UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS

ESPE-L

INGENIERA MECATRNICA

VIBRACIONES

Integrantes:

Edison Correa

Edison Llano

Alexis Simba

Curso:

Sexto A

Departamento:

Energa y Mecnica

Docente:

Ing. Franklin Silva

Tema:

Causas que producen las vibraciones

Objetivo:

Reforzar el conocimiento acerca de Vibraciones.

Introduccin:

Este tutorial nos muestra una forma didctica y sencilla del mundo de las vibraciones

aplicadas al diagnstico de fallas; va dirigido a todas las personas que le interese explorar

el amplio campo de las vibraciones.

Desarrollo:

VIBRACION

Es el movimiento peridico de un cuerpo o un sistema de cuerpo conectados que han

sido desplazados de su posicin de equilibrio

Vibracin simple

Es la base principal de vibracin en el dominio del tiempo

Perido de oscilacin: El tiempo que tarda la masa para ir y regresar.

Frecuencia: es lo recprocro del perodo, son los ciclos por segundo

Amplitud: Es el mximo valor que presenta una onda sinusoidal.Se mide en valores

pico a pico para desplazamiento, en valores cero-pico para velocidad y RMS para

aceleracin.

Fase: Es una medida de tiempo entre la separacin de dos seales

Vibracin Compuesta

Es la sumatoria de varias seales sinusoidales que comprenden cada uno de los

componentes que se encuentran en la mquina

Vibracin Aleatoria

Es difcil detectar donde comienza un ciclo y donde termina estn relacionados a la

turbulencia de bombas.

Golpeteos intermitentes

Golpes continuos que crean una seal repetitiva por ejemplo en los engranes.

Series de Fourier

Otras formas de realizar un estudio de vibraciones es mirando la seal en dominio de la

frecuencia

Espectro: Es la grfica de Amplitud vs frecuencia, siendo la mejor herramienta para el

anlisis de maquinaria. Encontramos un analizador de espectros que trabaja con

transformada rapida de fourier que captura una seal, calcula todas las seales que

contiene la seal compleja y finalmente muestra en forma individual en el eje X de la

frecuencia.

Fracuencia Natural

Es la que depende de las caractersticas estructurales de la mquina

Resonancia

Si la frecuencia natural es excitada por un agente externo la amplitud incrementar

llegando a causar formar perfjuicios.

Anlisis Espectral

El xito de este anlisis consiste en la correcta interpretacin de los espectros

capturados con respecto a las condiciones de operacin de la mquina.

CATEGORIA DE PATOLOGIAS CLASIFICADAS

PATOLOGIAS BASICAS DESBALANCEO

ESTATICO

Producida por desgaste radial superficial en rotores de largo despreciable

Espectro de frecuencia igual a 1 X RPS del motor

Se recomienda balancear el rotor en un solo plano

DINAMICO

Ocurre en rotores medianos y largos.

Espectro de frecuencia igual a 1 X RPS del motor

Se recomienda balancear el rotor en un dos planos

ROTOR COLGANTE

Ocurre en rotores que se encuentran en el extremo del eje

Espectro de frecuencia igual a 1 X RPS del motor

Para corregir la falla debe verificarse que el rotor o tenga excentricidad ni que est

doblado el eje.

DESALINEACION

ANGULAR

Cuando el motor y el eje conducido unidos por el acople no son paralelos.

Altas vibraciones axiales (1 X RPS y 2 X RPS)

PARALELA

Los ejes del motor y rotor estn paralelos pero no colineales.

Vibraciones radiales de (1 X RPS y 2 X RPS) hasta 4X, 8X

ENTRE CHUMACERAS

Producida por la mala posicin de las chumaceras.

HOLGURA MECANICA EJE AGUJERO

HOLGURA EJE AGUJERO

Producido por el aflojamiento de manguitos, tolerancias de manufacturas inadecuados.

La falla genera mltiples armnicos y subarmnicos de 1 X RPS.

SOLTURA ESTRUCTURAL

Ablandamiento o desplazamiento del pie de la mquina.

Espectro de 1X RPS en la base de la maquina con desfase de 180 grados entre los

elementos sujetados al anclaje.

EXCENTRICIDAD

ROTOR EXCENTRICO

Ocurre cuando el centro de rotacin no coincide con el centro geomtrico en una polea

o engranaje.

La vibracin ocurre a 1X RPS.

Se debe reemplazar el rotor.

ROTOR O EJE PANDEADO

PANDEO

Ms comn en ejes largos.

Se produce por esfuerzos excesivos en el eje.

Vibracin 1 X RPS si el pandeo es cercano al eje y 2 X RPS si est cerca del

rodamiento.

RESONANCIAS Y PULSACIONES

RESONANCIA

Ocurre cuando la frecuencia natural se iguala con la frecuencia forzada.

Produce fallas prematuras y posiblemente catastrficas.

PULSACIONES

Cuando una fuente de vibracin interfiere con otra.

Producida generalmente por dos mquinas cercanas que trabajan casi a la misma

velocidad.

FALLAS EN ENGRANAJES

ESTADO NORMAL

El engranaje se encuentra en buen estado.

Espectro con armonicos 1 X y 2 X RPS del pion conductor y de la rueda conducida.

DESGASTE DE DIENTE

Debido a contaminacin de la grasa lubricante.

Superacin del tiempo de vida del engranaje.

Elementos extraos circulando en la caja del engrane o montaje errneo.

Se debe cambiar o rectificar el engranaje.

SOBRECARGA DE ENGRANAJE

Cuando todos los dientes estn recibiendo sobrecarga continua.

Se debe buscar algun elemento que est aumentando el torque.

EXCENTRICIDAD Y/O BACKLASH

Cuando al terminar el contacto entre dos dientes, los dos siguientes no entran

inmediatamente en contacto.

ENGRANE DESALINEADO

Cuando las ruedas dentadas fueron ensambladas con errores de alineacin.

Sus ejes no estn paralelos.

PROBLEMAS DE HUNTING

Cuando dos dientes del pion y engranaje generen vibraciones de choque.

Genera altas vibraciones a bajas frecuencias por debajo de los 10 Hz.

Se debe reemplazar el par de engranajes.

BANDAS

DISTENSION

Sobrepaso de la vida til de la banda o por desgaste excesivo de la misma.

Las frecuencias estn por debajo de la frecuencia del motor.

Reemplazar la banda.

DESALINEACION EN POLEAS

Ejes de las poleas no estn alineados

Poleas no estn paralelas.

Produce alta vibracin a 1X RPS de la conducida.

EXCENTRICIDAD DE POLEAS

Centro de rotacin no coincide con el centro geomtrico de la polea.

Produce alta vibracin a 1X RPS de la polea excntrica.

RESONANCIA BANDA

Cuando la frecuencia natural de la banda se aproxima a las RPS del motor.

La frecuencia natural puede ser alterada cambiando la tensin de la banda o su

longitud.

FLUJO DE LIQUIDOS

FRECUENCIA DE ASPAS (L)

Frecuencia a la cual, cada aspa pasa por un punto de la carcaza.

Producida por obstrucciones, cambios abruptos de direccione.

La BSF (frecuencia de paso de aspas) es igual al nmero de aspas por la frecuencia.

CAVITACION

Es la entrada de aire o vaporizacin de un fluido dentro de la bomba

Ocurre cuando la presin del fluido es menor que la presin de vapor a esta

temperatura.

Se presenta vibraciones a altas frecuencias (del orden de 2000 Hz).

FLUJO DE GASES

FRECUENCIAS DE ASPAS (G)

Frecuencia a la cual cada aspa pasa por un punto de la cubierta.

Cuando aumenta la BPF deben revisarse cambios abruptos de direccin del fluido.

TURBULENCIA ANOMALA (G)

Se crea por las vibraciones de velocidad y presin del aire pasando a travs de un

ventilador o red de ventilacin. Espectro a baja frecuencia (0.3 y 30 Hz).

FALLAS EN RODAMIENTOS

Fallas en la pista interna

Agrietamiento del material en la

pista interna

Se produce armnicos

Se debe reemplazar el rodemiento

Revisar la lubricacin del

rodamiento

Fallas en la pista externa

Agrietamiento del material en la

pista externa

Se produce armnicos

Se debe reemplazar el rodemiento

Revisar la lubricacin del

rodamiento

Fallas en elementos rodantes

Agrietamiento del material en los elementos

rodantes

Se produce armnicos

Se debe reemplazar el rodemiento

Revisar la lubricacin del

rodamiento

Deterioro de jaula

Defomacion de la cubierta

Se producen armnicos

Reemplazar el rodamiento

DESPLAZAMIENTO, VELOCIDAD Y ACELERACIN DE VIBRACIN

El desplazamiento es importante para reconocer los patrones q estn a muy bajas

frecuencias, permite halla anormalidades en chumaceras de aceite.

La velocidad sirve para reconocer: desbalanceo, holgura mecnica, pulsaciones,

ventiladores, etc.

La aceleracin permite reconocer: problemas de engranes, cavitacin.

ALARMAS DE NIVEL

Existe una grfica logartmica con valores de aceleracin, velocidad y desplazamiento

frente a una frecuencia Para aplicarlos a las mquinas se hace necesario revisar su

tamao y cimentacin

NIVELES DE TENDENCIA

Es una representacin grfica de una variable respecto al tiempo. En este caso la

variable es el nivel de vibracin de los puntos de la mquina.

Si la pendiente en el grfico es suave la tendencia es estable pero si se acerca a una

elevacin exponencial se acerca una falla fsica de la mquina

Conclusin:

El xito de este anlisis consiste en la correcta interpretacin de los espectros

capturados con respecto a las condiciones de operacin de la mquina.

Bibliografa

Monografas. (2013). Tutorial de Vibraciones para Mantenimiento Mecnicol Recuperado de

http://www.a-

maq.com/tutoriales/Tutorial%20Vibraciones%20para%20Mantenimiento%20Mecanico%20A-

MAQ%202005.pdf