Los espectros desde abril a julio de 1988 presentan la apariciónrepentina de una familia de picos armónicos. La primeraarmónica de esta familia se produce en 8,112XTS.

' Coprrlfhi 1*8*. 1WJ CmpelaUowl S^UBB, Incorpomed Kawrndn todo» ta ifandx» 6-57

ANÁLISIS DE IN SOLO CANAL ICOJINETES CON EÍ.EME.VTOS ROTATORIOS

Rodillo de retorno de alambre de la máquina de papel

Roll is 20 Feet Long30" diameter

n

Spherical Roller Bearings

1. Los cojinetes se lubrican a presión desde un colectorcomún.

2. Este rodillo invierte la dirección del "alambre" sobre elcual se rocía la fibra de papel para formar una hoja depapel.

3. El rodillo también añade tensión al "alambre".

4. El rodillo no se calienta.

6-58 . 19*3 CampuUknal SjiUm, iBOHporaud R«Mt-«da> lad» lo dcnd»


8.828

RBRG - TENDING SIDE OF FOURDRINIERTS of FOÜR-3R» 3rd MIRE RETURN RXIRIX 55R317725>

Spectruw Display39 12:12

8.816..

8.812..

8.888 .„

8.884..

TT


248

PK = .8418LOflD = 188.8

- - FPM = 2688.RPS = 4.75

SKF 22326CC=FTF 1.95

. D=BSF 12.57E=BPFO 29.23F=BPF I 42.87

388 FREO. 38.95ORDR: 6.511SPEC: .88212

El gráfico ilustrado más arriba corresponde a datos axiales deun cojinete de rodillo esférico defectuoso. Los patrones defrecuencia del cojinete indican un problema a pesar de la bajaamplitud. Muchos picos se producen en los lados superior einferior de 4 y 5XBPFO (Frecuencia de paso de la bola del aroexterior [frecuencia de defecto del aro]). Estos picos estánespaciados en frecuencia por 1XTS del eje. Por consiguiente,las bandas laterales 1XTS modulan picos alrededor de 4XBPFOy 5XBPFO. Esta característica indica que el eje crea estasfrecuencias. Al igual que en el ejemplo precedente, este cojinetetambién requiere estar atento en caso de que aumente ladegradación.

1HB. 1*» CunpuutKKiil Sjwon». Incorpóreo) RiMi-nd» Mdn tai d«ndm 6-59

ANÁLISIS DE L-M SOLO CANAL ICOJINETES CON ELEMENTOS ROTATORIOS

0.020

RBRG - TENDING SIDE OF FOURDRINIERTS of FOUR-3RR 3rd MIRE RETURN flXIHIX 55R317725)

^¿.CL.

0.016 1

0.012 i

0.088 1

0.004 1

60 120 180FREQUENCV IN Hz

240

SpeetruM Display24-JON-89 12:12

PK = .0410LORD = 100.0FPM = 2688.RPS = 4.75

SKF 22326CC=FTF : 1.95D=BSF : 12.57E=BPFO : 29.23F=BPFI : 42.07

300 FREfJ: 39 78ORDR: 8.370SPEC: .00194

El cursor descansa ahora sobre el BPFI (Frecuencia de paso dela bola del aro interno [frecuencia de defecto del aro]) principal.Los picos más importantes parecen presentarse en 3 y 4XBPFI,lo cual dificulta relativamente el determinar si se trata de unproblema de aro interno o externo. Todavía podría usted decirque estos picos armónicos de BPFI tienen bandas lateralesmoduladas por la velocidad de giro del eje. Un defecto del arointerno es potencialmente más grave que un defecto del aroexterno, de modo que el problema requiere inspecciónfrecuente. Una forma de onda de tiempo podría proporcionarasistencia considerable en el análisis del problema.

6-60 • Copyright im, 1W3 ComputaUowl Sortean, i


BBRG - TENDING SIDE OF FOURDRINIER.SPECTRR FROH MÚLTIPLE MEHSUREHENT POINTS

PLOTSPflN

8.824

co

_

<=>

WU ..

TS of FOUR-3RR24-JRN-89 12:12

TS of FOUR-3RH24-JflN-89 12:11

8 68 128 180FREqUENCV IN Hz

308

Este gráfico compara mediciones radiales y axiales en estecojinete de rodillo esférico. La carga axial de este cojinete—y lamayor proximidad de la sonda al cojinete en la dirección axial-produce las amplitudes axiales más altas. Este ejemplo muestrala razón por la cual es recomendable tener medidas axiales paracojinetes de rodillo esférico. En general, efectúe una mediciónaxial en todos los cojinetes que soporten una carga de empujeconsiderable.

• Copyright 1W*. Ifn Compuiiitn«ai SirauM. iBootponud Rturvadn lodo k» < 6-61

ANÁLISIS DE f* SOLO CANAL iCOJ1NÍTSS CON ELEMENTOS ROTATORIOS

BELT DRIUEN QUERHÜNG FflN

FIH FOH

Fin F0fi

\FON

MIUY"

MOU

MOTOR

-MOñ

MIH MOH

1. Este equipo está ubicado en eí techo del edificio.

2. Los engrasadores del motor se han oxidado. El ventilador notiene engrasadores.

3. Una estructura común de viga en doble T soporta el motor yel ventilador.

4. Aunque vibra toda la estructura, las amplitudes de vibraciónson mucho más altas en'el motor que en el ventilador.

*

5. El ventilador transporta un producto granular al piso más altodel edificio. Si falla el ventilador, debe desactivarse la líneacompleta, porque no hay repuestos en línea.

642 • Copjnriffct tftff, l*n Compuutk>i»l gytfMBi. 1


RBRG - BELT DRIUEN OUERHUNG FflN .SPECIRR FROH MÚLTIPLE MEHSUREMENT POINTS

PLOTSPRN8.5 y

8Í

8

I 1 ! ! 1

*

M

-^MAA.ÍMLA. ..A . .11 1 i

A. ,. J..JL A . . .. . 1L. . ...

L288 488 688 888 1888 12(

OURHNG FRN-FOU89-21-88 15:59

OURHNG FRN-FOH89-21-88 16:81

OURHNG FRN-FIU09-21-88 15:59

OURHNG FRN-FIH89-21-88 15:56

OURHNG FRN-MIU89-21-88 15:53

OURHNG FHN-MIH09-21-88 15:53

OURHNG FRN-MOU89-21-88 15:58

OURHNG FRN-MOH89-21-88 15:58m

Frequency in Hz

Este gráfico de espectros múltiples demuestra que el defectoestá en el motor, no en el ventilador. Los picos de los espectrosdel motor se ven como armónicas de 1XTS.

1»». 1*93 OcmtfMMÍamt Sjntw, («oorpanUd RfHrada loria k> dmdm 6-63

ANÁLISIS DE CM SOLO CANAL ICOJINETES CON ELEMENTOS ROTATORIOS

RBRQ - BELT DRIÜEN OUERHUNG FRHOURHNG FñN-HIU MOTOR INBOHRD UERTICRL

u .o -

0.5.

o=! 0-4.•MÍÜ.Z.

fr— «

^ 0.3.

y^ 0.2.

0.1..0

c c c

. ' . s

i ' •!

v-áLA> WV J¿¿

50 1

C

a

Ltea

: c

-

xj1E

Freq

iC

1

;0uenc

i }C C

cp

•

i

; i^¿JiyL200 250 3

j in Hz

r

00 35

Spectrun Dísplay09-21-88 15:54

PK = .9097• LORD = 100.0

RPM = 1743.RPS = 29 05

C=MTR SPD HMNCS

a Freq: 91.33B Ordr: 3.165

Spec: .271Label: SEUERE LOOSENESS-BñD MTR BRGS

Una vista más de cerca del espectro de la Vertical del motorinterno (MIV) presentada en la página anterior indica lapresencia de la familia de picos en armónicas de 3,155XTS.También aparecen los picos armónicos de 1XTS.

6-64 • Capjrifa 1S8». 1993 OxnpuUMkml SymUoa. Iwerpiiralnl Itacrvidoi lodoi ta dcndra

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL ICOJINETES CON ELEMEVTO ROTATORIO

RBRG - BELT DRIUEN OUERHUNG FflN .OURHNG FflN-MIU MOTOR INBOflRD UERTICflL

e 68 128 180TIME IN MSECS

Label: SEÜERE LOOSENESS-BflD MTR BBGS

246

Waveforn Display09-21-88 15:53


.8502100.01788.29.80

300

La forma de onda de tiempo de la combinación de ventilador-motor muestra impactos significativos, especialmente para unaforma de onda graneada en PPS.

*. 1W3 CaapttaUDBÉl SfOmm. Imaxpaateá Romadoi toda k» dtncta» 6-65

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL ICOJINETES CON ELEMENTOS ROTATORIOS

RBRG - BELT DHIUEN OUERHUNG FBNSPECTRfl FROM MÚLTIPLE MEflSUREMENT POINTS

:>-

cu

PLOTSPflN8.5 y

9±

e

r r 1 f i

JL_

^^WlnJJLAkA . . . . -_* ..

A_ . .

I , ,A^A.jLJ lA_JKrs^^,.-^^-_J^y^_JJL. ii - ... - -

JLA^ju-ÁA^^/vX. _. , .. -^.^. . , ..

• r t - ^ - c , - . . , ,

jw^AjUí .. <t eslyibís - - I - - . A I ^ , i.

OURHNG FflN-MIU20-OCT-88 15:05

OURHNG FflN-MIU21 -SEP -88 15:53

OURHNG FRN-MIH20-OCT-88 15:85

OURHNG FftN-MIH21-SEP-88 15:53

OURHNG FflN-MOU28-OCT-88 15:04

OURHNG FflN-MOU21 -SEP -88 15:58

OURHNG FRN-MOH28-OCT-88 15:04

OURHNG FflN-MOH21 -SEP -88 15:58

1 200 -480 600 888 1888 1200FREQUENCV IN Hz

Después de reemplazar los cojinetes del motor, desapareceprácticamente toda la vibración armónica. No obstante, el picoIXTS en el MOV subió, lo cual indica un posible problema decorrea, polea o alineación. Es necesario analizar la vibración enla dirección axial del motor para confirmar y diagnosticar elnuevo problema.

6-66 • Copyright 1*9. 1M3 ConpubUtonü Spaon». iKorponted Ratrrate lodo» In datdKX


RBRG - BELI DRIUEN OUERHUNG FRN .SPECTRfl FROH MÚLTIPLE MERSUREMENT POINTS

PLOTSPñN0.5

I0..

e 288 488 688 808 1008FREQUENCY IN Hz

OURHNG FflN-MOfl28-OCI-88 15:05

OÜBHNG FflN-MOfl21-SEP-88 15:52

OURHNG FflN-MOU28-OCT-88 15:04

OURHNG FflN-MOU21-SEP-88 15:58

OURHNG FRN-MOH20-OCI-88 15:84

OURHNG FRN-MOH21-SEP-88 15:58

FREO: 29.75OBDR: 1.000SPC4: .360

La vibración axial externa y, la vertical externa han aumentadoen el motor. Esta combinación indica que ahora existe unproblema de alineación o de descentramiento de polea en elmotor. El motor parece mecerse hacia arriba y hacia abajo entomo a sus patas internas. Es necesario verificar eldescentramiento de la polea del motor así como la alineación dela polea. Sin embargo, la reparación parece haber solucionadoel problema del cojinete.

. UK

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1DEFECTOS DE LOS ENGRANAJES

SECCIÓN 7DEFECTOS DE LOS ENGRANAJES

m». lf*3 CampmMlo^í 8?M». lucorpomud lUurw*» todo» lo. dtncta» 7-1

ANÁLISIS DE UN SOLO CAMAL IDEFECTOS DE LOS ENGRANAJES

Sección 7Defectos de los engranajes

*

,A

La índole mecánicamente compleja de las cajas de engranajesdificulta la interpretación de las características de losengranajes. Algunos conceptos simples ayudan a reconocerfácilmente los problemas de los engranajes.

1. frecuencia del enlace de los engranajes

a), aparece independientemente del estado de losengranajes

b). la amplitud cambia significativamente con la carga

2. bandas laterales

a), las bandas laterales de alto nivel indican un problemab). las bandas laterales indican el engranaje que está

malo por el espacio entre picos• i

3. frecuencia natural del engranaje

a), resonancia natural del engranaje excitada por losdefectos de los engranajes

b). buena indicación de un problema

MW, \tn CeaqMaUwi SjnU», Imrponud Rom-«*» todo, k» dcncho 7-3

ANÁLISIS Di L>' SOLO CA>AL 1DEFECTOS DE LOS E>CRASAJES

Enlace de los engranajes

Los defectos de los engranajes producen vibración de bajaamplitud en frecuencias altas, similares a los defectos en loscojinetes con elementos rotatorios. Los dos defectos difierenporque los problemas de engranaje son sincrónicos y los decojinete con elemento rotatorio no sincrónicos. Los defectos deengranaje predominan en la frecuencia de enlace de engranajes(GMF) y/o las armónicas de la GMF. Se puede calcular laGMF multiplicando el número de dientes de un engranaje dadopor su velocidad de giro.

GMF = (No. de dientes del engranaje) X (velocidad de giro[TS] del engranaje)

Por ejemplo, un engranaje con 256 dientes funciona a 3600RPMo60Hz.

GMF (Hz) = 256 X 60 Hz = 15.360 Hz

GMF (RPM) = 256 X 3600 RPM = 921.600 RPM

Por lo general se calcula la GMF en Hz. Cuando se analiza untren de engranajes múltiples, puede ser necesario calcularparámetros adicionales para identificar el o los engranajes quetengan defectos.

En la página siguiente aparece un problema y un tren deengranajes de ejemplo. En la segunda página a continuaciónaparecen los cálculos'de frecuencia de engranajes, incluyendolas bandas laterales.

CopyrigW 1W», IW3 OnpuuOMu] SyiUu. Incorpontted'RiMrwte lodo k» dencfa»

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL IDEFECTOS DE LOS ENGRANAJES

velocidad engranaje impulsor (entrada) =No. de dientes engranaje impulsor =No. de dientes primer piñón =No. de dientes segundo piñón =GMF

First Pinion Shaft Speed =

3600 RPM256382115.360 Hz

GMF# of teeth on Ist pinion

= 15,36038

= 404.2 Hz= 24,252 RPM

Second Pinion Shaft Speed = GMF# of teeth on 2nd pinion

= 15,36021

= 731.4 Hz= 43,884 RPM

fast pinion: 38 teeth

-WTT/IP/XX

Gearmesh [

15¿WHz,

L

1 404 Hz(24,252 RPM)

\

second pinioc: 21 teeth

\

731 Hz(43,884 RPM)

. 1*» Qn|MMIm>l todo, lo dcnck» 7-5

ANÁLISIS DE L?i SOLO CANAL IDEFECTOS DE LOS ENGRANAJES

FRECUENCIAS DE ENGRANAJE PARA 1486

i**************'****»***************

Dientes (T2) enProporción de eMayor factor común:

ARMÓNICAS EJE 1

1

2

3 ü

4

ARMÓNICAS

60,

120,

180,

240,

00

00

00

00

grana je 1: 256grana je 2: 38añajes (T2/T1) : ,1484: 2 .

EJE 2 ENLACE ENG.

404,21 15360,00

808,42 30720,00

1212,63 46080,00

1616,84 61440,00

ENLACE ENG. - MASBANDAS LAT. EJE 1

FASE ENS.

7680, 00

15360,00

23040, 00

30720,00

ENLACEBANDAS

REPT DIENTE

3,16

6,32

9,47

. 12,63

ENG . - MASLAT. E.JE 2

15360,0015300,00 15420,0015240,00 15480,00

30720,0030660,00 30780,0030600,00 30840,00

46080,0046020,00 46140,0045960,00 46200,00

61440,0061380,00 61500,0061320,00 61560,00

15360,0014955,79 15764,2114551,58 16168,42

30720,0030315,79 31124,2129911,58 31528,42

46080,0045675,79 46484,2145271,58 46888,43

61440,0061035,79 61844,2160631,58 62248,43

Frecuencias en Hz

7-6 1W». 1»W ConpubtfJaail Sjaaat, ImaorporaUi Rourvadn todo» k» dencfco»


Frecuencia natural del engranaje

e.e?GBOX - PRPER MRCH DRVER ROLL G-BOX

DRVER GBOX-D34 «34 DRYER ROLL 72" 23160Spectrun Display21-MRR-89 15:01

PK - .1397LORD = 100.0FPM = 3587.RPS = 3.17

M=GMF 1<96T-84T>: 304.5

0100 200 300 400 500

FREQUENCV IH Hz

En este espectro, aparece un pico de frecuencia de enlace deengranajes en 304 Hz (18.240 PM). La frecuencia natural (oresonancia) de este engranaje está justo sobre 100 Hz (6000RPM). Con el desgaste de los engranajes, se produce másfuerza impactante, lo cual a su vez genera más "ruido blanco".El ruido blanco puede compararse con la luz blanca. La luzblanca es la combinación de todas las longitudes de ondavisibles de luz. El ruido blanco es la combinación de todas lasfrecuencias de vibración espectral. Dado que parte de estaenergía de ruido blanco se produce en la frecuencia deresonancia del engranaje, dicha energía tiende a excitar, u"oscilar transitoriamente", el engranaje en su frecuencia deresonancia. Otras frecuencias tienden a ser mitigadas.

1*». W93 CoKpaUilnal Sj*Un». Incorpórate! Rmo-nd» todo te «tertcfco. 7-7


Ejemplo de cálculo de enlace de engranajes

\ GM1

Motor mLsmll teeth

/ ' \ GM2•' ¡

MSS 60 teeth

Chuck48 teeth mkm (°uter

Shaft)

oss

Velocidad tie eje externo = _ Hz = OSS(medida con un tacómetro)

Enlace de engranajes 2 = _ Hz X 48= _ _ Hz = GM2

Velocidad de eje intermedia = GM- -f- 9= _ 1 _ Hz -4- 9= __ Hz = ISS

Enlace de engranajes 1 = __ _ Hz X 60= _ Hz =

Velocidad del eje del motor, = GMj 4- 11= _ Hz 4- 11= _ Hz = MSS

7-8 * Coprri(M 1*8». IW3 Campuutlaaa Systtim. lacorponted Rixrvwta toda» k»


0.8

Espectro para el ejemplo decálculo de enlace de engranajes

LflB - HRND DRILL HT HIGH SPEEDHS DRILL -GHS G-BOX OUTPUT SHñFT fíl HIGH F-MflX

Spectrun Display28-MflR-90 10:27fl D BD DB D D

CJ

0-7 . .

0.6..

0 5 . .

O . 4 . .

0 3 . .

0.2..

0 1 . .

B B

- -RMS = 1.74LORD = 100.0RPM = 228.

4-RPS = 3.80

R=CHUCK RPM: 3.80B=INT-CHCK GMESH

: 182.4C=HTR-INT GMESH

: 1219.--D=HOTOR RPM: 110.3

0 400 800 1200FREQUENCV IN Hz

1600

Se pueden predecir las frecuencias de interés que aparezcan eneste espectro utilizando el Ejemplo de cálculo de enlace deengranajes de la página anterior. Para la velocidad del eje demandril use 3,8 Hz. Las frecuencias calculadas debieranaproximarse a aquellas mostradas por las frecuencias de falla enel lado derecho del espectro.

1M>. I»} Camfuu***»! SfOam. ImorponUd Rixraufe. iodo, k» dirtd». 7-9


Defecto de engranaje No.l

14.47 Hz

Turbine

A

-TL

I

75.24 HzGearbox

1. La turbina que se describe más arriba impulsaba unamáquina de papel completa incluyendo el equipoperiférico.

2. Observe en sus datos la frecuencia y bandas laterales delenlace de los engranajes a las velocidades de giro del ejede entrada y salida. Estas frecuencias dificultan un pocomás el diagnóstico. Aunque las bandas laterales del eje deentrada son mayores en amplitud, adquiera los datosespectrales con un alto nivel de resolución. Hay que evitarañadir las bandas laterales del eje de salida 5 X a lasbandas laterales del eje de entrada.

\• i

7-10 • Copyright 1«8*. im Conpulatlooal SjMn». iKorporaUd Xaurados lodo» fc« dtndx»


GBOX - LINE SHflFT GBOX-OUTPUT SHHFTSPECTRR FROM MÚLTIPLE HERSUREMENT POINTS

co

PLOTSPflN0.5

e.. ra*~'ia_-SeJLJUv<|L~v'T3

LS GERRBOX-GOR05-06-88 10:02

LS GEñRBOX-GOU05-06-88 10:02

LS GERRBOX-GOH05-06-88 10:01


4 oran1200 Freq:

Spc2:Dfrq:

1001.312,98.0887975.24

La frecuencia de enlace de los engranajes aparece en 14XTS delpiñón. Observe que este pico domina claramente los tresespectros presentados más arriba.

19». l«n CoBpuUUowI ByMaf. iHxrpantfti HmtrmA* toda te 7-11


CO

CJO

0.7

B.6..

8-5..

8-4..

8.3..

8.2..

0.1..

GBOX - LINE SHflFT GBOX-OUTPUT SHRFTLS GEñRBOX GOH HORIZ OTBD GERR

Gearmesh frequency ís modolatedby 1XTS of the output shaft;

¿f - 14.47 Hz

Spectrufi Display85-86-88 10:01


.5151108.04614.76.90

900 1000 1100Frequency in Hz

1280 Freq: 1062.0Ordr: 13.81Spec: .04376Dfrq: 14.47

Las bandas laterales son la clave para el análisis de las cajas deengranajes. El espectro ilustrado más arriba presenta las bandaslaterales de la frecuencia de enlace de los engranajes moduladapor 1XTS del eje de salida.

7-12 • Copyright 1989, 1993 CanfmUtioKÜ SjmbM. lodo» k» derecho*


c_x

9

8.7

0.6

a.5..

8.4

9.3..

9.2..

8.1

e888

GBOX - LINE SHHFT GBOX-OUTPUT SHRFTLS GEfíRBGX-GOH HORIZ OTB.D GEflR

Geannesh frequency is modulatedby 1XTS of the inpui shaft;

AÍ - 75.24 Hz


PK =LORD =RPH =RPS =

.5151188.84614.76.98

988 1888Frequency in Hz

1188 <oct« Freq: 1881.31280 Ordr: 13 02

Spec: .84947Dfrq: 75.24

Las bandas laterales moduladas por la velocidad del eje deentrada aparecen en el espectro ilustrado más arriba. Dado quetambién están presentes las bandas laterales del eje de salida,puede resultar difícil determinar cuál de los ejes tiene eldefecto. El eje de entrada es el culpable más probable debido ala amplitud más alta de sus bandas laterales.

, M3 CospnUUwil Sjiumi. iKorponUd Ratradn lodo» k» dend» 7-13

ANÁLISIS DE LTS SOLO CANAL IDEFECTOS DE LOS ENGRANAJES

Defecto de engranaje No.2

Motor Motor Gearbox

21 teethií Roil

21 teethf" RoU

PinionStand

1. Los engranajes rectos se usan en el soporte del piñón.

2.

3.

El soporte del piñón usa cojinetes de manguito.

La frecuencia del enlace de engranajes presenta las bandaslaterales del eje de salida. Las bandas laterales más altasque la frecuencia del enlace de los engranajes puedenindicar un diente saltado o roto. En este caso, el dienteroto produciría una onda en la lámina de aluminio en1XTS (vea a continuación).

7-14 • Copyright iw». 1»*3 CompuuUonl Syrtom. Imarfcmui RauTvwfc» lodo, k» fencho»

ANÁLISIS DE ISV SOLO CANAL IDEFECTOS DE LOS ENGRANAJES

Soporte de piñón con 21 dientes

BIV

BIA

OUV

BIHOUH

ISH OIH

Los puntos de medición del soporte del piñón aparecen en eldiagrama ilustrado más arriba. Una manera de analizar elproblema es observar todos los puntos horizontales de una vez.Otra manera es observar todos los puntos axiales de una vez.También puede ser útil un gráfico de todos los puntos externosy todos los puntos internos. Simplemente compare los puntos ybusque las amplitudes de defecto más grandes. Recuerde que lasamplitudes de los defectos de las cajas de engranajes no son tanimportantes como la forma y los patrones de los defectos. Lasamplitudes de vibración muy bajas de la caja de engranajes enun patrón específico pueden indicar un problema grave.

M». 1M3 ConfMUUMHi SjOam, l»o>rp<>nu<J Rwrndoi Uxk» k» fenchí» 7-15

A.VU.ISIS DE I* SOLO CANAL IDRrECTOS OE LOS ENGRANAJES

GBOX - PINION STRNDSPECTHO FROtt MÚLTIPLE MERSUREHENI POINTS

PLOTSPflN8.12

0..

SpúüUULvA-^—íJuu~AAA/vj

PINIOH STN-BIH19-RPR-88 12:47

PINION STN-ISH19-RPR-88 12:39

PINION STN-OUH19-RPR-88 12 38

PINION STN-OLH19-HFR-88 12:3S

10 15 20 25 30FREOUENCV IN ORDER

35

Las cuatro medidas horizontales del soporte del piñón aparecenen el gráfico ilustrado más arriba. Las amplitudes (BIH, OUH)del eje superior superan las amplitudes (ISH, OLH) del ejeinferior. Esta comparación indica que el eje superior tiene elproblema. Observe el patrón activo de los picos alrededor de lafrecuencia de enlace de los engranajes. Los picos de bandalateral en torno a la frecuencia de enlace de los engranajes sonen realidad más altos en amplitud que el pico mismo defrecuencia de enlace de los engranajes. El espaciamiento de lasbandas laterales es igual a la* velocidad de giro del eje delengranaje. Las bandas, laterales 1XTS modulan la frecuencia deenlace de los engranajes.

7-16 • Copyright 1989. 1»» QxnpuUltoiMl SjiUnu. lacorporalcd Rocrvad» todo» k» dendra


GBOX - PINION STRNDSPECTRR FROI1 MÚLTIPLE MERSUREMENT POINTS

CO

PLOTSPRN

8.824 y

e

PINION STN-BIR19-RPB-88 12:45

PINION STN-ISH19-HPB-88 12:39

PINION STN-OUR19-HPB-88 12:38

16 15 28' 25 38FKEQUENCV IN ORDER

35

PINION STN-OLfl19-RPR-88 12:37

_ ORDR: 21.8045 FREQ: 187.7

£?C4: .08944

Las vistas axiales de cada tapa de cojinete de este soporte depiñón muestran algunos medios picos de frecuencia de enlace deengranajes interesantes. Los espectros también parecen mostrararmónicas de media frecuencia de enlace de engranajes. Estepatrón indeseable podría indicar aflojamiento axial. Recuerdeque este soporte de piñón usa cojinetes de manguito corrientessólo con caras de empuje para la carga axial. Las cargas axialesexcesivas desgastarían rápidamente las caras de empuje ypermitirían el movimiento axial. Los picos 1XTSA modulantodos los espectros, particularmente alrededor de las mediasarmónicas de frecuencia de enlace de engranajes.

7-17

.O» U.1MS DE Oi SOl-O CAMAL IRtrgCTOSDE LOS KSCRA.NAJES

GBOX - PINION STRNDSPECTRfl FROM MÚLTIPLE MEflSUREHENT POINTS

co PLOTSPRN0.12 -r

0..

V -A—AA AJl-

^L^lA

8 18 15 20' 25 38 35FREQUENCV IN ORDER

PINION STN-BIU19-flPR-88 13:07

PINION STN-BIH19-HPR-88 12:47

PINION STN-BIH19-HPR-88 12:45

PINION STN-ISfl1S-RPR-88 12:33

PINION STN-ISU19-RPR-88 12:39

PINION STN-ISH19-RPB-88 12:39

..- ORDR: 21.0045 FREO: 107.7

SPC5: .06342

Las seis vistas laterales de entrada aparecen en el gráfico depuntos múltiples ilustrado más arriba. Las dos direccioneshorizontales (BIH, ISH) muestran la vibración con la mayorclaridad. En particular, la posición horizontal del eje superior—BIH—tiene el grupo de picos con la amplitud más alta. Lasbandas laterales alrededor de 21XTS (la frecuencia de enlace deengranajes) modulan los picos en BIH. Este patrón nuevamenteindica que el eje superior tiene probablemente el peor problema.

7-18 • Copyright 198». 19» CompuInUoMi Sjuma. locorponted Itecrafci tota k» dórete»

*i. ISIS DE LN SOLO CA.NAL IS DE LOS ESCRA.NAJES

C-í

8.16

GBOX - PINION STHNDPINION STN-BIH BLIND INPUT SHflFT HORIZONTRL

8.14..

8-12..

8.08..

-86..

e.04 ..

8.82..

ÜL

cecee cecee

--PK = .1311LORD = 100.0FPH = 1663.

¿RPS = 5.13

OGM SIDEBflNDS: 22.08

8 18

Spectrun Display19-RPR-88 12:47

15 28 25 38FREQUENCV IN OfDER

Label: GERRMESH IS RT 187 HZ

35 •48 •45 ORDR: 21.80FREO: 107.7SPEC: .86342

El espectro ilustrado más arriba muestra una vista de pantallacompleta del punto horizontal del eje ciego superior (BIH).Esta posición tuvo constantemente los niveles más altos devibración. El cursor aparece en la frecuencia de enlace deengranajes de 21XTS (ó 21 órdenes). Las líneas verticalespunteadas a ambos lados de la frecuencia de enlace deengranajes marcan las bandas laterales superior e inferior. Laamplitud de la primera banda lateral superior y la primera bandalateral inferior sobrepasan la de la frecuencia real de enlace deengranajes. La amplitud y cantidad de bandas laterales indicaaflojamiento excesivo entre los engranajes. El examen de todoslos puntos reveló que el punto BIH tenía las amplitudes devibración más altas. Se podría suponer con fundamento que elcojinete BIH se gastó en exceso y provocó el aflojamiento delengranaje.

7-20 , l<m CmixilaUonil SjnUn», Inoorponrted (torada uxtot k» daradK»


8.010

GBOX - PINZÓN STRNDPINION STN-BIH BLIND INPUT SHRFT HGRIZONTflL

0.008.

0.006 ..

0.004..

0.002 ..

00 2 4 6

FREQUENCY IN ORDERLabel: GEflRMESH IS RT 107 H2

Spectrun Display19-flPR-88 12:47

PK = .0090LORD = 100.0

tFPM = 1663.RPS = 5.13

fl-BUN SPD HHNCS: 1,00

10

Las primeras diez órdenes de velocidad de giro del eje aparecenilustradas más arriba. Las líneas verticales punteadas marcas laubicación de los picos que son armónicas de velocidad de giro.El pico 2XTS es mucho más alto que el pico de velocidad defuncionamiento. Esta es una;clara indicación de la desalineacióno el aflojamiento del eje. El espacio excesivo en el cojinetepermite que el eje se mueva alejándose del centro del cojineteque soporta la carga, lo cual produce un problema dedesalineación y aflojamiento del engranaje. Cualquier reparacióndebiera reemplazar este cojinete como mínimo. Sin embargo, elpatrón de enlace de los engranajes, indica que existe otroproblema más serio—un diente roto o saltado. Siempre queencuentre un problema con un diente, hay que reemplazarambos engranajes de piñón para que el juego siga siendocoincidente.

tXFf. ltH Camfaütlaafí Sj*am, IncorpanrtMl KmrmAm tato» k» < 7-21

ANÁLISIS DE LN ÜOLO CANAL iDEFECTOS DE LOS ENCRANAJKS

GBOX - PINION STRNDPINION STN-BIH BLIND INPUT SHRFT HORIZONTflL

O .;» -

8.4.

8-3.

8.2.

8.1.

-0.0.

1 ' ' 1 '

,

1 lili ll

ri

I 1 í 1-; ií | 1

lili .1 :ii l iLlililiíAyiiiiJiiiiiiii

Waueforn Display19-RPR-88 12:47

PK = 1958LORD = 188.8FPH = 1663.RPS = 5.13

-e.i

8.2 .

8.3.

8.4e

1 !.¡ n i|| |niH]t] i 1 t! Mi 1 m

I ' | !

i i

i (i p 'rI !

, i i0.2 8.4 0.6 ¿.8 1.

TIME IN SECÓNOS

'.

„ TIME;e HMPL:D T I M ;FREO;

.777

.315

.1955.136

Una parte de la forma de onda de tiempo para BIH apareceilustrada más arriba. Un acelerómetro tomó los datos. Laintegración analógica en la forma de onda convirtió laaceleración en velocidad. La marca de referencia verticalaparece aproximadamente a los 0,6 segundos. El espacio detiempo de los marcadores del cursor es 0,195 segundos. Paracalcular la frecuencia que corresponde a un espacio de 0,195segundos, divida 1 por 0,195.

Frequency 10.195

= 5.136 Hz

La frecuencia de los impactos se produce en 1XTS. El granimpacto es probablemente consecuencia de un diente defectuoso.Si dejara la forma de onda de tiempo en aceleración, losimpactos aparecerían mucho más grandes.

7-22 •Copyright 1)8*. 1W3 Cooputattot»! SJWCTH* IB

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL IDEFECTOS DE LAS CORREAS

SECCIÓN 8DEFECTOS DE LAS CORREAS

* Cofrrrtjk! ;«|», 1WJ Cooipotjítonal STUOBI. iBcorponUd R«Krad>» todo tai dencba 8-1


Sección 8Defectos de las correas

Desalineación angular (arriba) y desalineación compensada

1»». 1W3 Compauuowl gjnUM. liroryonud ReKrmfc» lodo» V» «cncboi

ANÁLISIS DE L7Ü SOLO CANAL IDEFECTOS DE LAS CORREAS

Desalineación de polea No.l

3" X X

18.75"

6.25"

Si cuenta con el software MasterTrend de CSI, use elPrograma de cálculos de frecuencias (FRQCAL) paracalcular las frecuencias para las dimensiones dadas en eldiagrama ilustrado más arriba.

Mida con una precisión de hasta 0,25 pulgadas paraobtener cálculos más exactos.

Los datos espectrales dieron la velocidad para el eje 2.Compare los resultados de los datos espectrales con lasaproximaciones obtenidas con FRQCAL.

8-4 • Copjrrigkt IX», 1M5 CompotaUonaJ Sratcms. Incorporan) Roiervadc» lodo* k» ¿eretio.

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1DEFECTOS DE LAS CORREAS

BELT - BELT DRIUEN UflCUUM FRNURC FñN -MHU MflX MOTOR UERT.o .10 -

8.35.

8.38.

8.25

8.28.

8.15.

8.18.

8.85.

8

¡

«

J fl

0

1 1 1 1 1 i I

( fl

cu

in

c

L*

i

I

6P^

?.. q? .58 188

* -

1

i ' *•1i

Spectrun Display86-OCT-88 89:35

- PK = . 3683LORD - 188.8RPM = 3556.

.RPS » 59.27

TIP MRX FHN BELTR=SPED2 OUT: 113.1

"B=BELT FREO: 24.32

158 288 258 388 358 488 nÍHlR- 2^4ÜFREOUENCy IN Hz sPECi .87756

El espectro ilustrado más arriba corresponde a la direcciónvertical del motor impulsor. La velocidad de giro de la correase calcula aproximadamente en 24,5 Hz. La velocidad de girose refiere a la velocidad con la cual la correa realmente semueve alrededor de las dos poleas. El espectro puede presentarun pico en la frecuencia principal de la correa. Observe que eneste caso, la amplitud del pico de la frecuencia de correa 2 X esmás alta, porque el defecto de la correa golpea ambas poleascon cada revolución de la correa. El pico producido por lavelocidad de giro del motor aparece en 59,2 Hz. En 113 Hzaparece un pico provocado por velocidad de giro del ventilador.La vibración provocada por la correa defectuosa añadeclaramente mucha energía al sistema.

HSf, 1»« Camfmuáiamt Sf*mm, liearponKd RMrwfc» lodo lo» 8-5


LüCT>

UJ

BELT - BELT DRIUEN UfiCUUH FflNUflC FflN -MFU HflX FflN UERT.

D.O3

8.38.

8.25.

8.28.

8.15.

8.18.

8.85.

8

i i i i i i ifl fl fl fl fl fl

" . . . . Q .

. » * • • < , •

• ' (U •

S<*1 ln • '

>

JL ^ ».,.li....lt Li_ MljA, . A. Ji, i*. ..

Spectrun Bísplay86-OCT-88 89:37

PK = -3676LORD = 100.0RPM = 6780RPS = H3.

fl=BELT FRQS: 24.35

8 58 188 158 288 258 388 358FREQUENCY IN Hz

488

El espectro ilustrado más arriba corresponde a un transductormontado permanentemente, ubicado en la caja del ventilador. Elgráfico presenta una frecuencia de correa 2 X muy alta. Lafrecuencia de correa 2 X presenta una amplitud pico similar alpico causado por el desbalanceo del ventilador. Eliminar elproblema de la correa eliminaría casi la mitad de la energía queingresa al sistema.

8-6 1*8». 1WJ Campauttoud Syttans, Incorpóralo! Racrvudaí lodn te


0.6

0.4

9.2

S -8-8

-8-2..

-8-4..

BELT - BELT DRIUEN UHCUUM FRNUflC FñN -MHU MHX MOTOR UERT.

-8.6.

Uaveforn Dísplay06-OCT-88 09:34

RMS = .2519LORD = 100.0RPM = 2916.RPS = -48.60

0 30 60 98 120 150TIHI IN HSECS

180 210 240

La forma de onda de tiempo de la posición del motor presentaun patrón modulado de vibración. Este tipo de patrón seproduce comúnmente en equipos impulsados por correas. Elciclo grande representa la diferencia de la frecuencia entre elpico de velocidad de giro del motor y el pico de frecuencia decorrea 2 X.

1M». 1W3 CoHpalatMiil SJMMB». Imrporaud Rwrwdoi lo*, 8-7

ANÁLISIS DE fN SOLO CANA!, IDEFECTO» DE LAS CORREAS

r—

Desalineación de polea No.2Ventiladores de aspiración forzada

FanTwo jackscrews allowhorizontal and verticaladjustment.

t

Top View

1. Catorce de estos ventiladores secaban granos de cafétratados con un agente descafeinante.

2. Observe la falta de refuerzo en el diagrama.

3. Los datos espectrales recolectados del motor presentaronuna amplitud más alta en la frecuencia de velocidad degiro del ventilador que en la frecuencia de velocidad degiro del motor.

4. Los datos espectrales recolectados del ventiladorpresentaron una amplitud más alta en la frecuencia develocidad de giro del motor que en la frecuencia develocidad de giro del ventilador.

5. Las pruebas de'impacto revelaron que las frecuencias delmotor, ventilador y correas 1 X podían excitar laresonancia.

8-8 » Copjrickt l*W, 1W3 CompulaUooal Systam. IrarporaUd Kan-Htd» todo» km dertcto»


(

BELT - UERTICRL BEL! DBIUEN FRN .SPECTRfl FROM MÚLTIPLE MEHSUREMENT POINTS

SPflN8.12-r

d

i .1

UERT FHN -MIU29-SEP-89 12:29

UERT FHN -MIH29-SEP-89 12:25

UERT FflN -MOR29-SEP-89 12:48

UERT FflN -MOU29-SEP-89 12 37

UERT FRN -MOH29-SEP-89 12:89

B 288 488 688 888FREQUENCV IN Hz

1888 1288

Más arriba aparece un gráfico de puntos múltiples de todos lospuntos del motor. Se presenta muy poca energía de altafrecuencia considerable. Casi toda la energía existe en puntosprominentes en frecuencias bajas. Estos espectros correspondena una máquina recién instalada. Por lo tanto, los picos de bajafrecuencia presentan motivos de preocupación aunque susamplitudes permanezcan bajas. La preponderancia de lamedición axial también es poco común.

1M), 1X3 iMorporaUd 8-9


BEL! - UERTICRL BELT DRIUEN FRNSPECTRfl FROM MÚLTIPLE MERSUREMENT POINTS

PLOTSPRN0.24T

0..

UERT FHN -MIU28-SEP-89 12:29

UERT FflN -MIH29-SEP-89 12:25

UERT FRN -MOR29-SEP-83 12:40

UERT FflN -MOU29-SEP-89 12:37

UERT FflN -MOH29-SEP-89 12:09

4® 80 120FREQUENCY IN Hz

168 200

El gráfico ilustrado más arriba presenta expansión en el rangode baja frecuencia. Ahora, cada pico de frecuencia bajaindividual aparece claramente. La velocidad de giro de la correaproduce el pico de 13,2 Hz (792 RPM). El pico de 22,2 Hz(1332 RPM) es el resultado de la velocidad de giro delventilador. El pico de 29,5 Hz (1770 RPM) corresponde a lavelocidad de giro del motor. Observe que la amplitud del picode velocidad de giro del ventilador sobrepasa aquella del motor,a pesar del hecho que la medida se tomó en el motor. Observetambién el nivel de la vibración axial. La vibración axial puedeindicar desalineación entre el motor y el ventilador.. •

8-10 • O>prr%kl 1W». 1M3 OmpuMtonü SjsUo», Incorpora!"! Ron-ñuto l.xtae b> dcncfeoa


BELT - UERTICRL BELT DBIUEN FRN .SPECTRfl FROM nULTIPLE MEHSUREMENT POINTS

CJ»

PLOTSPflN8.20T

8..

A^^vOUfcJ

AJU~_J

lfc¿uu^

A,

i ,liT^^jUl

«ijJL ^

i ...... ..

1 .

i

i«r

14

i*

*

1

FREQUENCV IN Hz

UEBT FRN -FOH29-SEP-89 13:11

UEBT FflN -FOU29-SEP-89 13:82

UEBT FflN -FOH29-SEP-89 13:84

UEBT FHN -FIR29-SEP-89 13:13

UEBT FflN -FIU29-SEP-89 12:51

UERT FflN -FIH29-SEP-89 12:57

FREQ: 2.784ORDR: .125SPCl: .01855

Más arriba aparece un gráfico de espectros múltiples para todoslos puntos del ventilador. Aparecen picos significativosalrededor de 200 Hz—particulármente en el punto axial externodel ventilador, FOA. La mayoría de la energía restante seproduce en los puntos prominentes de baja frecuencia. Lasamplitudes permanecen bajas para todos los puntos, pero elpatrón de los picos indica que existe un problema de instalacióno diseño.

' rn|iji||fcl 15*». 1»»J CoMtpMxUmi g;ilu»l. IxcocforaUd Rwnado» indi» k» ««neta» 8-11

t>Aí ISIS Di l"N SOLOCA>Ai, 1DEFECTOS DE LAS CORRÍA»

8.87

CO

8.86,.

8.85..

8.84..

B.83_

B.82

8.81

8

BELT - UERTICRL BELT DRIUEN FHNUERT FRN -FIU FflN INBORRD UERTICflL

¿Xa-i - -jH*dj>uAA_^

Spectrun Display29-SEP-83 12:51

PK = .1139LORO = 180.8RPH = 1319.RPS = 21.98

288 460 688 888FREOUENCV IN Hz

1886 1288 FREQ:ORDR:SPEC:DFRQ:

264.612.84.0031322,88

El gráfico ilustrado más arriba presenta una vista de pantallacompleta del punto vertical interno del ventilador, FIV. Apareceuna marca vertical en el pico de frecuencia de paso del aspa en11XTS. El cursor de banda lateral aparece en 12XTS. Estegráfico presenta bandas laterales de velocidad de giro delventilador en torno a la frecuencia de paso del aspa. Las bandaslaterales pueden ser el resultado de variaciones en la velocidadde giro del ventilador. Las variaciones de velocidad pueden serconsecuencia de la tensión inadecuada de las correas durante lainstalación. Todavía aparece mucha energía en las velocidadesde giro del motor, ventilador y correas, pero la mayor partepermanece bajo los 50 Hz.

• Copyright 198*. W3 CompuUOoaa! SJMOB.. IworponUd RéBerwfc» lodtm km dencfe»


8.87

*s

z:

8.86..

8.85..

8.84..

(3 8.83..

Q_ 8.82..

8.81 ...

e

BELT - UERTICHL BELT DRIUEN FflNUEBT FRN -FIU FflN INBORRD UERTICRL

C C C C C CSpectrun Di sp1ay29-SEP-89 12:B1

PK = .1846LORD = 188.8RPM = 1319.RPS = 21.98

C=BELT SPD HMCS


168 288 FREO:ORDR:SPEC:

12.79.582

.82667

El gráfico ilustrado más arriba expande los 200 Hz más bajosde los datos FIY para mayor análisis. La velocidad de giro de lacorrea es de aproximadamente 13,1 Hz (786 RPM). Las líneasverticales punteadas y los marcadores del cursor denotanarmónicas de la velocidad de la correa. El pico de la velocidadde giro del motor es 29,5 Hz (1770 RPM). El pico de lavelocidad de giro del ventilador es 22,3 Hz (1338 RPM). Elpico de frecuencia de la correa 3 X de 38,7 Hz es realmentemás alta en amplitud que los picos de velocidad de giro delmotor o el ventilador, El balanceo del ventilador afectaríamínimamente la reducción de la vibración general de estaunidad. Probablemente no se tensaron correctamente las corrasal instalarlas, de modo que pueden estar resbalando. Lasmedidas axiales altas indican desalineación del motor y delventilador o la presencia de descentramiento excesivo de unapolea como mínimo.

' Capjrfcht 1*». 1W3 Compuotto»! SjMw. im-panud Rwradm todo, k« dcrafa» 8-13

A.NALISIS DE t> SOLO CA.NAL IDEFECTOS DK I-AJS CORREAS

e.s

e.e..

BELT - UERTICHL BELT DRIUEN FflNUERT FRN -FIU FRN INBORRD UERTICflL

S

iUJCJ><_;•<r


248

Maveforn Display29-SEP-89 12:51

RMS = .1606LOfiD = 100.0RPH = 1319.RPS = 21.98

388

La forma de onda de tiempo relacionada con la posición verticalinterna del ventilador parece errática y no periódica. Algo demodulación aparece en la señal, pero no se repite. Una vezmás, la evidencia apunta hacia un problema de aflojamiento.

8-14 • Copyright 1*8», Iffí OxnpuuUml SjMma, lamponud featrvadca toáat h> dcred»

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL IFALLAS ELÉCTRICAS

SECCIÓN 9FALLAS ELÉCTRICAS

/*•

1W». 1M> Compuuucml Syrtwo». iBcorporami Roerv**» uxta km «cndM 9-1


Sección 9Fallas eléctricas

i

Los motores eléctricos pueden experimentar muchos de losproblemas mecánicos presentados en otras secciones de estemanual como desbalanceo, desalineación, aflojamiento,excentricidad y defectos de los cojinetes. Cada problemamecánico presenta las características cubiertas en la sección quese refiere específicamente al defecto. Los transductores devibración detectan fácilmente dichos problemas mecánicos.

Los problemas puramente eléctricos, no obstante, se producendebido a los campos electromagnéticos relacionados con losmotores eléctricos. Los diversos defectos eléctricos tambiénpresentan características distintivas. Las fuerzaselectromagnéticas desiguales actúan sobre el rotor o estatorcausando vibración, de modo que los transductores de vibraciónpueden detectar muchos de estos defectos. Por lo tanto, estasección, se refiere a las características de vibración de losdefectos en los motores eléctricos.

Se pueden medir los defectos eléctricos con varios transductoresdiferentes. CSI también ofrece la Sonda de corriente Modelo341 para usar en diagnósticos más detallados, pero esta secciónno trata sobre el uso de dicha sonda.

1W». 1WJ Computa**»! S^ttm», Iicorponud R«mdt» lodo» I» dmcbw 9-3

ANÁLISIS Di U» SOLO CANAL IFALLA» ELÉCTRICAS

Los orígenes de la vibración del rotor incluyen:

1. barra del rotor rota o abierta que presenta vibraciónpredominante a la velocidad de giro del eje con bandaslaterales espaciadas en una frecuencia igual al número depolos en el motor, multiplicado por su frecuencia dedeslizamiento

¡2. hierro suelto o ranura que muestra vibración predominante

en la frecuencia de línea eléctrica 2 X (2XLF) y lafrecuencia de paso de ranura del rotor (esta últimafrecuencia posee bandas laterales espaciadas en 2XLF)

3. rotor excéntrico que aparece en 1XTS con bandas lateralesespaciadas en la frecuencia de deslizamiento y/o 1XLF o2XLF

Nota:

frecuencia de deslizamiento = frec. de campo magnético - frec. de rotor

frecuencia de ranura del rotor = No. de ranuras del rotor Xfrec. del rotor

'* 4 * Cofrrrfeht 198». 1W3 Omputatlonal SjMoas, Incorpóralo! Rxradoi todo, te deradK»


Los orígenes de la vibración del estator incluyen:*

1. laminaciones sueltas del estator que aparecen en 2XLF yque también pueden presentar armónicas de 2XLF

2. devanados abiertos o cortocircuitados que aparecen en2XLF y que aumentan en vibración con el aumento detemperatura del motor

3. deterioro del aislamiento que aparece en 2XLF

4. fase desbalanceada que aparece en 2XLF

Cuando sospeche un problema eléctrico, verifique la vibracióndel motor el instante después de apagar la energía eléctrica. (Siusa el Analizador de maquinaria Modelo 2110/2115 de CSI, useMonitor for. onda.) Si la señal decae instantáneamente, hay undefecto eléctrico. Observe que los problemas eléctricos aparecenen la dirección radial salvo en motores alejados de sus centrosmagnéticos.

1«V. m> Cooinuuowi SjxUro». iBcorponttri Ratrwk» todo» k» dmcbc» 9-5

ANÁLISIS DE L> SOLO CA.V AL ITALLA» ELÉCTRICAS

Diagrama de motor eléctrico trifásico

RPM

a'+

9-6 * CoRrrtgkl 1W». 19» Computallanl SytUat. locorporated ktHrvadw todo tai dendm

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1FALLAS ELÉCTRICAS

Los defectos eléctricos conducen a problemas mecánicosen los motores

(página uno de dos)'

Axial :r • Thermal GrowtíiLoading ~ *"' 7TUJ~~:1 ~~jemm**am

Las barras de rotor a ambos lados de la barra rota deben llevarmás corriente para mantener la velocidad del motor. Estacondición provoca zonas calientes en el rotor que se calienta demanera dispareja. Además crean un arco en el rotor, este caloralarga el rotor. Si los cojinetes no flotan debidamente, estalongitud adicional se traduce en un exceso de carga axial en loscojinetes.

• Caprrfeht 1*1», 1M3 Comput****! SjtUmm. Ucocporatad Roer»*» Uxk» la dtrafca 9-7


Los defectos eléctricos conducen a problemas mecánicosen ios motores

(página dos de dos) •

¡ Radial ; , Heat FIow _

Ornwthr |

1i ; i

El rotor y el eje se calientan en exceso con el tiempo, debido aque la barra del rotor está defectuosa. Este calor produce ladilatación axial y radial del eje. La mayor parte de la dilataciónradial del eje en los cojinetes disminuye el espacio interno delos cojinetes. Si el espacio se hace demasiado pequeño, sesobrecalientan los cojinetes y fallan.

9-8 • Cogrricfat IH». im CoupulaUoial Sjvam. iKorporaltd ¿«muta kxfc» k» dernin*

A.VALIS1S DE UN SOLO CANAL ITALLAS ELÉCTRICAS

0.2613

- JOV COHPRESSOR #13-EOU MOTOR OUTBORJU3 UERTICRL/ECCENT

8.16, .

S 8.12. .se»—«

o 0.08 ..di

gf

8.84..

e

¿ frequency - 120 Hz.


PK = .2177LORD = 108.8

+ RPM = 3563.RPS = 59.38

1

e 600Labe I: COUPLED

1200 1888Frequency in Hz

2480 3000 Freq:Ordr :Spec:

2378.340 . 05.02275

Para buscar problemas eléctricos en el gráfico ilustrado másarriba, examine el pico en 2XLF y observe 40XTS. Note que elpico de baja frecuencia que está exactamente en 120 Hz no es2XTS del motor (119 Hz). El pico de alta frecuencia en 40XTStiene bandas laterales espaciadas en 120 Hz, que es 2XLF.

1*8?, 19«3 Coropuuuoaal SjtlMm. Iraponud Raunadai lodo» k» fenchí» 9-9

ANÁLISIS DE UX SOLO CANAL IFALLAS ELÉCTRICAS

Motor de inducción de dos polos

MTV MOV

Mffl i MOH

•-..

,^ / /PH1 PH2 PH3

1. Este motor de 50 HP impulsado por inducción, de dospolos funciona con energía de frecuencia de línea de 60Hz.

2. La velocidad real de funcionamiento de este motor es59,54 Hz, o 3572,4 RPM.

3. Este ejemplo demuestra la necesidad de espectros de altaresolución al reparar fallas eléctricas.

9-10 • Copjrfeht 198». Uf! ComputalkMl Sptan. Incon»rat«r Rax-HMk» todo» tai dcrecta


ELEC - ELEC FflULT-LOOSE LflMINflTIONSELEC FflULT-HOR MOTOR OUTBOñRD RflDIRL

PLOTSPRN8.28T

8..

81-18-89 11:82

81-18-89 11:88

81-18-89 10:578 688 1288 1888

Frequency in Hz2488

Se necesitan espectros de alta resolución para diagnosticar fallaseléctricas. La FFT (Transformada rápida de Fourier) de la línea400 ilustrada más arriba corresponde al modo "Ruta" ("Route")del Analizador de maquinaria Modelo 2110/2115. Las FFT delas líneas 800 y 1600 corresponden a "Adquirir espectro("Acquire Spectrum") en el modo "Analizar" ("Analyze") delModelo 2110/2115.

1*», 1WJ i 9-11

ANÁLISIS DK UN SOLO CANAL ITALLAS ELÉCTRICAS

PLOTSPHN8.28T

8..

ELEC - ELEC FflULT-LOOSE LfiMINflTIONSELEC FHULT-MOR HOTOR OUTBOflRD RflDIflL

Bl-18-89 11:82

81-18-89 11:08

81-18-89 18:5788 128

Frequency in Hz160 288

El espectro inferior en el gráfico de espectros múltiplesilustrado más arriba presenta únicamente picos amplios en IXTSy 2XTS. Los dos espectros superiores indican que numerosospicos con espacios menores se combinan para formar aquellospicos amplios del espectro inferior.

9-12 1989. 1W3 Compubtftoo»! SjMam, IncocporaUd Racrvodw wdn. te ifench»


8.24

ELEC - ELEC FRULT-LOOSE LRMINRTIONSELEC FRULT-MOR MOTOR OUTBORRD RflDIflL

UJ

-28..

e. IB..

8-12. .

8.88..

8.84..

8

i


PK = .2522LORD = 188.8RPM = 3572.RPS = 59.53


Label: UERV HIGH RESOLUTION/LOU FMRX

168 288 Freq:Orrfr:Spec:

59.541.888.159

El espectro ilustrado más arriba presenta una FFT de la línea1600. Observe que el cursor armónico 2XTS no está en el picomás alto. Otro pico, situado'en una frecuencia justo sobre lafrecuencia 2XTS, tiene una amplitud mucho más alta.

El gráfico de la página siguiente expande la escala de frecuenciadel espectro ilustrado más arriba. La expansión se localiza 120Hz al centro de la escala horizontal (frecuencia).

• topj-rtgbt 1M9. J»»3 CoBptfiÉJoMl gyxirai. lacorporaud 9-13

ANA],ISIS Df. UN SOLO CAMAL IFALLAS ELÉCTRICAS

0.20

ELEC - ELEC FRULT-LOOSE LRMINflTIONSELEC FRULT-MOR MOTOR OUTBORRD RRDIflL

0 16..

£5 0.12..

B 0.08LU

0-04..

B

«XI

CD

*-t

A

5CU

SpectruM Display10-JRN-89 11:02

PK = . 1850LORD = 100.0

--RPM = 3572.RPS = 59.54

ULl

B=2xRUN SPEED119.1

112 114 116 118 120 122FREOUENCV IN Hte

124 126 128

Cuando se expande el gráfico de la página anterior, el pico en120 Hz aparece más claramente. Este importante pico se sitúaexactamente en 120 Hz ó 2XLF. Observe que el pico 2XTS delmotor realmente se produce en 119,1 Hz. Las bandas lateralesestán espaciadas aproximadamente 0,9 Hz, lo cual equivale alnúmero de polos del (2) multiplicado por la frecuencia dedeslizamiento (0,46 Hz).

frecuencia de deslizamiento =velocidad de campo magnético - velocidad de funcionamiento

= 60 Hz - 59,54 Hz= 0,46 Hz (27,6 RPM)

9-14 • Copyright 1)8*. 19K CampaaUomt SjOtOM, 1


0.20

I-IB..

~ 0-12..

0-08..

0.04..

0

ELEC - ELEC FRULT-LOOSE LHMINHTIOKSELEC FflULT-MOR MOTOR OUTBORRD RRDIHL

55L r-L.

Spectrun Display10-JRN-89 11:02

PK = .1704LORD = 100.0RPM = 3572.RPS = 59.54

52 54 56 58 60' 62FREQUENCV IN Hz

64 66 68 FREQ: 60.44ORDR: 1.015SPEC: .02052DFRQ: .900

Las bandas laterales en torno al pico IXTS deben tener espaciosa una frecuencia igual al número de polos del motormultiplicado por la frecuencia de deslizamiento.

banda lateral = No. de polos del motor x frecuencia de desl.- 2XO,46Hz- 0,92 Hz

El espaciamiento de banda lateral de 0,9 Hz en torno a IXTSdel motor se aproxima a esta frecuencia. Al encontrar estasbandas laterales puede sospechar que hay una barra defectuosadel rotor.

• Coprrfckl 1*8», 1W3 CranpnMIniMl Sw«~. Incorporan! Rotrade» lad» te 9-15


120

118..

100..

ELEC - ELEC FflULT-LOOSE LRMINflTIONSELEC FRULT-MOR MOTOR OUTBOflRD RflDIflL

<=)

SpectruR Dísplay10-JflN-89 11:02

dB = 109.72LOflD = 100,0RPM = 3572.RPS = 59.54

FREQUENCV IN Hz

FREQ: 59.54ORDR: 1.000SPEC: 109.1

La misma parte del espectro de la página anterior se gráficaahora en unidades dB de velocidad. Cuando las bandas lateralescausadas por el posible defecto del rotor están a MENOS DE 20dB bajo el pico de velocidad de funcionamiento real, entoncespuede haber un problema considerable.

Hay que trabajar más en detalle con una sonda de corriente paraexaminar las características eléctricas del motor. Use los datostomados con transductores de vibración como un primer pasopara determinar si la máquina tiene un problema eléctrico omecánico. En este caso, el motor parece tener un problemaeléctrico.

9-16 • Copyright l«9. un CompuWlonil Sotaní. Incurponud Racradn lodo» te dmcko»


Motor de inducción impulsado por inversor

MTV MOV:

MÍA { : i -s MOA,—I , 1 \-^

_| ; , i :

MIH' -- Kxr MOH

PH1 PH2 PH3

g

1. Este motor de 50 HP de cuatro polos, es impulsado porun inversor, de modo que la frecuencia de línea no esnecesariamente 60 Hz.

2. El motor impulsa un ventilador extractor de aire en unacámara de pintura.

3. Además de las mediciones de vibración, las medidasactuales se tomaron en la Fase 1 del motor.

4. Este es un motor nuevo. Otros motores entregados almismo tiempo no presentaron las mismas características devibración.

. Htí f^mfmUtlama Sy««». Ipcocporatri KeMrvwta. todt» to. AendK» 9-17

ANÁLISIS Of fN SOLO CANAL ITALLAS ELÉCTRICAS

ELEC - TOPCOñT BOOTH EXHfiUST FfítiTCB EHST F-M2H MOTOR INBORRD BRG . -HORI20NTFIL

CJo

0.101

0.08 i

8.06-1

0 . 04

e. 02

Spectrun Display13-DEC-89 14:43

PK = .1166-1-LOflD = 100.0RPM = 1574.RPS » 26.24

s

Oí

400 800 1200FREOUENCV IN Hz

1600

T

2000 FREQ: 1839.6ORDR: 78.12SPEC: .03745DFRQ: 108.6

El espectro de vibración ilustrado más arriba corresponde almotor impulsado por inversor. Examine el espectro en busca delpico 1XTS en 26,1 Hz ó 1566 RPM. Observe la energía de altafrecuencia en torno a 1700 Hz. Esta energía parece indicar enprimer lugar una falla de cojinete. Una inspección más endetalle muestra un pico en 1732 Hz, que equivale a 66 órdenesde TS. Este valor es probablemente la frecuencia de paso deranura del rotor, lo cual significa que el rotor tienen 66 barrasde rotor. La frecuencia de línea es 54,1 Hz, de modo que 2XLFes igual a 108,2 Hz. Este espectro presenta bandas lateralesmuy claras de 108,0 Hz en torno al pico en 1732 Hz. Por lotanto, estos picos son bandas laterales de 2XLF en torno a lafrecuencia de paso de ranura del rotor. Estos picos indican unproblema eléctrico.

9-18 • Copyright 198», 1W3 Computaltoaü SjMtan. Incorporad 'Rawradm lodo tai deredM»

ELEC - TOPCORT BOOTH EXHRUST FRNTCB EHST F-Plfl PHHSE 1 RMPS

co

DO"

58.

48.

38.

28.

18.

8.

18.

28

i i i i i i

*^

V*">

cu<¿

[ n

I I 9 aÍ i 1 1 a fí w üLLítóJ , - Al\ U I£L ¿i MkáitiWl iLJié&LlLuI AiiraiAl 1

*

1

«

ir-10t/i

G>. cs «S

w@

p)

1 ,

Spectrun Disf13-DEC-89 !•<

-dB = 41.60LORD = 100.0RPM = 1780.

.BPS = 29.67


14:52

10 20 30 40 50 60FREQUENCy IN Hz

78 80

La frecuencia de línea aparece en 54,1 Hz. La amplitud decorriente a la velocidad de giro se aproxima a los 41 dBamperios. En la página anterior, la velocidad de giro del motores 26,1 Hz. Dado que este es un motor de 4 polos, la velocidadde campo magnético o velocidad sincrónica sería la mitad de lafrecuencia de línea o 27,05 Hz.

La frecuencia de deslizamiento es la velocidad de campomagnético menos la velocidad de funcionamiento.

frecuencia de deslizamiento =velocidad de campo magnético - velocidad de funcionamiento

= 27,05 Hz-26,10 Hz= 0,95 Hz (57 RPM)

• Copjrlfbl 1M». N«<ii<n. lumrponKd Reúna*» lodo» k» dcncko» 9-19

ANÁLISIS BK t> SOLO CANAL IFALLAS 8LKtTRICAS

ELEC - TOPCORT BOOIH EXHRUST FHNTCB_EHST Jf^PlR PHHSE 1 RMPS

enUJCe:

<rP=I

501

40

30

201

101

Spectrun Display13-DEC-89 14:52

dB = 41.68LORD = iee.eRPM = 1780.RPS = 23.67


Las bandas laterales en el espectro de corriente debenproducirse con espacios iguales al número de polos del motormultiplicado por la frecuencia de deslizamiento.

banda lateral = No. de polos del motor x frec. de desl.= 4X0,95= 3,8 Hz

El espaciamiento de banda lateral de 3,9 Hz casi iguala estafrecuencia. La razón de examinar el espectro de corriente enamperios dB es ver estas bandas laterales. Si las bandas lateralesestán a menos de 50 dB bajo, el pico de frecuencia de línea,entonces sospeche que hay un problema de barra del rotor. Eneste caso, las bandas laterales en 50,2 Hz y 65,9 Hz están amenos de 50 dB.

9-20 ' Copyright W. !*** Cmfat&toml Syrtam, Incorpontttd R«*rvwk» taém Im


Problemas de vibración en sistemas eléctricos

La mayoría de los problemas de vibración con sistemas eléctricos se relacionan con el motor.Sin embargo, usted no debe dejar de verificar otras causas de la vibración que pudieseencontrar.

•

Por ejemplo, algo tan simple como el arreglo de los conductores en el surco del aro puedeproducir vibración. Otras causas incluyen las laminaciones sueltas en los transformadores decorriente, impulsos de rectificador controlado por silicona (SCR) en sistemas de control develocidad, corrientes de fase desbalanceadas e impulsos de alta tensión de soldadores osolenoides.

También pueden ocurrir descargas eléctricas en motores y generadores. Estas descargas caenhabitualmente en una de las categorías enumeradas a continuación.

1 . descarga parcial dentro del aislamiento de la barra de estator

2. descarga de ranura entre el aislamiento de la barra del estator y el núcleo del estator

3. descarga superficial sobre el devanado del extremo

4. descarga entre conductores rotos

Dado que estas descargas a menudo general frecuencias muy altas, usted no puede detectarlas enel análisis espectral de dominio de frecuencia. Dependiendo de la falla, a veces puede ver ladescarga en el dominio de tiempo. Sin embargo, se detectan mejor empleando un osciloscopiode alta frecuencia.

Las funciones mecánicas forzadas que ya planteamos en esta clase, también se producen en losmotores eléctricos. Dichas funciones forzadas incluyen:

?1 . desbalanceo

2. arco térmico en el rotor

3. resonancias del eje o estator

4. desalineación — mecánica y eléctrica

5. cojinetes defectuosos

6. aflojamiento

7. roces

Un rotor suelto en el eje del rotor combina problemas mecánicos y eléctricos. Se produce unavibración alta de banda amplia cuando el rotor se mueve en el eje, pero no está presente cuando

2*», Itn Camp**lomt «juam, lacarfanáfi Rwr«da> lo*. ta> «endra 9-21

A.NALISIS DE UN SOLO CANAL IFALLAS KLECnUCAS

el rotor se desgasta y se agarrota. Los cambios en la carga o la corriente pueden provocar quese suelte totalmente el rotor, permitiendo que vuelva a ocurrir la vibración. El patrón es raravez periódico, y la vibración puede durar sólo unos pocos segundos. Las situaciones devibración pueden ocurrir espaciadas por varias horas.

En los casos de problemas de vibración del motor, usted debe determinar desde un principio sila causa es mecánica o eléctrica. No siempre encontrará una separación definida entre las dos.Por ejemplo, una barra agrietada en el rotor puede producir calentamiento por zonas en el rotorque a su vez provoca un arco térmico. El arco del rotor se manifiesta como desbalanceo delrotor y, por lo tanto, como problema mecánico. Por supuesto, 61 problema básico es eléctrico yafecta la barra del rotor.

Una frecuencia de golpe ofrece otro ejemplo de vibración que enturbia Sa distinción entre fallasmecánicas y eléctricas. Un golpe habitualmente indica un problema magnético, que apunta a unorigen eléctrico. Sin embargo, otra máquina puede funcionar cerca de la misma velocidad de laprimera máquina y provocar el golpe. Por lo tanto, la causa es mecánica en realidad. Dado queun golpe por lo general indica un problema eléctrico, usted debe determinar si el golpe puedeoriginarse en otro componente cerca de la frecuencia de funcionamiento del motor. Una vez queelimine otros orígenes, verifique el golpe comparando un espectro de retención de picos con unespectro promedio. También puede observar los puntos máximo y mínimo en un espectroinstantáneo. La diferencia entre el espectro de retención de picos y el espectro promedio indicael nivel eléctrico o magnético. El espectro promedio indica el nivel mecánico.

A veces puede detectar problemas eléctricos tomando datos cuando la maquinaria esté apagada.Hay que cortar la energía cerca de la carga completa, si es posible, y tomar los datos durante ladesaceleración. Si usa un analizador de espectro, tome los datos en el dominio de tiempo en unaproporción que asegure la información adecuada en el punto de recorrido. Necesitará unamortiguador de entrada muy grande como el que ofrece el programa TRANSIT de CSI.

La diferencia en vibración precisamente antes y precisamente después del recorrido otorga unabuena indicación tanto del aspecto eléctrico como del mecánico, en relación con la vibración.

Ponga en marcha el motor sin carga y verifique el balanceo del rotor. Luego registre lasmediciones de amplitud y fase en la frecuencia del rotor mientras el motor alcanza su nivel totalde carga y temperatura. Estos datos le ayudan a determinar la presencia y la magnitud decualquier vector térmico. Un vector térmico indica calentamiento disparejo en el rotor, lo cualpuede ser resultado de roce o de una barra de rotor rota.

Verifique la distancia del rotor al estator en ocho lugares espaciados igualmente en cadaextremo del rotor. Es necesario asegurar la concentricidad. También verifique eldescentramiento del rotor en busca de un arco del rotor. Luego revise el estator en busca dedescentramiento y resistencia de «la bobina, y revise el motor en busca de terceduras de laestructura producidas por inestabilidad.

Si el problema eléctrico se produce en el estator, la vibración aparece en 2XLF. Si el problemaocurre en el rotor, aparece la vibración en la frecuencia del rotor y sus armónicas moduladas .por el número de polos multiplicado por la frecuencia de deslizamiento.

9-22 • Copyright 1J8». 1»W anpuuuoaai Syunm. lirarportftd Roa-ndn lodo tr» dtrtdx»

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL IÍALLAS ELÉCTRICAS

Jf

Las barras de rotor se ubican en el segundo lugar después de los cojinetes como la principalcausa de fallas en el motor. Usted tiene que detectar las fallas de la barra del rotor en una etapatemprana de su desarrollo. Cuando arranca el motor, especialmente bajo carga y a través de lalínea, altas corrientes eléctricas fluyen por las barras de rotor. Este flujo produce mucha tensiónen las barras de rotor. Los problemas de rotor son inevitables después de haber realizadonumerosos arranques.

*

La falla del motor habitualmente avanza como se describe a continuación.

1. Una barra de rotor se agrieta debido a la tensión producida por la elevada comenteeléctrica.

2. El calentamiento por zonas se produce en la grieta, lo cual puede producir un arco enel rotor. Este arco se manifiesta como desbalanceo en un espectro de vibración, demanera que es posible que se balancee el motor nuevamente en lugar de analizar si hayfallas en el rotor.

3. Las roturas y los arcos de la barra provocan más calentamiento y arco en el rotor.Aunque se balancee nuevamente eí motor, el rotor puede rozar el estator.

4. Las barras adyacentes llevan más corriente, lo cual las somete a tensiones aún másaltas, tanto térmicas como mecánicas.

5. Las laminaciones del rotor se dañan, lo que conduce a la falla del motor.

La diferencia en frecuencia entre la velocidad de funcionamiento de un motor de inducción y lafrecuencia magnética sincrónica se conoce como la frecuencia de deslizamiento. Se puedecalcular como:

2 -F.c - L - Fijj * _.1 S

donde:Si = frecuencia de deslizamiento en HzFj = frecuencia de línea en HzP = número de polos en el motorFr = velocidad de giro en Hz (RPM -=- 60)

• CepjrlfM 1W». 1W5 ComfalMtnmi Sjw«w«. Inmcponud Rncrndn todo» k» dcncho 9-23


No obstante, como se muestra a continuación, los ingenieros calculan habitualmente eldeslizamiento por unidad como un número no unitario:

donde:s = por deslizamiento unitarioF5 = frecuencia magnética sincrónica en Hz; o

F, = frecuencia de línea en HzP = número de polos en el motorFr = velocidad de giro en Hz (RPM + 60)

Una barra de rotor rota en un motor produce la modulación de la torsión, fuerzas magnéticas yfrecuencia de rotor. El cambio en el patrón de la corriente en la barra rota produce flujosarmónicos. Estos flujos inducen la corriente dentro del devanado del estator en armónicas defrecuencia de línea. Las bandas laterales armónicas se producen en más o menos el número depolos multiplicado por la frecuencia de deslizamiento. Si usa s (para unidad de deslizamiento),las bandas laterales se producen en ±2 X s multiplicado por la frecuencia de línea y susarn iónicas.

Dado que la barra rota del rotor produce cambios en estos diversos parámetros, usted puedeemplear diversos métodos para determinar la presencia así como el número de barras rotas.Todos los métodos enumerados a continuación han producido resultados razonables.

1. análisis espectral de la corriente de suministro empleando un transformador de corrienteen una de las líneas de suministro

2. análisis espectral de la vibración del núcleo del estator en la frecuencia de paso deranura

3. análisis del flujo axial de una bobina en torno al eje del motor

4. análisis de las variaciones de velocidad del motor empleando promedios de tiemposincrónico en la frecuencia de deslizamiento

Sin embargo, en gran medida el método más simple emplea el análisis espectral de la corrientede suministro mediante un transformador de corriente conectable a una o más de las líneas desuministro. No es necesario montar transductores en el motor. Dado que puede analizar Jacorriente en la sala de conmutación, a veces puede verificar varios motores en un solo lugar. Lainvestigación ha demostrado que el análisis de k comente ofrece datos suficientementeconfiables para indicar la presencia de una o más barras de rotor rotas. También puede estimarel número de barras rotas.

9-24 • C.pyrtthl 19*9. 1993 CooputakXBl Sjiunu, Incorporan! ítmtfvaát» loOc* km ámctm


La ecuación general para las frecuencias presentes en el espacio de aire puede escribirse comose indica a continuación.

donde:Fb = frecuencia armónicaF, = frecuencia de líneaN = índice armónicoP = número de polos en el motors = deslizamiento unitario

También se puede escribir la ecuación como sigue:

donde:Fh = frecuencia armónicaF, = frecuencia de líneaN = índice armónicoP = número de polos en el motorFr = velocidad de giro en Hz (RPM -f- 60)

#;,.

En teoría, sólo las frecuencias donde

2 • ^ = i, 5, 7, 11, 13, etc.P

aparecen en los espectros de la corriente. Cuando se considera la configuración del devanadodel estator y las asimetrías de la fabricación, los componentes espectrales de mayor valor en ladetección de barras de rotor rotas son los siguientes:

F, - F,F2 = P'Fr-F,F3 = 10 • P • Fr - 15 • F,F4 = 15 • P • Fr - 25 - F,F5 = 21 - P • Fr-35 • FjFt = 28 • P • Fr-49 • F,

donde:Fn = armónica de corrienteF, = frecuencia de líneaP = número de polos en el motorFr = frecuencia del rotor en Hz (RPM 4- 60)

MB*. 1WO CaapWaUml Sjxam. iKorpnUi RiurnMfa» Mk» te émck>* 9-25


Si el motor lleva un 90% o más de su carga recomendada y_ el componente espectral F2 es 55dB como mínimo más bajo que el fundamental F,, probablemente no hay barras de rotoragrietadas. Sin embargo, si el componente F2 es menos que 46 dB más bajo que F,, hayproblemas con las barras de rotor. Los niveles entre 46 dB hacia abajo y 55 dB hacia abajo conrespecto a F, incluyen motores que posiblemente tienen problemas de barras de rotor.

Para cerciorarse del análisis, verifique los niveles en F3 hasta F6. Si encuentra estas frecuenciasen el espectro de corriente y. sus niveles están más de 60 dB bajo F,, con seguridad hay unproblema con la barra del rotor.

»

Una vez identificado un problema de la barra del rotor, puede calcular una estimación delnúmero de barras rotas como se indica a continuación.

D •*• P

donde:N = número estimado de barras de rotor rotasR = número de ranuras del rotorP = número de polos en el motorB = 10 elevado a la potencia de C

Si se leen los niveles de amplitud en FI y F2 en dB, entonces:

A - fíC = (absolute valué) i

20

Si se leen los niveles de amplitud en unidades de ingeniería, como amperios:

C = Log (—) (absolute valué of —)B B

donde:A = el nivel leído en F¡B = el nivel leído en F?

Además de la frecuencia de línea y sus armónicas y bandas laterales, el espectro de corrientetambién contiene componentes en la frecuencia de paso de ranura y sus armónicas y bandaslaterales. La ecuación general para estos componentes aparece más abajo.

9-26 • Copyright 1989. 19» CaaifuUüomt Surtan. iKorponbd Dtocradoi todo» k» demtx»


O -

donde:F, = armónica de paso de ranuraF¡ = frecuencia de línea en HzR = número de ranuras del rotorP = número de polos en el motors = deslizamiento unitarioN = índice armónico 1, 3, 5, 7, ...

Cuando hay barras de rotor rotas, estos componentes se modulan de manera que las bandaslaterales en ±(2 * s * Ft) aparezcan en los espectros. Encontrará el análisis mucho más difícilen estas frecuencias más altas aunque las amplitudes de banda lateral son casi independientes dela carga. Dado que es posible obtener una buena estimación del estado de la barra del rotor enlas frecuencias más bajas, rara vez es necesario analizar las armónicas de paso de ranura y lasbandas laterales.

Además del análisis de corriente, puede analizar espectros de vibración de núcleo del estator enla frecuencia de paso de ranura para buscar actividad de banda lateral. Puede emplear esteanálisis para predecir la presencia de barras de rotor rotas y excentricidad del rotor. Laecuación general para estos componentes espectrales aparece a continuación.

donde:Fv = armónica de vibraciónF, = frecuencia de línea en HzR = número de ranuras del rotorP = número de polos en el motors — por deslizamiento unitarioN = índice armónico O, 2, 4, 6, ...

Una vez más, cuando existen barras de rotor rotas, estos componentes armónicos en losespectros de la frecuencia se modulan con bandas laterales en ±(2 * s * F,).

i

Aunque existan bandas laterales, es necesario usar un análisis de ampliación (zoom) de altaresolución para identificarlas. Es muy difícil estimar el número de barras rotas.

Puede utilizar la característica de/vibración del núcleo del estator para detectar la presencia debarras de rotor rotas, pero no es práctico montar acelerómetros en el núcleo del estator en lamayoría de las situaciones industriales.

, 1M) i i«.|.n«».»l fljUM. InrponUd HmtrmOt* tuto ta dtndM» 9-27


Frecuencias de vibración de motores eléctricos2 FP - R

R Desbalanceo del rotor

F Excentricidad rotatoria

2 * F Excentricidad estática

3 * F Saturación magnética

S *R-F

S * K - 4 * F

S*R-2*F

S * R Excentricidad estática

S*R + 2 *F

S *R + 4*F

2 • F • SP + 4 • F

S *R + 6 *F

3 • F • SP - 2 • F

4 • F • S

8 -F • 5P - 2 • F

*

donde:F = frecuencia de línea en HzR = velocidad de giro en HzS = número de ranuras del rotorP = número de polos

9-28 * Copyright U», 1M3 CanputMtMHl SyiUms, I


Verificación simple (aunque razonablemente precisa)para barras de rotor rotas

Digamos que:

Entonces:

F,FrPR

frecuencia de línea en Hzfrecuencia de rotor en RPMnúmero de polos en el motornúmero de ranuras del rotor

AB

S = 1 -120 • Fl

Fj*(l-2*S)amplitud en dB en F¡amplitud en dB en F3

C = A - B20

(absouüe valué)

Y:

N = 4 • R

10C +

Si el motor está cargado hasta 90% como mínimo de la carga recomendada y N <probablemente no- hay barras de rotor rotas.

1,

F,F4

F5

5 * F, * (1 - 4 * 5)5 * F, * (1 - 6 * S)7*F,*(1-6*S)7*F,*(1-8*S)

Si F! - F3 < 48 dB y F, - F4 < 48 dB; y si F¡ - F5 < 65 dB yel número estimado de barras de -rotor rotas.

- F6 < 65 dB; entonces N es

1M, Un CamtnaMami Srtumt. lancpnud KMrmdaí lodo k» 9-29

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1CHUMACERAS (JOURNAL BEARINGS)

f

SECCIÓN 10CHUMACERAS (JOURNAL BEARINGS)

11». 1*3 CMpumiM»! Sjxam, lamtporalxl ÜKOT«to. tofa. k» étrKh» 10-1

ANÁLISIS DE VN SOLO CANAL 1CHUMACERAS UOWLVAL BEARJNGS)

Sección 10Chumaceras (Journal Bearíngs)

El exceso de distancia, la carga indebida de los cojinetes y la lubricación incorrecta puedenoriginar individualmente altos niveles de vibración en las chumaceras (journal bearings).

t

Una chumacera (journal bearing) con demasiada distancia permite una pequeña fuerza deexcitación, como un leve desbalanceo o desalineación, produciendo una vibración considerableen los cojinetes. La frecuencia predominante de k vibración puede ocurrir en 1XTS, 2XTS,3XTS o incluso armónicas más altas, dependiendo del diseño del cojinete y su aplicación.

Recolecte datos en las direcciones radial y axial. Las mediciones radiales habitualmenteproporcionan la mejor información sobre los cojinetes simples. Compare las medicionesvertical y horizontal. La medición vertical habitualmente da la mejor indicación de lasdistancias excesivas en una chumacera (journal bearing). las mediciones axiales son lasmejores para los cojinetes de empuje.

El golpe o remolino de aceite se produce cuando la capa de aceite en los cojinetes lubricados apresión, de tipo manguito ejercen una fuerza que empuja el eje alrededor dentro del cojinete.Durante el análisis espectral, usted puede detectar el golpe o remolino de aceite a menos de lamitad de la velocidad del eje. Bajo condiciones normales de funcionamiento, el eje sube por ellado del cojinete sobre la cuña de la capa de aceite. Debido a la fricción, k velocidad de kcapa de aceite se aproxima sólo del 42% al 47% de la velocidad del eje. Sin embargo, lafuerza de la capa de aceite por lo general permanece en un nivei muy bajo en comparación conlas fuerzas normales de la máquina. Si el eje se centra perfecta--tente en un cojinete, lamáquina no será susceptible al golpe de aceite. Por supuesto, e i eje puede hacerse excéntricodentro del cojinete debido al diseño incorrecto del mismo, k carga indebida o el desgasteexcesivo del cojinete. La fuerza de k capa de aceite puede entonces convertirse en la fuerzadominante dentro de la máquina.

El desgaste del cojinete también puede hacer que la máquina sea más susceptible al golpe deaceite, porque el eje sube más allá del centro del cojinete. Busque el desgaste de los cojinetesde manguito en 1XTS, 2XTS o múltiplos más altos. Los cojinetes con elementos inclinados,habitualmente presentan desgaste en k frecuencia igual al número de elementos multiplicada pork velocidad del eje. Los cambios en la presión o la viscosidad del aceite lubricante tambiénaumentan la susceptibilidad al golpe de aceite. A menudo es posible corregir el golpe de aceitecargando debidamente el cojinete o cambiando uno o más de los siguientes aspectos: diseño delcojinete, viscosidad del aceite, presión del aceite o el punto de inyección del aceite.

Varios tipos de diseños de cojinete de manguito disminuyen el efecto del golpe de aceite. Estoscojinetes incluyen el cojinete surcado axial, el cojinete con elemento inclinado y el cojinetelobular. Estos cojinetes tienen superficies que forman múltiples cuñas de capas de aceite paraintentar centrar el eje dentro del cojinete.

• Coprrlfhl 1!W». Un Ctmpaattomt Bj>U*m. Incorporan! Itera*» todo» k» ferad» 10-3

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL ICHUMACERAS UOURNAL BEARINGS,

8.14

8.12..

co

8£

8.88..

8.86

8.84..

8.82..

8

KFP - BOILEB FEED PUMP 8CBFP 8C -HOH MOTOR OUTBORRD HOR2

c

s

o•m

o

E

Spectrun Display28-RUG-87 11:49

PK = .1568LORD = 188.8RPM = 3585.RPS = 59.74

8 4 6FREOUENCV IN ORDER

8 18

Los cojinetes de manguito soportan un eje sobre una delgadacapa de aceite, para evitar el contacto de metal a metal. Ladistancia entre el eje y el cojinete es comúnmente de 0,002 a0,008 pulgadas. Esta distancia significa que existe ciertoaflojamiento en el sistema, y es común ver algunas armónicasde velocidad de giro. La amplitud de las armónicas sube amedida que aumenta la distancia. El gráfico ilustrado másarriba presenta nuevo armónicas de velocidad de giro y cuatrode ellas son altas. El, pico justo bajo 1XTS corresponde al ejede salida de la unidad impulsora de líquidos. El valor global deestos espectros se aproxima a 0,15 PPS, de manera que sepodría clasificar esta máquina como de funcionamientoaceptable.

mw. 1«J Cmpuuuoaii SjMom. iacorpomUd H«m •!>• uxk» I» dcndm 10-5

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL ICHUMACERAS (JOURNAL BEAR1NGS)

Ventilador centrífugo de transmisión directacolgado al centro

FOV

FOA

FfflFWFIA

MfflMTVMÍA

MOHMOV

MOAX: Motor

1. Este motor con cojinetes de manguito clasificado para 1250HP tiene 10 polos, de modo que su velocidad de funcionamientoestá justo bajo 12 hertz ó 720 RPM. El ventilador detransmisión directa utiliza cojinetes de manguito diseñados concaras de empuje para posicionar el rotor del ventilador.2. Se coloca una carga "dinámicamente balanceada" sobre elventilador al permitir la entrada de aire por ambos lados.Típicamente, el ventilador funcionará contra la cara de empujede uno de los cojinetes.3. El cojinete del motor e interno del ventilador está montadosobre una base grande de concreto. El cojinete externo delventilador tiene una base mucho más pequeña con unaestructura de soporte hecha de acero.4. Se usa la circulación de agua para enfriar los cojinetes delventilador.

10-6 • Copyright 1M9. ira QnpuUUowl SyMj*». Im

KSP - FORCEO DRHFT FflNS 8BSPECTRR FROM MÚLTIPLE MEflSUREMENT POINTS

co PLOTSPBN0.6

C 0 4 6Frequency ín Order

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL ICHUMACERAS ¡JOURNAL BEAR1NGS)

FD FflN 8B -FOfl89-02-87 12:42

FD FflN 8B -FOU09-02-87 12:42

FD FRN 8B -FOH09-02-87 12:41

FD FflN 86 -FIÜ09-82-87 12:38

FD FRN 8B -FIH09-02-87 12:37

10 Ordr:Freq:Spc5:

1.01811 .88.570

Los datos tomados en los cinco puntos de este ventiladorcolgado del centro presentan muy poca vibración 1XTS en lasdirecciones radiales. El pico de vibración axial en 1XTS esclaramente él pico dominante en este conjunto de espectros. Lafalta total de una vibración radial significativa indica que no esun problema de desbalanceo. Más bien, probablemente elproblema se refiere al aflojamiento o desalineación axial.Examine los puntos del motor para verificar si hay un problemade alineación.

• CopjrlflH 1*0. Itn CcmfutMloml Sjttam. ünorponted R<Mrn<te uxtai k» 10-7

ANÁLISIS DE VN BOLO CAMAL ICHUMACERAS U'K.RVAL BEAJÜNG*)

KSP - FORCED DRflFT FfiNS 8BSPECTRR FROM MÚLTIPLE MERSUREWENT POINTS

PLOTSPRN

8.04-r

C.J<=>

FD FñN 8B -MIU89-02-87 12:37

FD FfiN 8B -MIH09-82-87 12:36

FD FñN 8B -MOR89-82-87 12:34

FD FON 8B -MOÜ89-02-87 12:33

FD FflN 8B -MOH09-02-87 12:32

0 A 6Frequency ir» Order

8 18 Ordr:

Spc3:

i..0ee11 67.01586

Los datos tomados en los cinco puntos del motor aparecenilustrados más arriba. Observe la escala de baja amplitud a laizquierda de los espectros. El motor genera muy poca energía.La amplitud del pico 1XTS en la dirección axial del ventiladores más de 30 veces más alta que el pico 1XTS en la direcciónaxial del motor. La diferencia en amplitudes indica que esteproblema no se relaciona con la alineación. Un problema dealineación normalmente presenta igual o mayor vibración en elmotor, porque su peso más ligero ofrece menor resistencia almovimiento ejercido por las fuerzas de alineación. Porconsiguiente, la evidencia apunta sólo al ventilador. El motorestá en perfectas condiciones.

10-8 * Copjr%ht m». 1«C CoapuUUonü SjtUm, ImarporXMl RWírvwfc» toda» h» derttiw»

ANÁLISIS DE L^N SOLO CANAL ICHUMACERAS (JOURNAL BEARINGS)

KSP - FOBCED DBflFT FflNS 8BFD FñN 8B -FOfl FñN OUTBORRD flXIRL

co PLOTSPRNB.6 j

81

e

i 1 1 i

I . . .*

A**wrfW-«/ ^-^N_i-wr-^A ^ -i_ -i f*"-W"— '... L. ,. -*j»/^ -^

ft' II*. - , , , - - A - A

^ -A- ^ J\ A

V^- JL . . _ A _ *

1f\V^ü. ^v-j. __ , , A i

89-02-87

07-22-87

01-08-87

11-06-86

09-09-86

08-14-861 1 o ji c o id Ordr:2 4 6 8 10 Freq

Frequency in Order Spc6:

12:42

17:03

12:34

14:26

16:38

17:38i .018il .88

.570

La progresión del crecimiento del pico axial 1XTS delventilador aparece en el gráfico de espectros múltiples ilustradomás arriba. Los otros picos no presentan cambios significativosen amplitud. Sólo la posición axial del ventilador muestra unaalta vibración, de manera que una o ambas caras de empujeposiblemente se han desgastado permitiendo el aflojamientoaxial. Las distancias radiales del cojinete, no obstante, puedenno haber cambiado mucho con el tiempo, manteniendo bajos losniveles de vibración radial. La superficie radial del cojinetetiene un área mucho más grande que la superficie axial, así esque debiera desgastarse más lentamente.

IW*. l*n CmpMMkval SnUma. lBeorpor*t«l R«ra*fc» lodo lo» dorad» 10-9

ANÁLISIS DE UN SOLO CANA!. ICHUMACERAS (JOURNAL BEARINCS)

0.7

KSP - FORCEO DRflFT FflNS 8BFD FflN 8B -FOfl FRN OUTBOflRD flXIfiL

co

CD

Eli

0-6..

0-5..

0-4..

0 3 . .

0-2. ,

0-1..

e

in

<siñ

cu

Spec trun D i spIay89-82-87 12-42

PK =LORD --RPK =RPS =

.B21B108.0713.

11 .88

0 • 4 6 8Frequency in Order

10

Una vista de pantalla completa de la última medición axial delventilador presenta el pico 1XTS muy alto. Los otros picosrotulados representan aparentemente armónicas de lh velocidadde funcionamiento. Recuerde que las l/2 armónicas puedenindicar aflojamiento. Las caras de empuje que localizan este ejese han desgastado aparentemente y ahora permiten un exceso demovimiento axial. La base de acero bajo el cojinete externo delventilador no posee la rigidez y resistencia al movimiento quetiene la base de concreto bajo el cojinete interno del ventilador.Por lo tanto, el movimiento axial del eje del ventilador es másevidente en el cojinete externo que en el cojinete interno.

Este ventilador tiene* un empaque de cuña detrás de cada uno delos cojinetes de cara de empuje. Si el metal antifricción de loscojinetes todavía está en buenas condiciones, se eliminará elexceso de juego axial si se acuñan los cojinetes debidamente.

10-10 • Copjrtght 1*89. 19K CamfauOaatt Sjtttau. Incorpóreo! Raemufai todo» te dcredm

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1CHUMACERAS CJOURNAL BEARINCS)

e.eKSP - FORCED DRRFT FflNS 8B

FD FRN 8B -FOR FHN OUTBORRD RXIRLUaveforn Display09-02-87 12:42

RUS = .2316LORD = 100.0RPM = 713.RPS = 11.88

-0.6

120IN MSECS

160 200

En el gráfico ilustrado más arriba aparece una porción corta dela forma de onda de tiempo. Las líneas verticales denotan eltiempo requerido para que el eje complete una revolución.Aunque un pico IXTS domina el espectro, la forma de onda noes ni repetible ni periódica. Esta evidencia indica aflojamiento,porque el desbalanceo y la desalineación parecen másperiódicas.

1«W, 1»W CoBpMaUoMl S««r», 10-1!

AJ.ALIS1S DE UN SOLO CAMA!, ICHl-MACERAS (JOURMAL BEARINGS1

Grupo generador de turbina

1. Un molino de papel ubicó esta unidad generadora de turbinade 40 megavatios situada en la zona de servicios generales.

2. Esta unidad tiene un historial de problemas de vibración,particularmente en los cojinetes de turbina.

3. Un colector de aceite común suministra la lubricación algenerador y la turbina. Por consiguiente, ambas unidadesreciben aceite a la misma temperatura y presión.

4. La unidad está equipada con sondas de desplazamientoconectadas a un motor de panel. Todos los datos recolectadosde esta unidad se presenta en desplazamiento.

¡0-12 • Copyright IW». W*J ComputaUmBl Sj«o»«. lacorporaud Rstroifc» lodo» lo» dtndm

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1CHUMACERAS (JOURNAL BEARINGS)

SBRG - TURBINE GENERRTOR SETSPECTRfl FROM MÚLTIPLE MEflSUREMENT POINTS

PLOTSPflNl .Ar

»=»

JUL_*_

6 8 18FREOUENCY IN ORDER

12 14

TURB-GENER-GOH14-RPR-89 10:46

TURB-GENER-GIH14-ftPR-89 10:44

TURB-GENER-TIH14-RPR-89 10:43

TURB-GENER-TIU14-RPR-89 10:41

TURB-GENER-TOH14-RPR-89 10:37

TURB-GENER-TOU14-flPR-89 10:32,c ORDR: 1.000

16 FREQ: 59.97SPC6: .764

Los picos de golpe de aceite aparecen prominentemente en0,4XTS en las posiciones de los cojinetes externos de turbina—TOH y TOV. Los niveles más altos de vibración aparecen en1XTS en las posiciones de cojinetes internos de la turbina—TIHy TIV. Observe que los picos 1XTS tienen normalmente lasamplitudes más altas. El pico 0,4XTS también aparece en lasposiciones del generador—GIH y GOH. Ciertas situaciones depicos debieran normalmente aparecer en alrededor de 0,4XTS,pero debieran permanecer bajos y estables en cuanto a amplitud.Manténgase atento a la estabilidad, observando una presentaciónespectral de tiempo real.

* CopyrW»" !*»• 1*» CoapiulioBal »num*. Incorporal Rwrrada lodo» *» dencko> 10-13

ANÁLISIS DE L'N '-OLO CANAL ICHUMACERAS JOULNAL SEAR1NGS)

3BRG - TURBINE GENERflTOR SETSPECTRfl FROM MÚLTIPLE MERSUREMENT POINTS

PLOTSPflN0.8

CU-CO 0..

TURE -GENER-TOH14-RPR-89 10:38

_rt__-_.__>«.

9

A.L A-4 6

FREQUENCY IN ORDER

TURB-GENER-TOH14-RPR-89 10:37

TURB-GENER-TOU14-HPR-89 10:34

TURB-GENER-TOU14-RPR-89 10:32

10

Los espectros indicados más arriba presentan los efectos delpromedio de retención de pico en los puntos externos de laturbina. El primero y el tercero (desde abajo) corresponden almodo de ruta regular. El segundo y el espectro de arribacorresponde al uso de promedio de retención de pico. Elpromediar la retención de pico mantiene el valor más altomedido entre todos los promedios para cada línea de resolución.Este método revela que la amplitud para los picos de remolinode aceite sobrepasaron la de los picos 1XTS. Aunque laamplitud en ambas frecuencias es relativamente baja, los picos0,4XTS que superan ios picos 1XTS indican que hay unproblema importante.

10-14 • Copyright 1<M». IW3 Compútate»! Srumu. I

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL ICHUMACERAS CJOURNAL BEARINGS)

e.8

8-7..

8.6..

=Ej 8.5..

_<x

<=»o_Q_

8.4..

8.3..'

8.2..

8.1.,

SBRG - TURBINE GENERHTOR SETTÜRB-GENER-TQH TURBINE BRG OUTBOflRD-HORIZ

Spectrun Display14-flPR-89 10:37

"P-P = .5886LOflD = 25.5RPM = 3598.

+ J&S = 59.97

¿vL-J_6 8 18 12

FREQUENCV IN ORDO16 ORDR: .413

FREQ: 24.75SPEC: .326

El espectro ilustrado más arriba presenta datos para el puntohorizontal externo de la turbina--TOH. Los datos correspondena datos rutinarios de ruta recolectados con promedio normal.La altura del pico del remolino de aceite es motivo depreocupación, porque su amplitud concuerda con la del pico1XTS. Cuando se observa en tiempo real, este pico delremolino de aceite aparece muy errático en su amplitud. Aveces parece mucho más alto que 1XTS, y en otrasoportunidades casi desaparece. Una amplitud erráticacaracteriza un problema de inestabilidad del aceite.

' Copyrifht 1*1», I . iBcorponUd RcMrndn lado» lo» dtncfcoi 10-15

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1CHUMACERAS (JOURNAL BEARI.NCS)

co

8.6

B.4..

8-2..

SBRS - TURBINE 6ENERRTOR SETTURB-GENER-TOH TURBINE BRG OUTBORRD-HORIZ

§5

-8.2

-8.4

Uaveforn Dísplay14-RPR-89 18:37

P-P = .4613LORD = 25.5

fRPM = 3598.RPS = 59.97

128 188 248TIME IN HSECS

388 368 i

El gráfico ilustrado más arriba presenta la forma de onda detiempo para el punto horizontal externo de la turbina—TOH.Las líneas verticales denotan el tiempo requerido para queconcluya cada revolución del eje. Básicamente muestra unpatrón no repetido. Cada dos o tres revoluciones del eje, sehace visible un pico provocado por el movimiento de golpe delaceite. El valor RMS de la forma de onda de tiempo es 0,4613milésimas pico a pico, pero el verdadero valor pico a pico de laforma de onda de tiempo parece superar 0,7 milésimas.

10-16 • Copyright 1*89. 1»W Compútalo») SjfUmt, Irarpontod Ratcradn lodo» tat derecha

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL ICHUMACERAS (JOURNAL BEARINGS)

Aflojamiento de cojinetes de manguito

™A, MOHPOH DMH

POV • • i Pffl D?H DMV Mfflp^ h j-1 n r WV DPV ¡ DMA MIV

HuidDriveUnií

H :

j :U

1. En el diagrama ilustrado más arriba, el motor es una unidadde dos polos y 1250 HP. La unidad impulsora de líquidos tieneun diseño similar a un convertidor de torsión. Permite que labomba funcione a una velocidad levemente más lenta que elmotor.

2. Tres de estas bombas se usan para cada caldera. Unabomba se ha puesto fuera de servicio para realizar reparacionesimportantes, dejando sólo dos disponibles. Si una de lasbombas restantes falla catastróficamente, la caldera podríaquedar inutilizable.

3. La bomba es una unidad colgada del centro con nuevealabes en el propulsor.

4. Todos los cojinetes del motor y la bomba son de diseños decojinete de manguito lubricados a presión y enfriados con agua.

1M*. i«» c«m|muUMl SJMBM, \msrfantti Xaurado» tocto k» deradxx 10-17

ANÁLISIS DE LN SOLO CANAL 1CHUMACERAS (JOURNAL BEARJNCS)

PLOTSPflN0.14

cz•

KFP - BOILEH PEED PUMP 6RSPECTRfl FROM MÚLTIPLE MEflSUREMENT POINTS

. . A Ae 4 6 8

FBEQUENCV IN ORDER

BFP BR -MIU26-RUG-87 11:32

BFP 6R -MIH26-RUG-87 11:32

BFP 6fl -MOfl26-RUG-87 11-31

BFP 6R -HOU26-RUG-87 11:31

BFP 6R26-RUG-87

-MQH11:31

12

Los puntos internos vertical y horizontal tienen amplitudes másaltas en IXTS y 2XTS que los puntos externos. Las amplitudesson menores que 0,15 PPS, de manera que probablemente noindican un problema, aparte de un aflojamiento menor en elcojinete interno. Los picos IXTS para todos los puntos sonbajos para un motor de 3560 RPM.

10-18 • Coprrfctw 1W», 1«5 OmpMMtowl Sjtuaa, lacorporaud Raxrrado» todo» te

rANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1

CHUMACERAS (JOURNAL ÍEARlNGSl

KFP - BOILER FEED PUMP 6RSPECTRfl FROM MÚLTIPLE MEflSUREMEHT POINTS

B

¿

té

PLOTSPflN

e..

eFREQUENCY IN ORDER

8

BFP 6R -DPU26-RUG-87 11:34

BFP 6fl -DPH26-RUG-87 11:33

BFP 6fí26-HUG-87

BFP 6R26-RUG-87

-DMñ11:33

-DMU11:33

BFP 6fl -DMH26-RUG-87 11:33

Los picos de la unidad impulsora de líquidos están bajo 0,15PPS. La mayoría de las otras unidades impulsoras de líquidotienen niveles más altos de vibración. Esto indica que no hayproblemas con esta unidad. La mayor parte de la vibración seproduce en 1XTS en las direcciones radiales.

> CopjHcht !<*». 1M) OcmfUOUatml B txrad» ufa. lo. 10-19

ANÁLISIS OS L> SOLO CANAL ICHt MACE RAS UOURNAl. BEARINGS)

KFP - BOILER FEED PUMP 6RSPECTRR FROM HULTIPLE MERSUREMENT POINTS

to PLOT¿z SPRN~ B,5T

A

BFP 6R -POR26-RUG-87 11:42

BFP 6R -POU26-HUG-87 11:41

BFP 6FS -POH2e-HUG-87 11:39

BFP 6R -PIÜ2B-RUG-87 11:38

BFP 6R -PIH26-RUG-87 11:38

e A &FREQUENCY IN ORDEB

8 ie

El gráfico de espectros múltiples ilustrado más arriba presentapicos dominantes 2XTS en las posiciones horizontales internas yexternas de la bomba. Observe la poca cantidad de vibraciónaxial que existe, reduciendo las posibilidades de que haya unproblema de alineación. Los muñones de los cojinetes demanguito se han "soltado" probablemente en la direcciónhorizontal. El aflojamiento es a menudo de índole direccional.Una causa del desgaste horizontal podría ser una descargalateral de la bomba. La presión del flujo de descarga forzaríacontinuamente el eje contra un lado del cojinete, provocando unexcesivo desgaste de dicho costado.

10-20 • Copjrrlghl 1*8», Itt3 ConputatlMHl Sjmuaa. locorpcnfed RmsrMík» todo» •=. dtndm

KFP - BOILER FEED PUMP 6RBFP 6fl -POH PUHP OUTBOflBD HORZ

PLOTSPflN8.5

e..

i Ae 4 6

FBEQUENCV IN ORBER8

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL ICHUMACERAS UOURNAL BEAJUNGS)

26-RUG-87 11:39

22-JUL-87 15:88

87-HPR-87 12:23

88-JRN-87 18 28

18

El aumento del pico 2XTS aparece en este período de datos deocho meses, tomado en la dirección horizontal externa de labomba. El pico en 1XTS ha cambiado muy poco durante estetiempo. Al desgastarse este cojinete, la distancia interna haaumentado, permitiendo con ello la aparición del aflojamientoen 2XTS.

> C*f?r*h< IW. I»» CaapM«tmü «]Hm*. ImxrpeHUd «•.! ttOtm fedn k» 10-21

ANÁLISIS DE UN SOLO CAMAL IRESONANCIA

SECCIÓN 11RESONANCIA

ISW, 1«J CoHputttiMHl SyMwM. iKOrporaUd RtMTKUk» todn h» lili «>a

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1RESONANCIA

Sección 11f Resonancia

Toda estructura mecánica tiene por lo menos una frecuenciacaracterística (y a veces más de una), la cual se denomina sufrecuencia crítica o resonante. Cuando la excita una fuerzaexterna, la estructura mecánica tiende a vibrar en su frecuenciaresonante. Se produce menos amortiguación en la frecuenciaresonante que en otras frecuencias. Por lo tanto, la vibraciónque se produce en esta frecuencia se amplifica. A menudopuede observar niveles más altos de vibración en la frecuenciaresonante de una máquina que en otras frecuencias. Noobstante, estos niveles de vibración disminuyen a lo largo de lavida útil de una máquina.

Cuando se hace sonar una campana o un diapasón, suena con su/ frecuencia resonante. De la misma manera, una máquina

"campanillea" u oscila transitoriamente con su frecuenciaresonante cuando se produce una fuerza como la desalineación oel desbalanceo. Por consiguiente, la prueba de impacto paradeterminar la frecuencia resonante de una máquina a vecestambién se llama "prueba de campanilleo".

La rigidez, masa y amortiguación se combinan para determinarla frecuencia resonante de la máquina. Al cambiar cualquiera deestos tres factores se modifica la frecuencia resonante de lamáquina. A su vez, esta alteración puede ayudar a resolver unproblema de resonancia en la máquina.

• Cí>pjT%W ÍVH. 1WJ C<»|im«lii«d SyilMi, lmjMfatm*t Rwrvalk» Uxk» k» dtnctx» 1 1 -3

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL IRESONANCIA

440 Hz

Las campanas, los diapasones ylas cuerdas de algunosinstrumentos están diseñados pararesonar en frecuenciasparticulares. Por ejemplo, eldiapasón ilustrado a la izquierdaoscila a unafrecuencia de 440Hz. Cuando se controla con unosciloscopio, esta frecuenciaaparece como una onda sinusoidalpura (área inferior izquierda). Enel dominio de la frecuencia, el

espectro relacionado con esta señal sólo tiene un componente(área inferior izquierda). Sin embargo, la señal se disipacompletamente (área inferior derecha) salvo que se haga sonarla campana nuevamente. Por consiguiente, el espectro de tiemporeal presenta su único componente disminuyendo en amplitud(área inferior derecha).

1

440Frequency in Hz

440Prequency in Hz

> Copyright 1*8*. 1M3 ConpuUtkmaJ SjnUan. ImatfMUd ítmamáat todo» lo. dendH»


Los ejes también tienen frecuencias resonantes. A diferencia de( los instrumentos musicales, no han sido diseñados para emitir

una sola frecuencia resonante. La mayoría de los ejes, por lotanto, tienen varias frecuencias resonantes.

Un eje con varias frecuencias resonantes rara vez debierapreocuparle, tratándose de una máquina que funcione en unasola velocidad. Simplemente asegúrese de que la frecuencia defuncionamiento del eje no esté dentro del 20% de unafrecuencia resonante.

--"•"

Sin embargo, existen otros defectos que también pueden excitarotras frecuencias resonantes. Por ejemplo, en una máquinadada, el segundo orden de vibración de un eje desalineadopuede excitar una resonancia en el eje.

1*8», 1*0 Co»pol»nn«.i BpUM. lacm-ponud Rwmé» bxk» lo» éfntttm 11-5


Muchas veces la rotación del ejeexcita otra parte de la máquina.Cuando la zona pesada (vea eldiagrama a la izquierda) girahacia la parte inferior del eje,tiende a comprimir toda launidad. La rigidez del sistemahace que la unidad completa serecoja, como un resorte, cuandola zona pesada comienza a girarnuevamente hacia la partesuperior del eje.

La rotación del eje puede excitar la frecuencia resonante delpedestal o de alguna otra parte no giratoria del sistemamecánico. La rotación del eje debe ocurrir, en primer lugar, enuna frecuencia que "alimente" a la vibración de la parte norotatoria. A continuación aparece una ilustración de estacaracterística principal de la resonancia.

Al ponerse en marcha una máquina, su frecuencia de rotaciónaumenta hasta su velocidad de funcionamiento. Si la máquinafunciona normalmente sobre la resonancia, la amplitud aumentacuando aumenta la frecuencia hasta alcanzar la resonancia.Entonces la amplitud disminuye después de que la frecuenciapase la resonancia hasta alcanzar un valor constante llamadoamplitud de espacio libre. En la página siguiente aparece ungráfico típico de amplitud vs. frecuencia.

11-6 • Copyr^bl 1989. 1M3 CampuUUonaJ Swwns. In


m

1. Bajo la resonancia, la zona de alta vibración del eje siguemuy de cerca a la zona pesada. La vibración del eje está a las12 hrs.; la zona pesada también está a las 12 en punto.

2. En la frecuencia de resonancia, la vibración del eje sigue lazona pesada por 90°. La vibración del eje está a las 12 hrs.; lazona pesada está a las 3 hrs. (si la vibración del eje está hacia laderecha). Por lo tanto, la zona pesada no tiene tendencia amover el eje verticalmente en el instante indicado. Cuando lazona pesada gira alcanzando las 6 hrs., la vibración del eje estáa las 3 hrs., de modo que el eje no tiene tendencia a resistir lazona pesada. Así, la zona pesada "alimenta" la vibración.

3. Sobre la resonancia, la alta vibración está en el lado opuestodel eje de la zona pesada. La vibración del eje se estabiliza enun nivel constante determinado por el desbalanceo en el eje.

* Copjnr**! 1«M. 1»» Comf^tüarnti SrMam, Ireorpomurf Hmtmócm lodos k» *ndm 11-7

GLOSSARY

"swept filter" = filtro de barrido6 = ángulo de contactoass. phase = assembly phase / fase de ensamblajeautorange = rango automáticoave = prombabbitt = metal antifricciónball bearing = cojinete de bolaBd = diámetro de la bola o rodillobeam = eje principalbearing cap = tapa o sombrerete de cojinetebeat frequency = frecuencia de impulso / batido / batimientobeats = golpesbias voltage = voltaje de polarizaciónBode plot = gráfico o diagrama de BodeBPEt = frecuencia de paso de bola del aro internoBPFI = ball pass frequency inner page 13 on, section 6BPFO = frecuencia de paso de bola del aro externoBPFO = ball pass frequency outer page 13 on. section 6broadband = banda anchaBSF = frecuencia de vuelta de la bolabucket = paletabump tests = pruebas de impactoburr = asperezacage frequency = frecuencia de jaulacaniber = combar, pulir redondeandocasing = cajacavitación = formación de cavidadescavitation = formación de cavidadescenter punch = punzonador centralchuck shan = eje de mandrilchuck = mandrilclearance = distanciacoastdown = desaceleracióncocked = desalineadocoil = bobinacomputer = ordenadorcomputer file = fichero de ordenadorconditioning = acondicionamientocouplant = acopladorcoupling = acopleCPM = ciclos por minutocrossover = transicióncurrent draw = toma de corrientecurrent in-rush = irrupción de corriente

damping = amortiguadordeflect = desviardeflection = desviación, defleccióndownload = cargardress = arreglar (arreglo) de cables eléctricosdrive train = tren impulsordriver = impulsordriving blower = ventilador impelentedump = descarga / descargarEddy current = corriente de Foucaultendbells = terminadoresengineering unit = unidad de ingenieríaenvelope deíection = detección de envolvente (curva envolvente)excitation forcé = fuerza de excitaciónexhaust fan = ventilador extractor de aireFast Fourier Transform = transformada rápida de FourierFFT = FAST FOURIER TRANSFORM /TRANSFORMADA RÁPIDA DE FOURIERflutter = fluctuaciónforced draft fan = ventilador de aspiración forzadaforcing functions = funciones forzadasforward precession = precesión de avancefret = desgastarFTF = frecuencia fundamental del tren (jaula)gear train = tren de engranajesgear mesh = enlace de los engranajesgear = engranajeGMF = gear mesh frequencygrease fitting = engrasadorgrout = mezcla o cemento, aplicar mezcla / lechadagrowth = dilatacióngusseting = refuerzoharmonics = armónicasheat exchanger = intercambiador de calorheavy spot = zona pesadahelical gears = engranajes helicoidaleshost computer = ordenador centralhump = punto prominenteHVAC = CA de alto voltajeI-beam = viga en doble TID = induced draft / aire inducidoimpeller = propulsorinboard = interior / hacia adentroinboard and outboard = interior y exteriorIPS = ppp pulgadas por segundojaw = garra jaw coupling = acople dentado o de garrasjournal bearing = chumacera

lag = retrasolobed bearing = cojinete lobularlock-in = fijarloop = bucle o vueltalooseness = aflojamientomicron = mieramus = milésimasMTV = Motor Inboard Verticalmonitor = monitorizarmounded = amontonadoMOV = motor outboard verticalNb = número de bolas o rodillosoffset misalignment = desalineación compensadaoil whip or whirl = golpe o remolino de aceiteoutboard = exterioroverall = globaloverhaul = reacondicionamientooverhung = suspendido (por arriba)overlay = superposición / solapamientoPd = diámetro de pasoPDM = predictive maintenancepeak = picopeak-hold = retención de picosphase lag = retraso de fasephase = fasephase-locked = fijo en la fasepigtail = conexión en espiralpinion stand = soporte del pifiónprecession = precesiónpressure vessel = vasija de presiónpre-triggering = pre-disparoprobé = sondaquery = consultarace = aro de rodamientoraceway = surco del arorare earth = tierra rararated load = carga recomendadaraw units = unidades brutasreverse precession = precesión inversaringing = campanilleo, oscilación transitoriaRMS = raíz cuadrática media [abbrev. remains RMS in Spanish too]roll = rodillorolling element bearing = rodamientos con elementos de rodillorubs = rocesrun speed = velocidad de funcionamientorunout = (pulley runout) descentramiento

sample window = ventana de muestreoSCR = silicon controlled rectifier/rectificador controlado por süiconaseize = agarrotarseizure = agarrotamientosensor unit = unidades sensorasset mark = marca de referenciasettle time = tiempo de estabilizaciónshearing effect = efecto tangencialsheave = polea acanalada , ,shira pack = paquete de cuñasideband = banda lateralsignatura — característicasine wave = onda sinusoidalsleeve bearing = cojinete de manguitoslip frequency = frecuencia de deslizamientoslot pass frequency = frecuencia de paso de ranuraslot frequency = frecuencia de ranurasmooíh = suavizarscft foot = inestabilidad (due to loóse feet or unevenness)spectrum plot = diagrama de espectrospike = impulso afiladospin = vueltasprocket = rueda dentadaspur gear = engranaje rectostator = estatorsíeam trap = trampa de vaporstrobe = estroboscopiostrut = postestud = pernosump = colector (de aceite)surge = sobretensiónsurvey = inspecciónswept filíer = filtro de barridoswing = oscilaciónswitchgear room = sala de conmutacióntag = anexarthrottle back — reducir gasesíhíow = tirar, lanzarthrust bearing = cojinete de empujetilted pad bearing = cojinete con elemento inclinadotime domain = dominio del tiempotorque = torsióntrend (v) = proyectar tendenciasírigger = disparar, activarTTL = transistor-transistor logictime = sintonizar

analisis de vibraciones

Documents