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UNIDAD Nº3: INSPECCIÓN POR VIBRACIONES

PARTE III

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Diagnóstico de fallas por análisis espectral

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Vibraciones típicas en Rodamientos

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Fallas en Rodamientos

FALLA EN PISTA INTERNA:

Agrietamiento o desastillamiento del material en la pista interna, producido por errores de

ensamble, esfuerzos anormales, corrosión, partículas externas o lubricación deficiente.

Se produce una serie de armónicos siendo los picos predominantes 1X y 2X RPM la

frecuencia de falla de la pista interna, en dirección radial.

BPFI : FRECUENCIA DE PASO DE LOS ELEMENTOS RODANTES POR UN DEFECTO EN LA

PISTA INTERNA.

Ejemplo:

Para rodamiento SKF N220 el BPFI vale 9,14286RPM, y si el motor gira a 980 RPM, entonces

si hay falla en pista interna encontraremos un espectro a 8.960 cpm.

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Falla en Pista Externa

FALLA EN PISTA EXTERNA:

Agrietamiento o desastillamiento del material en la pista externa, producido por errores de

ensamble, esfuerzos anormales, corrosión, partículas externas o lubricación deficiente.

Se produce una serie de armónicos siendo los picos predominantes 1X y 2X RPM la

frecuencia de falla de la pista externa, en dirección radial.

BPFO : FRECUENCIA DE PASO DE LOS ELEMENTOS RODANTES POR UN DEFECTO EN LA

PISTA EXTERNA.

Ejemplo:

Para rodamiento SKF N220 el BPFO vale 6,85714RPM, y si el motor gira a 980 RPM, entonces

si hay falla en esa pista externa encontraremos un espectro a 6.720 cpm.

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Falla en Elementos Rodantes

FALLA EN ELEMENTOS RODANTES:

Agrietamiento o desastillamiento del material en los elementos rodantes, producido por errores

de ensamble, esfuerzos anormales, corrosión, partículas externas o lubricación deficiente.

Se produce una serie de armónicos siendo los picos predominantes 1X y 2X RPM la frecuencia

de falla de los elementos rodantes, en dirección radial.

BSF : FRECUENCIA DE GIRO DE LOS ELEMENTOS RODANTES.

Ejemplo:

Para rodamiento SKF N220 el BSF vale 3,42857RPM, y si el motor gira a 980 RPM, entonces si

hay falla en algún elemento rodante encontraremos un espectro a 3.360 cpm.

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Deterioro de Jaula

DETERIORO DE JAULA:

Deformación de la jaula, caja o cubierta que mantiene en su posición a los elementos rodantes.

Se produce una serie de armónicos de la frecuencia de la jaula siendo los picos predominantes

1X y 2X RPM de la frecuencia de falla en jaula, en dirección radial o axial.

FTF : FRECUENCIA DE ROTACIÓN DEL PORTA ELEMENTOS O JAULA QUE CONTIENE LOS

ELEMENTOS RODANTES.

Ejemplo:

Para rodamiento SKF N220 el FTF vale 0,428571RPM, y si el motor gira a 980 RPM, entonces si

hay falla en la jaula que contiene los elementos rodantes encontraremos un espectro a 420

cpm.

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Vibraciones típicas en Cajas de Engranajes

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• Las cajas de engranajes son elementos de transmisión depotencia muy usados en todo tipo de industria. Cuando la cajaes parte de una línea de producción requiere de un monitoreoadecuado de su condición mecánica.

• Los componentes normales en un engranaje son componentesarmónicos de la frecuencia de engrane.

• Es decir,

• Fe = Z1 x RPM1 = Z2 x RPM2

Donde:Z = Nº dientes

RPM= Velocidad de rotación

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Desbalanceamiento

El desbalanceamiento es una de las causas más comunes devibración en las máquinas. Es la causa más común devibraciones radiales a la frecuencia de rotación del rotor.

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Desalineamiento

El desalineamiento de acoplamientos es una condición dondelos ejes de la máquina conductora y conducida no soncolineales, es decir, no están en la misma línea de centros. Lacondición de no-coaxialidad puede deberse a desalineamientoparalelo o angular.

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Desalineamiento paralelo

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Desalineamiento vertical Desalineamiento horizontal

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El desalineamiento de acoplamientos puede producirse por lassiguientes razones:

• Problemas de montaje: Los ejes quedan desalineados alinstalarlos

• Problemas durante su operación: Máquinas con ejes,inicialmente bien alineados pueden presentar problemas debidoa: Asentamiento de fundaciones, esfuerzos producidos pordeformación de cañerías, dilataciones térmicas, deformacionesdesiguales bajo carga, etc.

El principal efecto en un desalineamiento de acoplamientos, esla flexión del eje y el gran aumento de las cargas radiales sobrelos esfuerzos, tanto de la máquina conducida como laconductora.

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Esfuerzos producidos en el eje por desalineamiento paralelo horizontal

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Fuerzas el eje por esfuerzos de la cañería

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Esfuerzos producidos en el eje por desalineamiento paralelo vertical

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Distorsión de carcasa

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“baraja de naipes”. Muchas lainas bajo una pata lo que permite compresión entre ellas

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Suciedad bajo las patas

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Lainas flectadas o con cantos

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Solturas mecánicas

• Pernos de sujeción de la máquina a la base sueltos

• Juego radial excesivo en los descansos hidrodinámicos orodamientos

• Grieta en la estructura de la máquina o en el pedestal soportadescanso

• Rotor suelto en el eje o con insuficiente ajuste por interferencia

• Otros componentes de la máquina sueltos

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Vibraciones típicas en transmisiones por correas

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Vibraciones generadas por fuerzas hidráulicas

• Fuerza hidráulica generadas por pulsaciones de presión: Lamayoría de los compresores, ventiladores y bombas poseen unavibración inherente a ellas la cual ocurre a frecuencias múltiplosde la frecuencia de paso de alabes (Nº de alabes x velocidad degiro).

Esta vibración es simplemente el resultado de las pulsaciones depresión dentro de la máquina, generada cada ves que un alabepasa frente a un difusor estacionario. Es un efecto como elproducido cuando un vehiculo pasa cerca de unos árboles opostes, el pasajero sentirá pulsaciones al pasar por cada árbol oposte. Lo mismo sentirá alguien parado junto al poste en eseinstante.

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• Cavitación en bombas: La cavitación en una bomba se producecada vez que la bomba opera bajo su capacidad de diseño o coninadecuada presión de succión. Esto produce burbujas en ellíquido, las que al llegar a puntos de mayor presión, estas“implotan” generando estallidos que se traducen en ruido yvibraciones, además de una perdida en su rendimiento.

La vibración que genera la cavitación es aleatoria y su espectroes continuo en un cierto rango de frecuencias. El ruido quegenera es similar a arena o piedras circulando por ella.