Analisis De Vibraciones

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1 imHOOUCCION A LA VIBRACIÓN

SECCIÓN! INTRODUCCIÓN A LA VIBRACIÓN

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I INTRODUCCIÓN A LA VIBRACIÓN

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

. WS CMopuliHcMal 8y«um. lacorporated Itmtmtai todo» I»

fcmfcm

1-3

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I INTRODUCCIÓN A LA VI lili ACIÓN

¿Qué es la vibración? La vibración es el movimiento de un cuerpo con respecto a su posición de referencia.

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

Ejemplo 2 -- una caja de cojinete moviéndose hacia adelante y hacia atrás sobre su pedestal. La vibración se produce debido a una fuerza de excitación que causa el movimiento.

1-4

1*1». 1*" Cfmpoum*¡ Bjium*.

Rom*, int. I»

ANÁLISIS DE I '- SOLO CANAL I

lyntoouocioN A LA VIBRACIÓN

x = time y - amplitude

Si usted examina el movimiento vertical de un pedestal de cojinetes 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. I INTRODUCCIÓN A LA VIRRACION

DL i - OFF ROUTE MACHINE OFF ROUTE -1H OFF ROUTE HEASUREMENT POINT DATA Uáueforn 26-OCT-92

10:34

P-P = 3.81 LOAD : iee. e RPM = 2658. RPS = 44.3B

Period "T* is 22.46 mS

0

48

88 120 TIME IN MSECS Label : 9 CVCLES OCCUR IN 1/5 SECOND

160

2B0

TIME: AMPL:

88.87 1.917

FREO:

44.52

DTIH;

22.46

Definición de la frecuencia ~ la frecuencia de un evento dado es el inverso de su período. El período de tiempo, T, desde la línea vertical "marca definida" al cursor es DTIM (registrado abajo a la derecha en el gráfico de más arriba: DTIM = 22.46 mS - 0.02246 seconds Por lo tanto: 1 0.02246

1-6

44.5 Hz = 2671 CPM

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 MACHINE OFF KOUTE -1H OFF ROUIE MEflSUREMENI POINI DfiTfl Máveforn Display 26-OCT-92 IB:34 4..

P-P = + LOM> = RPM = RPS =

+1.917

upward displacement 3.819 mus total Peak-to-Peak

3.81 180.8 2658. 44.30

_"At Rest" or reference positicm

-4..

-1.902 ™ls downward displacement

-6

80 120 TIME IN MSECS

200

160

TIME: 88.87 ftMPL:1.917 DTIM; 11.72 FREO: 85.33

Desde la cresta con la marca definida al pico del cursor, el desplazamiento medido cambia de 1,902 milésimas"bajo la posición de descanso a 1,917 milésimas sobre ella. El desplazamiento total de 1,902 + 1,917 = 3,819 milésimas o 0,003819 pulgadas. El tiempo requerido para este movimiento es de 11,72 mseg o 0,0117 segundos. Por consiguiente, se puede calcular la velocidad promedio durante este intervalo con la ecuación siguiente:

y=

displacement A time

=

0.003819 0.0117 i«k> k>

0.326 in¡sec 1-7

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I IWROOUCCION A LA VIBRACIÓN

Desplazamiento, velocidad y aceleración (página dos de dos) DL 1 - OFF ROUTE HflCHINE OFF RÜUTE -1H OFF ROUTE MEflSUREMENT POINT DATA

Uaveforn D i s p l a y 36-OCT-92 19:34 máximum upwaid displacement; máximum downward acceleration

4..

3

f-f = 3.81 ••LOAD = 100.0 RPM = 2658. RPS = 44.30

2

"At Rest" or reference position; displacement and acceleration are zero 0_

cr>

I

máximum downward displacement; máximum upward acceleration

48

86 120 T I M E IN HSECS

iee

200

TIME:

88.87

DTin; rana:

11.72 as.rw

flMPLl

1.917

ANÁLISIS DE L^ SOLO CANAL INTRODUCCIÓN A LA VIBRACIÓN

5.8

DL í - OFF ROUTE MftCHIHE OFF ROUTE -1H OFF ROUTE HEñSUKEHENT PQINT Pfllfl Spectrun 26-OCT-92

4.5..

4.8..

¡=¡

3.5..

~

3.a

1

2 5

P-P = LOAD = + RPM = RPS =

¿

10:34

3.81 100.8 26SB. 44.33

'

; *••• *—i

d_

i.e.

e.s. im

158 288 250 FREQUENCY IN Hz

300 ase 480

FREO: ORDR;

SPEC;

44.33 1,000 3.809

Cuando usted realice una Transformada rápida de Fourier de la forma de onda que aparece en la página anterior, obtiene como resultado el espectro indicado más arriba. Observe que la amplitud del pico principal indicado más arriba concuerda con la amplitud de un pico a otro de la forma de onda. Puede imaginarse que se ha rotado el espectro en 90° de la forma de onda. Es como si el eje del tiempo saliera de la página hacia usted.

pulMlMi! tfttrm.

l-J

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I lITmODUCClOfi A LA VIBRACIÓN

DL 1 - OFF ROUTE MACHINE OFF ROUTE -1H OFF ROUTE HEASUREMENT POINT DATA Uaveforn D i s p l a y 26-OCT-92 18:50

P-P = LOAD = RPM = RPS =

-18

e.2

0.4 0.6 8.8 TIME IN SECÓNOS Laiel: MODULMTED UAUEFORM TIME-252 nS 8

i.e

5.58 188.8 1913. 31.68

TINE: .754

ANPL: DTIM; FREO:

3.454 .252 3.969

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

0.252

1-10

iw.

3.969 Hz

Inorponud RtHTWto líalo, la ifcnife»

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I INTRODUCCIÓN A LA VIBRACIÓN

DL 1 - OFF ROUIE MACHINE

OFF ROUTE -1H

OFF ROUTE HEftSUREMENT POINT Dfllfl Maueforn D i s p l a y 26-OCT-92 10:50

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

-6.. Al - 31.25 mS

-8.. -10

0.8 0.4 0.6 T I M E IN SECÓNOS Label: MODULDñTED UflVEFGRr1-TIME=31.25nS 0

0.2

1.0

TIML:

.314

flMPL: 3.277 DTIM; .63125 FREO: 32.00

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

0.03125

. HK Ca»|HlMlj»] aja». I

32.00 Hz

Kwmda lo*. In dnfea

l-ll

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I [XTRODUCC1ON A LA VIBRACIÓN

DL 1 - OFF ROUTE MACHINE OFF MUIE -1H OFF ROUTE HEASUREMEHI P01NT DATA

SpectrtiH Display 26-OCT-92 18:50 ,.P-P = LOAD = KPH = KPS =

6..

-J i—i

í-

5.

A fcequency - 3.939 Hz

5.42 168.8 1913. 31.88

4..

3..

85 Q_-

i n

2..

e. e

i Jl*

20

Ai

60 88 188 FREQUENCY IN Hz Label : SIDEBANDS SPACED AT 3.939 Hz 4B

128

140

168

FREO:

DFRQ:

31.88 1.008 5.163 3.939

La frecuencia marcada corresponde al más largo de dos períodos mostrados en las páginas precedentes. El período más largo es 252 mS, que corresponde a una frecuencia de 3,969 Hz -- muy cerca de 3.939 Hz que aparece en la esquina inferior derecha del gráfico de espectro ilustrado más arriba. 3,939 Hz se aproxima a la diferencia de frecuencia entre ondas sinusoidales que se produzcan a 27,94 Hz y 31,88 Hz. La diferencia en la frecuencia de las dos ondas sinusoidales produce una frecuencia de impulso o modulación. Usted puede ver fácilmente la frecuencia de estas dos ondas sinusoidales en este espectro, pero no pueden determinarse con igual facilidad a partir de la forma de onda de tiempo. El análisis espectral, por ende, es mejor para determinar las frecuencias precisas para señales complejas de vibración. Sin embargo, la forma de onda de tiempo demuestra ser superior para examinar las frecuencias de impulsos y los impactos.

1-12

> V* ] ISIS. DE UN SOLO CANAL I INTRODUCCIÓN 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 un ciclo de vibración. F = frecuencia de vibración = 1/T — el número de ciclos completos de vibración que se producen en un segundo. Desplazamiento de pico a pico = = descrito por el cambio en el eje vertical entre los puntos B y 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 máxima alcanzada por el eje o caja. Aceleración máxima - se produce en los puntos B y D; mide la fuerza necesaria para cambiar el movimiento hacia arriba del eje o caja a un movimiento hacia abajo. Por lo general se mide la aceleración en unidades de RMS (raíz cuadrática media), porque la medida cuadrática media da la mejor indicación del nivel de energía de una señal.

inri, im c«p.t-fc*, • SHUM, i

1-13

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I INTRODUCCIÓN A LA VIBRACIÓN

Medidas de amplitud Pe

=

p-p

OaA

(Pico)

2,0 X A [o A a -A]

(Pico a pico) (Raíz cuadrática media)

RMS

=

0,707 X Pe

Pe

=

1,414 X RMS

Prom

=

0,637 X Pe

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

Time

360" - one shaft rcvolution

1-14

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I INTRODUCCIÓN A LA VIBRACIÓN

Parámetros de medición de la vibración Amplitud (Magnitud)

(Desp, Vel, Acel)

Frecuencia (Período)

(Hz, CPM, Ordenes)

Ángulo de fase

(Grados, Radianes) Unidades de amplitud

Desplazamiento

=

milésimas (Pc-Pc) o mieras

Velocidad

=

pg/seg (Pe) o mm/seg

Aceleración

=

G (RMS)

> Copyright M», l*n Cvmpt

. iBoorpontcd RoemdiB toda» te dmcfa»

1-15

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I INTRODUCCIÓN A LA VIBRACIÓN

Fórmulas de conversión de amplitud digital Definición ~ La amplitud es una medida de la energía o movimiento de un objeto de vibración. Se puede expresar la amplitud 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 tipo de medida a otro mediante las fórmulas que aparecen a continuación. Asigne los valores siguientes a las variables:

1-16

A

=

Aceleración en g (pg/seg2) ~ RMS

V

=

Velocidad en pg/seg — Pico

D

=

Desplazamiento en milésimas — Pico a pico

n

=

3,1416

g

=

constante gravitacional 386 pg/seg2

f

=

frecuencia en Hz

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I INTRODUCCIÓN A LA VIBRACIÓN

Para ondas sinusoidales, ahora puede usted realizar las conversiones siguientes:

1.

V = 0.0031416 * / * D

A = 0.01146 * V * /

A = 0.00003613 * D * f2

y=s

D =

D =

86.75 * A

318.47 * y

27,668 *A f2

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

1-17

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1 INTRODUCCIÓN A LA VIBKAU1UÍ.

Relación entre Desplazamiento, velocidad y aceleración RELATIONSHIP OF THE VIBRATION PARAMETERS VS FREQUENCY 100 ACCB-ERATJON

10LJ

VQ_OCfTT 0.3 1N/SEC

.01MOKMH, OPCRATING SPCEO n^NCE PCM WtXJSTWIAl- MACHINES

.001

1^

10

OISPLACEMCNT

I

10O 1000 10000 100000 FREQUENCY Hz

El área sombreada de la figura ilustrada más arriba indica el rango de velocidad de funcionamiento normal para maquinaria industrial.

1-13

1***,

. iHHpanUd k-,nwt, wb lu. i™ «i..

ANÁLISIS DE LTN BOLO CANAL I INTHQOUCCION A LA VIBRACIÓN

Valores globales analógicos (página uno de tres) e.6

SBRG - TURBINE DENERRTDR SET TUfiB-RENER -TOU TURBINE BUG OUTBOñRD-UERT

Uaueforn Display B4-14-89 10:32

B.4.

^

LORD = 25.5 RPM = 36B8. RPS = 60.00

8-2..

-B.B.

•u O-

co

-B.2

-B.1.

-B.6

e

80 12B TIME IN HSECS

168

2BB

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

*. 1*0

1-19

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I INTRODUCCIÓN A LA VIBRACIÓN

Valores globales analógicos (página dos de tres)

B.B

SBRG - TURBINE GENERRTOR SET TURB-GENER-inU TURBINE BBC OUTBORRD-UERT Waueforn Display 84-14-89 IB:32 •»PK = 225-1 LORD = 25.5 RPM = 3600. RPS = 68.00

e. A. ^J

9.2..

-8.8.

-8.2 (=>

-8.4.

-8.6

48

80 120 TIME IN HSECS

168

200

El valor máximo (subrayado en la esquina superior derecha del gráfico ilustrado más arriba) es el valor RMS (raíz cuadrática media) multiplicado por 1,414. Este valor se denomina valor RMS máximo.

1-20

1«f.

. iKDrpmáid RHO^TH lixb. lu.

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I inTRODUCClON A LA VIBRACIOr-

Valores globales analógicos (página tres de tres) e.e

SBRG - TURBINE GENERflTQR SET TURB-GENER-TOU TURBINE BRG OUTBOHRD-UERT

Maueforn Display 64-14-89 18:32 ^P-P = LORD RPM = RPS =

B.4.

;=!

.4567 25.5 3608. 68.8B

8-2.

-B.B..

cito

-B.2

-B.4.

-B.6

8

48

80 12B TIME IN nSECS

168

208

El valor pico a pico (subrayado en la esquina superior derecha del gráfico ilustrado más arriba) es el valor RMS (raíz cuadrática media) multiplicado por 2,828. Este valor se denomina valor RMS pico a pico. Observe que el valor pico a pico verdadero supera las 0,8 milésimas. Por lo tanto, recuerde que los valores RMS pico a pico no son iguales a los valores verdaderos pico a pico. Las ondas sinusoidales puras constituyen la única excepción a esta regla.

uta t»

1-21

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I INTRODUCCIÓN A LA VIBRACIÓN

Valores globales analógicos

Truc Peak

T

Truc Pk-Pk

I

M

Se puede calcular una medida global analógica - denominada comúnmente una medición no filtrada ~ con la forma de onda de tiempo. Dado que la amplitud está en unidades RMS, este valor es similar al que indica un medidor de voltios-ohmios. Encontrará el valor global de pico multiplicando el valor RMS por 1,414. El valor global pico a pico se determina multiplicando el valor RMS por 2,828. Estas mediciones, que no son de pico verdadero ni de pico a pico verdaderas, se realizan con medidores como el IRD 350, IRD 880, BAL-MAC 216 y el PMC-BETA 208. Estos medidores también efectúan la integración en el campo del tiempo. Los medidores capaces de indicar valores de pico verdadero y pico a pico verdadero deben captarlos con circuitos de detección de picos. Aunque se miden desde la forma de onda de tiempo, los valores de pico verdaderos no representan los valores RMS. El Analizador de maquinaria Modelo 2110/2115 de CSI y algunos equipos Bently-Nevada cuentan con este modo opcional de medición. 1-23

IWI. \

lo*. )• rimk.

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I INTRODUCCIÓN A LA VIBRACIÓN

Valores globales digitales (página uno de tres) SBRC - TURBINE RENERflTOR SET TURB-GENFI! TOU TURBINE BRG OUTBDRTtD-UERT

e.20

Spectrun Display 84-14-89 10:31 •+RMS = .2420^ LORD = 25.5 RPM = 3598. RPS - 59.97

0.16.

*—

e.12

0.08 co §1

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

0

0

200

100 600 Frequency in Hz

800

1000

Este gráfico espectral muestra el valor RMS (subrayado en la esquina superior derecha del gráfico ilustrado más arriba). No se asemeja al valor que se mediría con un voltímetro CA. El valor RMS se calcula totalizando matemáticamente la energía de cada línea del espectro. Observe que este espectro y aquellos de las páginas siguientes son idénticos. La escala de frecuencia permanece inalterada. El valor global, no obstante, varía de un gráfico a otro debido a la manera en que se calcula el valor. En consecuencia, la escala de amplitud también cambia. mu.

I-23

ANÁLISIS DB l,'i SOLO CANAL I INTRODUCCIÓN A LA VIBRACIÓN

Valores globales digitales (página dos de tres)

8.36

SBRG - TURBINE GENEBRTOR SET TURB-GENER-TGU TURBINE BRG OUTBORBD-UERT

SpectruM Display 84-14-89 18:34 ^PK = .3422 LORD = 25.5 RPM = 3598. RPS = 59.97

8. 24

£;

e.18.

CJ

e.12

e.

e

AJ 268

488 608 Frequency in Hz

888

1888

El valor pico (subrayado en la esquina superior derecha del gráfico ilustrado más arriba) es el valor espectral RMS multiplicado por 1,414. Este valor se denomina valor pico RMS.

1-24

' CoprHcht IIX.

|H*|»1U4 Rwradn lo*. I

ANÁLISIS DE tN BOLO CANAL [ INTRODUCCIÓN » LA VIBRACIÓN

Valores globales digitales (página tres de tres) e.6

SBRG - TURBINE GENERRTOR SET TIJRB-GENER-TOU TURBINE BRG OUTBOflRD-UERT

Spectrun Display 04-14-89 10:34 ^P-P = .6843 LORD = 25.5 RPM = 3598. RPS = 59.97

B-5.

6. A

e.3. o_ to 0.2 Q_

e.i.

200

460 600 Frequency in Hz

800

1060

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

1-25

ANÁLISIS DE HH SOLO CANAL i INTRODUCCIÓN A LA VIBRACIÓN

Relaciones de fase (página uno de dos)

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

1-26

CU|l)llifcl IMt, 1 «3

t. lurpmMl Kwrndm Inda b.
UN SOLO CAMAL I IOTBODUCCION * 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 "retraso de fase" del sistema. La mayor parte de los analizadores digitales miden la fase de esta manera.

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

1-27

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I INTRODUCCIÓN A LA VIBRACIÓN

Repaso de las definiciones Desplazamiento ~ la distancia de una estructura de su punto de referencia o en posición de descanso', por ejemplo: la posición de línea central verdadera de una chumacera; las unidades normales se miden en milésimas pico a pico o mm pico a pico. Velocidad — el cambio en la amplitud de desplazamiento con respecto al tiempo; en otras palabras, la proporción en que cambia el desplazamiento; los estándares industriales se miden en pico de pulgadas por segundo o RMS de mm por segundo. Aceleración ~ el cambio en la velocidad con respecto al tiempo (la proporción con que cambia la velocidad); para cualquier objeto, la aceleración es directamente proporcional a la fuerza que actúa sobre el objeto; las unidades normales se miden en g RMS. Frecuencia ~ el número de ciclos de un evento dado que se produzca en tiempo unitario; las unidades normales son Hz o CPM; Hz (Hertz) especifica el número de ciclos o eventos cada segundo; CPM (ciclos por minuto) especifica el número de ciclos o eventos cada minuto. Fase ~ el intervalo entre dos eventos en relación a una referencia u hora de comienzo; normalmente se mide en grados; el equipo y software de CSI siempre se refiere a grados de retraso de fase, definido como la dirección opuesta a la rotación 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 I COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO

SECCIÓN 2 COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO

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

2-1

ANÁLISIS DE LTV SOLO CANAL I COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO

Notas

2-1

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL COMPONENTES DEL M O f T E M M I K V r o rHEDJCTTVC

Sección 2 Componentes del mantenimiento predictivo

a.7

FBRG - TENTÓ 20NE 3 SUPPLV FHN 8581-1»M3S-F2U FHN BBC. *2 - UERTICRL

Trend Display oT OUERHLL UHLUE

0.6.. FflULT

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

B.5.,

8.4..

e.3

RLERI

0.2

0.1.

2fl

46 60 88 Days: 21-JUL-89 To ll-OCT-89 Label: OUERRLL LEUEL. 13 IT OK? 7?

1

DflTE: 11-OCT-89 IIHE: 12:67:48 RMPL: .283

Hay quienes se han formado una opinión injusta o imprecisa del mantenimiento predictivo (MPD) o el análisis de la vibración debido a experiencias anteriores con otros productos de capacidad limitada. Muchos productos de vibración sólo adquieren los niveles "globales" para indicar tendencias como la que se ilustra más arriba. ¿Es una tendencia de la vibración global una representación exacta de las condiciones de la maquinaria?

2-3

ANÁLISIS DE UH SOLO CANtL I COMPONEdfTKH DEL MANTENIMIENTOFREDICTIVO

FBRG - TENTEF ZONE 3 SUFPLU FRN 85ai-18f3S-F2U FRN BUG. *2 - UERT1CRL

li-OCT-89 UJ

PLQT

^C S

SPHM 8.12-r 13-SEP-69

16-flUO-89

21-JUL-89

"r-n.f^ll.

4BB

8BB

FDEQUENCV IN Hz Label: HñS THE DflTfl CHRHGED?

1288

1688

12.07

10:36

11:31

15:00 FREO: ORDR:

22.51 1.088

SPC1:

.222

La capacidad para almacenar y comparar espectros aumenta extraordinariamente la capacidad de un programa de MPD. Por ejemplo, los espectros ilustrados más arriba representan los mismos datos presentados en un formato de tendencia global en la página anterior. La comparación espectral le permite ver que, aunque disminuya el nivel global, las características de la vibración han cambiado considerablemente. Observe el aumento en las frecuencias altas y la disminución del pico IX. Esta evidencia demuestra que la medición global no le permite evaluar las condiciones de la maquinaria de manera precisa.

2-4

"**• 1**) <

ANÁLISIS DE L >. SOLO CANAL I COMPONENTES DBL MANTENIMIENTO NtEDICTIVO

0.6

FBRG - TENTER ZONE 3 SUFPLV FRN 85B1-1BK3S-F2U FñN BRG. «2 - UEHTICñL

FñULT

e.s., <£>

Trerid D i s p l a y of SUB 8 Ix TS

— B ase 1 irte — Ualue: .232 21-JUL-89

e. A. B.3. ,

£ o

RLERT

1-2.

0.1.

20

40

GB

Days: 21-JUL-89 lo ll-OCT-89 IxTS IS DOUN. IS THIS OK?

80

IMIE: ll-OCT-89 T I M E : 12:87:48 flMPL: .121

La capacidad de dividir el valor global en bandas de frecuencia seleccionadas para alarmas y análisis más discretos ofrece un arma poderosa para el análisis de la vibración. Observe las alarmas de la tendencia ilustrada más arriba para la velocidad de giro 1 X (1 orden). Estas alarmas difieren de aquellas de la tendencia global que usted ya ha visto para este mismo punto de medición. En el caso de esta 1 X TS el nivel de desalineación disminuyó a casi la mitad de su amplitud inicial. Nuevamente, este gráfico puede ser engañoso sin contar con datos adicionales.

». IM3 C_pUta«| Sniw.

Mt.rr.idc. to*n la

2-5

ANÁLISIS O E UN SOLO CANAL I COMPONEKTBflPEL MANTENIMIENTO ntBDKTIVO

KüHU - TEHTER ZDNE 3 SUPFLV FRN

B . 14

85ai-ie«3s-F2g

FRN BHG. »2 - UERTICRL Trertd Display

B.121

4

of

9-35x TS

— Base 1ine — ! Ualue: .03133 Date: 21-JUL-89

M

4B

60

Days: L'l-JUL-83 To ll-OCT-89 Label: BEHRING HHND . IS THIS OK?

e.12

W

.._

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

fBRG - TEMTER ZONE 3 SUPPLV FRM 85Bl^ie*3S-r2U FRH BBC. 1(2 - UEBIICRL Trend of 36-6Sx TS — Base 1 ine — alue: .01139 4-Date: 21-JUL-83

28

48

60

21-JUL-89 To ll-OCT-83 Labe I : BEHRING BflNB . IS THIS OK?

B8

10B

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

Las tendencias ilustradas más arriba representan dos bandas definidas para la detección de los cojinetes. Estos datos debieran hacer que usted responda de manera muy diferente en comparación con las tendencias globales de IX. Observe que los niveles han activado alarmas en ambas bandas. IM». IWI C_pit«to_l .<{>*_. luqmud

ANÁLISIS DE UN BOLO CANAL I COMrONENTEE DEL MAVrENIMIENTOntEDICTIVO

o. ir -

FDRG - TENTEU ZDNE 3 SUI'PLV FRN 85B1-1BH3S-F2U FflN BUG. »2 - VERTICAL Spectrun D i s p l a y ll-OCT-89 12:67 PK = .2BBB LI1HI) = 1BB.B RPH = 1363. BPS - 22.72

e.Bs U)

e. cíe.

B.B4,

0.021

.1WuJ B

^

iu

48e

i

J ^ JllliMw^lIJW^ •

8Bf

i

12W

FBEQUENCV IN Hz Label: NÜHÜlfNCH.FEHKS U/ IxTS SIDEBflNDS

NO. PICO

1 2

3 4

5 6 7

a

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

iee

FREO:

22.72

SPEC:

.11B

ORDR:

i.eee

FRECUENCIA (Hz)

VALOR PICO

VALOR ORDEN

NO. PICO

FRECUENCIA (Hz)

VALOR PICO

VALOR ORDEN

4,72 9,71 13,22 22,71 39,53 45,06 96,44 242,79 265,35 310,47 375,54 397,98 420,57 495,65 508,21 530,65 553,30 640,91

0,0300 0,0170 0,0210 0,1094 0,0102 0,0435 0,0093 0,0119 0,0357 0,0084 0,0350 0,0242 0,0386 0,0095 0,0520 0,0138 0,0462 0,0213

0,21 0,43 0,58 1,00 1,74 1,98 4,24 10,69 11,68 13,67 16,53 17,52 18,51 21,38 22,37 23,36 24,35 28,21

19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

685,97 751,20 773,59 SIS,68 906,28 951,30 993,91 1016,46 1038,94 1061,61 1084,01 1128,98 1172,04 1216,74 1239,16 1304,34 1349,51 1437,00

0,0408 0,0127 0,0328 0,0366 0,0320 0,0373 0,0147 0,0099 0,0237 0,0116 0,0171 0,0249 0,0217 0,0415 0,0085 0,0257 0,0166 0,0136

30,19 33,06 34,05 36,03 39,89 41,87 43,75 44,74 45,73 46,73 47,71 49,69 51,59 53,55 54,54 57,41 59,40 63,25

TOTAL MAG 0,2060

SUBSINCRONICO 0,0410 / 4*

SINCRÓNICO 0,1379 / 45*

NO SINCRÓNICO 0,1475 / 51*

Con alguna experiencia en el diagnóstico, usted puede reconocer defectos en los cojinetes por sus picos de alta frecuencia y patrones de energía alta, no sincrónica, con espacios de 1 orden. Ni siguiera necesita conocer la identificación del cojinete o el aro que esté defectuoso. 2-7

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO rRBDICTTVO

FBBG - TENTER ZONE 3 SUPPLV FRN 8581-18tl3S-F2U FRN ERG. 12 - UERTICRL UaueforM Display 11-OCT-89 12:B7

RUS -

1.51

RPH UPS =

1363. 22.72

LORD --= lee.e

-12

9B 128 156 188 TIHE IH MSECS Label: NOTICE SIGNIFICRNI IHPflCI fr RIÑO BB

218

2-W

La forma de onda de tiempo o dominio de tiempo ofrece otra arma útil en el análisis de la vibración. Los niveles muy altos de impacto y "campanilleo" u oscilación transitoria aparecen ilustrados más arriba cuando las bolas o rodillos del cojinete pasan sobre la zona defectuosa del aro. Nuevamente, con cierta experiencia, este patrón sería motivo de preocupación independientemente de la tendencia global o la falta de identificación 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 -~

i

i

D

r

D

D

D

Spectrun Display ll-OCI-89 12:87

D

8.88.

^

PK = LORO = ^RPM = BPS =

. 2B68 18B.8 1363. 22.72

D=BPF1

:

131.

••"• E

i

8.82! [

oj

e

NO. PICO

1 2

3 4

5 6 7

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

ULJ *u 1

UJJ*

¡ i yl u Ji1 L u ¿AJi

i

8BB 1288 FREQUEHCY IN Hz Labe]: BPFI HULT's U/lxIS SDBND5 HIOHER 488

FRECUENCIA (Hz) 4,72 9,71 13,22 22,71 39,53 45,06 96,44 242,79 265,35 310,47 375,54 397,98 420,57 485,65 508,21 530,65 553,30 640,91

TOTAL MAG 0,2060

VALOR PICO

VALOR ORDEN

NO. PICO

0,0300 0,0170 0,0210 0,1094 0,0102 0,0435 0,0093 0,0119 0,0357 0,0084 0,0360 0,0242 0,0386 0,0095 0,0520 0,0138 (J, 0462 0,0213

0,21 0,43 0,58 1,00 1,74 1,98 4,24 10,69 11,68 13,67 16,53 17,52 18,51 21,38 22,37 23,36 24,35 28,21

19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

SUBSINCRONICO 0,0410 / 4%

.„„ ' ' Priority: 1

FRECUENCIA (Hz) 685,97 751,20 773,59 818,68 906,28 951,30 993,91 1016,46 1038,94 1061,61 1084,01 1128,98 1172,04 1216,74 1239,16 1304,34 1349,51 1437,00

SINCRÓNICO 0,1379 / 45*

FHFJ): ORDK: SPEC:

132.8 5.8-43 .00727

VALOR PICO

VALOR ORDEN

0,0408 0,0127 0,0328 0,0368 0,0320 0,0373 0,0147 0,0099 0,0237 0,0116 0,0171 0,0249 0,0217 0,0415 0,0085 0,0257 0,0166 0,0136

30,19 33,06 34,05 36,03 39,89 41,87 43,75 44,74 45,73 46,73 47,71 49,69 51,59 53,55 54,54 57,41 59,40 63,25

NO SINCRÓNICO 0,1475 / 51*

Usted puede diagnosticar precisamente un defecto interior de un aro cuando conoce la geometría del cojinete relacionado con esta identificación. También puede emplear superposiciones de falla de frecuencia. Los métodos e instrumentos mencionados anteriormente afectan considerablemente elMPD. ' Copjr%kl INI.

2-9

ANÁLISIS DE Lr> BOLO CANAL I COMPONENTES 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-

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO

Transductores de vibración Un buen transductor debiera convertir la vibración mecánica en una señal eléctrica analógica. Los transductores pueden medir la vibración en aceleración (g), velocidad (pg/seg) o desplazamiento (milésimas). Se puede expresar la frecuencia en CPM (ciclos por minuto) o Hertz (abreviado Hz — ciclos por segundo) 1.

RPM se denomina comúnmente CPM; a la velocidad de funcionamiento, las revoluciones por minuto = ciclos por minuto

2.

60 ciclos/minuto = 1 ciclo/seg 60CAW

BQRPM

= 1 Hertz (H¿)

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; por ejemplo: 3600 CPM (RPM) 60

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

2-11

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO

Transductor de desplazamiento 1.

mide el movimiento relativo entre la punta de la sonda y el eje giratorio

2.

útil cuando se transmite muy poca vibración del eje a la caja

3.

requiere instalación permanente, lo cual puede resultar difícil

4.

rango de frecuencia: CC a 1000 Hz

5.

requiere acondicionamiento de la señal

Radial X & Y Probes Three-wire Shielded Cable to Panel

Vertical Probé

Horizontal Probé Shaft Eddy Current Driver (Proximeter)

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

2-13

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO

Señal de la sonda de desplazamiento

Displacement Probé

Bías or DC Gap Voltage

-24Vdc

AC Signal Probé Tip Far Away From Shaft

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

2-14

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO

Sonda de velocidad Usa un imán que se mueve dentro de una bobina para generar un voltaje proporcional a la velocidad. 1.

rango de frecuencia: 10 - 1000 Hz (típico)

2.

la calibración puede cambiar debido a la orientación de la sonda y la temperatura

3.

no requiere acondicionamiento de la señal Transducer Connection Case Conductor Coil Spring Permanent Magnet Damping Fluid

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

2-15

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PREDICTTVO

Transductor de velocidad sísmica Ventajas 1.

lee la velocidad

2.

lee el componente que es proporcional a la importancia de la 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»

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO

Acelerómetro y velómetro Estos transductores generan una carga eléctrica proporcional a la aceleración, tensando los cristales piezoeléctricos. Estos transductores: 1.

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

2.

son muy resistentes;

3.

no requieren acondicionamiento externo de la señal (tipo Piezoeléctrico de circuito integrado~ICP);

4.

se montan fácilmente con un perno o adhesivos, y también se dispone de montajes magnéticos para aplicaciones periódicas. Las sondas manuales son muy populares para las inspecciones de vibración. SetÜeTime

Amplifier Preloaded Ref. Mass

Base

Mica Insulator Conductivo Píate Piezoelectric Ciystal

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

2-17

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PRKDICTIVO

Respuesta del acelerómetro Todos los acelerómetros de tipo ICP (piezoeléctricos de circuito integrado) pasan por algún tipo de resonancia antes de que baje su respuesta en una frecuencia alta. Los acelerómetros de tipo ICP también son buenos hasta alrededor de 2 Hz en el "extremo inferior". Esta característica no significa que usted no pueda controlar los ejes o los rodillos que giren menos de 2 Hz. En ejes y rodillos de baja frecuencia, se buscan principalmente defectos en los cojinetes. Los defectos de los cojinetes se producen con frecuencias mucho más altas que la velocidad de giro del eje. No se preocupe mucho por el desbalanceo del eje, que aparece con la frecuencia de velocidad de giro. (La baja frecuencia se refiere a los ejes que giran a menos de unas 120 RPM, es decir 2 Hz.)

2-18

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO

Respuesta de montaje del acelerómetro (página uno de tres)

co or>

4000

3080 1200O FREiJUENCY I M HJL

16090

26009

Montaje con pernos Los datos espectrales ilustrados más arriba fueron indicados por un acelerómetro montado con pernos en una superficie lisa, lo que otorgó una respuesta lineal a aproximadamente 16.000 Hz. 10

TRAM

RftTIO

B__

co co

VV^ Al\J 4800

3080 12000 FKEQUEMCy IM H-t

16090

20009

Montaje de fijación rápida Los datos espectrales ilustrados más arriba son de un acelerómetro montado con un Modelo 910 & 911 de fijación rápida de CSI. La respuesta lineal del transductor fue repetible a aproximadamente 10.000 Hz.

, 19» Conputallooil SyWtms. Inoocponlcd Rncrndw ta&x 1» dcndm

2-¡9

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PREDICTFVO

Respuesta de montaje del acelerómetro (página dos de tres) JLt -

—

r

"' '

12 _

co

1

~""

T

10 _

fl

B_

co

4_

_x

J

2 19

:

/ /

G_

9

TR'AM RATIO

= FREQ : 129V5 . 0 <

' 4800

1 3080

FKEÜUENCY

^V

í 12008 IN

x^ 16090

r

^i 288

Montaje magnético de tierra rara Los datos espectrales ilustrados más arriba se obtuvieron con un acelerómetro montado con un Modelo 905 de imán de tierra rara de CSI. La respuesta lineal del transductor llegó a aproximadamente 7.000 Hz. 13

FREO: 5250.0

TPON RQTIO

co co

9 4800

3080 12008 FREOUENCY IN HJ:

16090

28009

Montaje supermagnético Los datos espectrales ilustrados más arriba muestran una respuesta lineal a aproximadamente 3.000 Hz. El transductor se montó con un Modelo 906 super magnético de CSI sobre una superficie curva. 2-20

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO FREDICTIVO

Respuestas de montaje del acelerómetro (página tres de tres)

00

4800

3000 FKEQUEMCY

1200O IN

16090

H^

20009

Acelerómetro manual con aguijón de 2 pulgadas Los datos ilustrados más arriba fueron tomados con un acelerómetro manual Modelo 310 de CSI utilizando un aguijón de acero de 2 pulgadas. El transductor posee una respuesta lineal de aproximadamente 800 Hz. Para equipo de alta velocidad, la fmáx de la sonda manual simplemente no es aceptable.

co

o

4000

3000 1200O FREdUEMCY IN H

16090

28009

Acelerómetro manual con aguijón de 8,5 pulgadas Los datos ilustrados más arriba fueron tomados con un acelerómetro manual Modelo 310 de CSI utilizando un aguijón de acero de 8,5 pulgadas. El transductor posee una respuesta lineal de aproximadamente 500 Hz. Nuevamente, para equipo de alta velocidad, la fmáx de la sonda 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 I COMPONENTES DEL MANTENIMIEVTOFREDlCriVO

Tipos de procesamiento de señal El procesamiento de señal transforma la salida del transductor a un formato más comprensible. Los resultados del procesamiento típico de señales para el análisis de la vibración incluyen: visualización del dominio de tiempo (forma de onda de tiempo)

t

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»

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO

Señal de dominio del tiempo La forma de onda de dominio del tiempo mide la amplitud de una señal de voltaje a través de un período de tiempo. La sensibilidad del sensor divide el voltaje para obtener la amplitud en unidades sensor as. i.e

BRL - TURBINE (DRIUING 10 FRN > TURBINE -TIH TURBINE INBORRD HORIZONTAL Uave-forn Bisplay 12-NOU-87 14:20 RUS = LORB = RPH = RPS =

.2354 188.8 2595. 43.25

CX5

CD

ce ce:

-6.8 80

180

128

148 160 180 TIME IN MSECS

200

220

248

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

2-23

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PREDICTTVO

Señal típica de dominio del tiempo Este cojinete está probablemente defectuoso, porque se pueden ver los altos niveles "G" de impacto. Por lo general, los niveles de impacto mayores o menores que 1 G son motivo de preocupación en una bomba o motor. Una caja de cambios, no obstante, puede generar niveles G mucho más altos y aún ser aceptable. FBBG - TENTEB ZONE 3 SUPPLV FRN 8501-10S3S-F2U FRN BBG. «2 - UEBTICflL Uaveforn Display ll-OCT-89 12:07

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

—•

0

y CJ

-8

140 160 180 208 220 240 TIME IN MSECS Label: NONSYNCHBONQUS U/ IxTS SIDEBRNDS Priority: 1 80

2-24

100

120

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO

Criterios de nivel global El nivel global (banda amplia) es un cálculo de un sólo número de la amplitud sin filtración de una forma de onda de vibración. También puede calcularse el nivel global de un espectro. Varias organizaciones han empleado criterios de nivel global para establecer muchos estándares diferentes para los niveles de la maquinaria. Resumen de estándares globales de vibración Pico de velocidad (pg/seg) Estándar

Medida

Inst. hidráulica 14a Edición

Caja

0,30*

LS.O. 2372

Caja

0,25

0,60

E.P.R.I. FP 754

Eje

0,50

0,80

A.P.I. 610 6a Edición

Eje

0,40

Caja

0,30

Cuadro Rathbone

Nivel de alerta

Nivel de alarma

0,60

* Medición filtrada válida 2.000 - 20.000 CPM

• Copyrfehl 1989.1993 Coi

. lacorporated Raervadat todos loa dencbas

2-25

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO

Cuadro Rathbone Tomado de medidas exteriores de caja en máquinas pesadas, de baja velocidad. VIBBATIOff HUEQUENCY* 60

120

180 24O

360 480600

-

CMI

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 I COMPONENTES 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 con un analizador de "filtro de barrido". Los picos amplios son el resultado de pasar un filtro a través de todo el rango de frecuencia de interés. Sin embargo, la resolución permite capacidades muy bajas de análisis.

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

2-27

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO

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 característica de frecuencia. Los datos contenidos en el dominio de la frecuencia se derivan de la forma de la onda de tiempo.

•ww-

Sinewave

Spectrum Derived from FFT

Broken

Down into Componente

Complex Sinewave

2-28

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL i COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PREDICTTVO

Análisis de espectro (página uno de dos)

o .:> --

SBRG - TURBINE GENERRTOR SET TURB-GENER-TOH TURBINE BRG OUTBORRD-HORIZ 1

í

1

i

1

Spectrun Display 04-14-89 10:37

OüWhid

MMMI

0.4..

ac ~ i— gj

-f-

P-P = .5071 LORD = 25.5 RPM = 3598. RP3 = 59.97

c

O.3.

LJ

1

s

B

Looseness

i

'2-

O_

i

OL. 0.1.

0 0

,/JLl LJ. 2

4

i 6

. í A í i J 8

10

12

Ordr: Freq: Spec:

1.8B8 59.98 .347

600

700

Freq: Ordr: Spec:

59.98 1.000 .347

50000

Freq: Ordr: Spec:

3598.7 1.000 .347

Frequency in Order

100

10000

200

300 400 500 Frequency in Hz

20000 30000 Frequency in CPM

40000

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 UN SOLO CANAL I COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PREDICTTVO

Análisis de espectro (página dos de dos) FBRG - TENTER 20NE 3 SUPPLV FON 8581-18#3S-Flfl FflN BRG. «I - flXIRL

8.28

SpectruM Display 10-11-89 12:87 PK = LORD = RPM = RPS -

0-16.. Imbalance

S

Misalignment

0.12..

Possible Beatíng Frequencies

o

8.881

8.84

AJÜJjdJLjLLji áLL

8

18

20

30

40

50

60

70

Frequency in Order

Frecuencia normalizada en órdenes Cojinete con elemento rotatorio típico que muestra una frecuencia máxima de 50XTS.

2-30

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

.3349 188.8 1352. 22.53

ANÁLISIS DE L7< SOLO CANAL I COMPONENTES DEL M ANTENlMIEyTO PREDICTTVO

£1 dominio de la frecuencia El analista de vibración puede dividir los datos del dominio de la frecuencia, o los espectros, en tres áreas principales de interés. 1.

componentes sincrónicos (fijos en la fase)

NXTS (N es un entero)

2.

componentes subsincrónicos

< 1XTS

3.

componentes no sincrónicos

FXTS (F > 1.0; no es un entero)

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO

Causas de los componentes subsinerónicos en el espectro Frecuencias bajo la velocidad de giro (< 1XTS). 1.

otro componente de la máquina que está controlando u otra máquina

2.

frecuencia de correa principal y a menudo frecuencia de correa 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 I COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO rREDICTIVO

Causas de los componentes sincrónicos en el espectro Frecuencias fijas en la fase a la velocidad de funcionamiento; es decir, múltiplos exactos de la velocidad de giro (NXTS donde N es un entero). 1.

múltiplos bajos — N = 1 a 8 a), desbalanceo b). descentramiento de la línea de paso c). desalineación 1. no es la correa 2. líneas del centro del eje 3. cojinete d). eje doblado e), piezas sueltas f). paso de aspa o alabe g). movimiento recíproco

2.

múltiplos altos — N > 8 a), engranajes b). 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 I COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO FREDICTTVO

Causas de los componentes no sincrónicos en el espectro Frecuencias sobre (pero no múltiplos de enteros) la velocidad de giro (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 causas a), transmisiones de cadena b). juntas en U c). embragues centrífugos d). bombas de lubricación e), subida del compresor f). detonación g). 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;* lodos k» dertdiM

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO

Ordenes armónicas Las frecuencias en múltiplos enteros de una frecuencia principal son armónicas de dicha frecuencia; por ejemplo: 1 X f, 2 X f, 3 X f, 4 X f, etc. Los órdenes también se denominan múltiplos de la velocidad de funcionamiento de un eje; por ejemplo: 1XTS, 2XTS, 3XTS, etc. Armónicas vs. órdenes Las armónicas de una frecuencia son múltiplos enteros de dicha frecuencia. armónicas (f) = NXf donde/es la frecuencia dada y N = 1, 2, 3, . . . Las órdenes relacionan una frecuencia dada con la velocidad de giro 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 de giro del eje

2.

no todas las armónicas son órdenes; p.ej., las armónicas de los picos no sincrónicos (como las frecuencias de defectos en los cojinetes) no son órdenes de velocidad de giro

3.

pueden haber armónicas y órdenes de picos subsincrónicos, sincrónicos y no sincrónicos • Copyright 1*8». M*J CoRputattomi Sptow. IncorporaUd Roer»*» todo» ten dcrtdko

;•

2-35

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PRED1CTIVO

8.36

FBRG - TENTER ZONE 3 SUPPLV FRN 8E01-10H3S-F2R FRN BHG. «2 - RXIRL Spectrun Display 10-11-83 12:08 PK m .4419 LORD = 100.0 RPM * 1352. RPS * 22.53

8- 30..

0.24..

0.18.

0.12.

-06..

20 30 40 50 Frequency in Order Label: BRD BRG.-POSS.CRRCKED INNER RRCE

<s HorzRxs SetMark LabPks Cursor

Prioritu: 1 PkList

Ordr: Freq: Spec:

5.887 132.7 .05447

NeuPlot Lócate

Text

El gráfico espectral ilustrado más arriba muestra armónicas que no son sincrónicas.

2-36

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO

LOOS - MOTOR RND PUMP U/SOFT FOOT FflN PUMP -MOU MOTOR OUTBORRD UERTICRL Spectrun Display 10-27-87 10:49

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

3

6

9 12 15 18 21 Frequency in Order

24

27

30

Ordr: Freq: Spec:

1.000 14.75 .144

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

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

2-37

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PREDICTTVO

Características del dominio de tiempo o forma de onda de tiempo Los datos de vibración presentados en este formato le permiten descubrir: 1.

si los eventos son al azar o periódicos; simples o complejos

2.

impulsos afilados o impactos visibles

3.

asimetría/distorsión

4.

truncar/aplastar

5.

eventos de baja frecuencia time4QQ

1024 2-56(fmax' J

no. de líneas de resolución

400 J fmax

frecuencia máxima del espectro

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

2-39

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO

Información de máquina específica Es necesario seguir una pauta sencilla para analizar los problemas de la maquinaria. Asegúrese de incluir información como la que se enumera a continuación. 1.

esquema general a), pesos estimados de rotor b). diámetros de eje c). 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 cadenas a), distancia centro a centro b). diámetros de paso c). número de correas

6.

información de acoples

7.

8.

información de engranajes a), dibuje un esquema del tren impulsor b). tipo de engranajes c). número de dientes de los engranajes 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 I COMPONENTES DEL M ANTENIMIEOTO PRED1CTIVO

Posiciones para medir la vibración Es importante rotular uniformemente todos los puntos. Ajuste las etiquetas de los puntos a las normas de la planta o compañía.

6

5

4

Gear or Fluid Drive

Purap 1

4 i

x

CH

•H

1.

motor externo

2.

motor interno

3.

5.

entrada del líquido de transmisión salida del líquido de transmisión bomba interna

6.

bomba externa

4.

mmm

L

3

2

1 Motor

]F

mmm

!É

mmmmm *C JL

j £

Método 1

Método 2

horizontal vertical axial horizontal vertical horizontal vertical axial horizontal vertical

MOH MOV MOA MIH MIV DMH DMV DMA DPH DPV

M1H M1V MÍA M2H M2V D1H D1V DÍA D2H D2V

horizontal vertical horizontal vertical axial

PIH PIV POH POV POA

P1H P1V P2H P2V P2A

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

2-41

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PRE0ICTIVO

Recordatorios para la recolección de datos Debe recolectar datos repetibles en el plano y posición correcta para un Programa de mantenimiento preventivo eficaz. La página siguiente muestra una caja de cojinete marcada con flechas que indican los planos de recolección de datos recomendados. Algunas fallas señalan la amplitud más alta en la dirección radial, y algunas indican la amplitud más alta en la dirección axial. Las secciones de fallas de este manual confirman que una sola medición radial (vertical u horizontal) puede no ser suficiente para diagnosticar el problema. Siempre que 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 en una parte de la caja que tenga un buen camino de transmisión desde el origen de la vibración. En este momento, evite la división entre las dos mitades del cojinete para sondear. No coloque la sonda sobre la tapa del extremo de un cojinete ni la tapa del extremo de un motor. Las tapas de los extremos no son rígidas 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 pueden afectar su análisis. Puede usar un punzonador central para marcar los puntos de recolección de datos. Si usa un montaje magnético, mantenga la superficie de montaje lisa y limpia. Los pernos permanentes o los desconectores rápidos de una máquina también marcan claramente el punto de medición. Puede pegar arandelas planas que sirvan de "blancos" para la sonda manual.

2-42

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PREDICTTVO

Vertical U

Vertical

U Horizontal

Axial

Vertical

orizontal

Axial

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

2-43

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO

Planos para recolectar datos en una caja de cojinete

En general, realice siempre mediciones en las tres direcciones indicadas más arriba. La variedad a menudo ayuda en el proceso posterior de diagnóstico.

2-44

* CopTrighl 198». 1*93 ComputaUnnaJ Sjtteau, I«corponil»
ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO

Inspección personal Antes de intentar diagnosticar un problema, observe el entorno e inspeccione la máquina. Evalúe la condición general de la máquina. 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 vapor en las turbinas; etc.?

6.

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

, 19K CwnpulaUooal SjOaat, lucorporaKd Rneradn lodo» I» ámdm

2-45

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO

Hable con el operador

y

verifique con mantenimiento 1.

averigüe lo último que se hizo a la máquina

2.

revise el historial de mantenimiento

3.

obtenga información general a), cojinetes: ¿fijos de identidad y flotantes espacios verificados? ¿cambiados? procedimientos de lubricación b). material del eje c). trabajo realizado en los ejes d). trabajo realizado en los engranajes e), trabajo realizado en los acoples f). 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»

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO

Diagnóstico Cuando detecte una máquina con problemas, emplee los diagnósticos 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, la desalineación, aflojamiento, etc., generan la vibración mecánica en una banda o patrón de frecuencia bien definida

2.

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

3.

se culpa al desbalanceo de muchos problemas de vibración causados por otras fallas

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

2-47

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO

Vibración

Frecuencia dominante

Plano dominante

Medición de fase

Desbalanceo radial radial

radial en fase radial 180° fuera

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

axial radial radial y axial

cojinete de manguito coj. antifricción

1XTS, 2XTS 1XTS, 2XTS, 3XTS No. de bolas XTS

radial y axial axial

axial 180° fuera radial 180° fuera radial «fe axial 180° fuera axial 180° fuera axial 180° fuera

Eje doblado

1XTS, 2XTS si está en el extremo del acople

axial

axial 180° fuera

1 - 10XTS 1XTS predominante en alturas hasta 10XTS

radial

etapas tempranas de frecuencia de cojinete etapas tardías 1XTS & armónicas

radial axial en cojinete de empuje

múltiplos de la TS 0,43XTS

radial radial

frecuencia de correa 2 X velocidad de eje 1 X 1XTS

radial en línea con correa radial axial

GMF1 + armónicas GMF + bandas laterales 1XTS 1XTS, 2XTS GMF + bandas laterales

radial SG2 / axial HE3 radial SG / axial HE

desbalanceo estático desbalanceo dinámico Desalineación angular compensada compensada + angular

Aflojamiento mecánico cojinetes no rotatorios propulsores rotatorios

Cojinetes antifricción

Cojinetes con manguito aflojamiento remolino de aceite , Transmisiones de correa discordantes, gastadas polea excéntrica desalineación

Engranajes error de transmisión descentramiento de la línea de paso desbalanceo desalineación diente defectuoso

2-48

1XTS 1XTS

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

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO

Vibración

oce del rotor Conexiones eléctricas fierro suelto problemas de estator desbalanceo de fase estator suelto barra de rotor rota rotor excéntrico

ranura suelta

Paso de aspa/alabe

Frecuencia dominante

Plano dominante

0.5XTS & Va múltiplos

radial

frecuencia de línea (LF) 2 X 2XLF 2XLF 2XLF 2XLF a 1XTS c/ bandas laterales 2XLF a 1XTS c/ bandas laterales de deslizamiento 2XLF, frecuencia de ranuras + bandas laterales

radial radial radial radial radial

Medición de fase

radial

radial

No. de aspas XTS radial

'GMF — Frecuencia de enlace de los engranajel 5G - Engranajes rectos 'G - Engranajes helicoidales

2

Notas

, ÍM¡ CenpntKJoaal Sjstam,terarporatedRacmdw lo*, lo thndu»

2-49

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COMPONENTES DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO

Notas

2'50

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

ANALB18 DE UN SOLO CANAL I DESBALANCEO

f

SECCIÓN 3 DESBALANCEO

C

. ¡m r,mt

.il tftmrn. l«cacyoriMd K^r^Jo. loé» !• <•«*•

3-1

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I DESBALANCEO

Notas

3-2

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I DESBALANCEO

Sección 3 Desbalanceo

(

El desbalanceo se produce cuando el centro de la masa difiere del centro de rotación. Entre las causas del desbalanceo se incluyen: 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 la presentación 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 baja

5.

muy poca amplitud de vibración axial

i

Nota: En general, si se tienen armónicas sobre 1XTS, se sospechan 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 I DBSBALA.NCEO

Desbalanceo No.l Ventilador impelente del motor BRL - LRMSON RERRTION BLOW «3 < S H > SPECTRfl FROH MÚLTIPLE MERSUREMENT POINTS

13-M-1178 -B2H 88-83-98 88:27

13-M-1178 -B2U 08-83-90 80:26

PLOT SPRN 0.6r

13-K-1170 -B2H 88-83-90 00:25

i 8..

13-M-1170 -Blü 88-03-90 88:24

13-M-1170 -B1H 08-03-90 00:22

L 1000

2800 3800 Frequency in Hz

13-M-1170 -M2H 08-02-90 23:36 -4000

El gráfico espectral de puntos múltiples ilustrado más arriba muestra los datos sobre un punto de motor interno y los puntos de medición del ventilador. El pico dominante se relaciona con la frecuencia fundamental (1 orden). La vibración más fuerte se produce 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 I DESBALANCEO

r e.s

_ UJ CX5

BUL - LRMSON REBATION BLOM «3 < S M V 13-M-1170 -B1H BLOUER INBORRB BBQ. - HORIZONTflL Spectrun Display 08-03-90 00:22

9.7..

-•

0.6

..

PK = LORD = RPM = RPS =

.6243 100.0 3570. 59.50

e.s I 0.4.

0.3. 0.2.

r

0.1.

0 0

i . 1000

2000 3000 4000 Frequency in Hz Label: HI Ix TS.HOJtlZONTflLLV- IMBflLflNCE Priority: 2

59.62 1.002 .620

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

C 3-5

ANÁLISIS DE LIS SOLO CANAL I DESBALANCEO

BOL

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

ee-03-98

88: 22

.8-412 RMS LORD » lea .e BPM 3578 . 53 .58 RPS -

28

•48 TIME

68 88 IN HSECS

108

128

BHL - LRMSON RERHTION BLOM «3 < SM > 13-M-1170 -B1H BLOWEB INBORRD BRG. - HOBIZONTRL 8 .8

8 Li-ij»l:

28 SIGNIFICRNT

48 68 88 TINE IN HSECS IMBRLRNCE- NO CHRNGE

188

D i si> 1 ay 13:56

128

Pr-ior-i tV-

2

Ambas formas de onda ilustradas más arriba fueron tomadas en el mismo punto de medición. Aunque no es sinusoidal, la primera presenta un patrón comprensible. Fue recolectada con integración digital, lo cual permite almacenar los datos en las unidades en bruto del transductor. Recuerde que la aceleración acentúa, o amplifica, 'altas frecuencias. Esta característica de aceleración le ayuda a detectar problemas en los cojinetes pero no así el desbalanceo. 3-6

• Copjrtrhl 1W», I»» ConpMatloMl SjMoms. 1

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I DESBALANCEO

Desbalanceo No.2 Turbina impulsora del ventilador de aire inducido *

X

X

X

X

X

X

Gear Box

X

X

Faii -•

Turbine

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

tipo paleta (vs. aspa), obviamente suspendido al centro 800-900 HP diseño antiguo con moldeados, no con soldaduras redujo gases a 1500 RPM en lugar de realizar una reparación debido a vibración excesiva a la velocidad normal de funcionamiento esta máquina había fallado anteriormente porque el acople se agarrotó; en este ejemplo, no obstante, tiró una paleta, lo cual produjo el desbalanceo de un solo plano observe la ausencia de actividad armónica en el espectro TIH consulte la lista.de picos otro equipo confirmó el desbalanceo después de trabajar dos días observe el patrón sinusoidal en la forma de onda

c 1M». UK

i total»

3-7

ANÁLISIS DE UN SOLO CA.NAL I DESBALANCEO

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

co

PLOT SPflN 0.30

TURBINE 11-12-87

-TIR 14:24

TURBINE 11-12-87

-TIU 14:21

TURBINE -TIH 11-12-87 14:20 CJ

0..

A 0

60

120 180 Frequency in Hz

240

TURBINE 11-12-87

TOfl 14:25

TURBINE 11-12-87

TOU 14:29

TURBINE 11-12-87

-TOH 14-30

300

La frecuencia 1XTS posee la amplitud más alta en la dirección horizontal 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 pequeños a la velocidad de giro. En la segunda página a continuación, puede ver una forma de onda de tiempo para TIH. Observe su patrón sinusoidal. Usted puede diagnosticar el desbalanceo de esta turbina debido a las características de los datos enumerados a continuación. 1. 2. 3. 3-8

no aparecen armónicas a la velocidad de giro (TS) aparece una alta vibración a la TS en las cuatro medidas radiales TOH, TIH, TOV, TIV la forma de onda de tiempo presenta vibración sinusoidal JW. 1WS Caafuatlamt Sme-o, IrarponUd ReuroA» lodo» tai derecho»

ANÁLISIS OE UN SOLO CANAL I DESBALANCEO

BRL TURBINE

r

- TURBINE CDRIUING ID FRN) -TIH TURBINE INBORRD HORIZONTRL SpectruM Display 11-12-87 14:20

8.35..

FK

= .3270 LORD = 100.0 RPM = 2595. RPS = 43.25

8.38

i 8.25 8.28.. 8.15..

^

8.18..

8.85.

8. 0

100

288

308

488

588

688

788

Frequency in Hz

c

Freq: Ordr: Spec:

43.20 .999 .382

LISTA DE PICOS ESPECTRALES ********************** Máquina: (BAL ) TURBINA (IMPDLSADORA DEL VENTILADOR DE AIRE INDUCIDO) Punto de med.; TURBINA -TIH --> TURBINA INTERIOR HORIZONTAL Fecha/Hora: 11-12-87 14:20:14 Unidades de amplitud: PG/SEG PC PICO NO.

1 2 3 4 f 6 1 8 S 10 11 12

FRECUENCIA
VALOR PICO

VALOR ORDEN

PICO NO.

FRECUENCIA (Hz)

5,71 17,00 21,72 29,81

0,0809 0,0180 0,0187 0,0158

0,13 0,39 0,50 0,69 1 i f\r\ UU 1,21 1,33 1,60 2,00 2,12 2,62 2,99

13 14 15 16

438,67 452,34 457,66 476,28 A O f\ C ~t 490, 57 495,69 519,58 527,85 534,08 538,70 549,05 560,64

A i,5 i o¿nU 3;

52,52 57,63 69,18 86,41 91,83 113,20 129,44

TOTAL MAG 0,3270

AT 1 1 O • O¿\}1

0,0089 0,0105 0,00,79 0,0095 0,0047 0,0048 0,0048

SÜBSINCRONICC 0,1184 / 13%

• Q*gn*fe( U». 1M> <

tT 17

18 19 20 21 22 23 24

SINCRÓNICO 0,3010 / 85%

VALOR PICO

VALOR ORDEN

0,0058 0,0052 0,0045 0,0054 f\ A *5 O ,f\0043 0,0048 0,0045 0,0046 0,0046 0,0057 0,0046 0,0053

10,14 10,46 10,58 11,01 T I "3 >1 11, 34 11,46 12,01 12,20 12,35 12,46 12,69 12,96

NO SINCRÓNICO 0,0480 / 2%

3-9

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I DESBALA.NCEO

1.0

BflL TURBINE

- TURBINE ( D R I U I N G ID FflN> -TIH TURBINE INBOHRD HORIZONTRL Uaveforn Display 11-12-87 14:20 RHS = LORD = RPH = RPS =

I—MMHHÍ IXTS interval

.2449 188.0 2595. 43.25

co

-8.8 200

240

280 320 TIME IN MSECS

360

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 menor que + l g a - l g , lo cual indica poco o ningún impacto. El enlace de los engranajes en la caja de engranajes adyacente produce la señal de alta frecuencia que pasa sobre la señal IXTS.

3-10

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I DESBALANCEO

Desbalanceo No.3 Ventilador eyector

Motor

Fan

1. 2. 3. 4. 5.

ventilador suspendido (FOH) planta de vidrio — ventilador empleado para enfriar moldes después de verter el vidrio probablemente un ventilador de aire inducido lista de picos — observe el pico alto en 1XTS y la falta de armónicas; observe también que la amplitud del pico 1XTS sobrepasa la escala vertical los espectro de antes y después muestran cómo disminuyó el pico 1XTS después de la corrección

C . launyunuJ >•

lin ttéat km

3-11

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I DESBALANCEO

Desbalanceo No.4 Pulverizador de carbón

X

1. 2. 3. 4. 5. 6.

3-14

unidad suspendida al centro, con rotor doble; el rotor externo tiene conectados mazos para el carbón; el rotor interno tiene aspas de ventilador tipo paleta unidad localizada en la sala de caldera de una planta química; uno de 14 pulverizadores en las instalaciones funciona de manera similar al ventilador de aspiración forzada de seis polos, el motor eléctrico de inducción de 150 HP impulsa el pulverizador a poco menos de 1200 RPM (20 Hz) el disco del ventilador es de cinco pies de diámetro y una pulgada de espesor; se colocan paletas nuevas con pernos en el disco cuando se desgastan las anteriores dos pulverizadores estaban sometidos a reacondicionamientos importantes; la práctica normal requiere balancear antes de volver a colocarlos en la línea

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1 DESBALANCEO

BflL - COflL PULUERIZEB FflN SPECTBH FBOH HULTIPLE MEflSUREHENT POINTS

CO

PLOT SPflN 1.0T

JL

PULU #13 12-18-90

-FOfl 13:01

PULU «13 12-18-90

-FOH 13:01

PULU #13 12-18-90

-FOU 13:00

PULU #13 12-18-90

-Fifi 13:00

PULU #13 12-18-90

-FIH 12:59

8..

10

15 20 25 30 35 Frequency in Order

40

45

PULU #13 -FIU 12-18-90 12:59 .993 Ordr: 50 19.70 Freq: .855 Spc2:

El gráfico multi-espectral ilustrado más arriba muestra las tres posiciones de medición de cada uno de los dos cojinetes del pulverizador. Las posiciones interiores de cojinete son FIV, FIH y FIA. Las posiciones exteriores de cojinete son FOV, FOH y FOA. Observe los niveles relativamente bajos de vibración axial vistos en FIA y FOA. Las mediciones verticales~FIV y FOV— también son bajas, probablemente debido a la rigidez vertical de los cojinetes. Las mediciones horizontales—Fin y FOH~son altas y de magnitud similar—más de 0,8 y 0,6 PPS. Se presenta muy poca actividad armónica en las seis mediciones.

3-15

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL i DESBALANCEO

BRL - CORL PULUERIZER FflN #13 PULU *13 -FOH FflN BEHRING OUTBOflRD HORZ.

i.e

Spectrun Display 12-18-98 13:81

9.8,.

-•

A ~

0-6..

B

e. A..

PK = .7281 LOBD = 188.8 RPH = 1198. RPS = 19.83

8.2..

e 8

18

15 28 25 38 35 Frequency in Order

48

45

58

Ordr: Freq: Spec:

.993 19.69 .689

Una vista de un solo espectro de FOH revela un importante pico 1XTS. Los picos armónicos de la velocidad de giro son insignificantes en comparación. Las armónicas probablemente son el resultado de la vibración 1XTS que sacude la estructura completa.

3-16

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CAN AL I DESBALANCEO

1.2

BRL - COHL PULUERIZER FflN #13 PULU «13 -FOH FRH BEHRING OUTBORRD HORZ Uaveforn Display 12-18-90 13:01 PK = .7331 LORD = 100.6 RPM = 1190. RP9 = 19.83

•—«

8 £IÍ

100

200 300 TIME IN MSECS

400

500

La forma de onda de tiempo empleada para construir el espectro de la página anterior aparece más arriba. El pico 1XTS que domina el espectro indica no sólo que la forma de onda debiera aparecer sinusoidal, sino también que el espacio de tiempo debe ser 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 una revolución. Un pico importante marca claramente cada revolución del eje. La forma de onda se ve muy periódica pero no de índole compleja. Observe que la escala de amplitud utiliza la velocidad en lugar de la aceleración, de modo que los datos se recogieron con una sonda de velocidad.

. 1MJ

lodo» k» 4m*o»

3-17

ANÁLISIS DE CN SOLO CA.N.M, I DESBALANCEO

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

CO

PLOT SPRN 8.28

JU^oAM^*-s-^«-AA_

PULU #13 12-19-90

-FOR 13:24

JUUJW^-___.

PULU «13 12-19-90

-FOH 13:23

-íW\_~^~^-_*--

PULU #13 12-19-90

-FOU 13:23

PULU #13 12-19-90

-FIH 13:22

PULU #13 12-19-98

-FIH 13:22

0

%
18

15 28 25 30 35 Frequency in Order

40

45

PULU #13 12-19-90 Ordr: 58 Freq: Spc2:

-FIU 13:21 .996 19.75 .83797

Los seis puntos de medición ilustrados más arriba presentan datos recolectados después de balancear la unidad. Observe que la escala de amplitud ha disminuido de un rango a escala completa de 1,0 PPS a 0,2 PPS. Por consiguiente, ningún pico tiene una amplitud mayor que 0,2 PPS. Las amplitudes fueron mayores horizontalmente, de manera que se balanceó el ventilador mediante dos sondas montadas en ambas direcciones horizontales. Aunque había dos rotores en el eje, el rotor exterior con los mazos no estaba accesible para los pesos de prueba. Se realizó únicamente un balanceo de un solo plano. El primer disparo de balanceo de 41 gramos redujo la vibración a los niveles presentados más arriba.

3-18

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I DESBALANCEO

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

0.24

Spectrun Display 12-19-90 13:23

0-21.. 0.18

co z:

PK = .2346 LORD = 180.0 RPM = 1190. RP9 = 19.83

-i

0-15.. 0-12.. 0-89.. 0.08.. 0.834.

0 0

10

15

20

25

38

35

Frequency in Order

40

45

50

Ordr: Freq: Spec:

1.801 19.85 .174

¡ Ilustrada más arriba aparece una vista de un solo espectro de FOH, El pico en 1XTS, aunque todavía es dominante, ha disminuido de más de 0,8 PPS a menos de 0,2 PPS. Observe el punto prominente de energía visible ahora entre 5XTS y 10XTS. La forma de onda se ha hecho relativamente más compleja, provocando con ello el punto prominente de energía. Este tipo de punto prominente también añade energía considerable al nivel de vibración global del espectro.

IW». l*f>

3-19

ANÁLISIS DE UN SOLO CAMAL I MSBALANCEO

8.6

BflL - COflL PULUERIZER FflN #13 PULU «13 -FOH FflN BEHRING OUTBORRD HORZ Waueforn Display 12-19-98 13:23 PK = LORO = RPH = RPS =

B.4..

.2225 188.8 1198. 19.83

8.2.. CO

~

-e.a -8.2

-8.B

58

188

158 288 258 TIME IN MSECS

388

358

488

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

3-20

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I DESBALANCEO

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

A^.

PULU «13 12-19-98

-FOH 13:23

I

PULU #13 12-18-98

-FOH 13:01

PULU #13 12-19-90

-FOU 13:23

PULU #13 12-18-90

-FOU 13:00

PULU #13 12-19-90

-FIH 13:22

PULU #13 12-18-90

-FIH 12:59

PULU #13 12-19-90

-FIU 13:21

PULU #13 12-18-98

-FIU 12:59

PLOT SPflN 3>-

e O

AAÁA^V,

0

10

15 28 25 38 35 Frequency ín Order

40

45

58

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

ift*. ]**! CowpulalMü SytUm*. ¡m

3-21

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I DESALINEACIÓN

SECCIÓN 4 DESALINEACIÓN

•¡ 1*8*. 1W3 CMaimUUMal Smom. larorponud Riurnd» Uxk» te d

4-!

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I DESALINEACIÓN

Sección 4 Desalineación 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 a través del acople

4.

forma de onda de tiempo periódica repetible con uno, dos o tres picos claros por revolución

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

4-3

ANÁLISIS DE IN SOLO CANAL I DESALINEACIÓN

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:

1XTS - axial 2XTS - axial 1XTS-- radial 2XTS- radial

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1 DESALINEACIÓN

í

La desalineación de cojinetes en un motor eléctrico hace que se doble el eje cuando pasa por los terminadores. Esta condición produce altas cargas axiales,en los cojinetes y una alta vibración axial en 1XTS y 2XTS.

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

4-5

ANÁLISIS DE U?í SOLO CANAL I DESALINEACIÓN

Desalineación No.l Turbina de eje de línea To

x ¡r

X

x

X¡

^

Paper Machine

GearBox Turbine El departamento de mantenimiento encargó recolectar datos sobre la turbina ilustrada más arriba para recertificarla después de una alineación en frío. La característica de vibración confirma la necesidad de una alineación en caliente. Observe que los cojinetes de manguito de la turbina permiten un cierto grado de aflojamiento, porque una capa de aceite soporta el eje. El nivel de vibración es aceptable para una máquina que ha funcionado por largo tiempo. Otros aspectos a observar son: 1. El eje se haya balanceado bien. 2.

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

3.

4-6

El pico grande 3X del punto TOH sugiere la posibilidad de aflojamiento. La forma de onda TOH confirma el diagnóstico de desalineación. • CoprriCht HW, 1M9 CanpulaUwil SjMan. lacorporaud fteMrada* lodo» ** dcncba»

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL ] DESALINEACIÓN

flLGN - LINESHRFT TUORBINE SPECTRR FROM HULTIPLE MEflSUREMENT POINTS

PLOT SPRN

TURBINE 05-06-88

-TOfl 09:53

TURBINE 05-06-88

-TOU 09:53

TURBINE

-TOH 09:52

D-

c3 LuJ

:>ü_

8

.A.. ..*

0

4

6

-**--

8

-*-

10

12

Frequency in Order

En el gráfico de puntos múltiples ilustrado más arriba, la alta de 2XTS en TOV y TOH indica desalineación. Observe la amplitud más baja de los picos 1XTS y los picos relativamente más bajos 4XTS a 10XTS. Un 3XTS alto aparece también en todos los puntos, porque la desalineación explota el aflojamiento introducido en el cojinete de manguito. El 3XTS alto también puede indicar cierto desgaste del acople. Los picos suben claramente sobre la línea base, de modo que existe poco ruido del 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 I DESALINEACIÓN

HLGN - LINESHRFT TURBINE TURBINE -TOÜ UERT OTBD TURBINE

O . ID -

1

l

i

l

1

i

!

Spec trun Display 85-86-88 89-53

8.88.

-

s 5

.8939 108.0 4616. 76.94

E

8.86. i

£ *— i CD

PK = LORD = RPM = RPS =

0.04.

X^*

^""fr~

I

y,

0.021

a

?

0

_JL^-rtíu— :; k^jlk-A1^^L__JÍL_-éa

ei

2

4

6 8 18 Frequency in Order Label: TURBINE MISRLÍGNEO TO G-BOX

12

14

Freq" Spec:

Lista de picos espectrales ********•*•"*•*•****••*****-** Máquina: (ALIN) TURBINA DE EJE DE LINEA Punto de raed.: TURBINA -TOV --> TURBINA EXT VERT Fecha/Hora: 05-06-88 09:53:04 unidades de amplitud: Rótulo de datos: TURBINA DESALINEADA A CAJA DE E. PICO NO. 1 2

3 4

5 6 7 8 3 10 11 12

FRECUENCIA (Hz)

VALOR PICO

VALOR ORDEN

14,73 29,61 40,98 43,99 76,59 91,55 118,25 153,93 178,91 230,91 307,92 316,68

0,0169 0,0146 0,0028 0,0028 0,0175 0,0029 0,0031 0,0815 0,0019 0,0182 0,0088 0,00*20

0,19 0,38 0,53 0,57 1,00 1,19 1,54 2,00 2,33 3,00 4,00 4,12

TOTAL MAG 0,0939

4-8

SÜBSINCRONICO 0,0307 / 11%

.996 76.59 .01751

PG/SEG

PC

PICO NC.

FRECUENCIA (Hz)

VALOR PICO

VALOR ORDEN

13

329,26 359,18 384,84 461,81 538,78 607,07 615,77 624,09 688,34 693,30 769,51 923,74

0,0021 0,0028 0,0110 0,0044 0,0044 0,0019 0,0061 0,0027 0,0023 0,0047 0,0023 0,0084

4,28

14

15 16 17

18 19 20 21 22 23 24

SINCRÓNICO 0,0870 / 86%

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

NO SINCRÓNICO 0,0178 / 4%

4,67 5,00 6,00 7,00 7,89 8,00 8,11 8,95 9,01 10,00 12,01

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1 DESALINEACIÓN

8.12

RLGN - LINESHflFT TURBINE TURBINE -TOÜ ÜERT OTBD TURBINE Uaueforn Display 85-86-88 89:53 RUS = .8653 LORD = 188.8 RPM = 4616. RPS = 76.94

8.86..

8.88..

<E>

-8.06

-0.12

-8-18..

-9.24 186

288

228

248 268 288 TIME IN HSECS Labal: TURBINE MISflLJGNED TO G-BOX

388

328

La forma de onda ilustrada más arriba presenta dos picos claros por 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

4-9

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I DESALINEACIÓN

Fan

F12

Motor

u

Puntos de medición M1V

Vertical interior del motor %

M2H

Horizontal exterior del motor

M3A

Axial exterior del motor

M4V

Vertical interior del motor

M5H

Horizontal interior del motor

M6A

Axial interior del motor

F7V

Vertical cojinete lateral acople del ventilador

F8H

Horizontal cojinete lateral acople del ventilador

F9A

Axial cojinete lateral acople del ventilador »

FIO

Vertical cojinete exterior del ventilador *

FU

Horizontal cojinete exterior del ventilador

F12

Axial cojinete exterior del ventilador

4-10

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I DESALINEACIÓN

Desalineación No.3 Bomba de pistón axial

Motor Pump Unit 1.

Intente distinguir entre desbalanceo y desalineación.

2.

Use el gráfico espectral para hallar evidencia de los nueve pistones de la bomba, >

3.

Observe que esta bomba posee un motor integral y que no se presta a la alineación.

4-13

ANÁLISIS DE L> SOLO CANAL I DESALINEACIÓN

RLGN - 9 PISTÓN HVDRBULIC PUHP SPECTBR FROM MÚLTIPLE HERSUREMENT POINTS

HVD PMP «7-MIU 84-18-89 18:26 PLOT SPflN 8.7T

HVD PMP «7-MIH 84-18-89 18:26

8..

HVD PMP #7-MOfi 84-18-89 18:25

_ CD

HVD PMP #7-MOU 84-18-89 18:24

|

8'

5

18

[

15 20 25 38 35 Freciuency in Order

j

48

HW) PMP «7-MOH 84-18-89 18:23

I

45

58 Spc3:

.568

Los espectros ilustrados más arriba presentan las cinco posiciones de medición del motor. Observe la amplitud del pico axial 1XTS en relación con las amplitudes de los picos radiales 1XTS. Los puntos radiales interiores son aproximadamente de la altura del punto axial. El valor de pico 1XTS de 0,560 es bastante alto para una medida axial. La frecuencia de paso del alabe genera los picos pequeños de 9XTS. Cada rotación del eje oprime cada uno de los nueve pistones una vez, lo cual crea un impulso de vibración en 9XTS.

4-14

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I DESALINEACIÓN

flLGN - 9 PISTÓN HYDRHULIC PUHP SPECTRfl FROM MÚLTIPLE MERSUREMENT POINTS

HVD PMP «7-POR 84-18-89 10:29 PLOT SPflN 2.2-r

HW) PMP «7-POU 04-18-89 10:29

8..

HVD PMP «7-POH 04-18-89 10:29

HífD PMP «7-PIU 04-18-89 10:28

18

15 20 25 38 35 Frequency ín Order

CCI 58

H»D PMP «7-PIH 04-18-89 10:27 Ordr: 1.005 Freq: 30.05 SpcS: 2.071

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

. I»

4-15

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1 DESALINEACIÓN

BLGN - 9 PISTÓN HVDRHULIC PUMP £. . f ~

í

i

}

í

i

1

1

I

1

SpcctruM Display 04-18-89 10:29

2.4. 2.1. UJ

co

i

.

PK = LORD = RPM = RPS =

1

2.10 100.0 1794. 29.90

1-8.

f-

•—t

•zz

1-5.

1—1

1-2.

CD UJ

¡

8.9.

•

t

..

Q_ 8

6-

0.3.

i

0 0*

_ 5

10

15 20 25 30 35 Frequencíy in Order

^ 48

45

58

JM': Spec:

1.005 30.05 2.071

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

4-16

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I DESALINEACIÓN

RLGN - 9 PISTÓN HVDRHULIC PUHP HVD PMP #7-POR PUHP OUTBORRD RXIRL Maveforn Display 84-18-89 18:29 PK = 1.79 LORD = 188.8 RPM = 1789. RPS = 29.82

38

68

98 128 15É TIME IN MSECS

188

218

248

Tine: flnpl: Dtin; Freq:

151.8 1.882 33.33 38.88

Esta forma de onda de tiempo se presenta en unidades de velocidad. Un acelerómetro recogió los datos, integrándolos en un formato analógico a la velocidad. La integración analógica implica que se integra la forma de onda de tiempo antes de que el analizador cree el espectro. El analizador entonces almacena la forma de onda de tiempo en sus unidades integradas. Usted puede ver fácilmente los picos de 2 PPS espaciados en 1XTS. Dado que la apariencia de esta forma de onda de tiempo se aproxima a una onda sinusoidal, el valor pico del espectro y el valor pico de la forma de onda permanecen muy cerca en cuanto a amplitud.

' 1'iHHJlljX »*». 1*W Caat,

i lodo» I» dera*»

4-1?

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I DESALINEACIÓN

Desalineación No.4 Compresor de aire centrífugo

Motor Compressor Gearbox

Esta unidad poseía aparentemente una protección grande de acople. Sin embargo, toda la vibración, se produce principalmente en 2XTS, de modo que el acople está en buen estado. La desalineación impulsa el aflojamiento. No existen datos de forma de onda.

4-18

rimfttfattaml

Spiom. Inoorponürd K
ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1 DESALINEACIÓN

HLGN - RIR COMPRESSOB «I SPECTRR FBOh MÚLTIPLE MEHSUREMENT POINTS

PLOT

SPHN A .t

0..

—

COMP *1 08-25-86

-HIU 89:12

COMP *1 08-25-86

-MOH 89:10

COMP #1 08-25-86

-MOU 09:09

T

ñ

0

A

A

t.

i.

J

I

6 8 18 12 Frequency in Order

... I

14

16

18

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

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

4-19

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I DESALINEACIÓN

Desalineación No.5 Generador de turbina

X Exciter "

Turbine

Generator

1.

La unidad ilustrada más arriba no tiene acople, porque la turbina y el generador comparten el mismo eje!

2.

Dado que la turbina y el generador juntos probablemente pesan más que el excitador por un factor de 20 a 30, las mediciones del excitador demuestran ser más energéticas.

3.

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

4.

Use los datos de forma de onda para que le ayuden a distinguir entre estas dos fallas. Aparecen picos espaciados regularmente por desalineación. Los picos con espacios irregulares entre sí aparecen con el aflojamiento.

Nota: Marque la frecuencia normalizadora en el gráfico de forma de onda en el Programa de gráficos de diagnóstico de MasterTrend (Diagnostic Display Program) para que le ayude con este tipo de análisis. f 4-20

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I DESALINEACIÓN

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

^Ji—A....X A A—A- *

#3 TURBINE-EOU 11-17-88 15:88

-

«3 IURBJNE-EOH 11-17-88 15:88 2> — 5

«3 TURBINE-EIU 11-17-88 14:59

PLOT SPflN G-1G-]

#3 TURBINE-EIH 11-17-88 14:58 «3 TURBINE-G8U 11-17-88 14-58

JÜL

«3 TURBINE-G8H 11-17-88 14:57

JL.

«3 TURBINE-GIU 11-17-88 14:58 «3 TURBINE-GIH 11-17-88 14:58

8

2

4

6 8 18 12 1 Frequency in Qrder

16

18

28

El generador presenta picos,altos IXTS y 2XTS. El excitador tiene picos considerables IXTS a 8XTS. La forma de onda de tiempo ayuda a determinar si hay un problema de alineación o aflojamiento.

'v 4-21

ANÁLISIS DE VN SOLO CANAL I DESALINEACIÓN

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

0

í

í

Spectrun Display 11-17-88 15:00

C C C C C C C C C C

0.16..

PK = .2812 LORD = 3.7 RPM = 3600. RPS = 68.88

•f-

C=RUN SPD HMNCS

co

£5

0

o

0-08..

0-84..

B

2

4

6 8 10 12 14 Frequency in Order

16

18

28

Ordr: Freq: Spec:

.329 19.76 .01276

El espectro ilustrado más arriba representa datos recolectados en el excitador desde el punto horizontal. Observe los ocho picos considerables que corresponden a los armónicos de la velocidad de giro. A primera vista, este patrón parece indicar aflojamiento.

4-22

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I DESALINEACIÓN

1.5

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

WaveforM Display 11-17-88 15:08 RHS = .4663 LORD = 3.7 RPH = 3680. RPS = 60.08

CJ»

40

60 80 TIME IN rtSECS

108

120

La forma de onda ilustrada más arriba presenta dos picos por revolución espaciados en 3XTS. La repetición de la señal en la forma de onda de tiempo indica desalineación. La amplitud de los picos confirma la existencia de un problema importante. Una cantidad significativa de energía impulsa el eje hacia arriba y hacia abajo con cada revolución del eje.

4-23

ANÁLISIS OS Mí SOLO CANAL I DESALINEACIÓN

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

t

!

1

\

*

CO

_ CD

PLOT SPON 0.16^

0.

Jj^1

A A A .

H3 TURBINE-EOfl 11-17-88 15:01

_JL^

A . Á 1 _/L_ .

83 TURBINE-EOU 11-17-88 15:00

x

ÜLJL 1 AÜUA

A^^L

.

.

.

»3 TURBINE-EOH 11-17-88 15:00

_ .

-,

»3 TURBINE-EIU 11-17-88 14:59

^A_^

Jj 0

i\iA.i-.n_j

200

J

n.AA.A

i *

400 600 800 Frequency in Hz

_

*3 TURBINE-EIH 11-17-88 14:58

i

1000

1200

Todos los puntos del excitador—horizontal, vertical y axial— aparecen en el gráfico de espectros múltiples ilustrado más arriba. Las amplitudes de los picos axiales son relativamente altos en comparación con los picos radiales. Observe que los picos se producen de 1XTS a 4XTS. No obstante, continúa siendo difícil determinar si hay un problema de alineación o aflojamiento.

4-24

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

ANÁLISIS 0E Vfi SOLO CANAL 1 DESALINEACIÓN

RLGH - #3 TURBINI <5 MU> 13 TURBINE-EOn EXCITEB OUTBOflRD HXIflL

e

Spectrun Display 11-17-88 15:81

C C C C C C C C C C

PK = .1318 LORD = 3.7 RPH = 3688. RPS = 68.88 C=BUN SPD HHNCS

8

'

288

488

4 ana 1088

IOMCI 1288

Freq: ordr: Spec:

59.93 .999 .88559

Ahora tiene un gráfico en pantalla completa de los datos axiales exteriores del excitador ilustrados más arriba. Observe la calidad nítida de los picos de 1XTS a 4XTS que suben sobre el ruido de fondo. Observe asimismo que el pico 3XTS incluye una faldilla más amplia en la parte inferior que los otros tres picos.

f , lt*3

*mir<m*m lodo, te

4-25

ANÁLISIS DE O SOLO CA.NAL I DESALINEACIÓN

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

e.8

Waueforn Display 11-17-88 15:81

8,6..

co -«

..

8.4

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

8.2

-8-8.. UJ

c_> <_>
-8.2..

-8.4..

-8.6

8

48

68 88 180 TIME IN HSECS

128

148

168

La forma de onda de tiempo para los datos axiales exteriores del excitador ilustrados más arriba, le ayuda a diagnosticar el problema en esta máquina. Las líneas verticales del gráfico señalan el tiempo requerido para que el eje complete una revolución. Se pueden ver tres o cuatro picos por revolución del eje, esto representa la evidencia de que una fuerza muy repetitiva impulsa la vibración. Sin embargo, esta forma repetitiva de la forma de onda no tiene complejidad, y las amplitudes de los picos permanecen en un nivel relativamente bajo en ± 1 g.

4-26

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I AFLOJAMIENTO MECÁNICO

SECCIÓN 5 AFLOJAMIENTO MECÁNICO

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

5-1

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1 AFLOJAMIENTO MECÁNICO

Notas

5-2

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I AFLOJAMIENTO MECÁNICO

Sección 5 Aflojamiento mecánico El aflojamiento cae en una de dos categorías. * .

1.

aflojamiento estructural a), montaje de base b). cajas divididas c). tapas de cojinetes d). soportes de cojinetes

2.

aflojamiento de elementos rotatorios a), propulsores b). ventiladores c). cojinetes d). acoples

Características del aflojamiento: 1. 2. 3.

presencia de un gran número de armónicos de velocidad de giro ,« a menudo de índole direccional; las amplitudes horizontales y verticales pueden diferir grandemente aparición ocasional de medio-armónicas t

4.

forma de onda de tiempo irregular, no periódica

5-3

ANÁLISIS DE LN SOLO CANAL I AFLOJAMIENTO MECÁNICO

Aflojamiento No.l Bomba impulsada por motor con patas sueltas

t Motor

U

Process

Pump

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

1.

Esta bomba suministra fibra de vidrio en un proceso de láminas de fibra de vidrio.

2.

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

3.

Una cuña había vibrado hasta salirse de debajo de la pata interna del motor quedando en la grasa circundante. Fue reemplazada mientras la máquina continuaba funcionando sin retirarla del servicio.

4.

El pico en 26XTS probablemente se origina por fenómenos eléctricos.

5-4

• CoprrfclU 1*8*. 1»93 Compuutfcnd Bj*am. ImxtfmátiKmtmikx

todo* kx dered»

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I AFLOJAMIENTO MECÁNICO

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

MOTOR/PUMP-MIU 10-27-87 10:51 PLOT SPflN 0.20-r

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

0..

MOTOR/PÜMP-MOfl 18-27-87 10:49

MOTOR/PUMP-MOÜ 10-27-87 10:49

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

e

10

15 2C 25 30 Frequency in Order

35

40

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

C *, Imarrmitft RiMrwto lado» k» «mdm

5-5

ANÁLISIS DE UN SOLO CAMAL I AFLOJAMIENTO MECÁNICO

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

MOTOR/PUMP-MIU 18-27-87 18:51 CJ

PLOT SPñN 8.48

en

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

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

8..

UJ

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

8

6 8 18 12 14 Frequency in Order

16

18

MOTOR/PUMP-MOH 18-27-87 18:48 Ordr: 1.8J8 28 Freq: 14 98 Spc5: .386

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

5-6

, un CMpoUltoBd Sjttmm. Imaorfantxi Itacrado todn tm dcradm

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I AFLOJAMIENTO MECÁNICO

e.12

LOS - MOTOR HND OUERHUNG PUHP UNIT HOTOR/PUMP-MOH MOTOR OUTBORBD HORI20NTRL Spectrun Display 1B-27-87 IB:48

PK = .1275 LOflD = 180.0 RPH = 885. RPS = 14.75

--

18

15 28 25 38 Frequency in Order

35

Ordr: Freq: Spec:

40

4.000 59.00 .04566

El espectro de MOH ilustrado más arriba, presenta un pico IXTS con un punto prominente de energía de 3XTS a 5XTS. La amplitud global continúa relativamente baja en 0,1275 PPS, y existen armónicas a 10XTS. La forma de onda de tiempo no periódica y errática ilustrada a continuación carece de un patrón repetible aunque se pueden ver pequeños impactos. Este patrón de forma de onda indica aflojamiento. 8.4

LOS - MOTOR flND DUERHUNG PUMP UN 11 HOTOR/PUMP-nOH MOTOR QUTBOHRB HORIZONTHL Uaueforn Display 18-27-87 10:48

1

188

200 380 488 TIME IN MSECS

588

RMS = .0899 LORD = 180.8 RPM = 885. RPS = 14.75

688

5-7

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1 AFLOJAMIENTO M8CAMCO

Aflojamiento No.2 Ejemplo de aflojamiento de torsión

3-Jaw Coupling Motor

Pump

1.

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

2.

La bomba está suspendida por dos razones. En primer lugar, las bombas colgadas al centro requieren más espacio y son más caras. En segundo lugar, la caja permanece en su lugar para una bomba sobresaliente, y el conjunto del propulsor puede deslizarse hacia adentro y hacia afuera para los reacondicionamientos.

5-8

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1 AFLOJAMIENTO MECÁNICO

LOS - MOTOR/PUMP MIIH JflW COUPLING SPECTRfl FROn MÚLTIPLE MEflSURÉMENT POINTS

3 JRM PUMP-POR 10-27-87 11:16

co

PLOT SPflN 8.5-r

3 JñU PUMP-POU 18-27-87 11:15

3 JflM PUMP-POH 1B-27-87 11:15 3X

3 JñW PUMP-PIU 18-27-87 11:13

e

18

15 28 25 3B Frequency in Order

35

3 JflU PUMP-PIH 18-27-87 11:13 Ordr: 3.822 Freq: 88.14 Spc2: .359

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

i W». U93 CamffOátami

SjwUmf. hnrporaud Hmtmóo* lodoi b>

5-9

ANÁLISIS DE UN SOLO CAMAL I AFLOJAMIENTO MECÁNICO

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

RECIRC PHP-POfl 18-27-87 11:16 RECIRC PMP-POU 10-27-87 11:15 co

PLOT SPRN

RECIRC PHP-POH 18-27-87 11:15 RECIRC PMP-PIÜ 18-27-87 11:13 RECIRC PMP-PIH 10-27-87 11:13 RECIRC PMP-MIU 18-27-87 11:12

RECIRC PMP-HIH 18-27-87 11:11 8

4 6 8 Frequency in Order

12

ordr.

Freq: Spc6:

i.eee

29.17 .87188

Se ha desintegrado el inserto de caucho del acople de 3 garras, dando origen al aflojamiento de torsión. El acople de 3 garras es responsable de la alta amplitud de los picos en 3XTS y 6XTS que 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 i AFLOJAMIENTO MECÁNICO

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

o .i-

SpectrtiM Displ 10-27-87 11 :

0.6.

.

05.

,

'.'

'

,

'

^ ' • .

0-4.

.

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

. . . . '

•

0.3.

0.2.

Tt i. ?

0-1.

1

0

8^

**ff^^^!^\^—5&^'rT~^--~Ja.j.r-n^ 5 18 15 20 25

Frequency in Order

30

35

46

2lí£:

fía

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

LOOS - MOTOB&PUHP U/3 JfíU COUPLING RECIBO PMP-POÜ PUMP OUTBOHRD UERTICRL Uaveforn Display 10-27-87 11:15

RMS = 1.66 LOflD = 100.0

RPM = 1763. RPS =

29.38

co

CJ •CC

60

120 180 TIH£ IN HSECS

US».

2-40

300

1 S.rutan. laoofponud RaKrrad» todo» te

5-11

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I AFLOJAMIENTO MECÁNICO

LOOS - JONES BERTER -LOÓSE CHRIN EDJ BERTER-RIH ROLL INBORRD HORIZONTAL

PLOT SPRN 8.838

07-86-88

17:46

e

87-86-88

17:18

87-86-88

16:37

8

48

88 128 Frequency in Hz

168

288

En el gráfico ilustrado más arriba, el espectro inferior se preparó utilizando 400 líneas de resolución a una frecuencia máxima de 200 Hz. Observé que sólo aparece un punto prominente de energía bajo 40 Hz. Un ajuste de la frecuencia máxima a 60 Hz permite que comiencen a aparecer las armónicas de velocidad de giro (espectro medio). Todavía no es posible determinar si hay una falla o un aflojamiento del cojinete. Con una frecuencia máxima de 20 Hz para el espectro superior, se puede confirmar el aflojamiento. La página siguiente presenta una vista de pantalla completa del espectro superior ilustrado más arriba.

5-13

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I AFLOJAMIENTO MECÁNICO

Aflojamiento No.3 Cadena suelta en la rueda dentada 40,000 !bs. Oil Bath 40,000 Ibs.

100 HP

1.

Aparece un baño de aceite (ubicación real incierta) en el diagrama ilustrado más arriba. •-•

2.

La configuración ilustrada más arriba comprime semilla de lino para papel de cigarrillos.

3.

Esta unidad y otras similares han estado en funcionamiento desde 1962 sin problemas.

4.

La forma de onda en PPS muestra impactos considerables, señal de un cojinete defectuoso. El diagrama a la derecha indica lo sucedido. Observe las armónicas de' 1 /3 de RIH, evidencia de roce. Los impactos en la forma de onda son de las cadenas en su guarda de protección.

5-12

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

ANÁLISIS DB UN SOLO CANAL I AFLOJAMIENTO MECÁNICO

LOOS - JONES BEBTER -LOÓSE CHflIN EDJ BEflTER-RIH ROLL IHBORRD HORIZONTRL

0.824

Spectrun Display 87-8S-88 17:46 PK = .8734 LOflD = 98.8 RPM = 92. RPS = 1.54

8-818 ..

0-812 ..

8.806

8

2

4

6 8 10 Frequency in Order Label: CNTCT FORCÉ ®98PSI.

12

14

Ordr: Freq. Spec:

1.087 1.558 .01836

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

5-14

• Copyright 1*1». 1»

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I AFLOJAMIENTO MECÁNICO

LOOS - JONES BEflTER -LOÓSE CHflIN EDJ BERTEB-RIH ROLL INBORRB HORIZONTflL

0.624

I

I

I

I

i

I

Spectrun Display 07-06-88 17:46 PK * .6360 LORD = 96.6 RPM = 92. RPS = 1.54

e 0

0.5

1.0

1.5 2.6 2.5 3.6 Frequency in Order Label: CNTCT FORCÉ S90PSI.
3.5

4.0

4.5

El espectro ilustrado más arriba proporciona una forma ampliada del gráfico que aparece en la página anterior. Las frecuencias más bajas presentan un aflojamiento grave. Esta máquina era impulsada por una cadena que se había estirado y salido a un lado de la rueda dentada de baja velocidad. Nuevamente, observe las armónicas de VsXTS así como las armónicas de velocidad de giro.

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

5-15

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I AFLOJAMIENTO MECAMCO

LOS - JONES BEflTER -LOÓSE CHBIN EDJ BEHTER-RIH ROLL INBORRD HORIZONTAL Uaveforn Display 87-86-88 17:46 "

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

-8.4

8

18 12 TIME 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 de las dos páginas precedentes aparece ilustrado más arriba. Observe que el eje del tiempo a lo largo de la parte inferior está en segundos, no milésimas de segundos. Dado que la frecuencia máxima del espectro es de sólo 20 Hz, hay que adquirir 20 segundos de datos de tiempo real por cada promedio espectral. El cursor marca los impactos que se producen cada 1,9 segundos en la forma de onda. Los impactos que se produzcan tan lentamente son bastante audibles. Observe también que los impactos son unilaterales o asimétricos. Esta característica es típica del roce. La cadena está suelta porque se salió de la rueda dentada. La desalineación de la cadena hace que la cadena roce con las ruedas dentadas en un ángulo.

5-16

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CAMAL 1 AFLOJAMIENTO MECÁNICO

Aflojamiento No.4 Bomba impulsada por motor Process

Motor

Pump

Los espectros que aparecen en las cuatro páginas siguientes ilustran una falla de aflojamiento a medida que se acentúa a lo largo de un período de ocho meses. La máquina era similar al diagrama ilustrado más arriba. Abril — pico relativamente alto a velocidad de giro pero sin armónicas considerables. Mayo ~ energía de banda amplia en 3XTS con pico 3XTS grande. Junio y julio — aparecen ahora muchos múltiplos de velocidad de giro. Agosto ~ nivel general todavía en ascenso; no hay medición en septiembre. Octubre — observe el número de armónicas de 1,2 que aparece ahora. 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

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

8.35 B.30

Spectrun Display 04-82-86 13:86

1¿

PK = LORD = RPM = RPS =

8.25..

.3163 180.8 1788. 29.67

co

z: 8.20..

0-15.. CD UJ

0.10..

0-05..

8 8

180

208 380 Frequency in Hz

408

500

Spectrun Display 05-87-86 88:88 PK = LORD = RPM = RPS =

8.16..

1

LU CO

o

29.79 1.884 .301

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

8.28

S

Freq: Ordr: Spec:

.2375 188.8 1788. 29.67

8.12

8.881

0.04..

0

5-18

100

200 388 Frequency in Hz

488

580

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

Freq: Ordr: Spec:

29.86 1.887 .138

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I AFLOJAMIENTO MECÁNICO

0

LOS - PULP STOCK FEED PUMP FEED PUHP -PIH UHLE BOX P M P I B H O R Z Spectrun Display 06-02-86 08:19

PK = LORD = RPH = RPS =

0.10..

.1692 100.0 1780. 29.67

0-08..

0.06

0-04.

0-02.,

100

0.20

200 300 400 Frequency in Hz

500

—„,

688

Freq: Ordr: Spec:

29.84 1.006 .100

LOS - PULP STOCK FEED PUHP FEED PUMP -PIH UHLE BOX PMP IB HORZ Spectrun Display 07-21-86 09:06

PK = LORD BPM = RPS =

6.16..

.3107 100.0 1780.

29.67

CJ

co

~

0-12..

0-08..

0_

0-04..

100

200 300 400 Frequency in Hz

500

600

Freq: Ordr: Spec:

29 76 1.883 .09216

5-19

PK VELOCITY IH IN/SEC

PK VELOCITY IH IH/SEC 22

¡I

]

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1 AFLOJAMIENTO MECÁNICO

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

e.e

Spectrun Display 11-19-86 10:03

PK = .7773 LORD = 100.0 RPM = 1780. RPS = 23.67

e.3.. 8.2

0

100

e

200 300 400 Frequency in Hz

500

600

Freq: Ordr: Spec:

29.87 1.007 .437

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

1.0

Spectrun Display 12-18-86 10:05

1

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

8,8.. CJ" UJ

co

»-6_

^

0,4..

0-2..

0.

0

100

200 300 Frequency in Hz

400

Racrwk» lodu I»

500

Freq: Ordr: Spec:

29.84

1.006 .921

5-21

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I ATLOJAMIEVTO MECÁNICO

Aflojamiento No.5 Bombas verticales

Observaciones ;*

Los defectos aparecen por lo general en 1XTS en la dirección radial. La naturaleza del defecto (p.ej., desalineación, etc.) es una consideración secundaria. A menudo es posible tratar como desbalanceo cualquier problema que origine un pico 1XTS y prolongar la vida útil de la bomba. Los diagnósticos graves bien podrían implicar desmontaje y reparación que no resulten económicamente viables. Aflojamiento Este defecto aparece a menudo exactamente en V^XTS en la dirección axial. Si la amplitud del pico en V^XTS sobrepasa un medio de la amplitud del picp 1XTS, entonces es casi seguro que hay un problema de aflojamiento. Observe también que las amplitudes axiales no'deben superar un medio del nivel de amplitudes radiales.

5-22

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

SECCIONÓ COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

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

6-1

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

Sección 6 Cojinetes con elemento rotatorio La falla de los cojinetes con elemento rotatorio plantea problemas para todas las máquinas. Estos Cojinetes presentan las siguientes características: 1.

armónicas visibles de los picos no sincrónicos

2.

pueden producirse puntos prominentes de energía de banda amplia

3.

la forma de onda de tiempo debe presentar impactos

4.

las etapas tempranas de los defectos producen amplitudes bajas de vibración; la característica de vibración y la forma 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 pueden producirse defectos en los cojinetes en el aro exterior, el aro interior y los rodillos, basándose en la geometría del cojinete;

2.

estimar las frecuencias del aro conociendo la velocidad del eje y el número de elementos rotatorios: BPFO BPFI BPFI BPFO

= = =

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

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

6-3

ANÁLISIS DE ífi SOLO CANAL I COJINETES CON ELEME.YTO ROTATORIO

Cálculo de frecuencias de defectos fundamentales en cojinetes de elemento rotatorio Caso I El aro interno está girando y el aro externo está estacionario (aplicación industrial más común).

Bd

FTF = - • (1 2 Pd

BPFl = — 2

eos6)

- S • (1 + — • cos0) Pd

BPFO = — • S - (1 - — • cos0) 2 Pd

BSF =

donde: RPM S FTF BPFI BPFO BSF Bd Nb Pd

e

6-4

Pd 2Bd

S • [1 - (

Bd

(cos6)2]

revoluciones por minuto velocidad, revoluciones por segundo frecuencia fundamental del tren (jaula) frecuencia de paso de bola del aro interno frecuencia de paso de bola del aro externo frecuencia de vuelta de la bola diámetro de la bola o rodillo numero de bolas o rodillos diámetro de paso ángulo de contacto • Copyright 1M>. 1W3 Conputattoool STW™». iKnrponltd Reurvadn UxV» k» denctn»

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

Cálculo de las frecuencias de defectos fundamentales en cojinetes con elemento rotatorio Caso II El 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: RPM S FTF BPFI BPFO BSF Bd Nb Pd

e

revoluciones por minuto velocidad, revoluciones por segundo frecuencia fundamental del tren (jaula) frecuencia de paso de bola del aro interno frecuencia de paso de bola del aro externo frecuencia de vuelta de la bola diámetro de la bola o rodillo número de bolas o rodillos diámetro de paso ángulo de contacto > Copyrirkí 140. \9R CaBpMMIon»! Sí»». Imporaud Ratrndt» lodn k. •

6-5

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1 COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

Modos de falla de cojinetes y análisis de vibración Se puede emplear el análisis de vibración para detectar los siguientes modos de falla en los cojinetes con elemento rotatorio: 1.

defectos en los surcos de los aros i

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 fallas en 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 excesiva antes y/o después de la instalación)

9%

~

desgaste de vida útil normal

Nota: Varias fuentes de información indican que alrededor del 10% de todos los cojinetes tienen defectos antes de siquiera instalarse.

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

6-7

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COJINETES CO.N ELEMENTO ROTATORIO

Fórmulas de duración de cojinetes por carga soportada H =

L

x

RPM

donde: H

=

duración del cojinete en horas

C

=

capacidad del cojinete especificada por el fabricante en Ibs.

L

=

carga real del cojinete en Ibs.

RPM

=

velocidad del eje en revoluciones por minuto

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»

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

¿Cómo afecta la vibración la duración del cojinete?

H =(

y

5 L + 6.7753 • 105MFF '

16667 RPM

donde: H

=

vida útil del cojinete de bola en horas

C

=

capacidad del cojinete especificad por el fabricante 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. capacidad del cojinete = 20.000 Ibs. Vibración en PPS

0 0,2 0,4 0,6 1,0 1,5 2,0 3,0

Carga del coj. en ibs.

1000 1316 1633 1950 2584 3376 4169 5754

RPM = 1800 masa = 13.000 Ibs.

Duración del cojinete

% de dura (Comparadt duración @ 0

8,46 años 3,70 años 1 ,94 años 1,15 años 5,6 meses 2,5 meses 1 ,4 meses 2,3 semanas

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 la duración 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 I COJINETES CON ELKMBXIO ROTATORIO

Fórmulas para la aproximación de cojinetes desconocidos Es posible que no siempre sepa qué cojinetes están instalados en la maquinaria bajo control. Use las fórmulas a continuación para ayudarse a calcular las frecuencias aproximadas para determinar fallas en los cojinetes. FTF

.=' 0,4XRPM

;

<

.

BPFO

=

0,4XNXRPM

BPFI

=

0,6XNXRPM

BPFI BPFO

=

1,5 (1,4 a 1,6)

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1 COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

Ejemplo de aproximaciones de la frecuencia de fallas de los cojinetes SKF 22228 19 bolas 29,6 Hz (velocidad de giro del eje) BPFI estimado

=

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

BPFI real

=

319,68 Hz (aproximadamente 5% de error)

BPFO estimado

=

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

BPFO real

=

243,31 Hz (aproximadamente 8% de error)

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

6-11

ANAilSIS DE LTV SOLO CANAL I COJINETE* CON ELEMENTO ROTATORIO

Uso del espectro solamente para identificar frecuencias de cojinetes 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 relacionados armónicamente, verifique si BPFI BPFO

=

aprox. 1,5

5.

busque picos con bandas laterales 1XTS

6.

en general, observe el espectro en aceleración (g) en lugar de velocidad (PPS) para mejorar los picos que aparecen en frecuencias más altas

6-12

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1 COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

¿Cuánto durará el cojinete? 1.

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

2.

¿Por qué falla el cojinete? a), falta de espacio interno b). pérdida de lubricante c). 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 los defectos por primera vez

4.

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

5.

¿Cuál es la experiencia anterior con equipo similar y características 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 1 COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

Cuadro de defectos de cojinetes (página uno de tres) Frecuencia 1-8 X BPFI

Defecto defecto del aro interno

Observaciones la amplitud de las armónicas a menudo supera la de la frecuencia fundamental; los defectos a menudo se producen por fuerzas del elemento rotatorio; las bandas laterales 1XTS a menudo lo modulan a medica que se degrada el cojinete

1-8 X BPFO

defecto del aro externo

la amplitud de las armónicas a menudo supera la de la frecuencia fundamental

1-N X BSF

defectos de bola o rodillo; a veces resultado de una jaula rota (N = número de elementos rotatorios)

acompañados en general por defectos en el aro; el múltiplo más fuerte a menudo es igual al numero de elementos rotatorios defectuosos

6-14

• Cop^fghl 1)8». l»*J ConpMaUoaal SyUom. iMnrponted R lodo» lo> ¿mete»

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COJ1NFTES CON ELEMENTO ROTATORIO

Cuadro de defectos de cojinetes (página dos de tres)

Frecuencia FTF

Defecto defecto en la jaula

Observaciones acompañado habitualmente por otros, componentes defectuosos; puede aparecer como una frecuencia de diferencia

modulación 1XTS (bandas laterales) o energía de banda amplia considerable

defectos de avance que alteran la geometría del cojinete

centros de energía en torno dan origen a la frecuencia defectuosa, aunque esta frecuencia puede desaparecer con la degradación avanzada

suma y diferencia en frecuencias (bandas laterales) con RPM, BPFL BPFO, BSF, FTF

piezas múltiples defectuosas

daño general

6-15

vs ALIS15 Dg l> SOLO CAMAL i N ELEMENTO ROTATORIO

Cuadro de defectos de cojinetes (página tres de tres) Frecuencia 1-6XTS

Defecto (1) espacios internos excesivos

Observaciones espacios excesivos acompañados generalmente de FTF que modula otras frecuencias; también puede afectar considerablemente la sensibilidad del balanceo

(2) cojinete da vuelta en la caja

a menudo 3XTS o mayor es el múltiplo predominante

(3) cojinete suelto en la caja

presenta fuertes 1XTS y 4XTS

(4) cojinete desalineado

la frecuencia generada es igual al número de elementos rotatorios XTS

región de 900-1600 Hz con 3-4 picos separados por 80130Hz

lubricación indebida

las amplitudes pueden aumentar a 0,1-0,2 PPS; puede ser consecuencia de excitación de frecuencias naturales instaladas; también puede causarla la precarga o la carga pesada de empuje si la lubricación no es correcta

6-16

• Copyright MW. 1«3 CtnputaUonil SjMm. Iworinntad R« lodo» k» (tencha»

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

Evaluación de la progresión y gravedad de las fallas 1.

Los componentes de los cojinetes fallan normalmente en el orden siguiente: defectos de aro, defectos de bola o rodillo, defectos de jaula (salvo que el cojinete estuviera defectuoso cuando fue instalado). *

2.

Los defectos y fallas del aro interno se producen en amplitudes mucho menores que los defectos del aro externo.

3.

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

4.

Las armónicas extendidas de la frecuencia del defecto pueden indicar lugares múltiples defectuosos o un tamaño mayor del defecto.

5.

La aparición de frecuencias de defecto generadas por otros componentes indica daño progresivo. Habitualmente la jaula es el último componente que falla y puede tener como consecuencia grandes cambios en frecuencia o ruidos justo antes del agarrotamiento.

6.

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

7.

La pérdida de picos individuales y/o energía de banda amplia considerable indica cambios significativos en la geometría del cojinete.

8.

Una lubricación incorrecta puede dar como resultado velocidades de 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 I COJlvrTK* CON ELEMENTO ROTATORIO

Parámetros de análisis para cojinetes con elemento rotatorio El cuadro que aparece a continuación ofrece pautas generales para definir parámetros de análisis para los puntos de medición en cojinetes de elemento rotatorio. Defina un rango de frecuencia de banda base de 65XTS con 400 líneas de resolución. 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.

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

Límites de alarma para cojinetes con elemento rotatorio El cuadro a continuación proporciona pautas generales para definir límites de alarma para puntos de medición en los cojinetes con elemento rotatorio. Alerta

Falla

global

0,3 PPS

0,5 PPS

sub y IX

0,25 PPS

0,4 PPS

2X 3-8X banda de 1er cojinete banda de 2° cojinete alta frecuencia

0,15 PPS 0,12 PPS

0,3 PPS 0,2 PPS

0,04 PPS

0,06 PPS

0,05 PPS 3,0 g

0,08 PPS 7,0 g

Nota: Estos valores generales de amplitud de alarma son generalmente aceptables para máquinas que funcionen sobre 1000 RPM. Aplique su experiencia con la degradación de cojinetes en tipos específicos de máquinas para ajustar los niveles recomendados de alarma según corresponda. En máquinas de veloqidad lenta, los cojinetes que fallaron han demostrado amplitudes pico tan bajas como 0,01-0,04 PPS.

!«». 19K CafputMk**!

%«<»t. Imxrftntfd

Xmtmdm todo, tm imttt*

6-19

ANALUMDE tN SOLO CANAL I CO.ÍÍNOTE8 CON ELEMENTO ROTATORIO

Patrones típicos de frecuencias de cojinetes normalizadas Serie coj. No. de elementos FTF 6403 6 0,335 6405 7 0,361 6407 7 0,361 6409 7 0,361

BSF 1,356 1,656 1,656 1,656

BPFO 2,101 2,526 2,526 2,526

BPFI 3,960 4,500 4,500 4,500

22324S 22328S 22332 22336 22340 22348 22356

14 14 14 14 14 1617

0,402 2,382 0,402 , 2,382 0,401 2,358 0,403 2,418 0,403 2,412 0,415 2,772 0,416 2,844

5,628 5,628 5,616 5,646 5,640 6,630 7,080

8,340 8,340 8,400 8,340 8,340 9,360 9,900

23022S 23023S 23030S 23034S 23038S 23044 23052 23060 23068 23076S

26 26 26 28 28 27 28 28 28 30

0,448 0,448 0,451 0,451 0,451 0,449 0,448 0,448 0,449 .0,454

11,634 1-1,646 12,186 12,624 12,618 12,120 12,090 12,102 12,138 13,614

14,34 14,34 14,82 15,36 15,36 14,88 14,88 14,88 14,88 16,38

6-20

4,644 4,698 5,040 4,986 4,962 4,788 4,680 4,728 4,860 5,316

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

Cojinete antifricción

Pitch Radius Rp

6-21

VVALISIS DE V* SOLO CAN Ai. i COJ1NSTESCON EUUHENTO ROTATORIO

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

L^~u*-*W^^

88-NOU-98

89:59

CJ

PLOT I SPRN O 8.84 j

84-OCT-90

04-SEP-90

26-JUI-98

31-MflV-98

408

888 1280 1608 FREQUF.NCV IH Hz Label: HI SUBHflRM.+ INCRERSING HI FREO.

IB:46

89:43

12:42

89:5 FREQ: ORDRSPC1 :

25.95 .898 .139

Este gráfico de espectros múltiples indica la presencia de un pico alto subarmónico (0,89 órdenes) y actividad creciente en el rango de alta frecuencia. Observe más datos para determinar el origen y la gravedad de esta vibración.

6-22

• Copyright l*g», 1M3 Compuiattoml

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

BRGl - TENTEB ZONE EXH. FHN MOTOR MOTOR BPFI-H2H MOTOR INBORRD HORI20NTHL

e. ie

Spectrun Display 08-NOU-90 99:59 PK = LORD = RPH = RPS =

•480

800 1200 1680 2000 FBEOUENCV IN Hz Label: BELf CRUSED BPFI DEFECT/UEfiR-HTB Priority 1

NO. PICO

1 2 3 4

5 € 7 8 9 10 11 12 13

FRECUENCIA (Hz)

VALOR PICO

VALOR ORDEN

NO. PICO

25,90 40,48 57,57 383,18 413,73 946,61 975,59 1004,43 1064,56 1212,19 1242,69 1271,74 1300,29

0,0910 0,0720 0,0299 0,0314 0,0114 0,0091 0,0117 0,0235 0,0191 0,0091 0,0092 0,0143 0,0177

0,88 1,37 1,95 12,99 14,02 32,08 33,07 34,04 36,08 41,09 42,12 43,10 44,07

14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

TOTAL MAG 0,1762

SDBSINCRONICO 0,0248 / 2%

FRECUENCIA (Hz)

1330, 24 1360, 37 1390, 08 1448, 01 1566, 20 1595, 70 1625, 74 1655, 67 1743, 61 ' 1760,39 1773, 78 1803, 51 1833, 77

SINCRÓNICO 0,1429 / 66%

.1762 180.B 1770 23.50

FREO:

ORDR:

SPEC:

26.00 .881 .09183

VALOR PICO

VALOR ORDEN

0,0174 0,0224 0,0193 0,0097 0,0110 0,0157 0,0163 0,0091 0,0250 0,0122 0,0359 0,0163 0,0109

45,09 46,11 47,11 49,08 53,08 54,08 55,10 56,12 59,10 59,67 60,12 61,13 62,15

NO SINCRÓNICO 0,1000 / 32%

I

La frecuencia de correa 2X (0,89 órdenes) es el pico más alto en el espectro. Un monto considerable de energía no sincrónica acompaña 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 1 COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

BRGl - TENTER ZONE EXH. FHN MOTOR MOTOR BPFI-M2H HOTOR INBOHRD HORI20NTHL Uaveforn Display B8-NOU-98 83:59

RMS = LORO = RPM = RPS =

1.54 180 8 1778 29.58

_ <£

98 128 158 188 TIME IN HSECS Labe I: INNER RflCE DEFECT-SEE WUFRM MOD.

218

248

Priority: 1

La forma de onda ilustrada más arriba presenta un "cardumen de peces ángel". Pueden verse claramente los impactos, la modulación y las oscilaciones transitorias. Este patrón indica que las bolas o los rodillos están pasando por encima del defecto del aro del cojinete. Al igual que tos neumáticos de un automóvil pasan por un bache en el pavimento, las bolas de este cojinete de motor caen en el o los defectos del aro e impactan cuando siguen su camino. También puede verse cuando las bolas silenciosamente hacen contacto con porciones descargadas o sin marcas del surco del cojinete. El impacto agudo aparece entonces cuando pasan por los "baches del pavimento" creados por el desgaste y la degradación del cojinete. La tensión inadecuada en esta máquina produjo la degradación rápida y prematura del cojinete interno del motor.

6-24

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1 COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

0.86

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

Spectrun Display 88-NOU-90 09:59

a.as

PK = tLOHD = RPM = RPS -

8.8-4

1 G=BPFI

.1457 100.0 1750. 29.17 144.8

8.83

8 82 1

8.81 i

488

888 1288 FHEOUENCY 1N Hz Label: BPFl:LOTS OF MOD.-SDBHDS

2888

1688

UUFRM

Priority: 1

FREO OROR: SPEC:

147.9 5.878 .88225

BRG1 - TENTER ZONE EXH. FRN MOTOR MOTOR BPFI-M2U MOTOR INBORRD UERTICHL Uaveforn Display B8-NOU-90 89:59 RMS = LORD = RPM = RPS =

1.56 180.8 1750. 29.17

cr¡ i

UJ <_:>

c_> <x

98 120 150 188 TIME IN MSECS Label: BPFI:LOfS OF MOD.-SDBHDS & UUFRM

218

248

Priority: 1

El espectro y la forma de onda de tiempo ilustrados más arriba se tomaron de la medición vertical del cojinete considerado. Observe que son evidentes los mismos patrones. Estos datos le ayudan a identificar el defecto del aro interno debido a la superposición 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 I COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

BRG1 - PBIMBBV C . S . REJECT HGITRTOR flGITOTOR BRG. #1 - HORIZONTflL

19-FEB-31

11:48

17-DEC-98

18:58

21-NOU-98

11:11

31H3CT-98 FREQ: ORDR:

19:21 29.49 5.841 .168

<_> o

i

LiJ

380 158 280 258 FHEOUEHCV IN Hz Label: IxMTB HI ON flGIT^THEN HI FREO UP

58

108

358

El gráfico de espectros múltiples ilustrado más arriba, se tomó del caso de un agitador rechazador de tamiz grueso impulsado por correas en una planta de papel reciclado. Observe el pico dominante, no sincrónico aproximadamente en 5 órdenes en octubre y noviembre. Podría considerarse un defecto de cojinete o paso de aspa. Observe, no obstante, la frecuencia de 29,49 Hz (1769 RPM), que es 1XTS. La preponderancia de 1XTS en el agitador indica desalineación o descentramiento de la polea. El equipo de este molino sólo tiene siete meses de uso, pero observe el cambio en febrero. El espectro de febrero aparece en la página siguiente.

6-26

• Copyright I**. 19» ComputMIowl

. Incorpórate! RaurvaA» lodo, k» dtredwi

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

8.20

BRG1 - PRIHRRY C.S. REJECT ñG I TUTOR . RGITRTEBRG-fllH HGITRTOR BUG. «1 - HDRIZONTRL [Spectrun Oisplay 19-FEB-91 11:48 PK = .7372 LORD = 100.0 RPM = 351. RPS = 5.85

180

Labe I

150 280 258 308 FREOUENCV 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 de vibración general para este espectro supera 0,7 PPS. El total general es alto debido a toda la energía contenida en ese punto prominente en lugar de sólo unos pocos picos discretos. Por consiguiente, una máquina bastante nueva se convirtió en desalineada o excéntrica. Ahora presenta un patrón notablemente diferente. ¿Cuál es el problema?

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

6-27

A.NALI8U 08 L7. SOLO CANAL I COJINETES CON gLKMENTO ROTATORiO

0.28

BRG1 - PRIMfiRV C . S . REJECT RBITHTOR RGITHTEBBG-R1H RGITñTOR BUG. #1 - HOHI20NTHL Spectrun D i s p l a y 19-FEB-91 11 48 PK = 7372 LORD = i80.8 RPH = 35i RPS = 5.85

sa Labe I

lee

386 158 288 256 FREQUENCV IN Hz BRORDBRND/SIGNIFIORNT CHRHet:BRB

35»

•488

Priority: 1

FREO: ORDR: 3PEC:

29.47 5 037 .85593

BRG1 - PRIMRRV C . S . REJECT HGITRTOR ReiTHTEBRG-fllH RGITRTOH BHG.
11:48

BMS = 1 .41 LORO = 188.8 RPH = 351

RPS =

5.85

co i

1.8 1.2 B.6 8.8 TIME IN SECÓNOS Priority: 1 Label: BRORDBRNB/SIGNIFICRNT CHRNGE:BRG B.2

8.4

La forma de onda presenta energía considerable (6-10 g "oscilación"), pero los impactos y la Modulación son difíciles de determinar. Estos datos probablemente muestran un defecto del aro externo. Observe que la Fmáx se aproxima a 400 Hz. Una forma de onda en aceleración no amplifica el desgaste del cojinete entre 50-200 Hz tanto como las frecuencias más altas en ejemplos anteriores. 6-28

IOS», 1WJ

. Imxrfontfí'tímm^ám

todo» k» dcndbn

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COJINETES ¿ON ELEMENTO ROTATORJO

8.10

BBG1 - CHEM. PLRNT SLUDGE PUMP BBG. PUMP D-17 -P1H PUMP BEHRING 1 HDBI20NTBL Spectrun Display ll-Mfiy-98 13:22

PK = LORO = BPM = BPS =

888 1288 FREQUENCV IN Hz LabeI: LOU LOOSENESS: BBG CLEfiBfiNCE?

1688

-1518 18B.8 1181. 19.68

FBEQ: OBDB:

SPEC:

19.es i.eee

.82616

Ilustradas más arriba aparecen numerosas armónicas de velocidad de giro (TS). Varias de las armónicas superan la frecuencia fundamental (1 orden). ¿Qué falla de la maquinaria indica este patrón? ¿Indica también el patrón el grado o la gravedad de la falla de la maquinaria? Las diversas armónicas de TS—muchas de las cuales superan la amplitud en 1 orden—sugieren un grado más grave o avanzado de aflojamiento. ¿Correcto? ¿Por qué es tan baja la amplitud para un patrón grave -de aflojamiento? ¿Qué podría indicar esto? Observe el gráfico de espectros múltiples en la página siguiente para repasar el historial de este cojinete de bomba.

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

6-29

ANÁLISIS DE LIS SOLO CANAL I COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

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

oo z: 1-1

CJ CD

PLOT SPflN 8.24T

81

J.

488

888

1280

FREQOENCV 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 13:22 FREQ: 19.53

ORDB-

i .eee

SPC4:

.81462

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

6-30

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

0.030

BRG1 - CHEM. PLRNT SLUDQE PUMP BBC. PUMP BEHRING 1 HORI20NTRL PUMP D-17 -P1H Spectrun Display tl-SEP-96 10:58

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

400

1200 B88 FREOUENCV IN Hz Label: FINRL STBGE BR6 .-UERV BRORTJBRND!

1680 Priority: 1

BRC1 - CHEM PLRNT SLUOCE PUMP BRG. PUHP D-17 -P1H PUMP BEHRING 1 HQRIZONTRL Uaweforn ll-SEP-98

18:58

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

-3 120 180 240 300 TIME IN MSECS Label: FINRL STfiGE BRG.-UERV BRORDBñND! 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 general alto. Asimismo, observe los niveles de energía e impacto en la forma de onda. 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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

BRG1 - FILM THIH TflKEHUflY BLOWER B10UER BRG-F2H FRN OUTBOHRB HORI20HTRL

Jl

488 688 808 260 FREQUENCY IN Hz Label: CHflNGE IN H1GH FREOUENCIES -!??!

23-JUL-90

87:03

28-JUL-90

12:38

r 19-JUL-30

08:Í9

23-Mfly-98

11:06

27-flPB-90 FREQ: OR0R: SPC1:

10:25 9.533 .637 .84524

Este gráfico de espectros múltiples de un ventilador presenta un cambio considerable en la región de alta frecuencia en los tres meses 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 I COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

BRC1 - FILM TRIM TRKERURV BLOUER BLOHER BBG-F2H FRN OUTBOHRD HDBI20NTRL Spectrun Display 23-JUL-9B 87:83

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

62.51

£

888 686 FREQUENCV IN Hz Label: BPFO DEFECI-HOIICE LINES RRE OFF

1888

286

FBEQ: OHDR: SPEC:

54.58 3.578 .89185

BRGt - FILM TR1H TRKERURV BLOUER BLOMER BRG-F2H FflN OUTBORRD HORIZONTRL 23-JUL-9B

Display 87:83

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

y LJ CJ

58

188

158 288 258 388 TIME 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 falla BPFO, pero la primera línea de falla no se alinea con 1XBPFO. Las superposiciones múltiples están aún más alejadas. La geometría del cojinete ha cambiado. ¡No confíe únicamente en las frecuencias de falla! Busque reconocer el patrón. Aparecen niveles de amplitud e impactos increíbles en la forma de onda, los cuales, con el cambio abrupto, indican la falla de un cojinete de alta prioridad.

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

6-33

ANÁLISIS BB UN SOLO CANAL I COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

BPFI - PRESS ROLL BBG - PflPER HRCH. PRESS BOLL-FB8 FELT ROLL *8
ffi*. PLOT SPflN 8.30

19-JUN-89

ti: 33

ll-flPR-89

89:34

89-JHN-89

13:59

19-SEP-88

10:12

82-OCT-87

15:43

i»; o_

L 208

380 -480 508 FREQUENCY IN Hz LOOSENESS & HIGH FREQUEMCIES UP?

FREQ: OROR: SPC5:

e.is? i.eee

.86818

El gráfico de espectros múltiples ilustrado más arriba demuestra que las armónicas de TS (aflojamiento) y la actividad de alta frecuencia aparecen en este cojinete de rodillo en el mes de junio.

6-34

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COJINETES C<JN ELEMENTO ROTATORIO

BPFI - PRESS ROLL BRG.- PflPER MRCH. PRESS ROLL-FR8 FELT BOLL *8
8.24..

FPM = RPS *

5=5

8.18..

o

8.12..

1484. 6 .17

áf e. es

JL 186

u Hz

Label: BPFI UXlxTS SDBNDS- CRflCKED BPFI

NO. PICO

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

FRECUENCIA (Hz)

VALOR PICO

VALOR ORDEN

NO. PICO

1,14 2,07 3,06 6,24 12,48 15,01 18,71 57,97 64,21 70,45 76,69 180,15 192,62 198,85 205,09

0,0288 0,0160 0,0112 0,0752 0,2544 0,0117 0,0422 0,0262 0,0322 0,0158 0142 0162 0289 0336 0,0182

0,18 0,33 0,49 1,00 2,00 2,40 3,00 9,28 10,28 11,28 12,28 28,85 30,85 31,85 32,84

16

TOTAL MAG 0,3053

SUBSINCRONICO 0,0489 / 3%

17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Priority

FRECUENCIA (Hz) 244,35 250,59 256,83 263,05 269, 2£ 302,36 308,56 314,81 321,0.4 327,27 333,52 385,24 391,48 449,45 . 455,67

SINCRÓNICO 0,2705 / 79%

i

SPEC-

.296

VALOR PICO

VALOR ORDEN

0,0333 0,0416 0,0266 0,0170 0,0230 0,0145 0,0266 0,0201 0,0135 0,0309 0,0243 0,0185 0,0216 0,0136 0,C199

39,13 40,13 41,13 42,13 43,13 48,42 49,42 50,42 51,41 52,41 53,41 61,70 62,70 71,98 72,98

NO SINCRÓNICO 0,1328 / 19%

El espectro ilustrado más arriba presenta un patrón típico de un aro interno agrietado. Los grupos amontonados de picos representan la modulación IX de las armónicas BPFL La lista de picos confirma este diagnóstico. Los picos no sincrónicos están separados por 1 orden. El aflojamiento (dominante 2X) es una consecuencia del BPFI agrietado, que comprensiblemente hace 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 I COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

2.8

BPFI - PBESS ROLL BBG.- PHPEB HHCH. PRESS ROLL-FB8 FELT ROLL «8
co

CD
388 488 588 TIME IN MSECS Label: BPFI- RINGS OS BRLL PRSSES CRRCK 188

288

688

788

Prioríty: 1

Las bolas o los rodillos que pasan por encima de una grieta del aro ocasionan un impacto agudo y un patrón de oscilación transitoria en la forma de onda. El patrón es bastante claro. Las amplitudes, no obstante, son sólo moderadas debido a la velocidad lenta del rodillo y la Fmáx baja. Recuerde, la aceleración tiende a amplificar los picos exponencialmente a medida que aumentan las frecuencias. Recuerde también que los defectos de BPFI a menudo resultan ser más difíciles de detectar debido a su débil recorrido de transmisión al transductor. Tome seriamente la presencia misma de 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 I COJINETES COS ELEMENTO ROTATORIO

e.es

LUBE - REFLUX PUMP NORTH 2858 P 2858 -P1U PUMP BEHRING 1 UERTICñL Spectrun Display 16-flPB-^91 18:46

PK = LORD RPM = RPS =

888 1288 FREQUENCy IN Hz Label: 888-168BHz: 7 PERKS S3Hz HPñRT??

.1368 180.8 1745. 29.88

1608

LUBE - REFLUX PUMP NORTH 2858 P 2B58 -P1U PUMP BERBING 1 UERTICflL Uaueforn Display 16-flPR-91 10:46 RUS = LORD = RPM = RPS =

1.98 180.e 1745. 29,88

co i

68

128 188 248 TIME IN MSECS Label: HI6H ENEBGV LEUELS IN MRUEFORM

308

En el gráfico ilustrado más arriba, unos 93 Hz separan un pico del siguiente entre el grupo de siete picos entre 800-1600 Hz. ¿Qué podría causar estos datos? El espaciamiento es de unas 3,2 órdenes~¿BSF o BPFO? No, las frecuencias no concuerdan, pero existe energía considerable en la forma de onda. ¿Qué más de lo mencionado anteriormente puede explicar este patrón? 6-37

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

o .03 •

LUBE - REFLUX PUMP NORTH 2058 P 2858 -P1U PUMP BEHRING 1) UERTICñL t •3

Spectrun Oís 16-HPR-91 110:46

PK = LORD = " RPM = RPS =

0.84.

\ 0.63.

0

'

1368 188 8 1745 29.88

, íI

•

1200 880 FREOUXNCV IN Hz Label: LUBRICO!ION PROBLEM IN BEHRING 488

1608

Priority: 1

FREQ: 1108.1 OBDR: 38.10 SPEC: DFRQ:

.04894 92.46

La última página del cuadro de defectos de cojinetes, indicado anteriormente en esta sección, se refiere a la capacidad de determinar problemas de lubricación. El patrón ilustrado más arriba es un caso de libro de texto sobre las características descritas en ese cuadro. Aparece un grupo de picos en el rango 800-1600 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 I COJINETES COV ELEMENTO ROTATORIO

Cojinete de bomba defectuoso Fan Pump with Roller Bearíngs Motor with Sleeve Bearings 90% Water 10% Paper Fiber

1.

Las tuberías nuevas y un cabezal positivo de 10 pies hacen improbable la formación de cavidades.

2.

La forma de onda verificó la presencia de impactos.

3.

Considere las características de la degradación del cojinete de rodillo. *

4.

Hay aflojamiento.

5.

Los cojinetes de rodillos esféricos presentan mediciones axiales más altas que los cojinetes cilindricos. Los cojinetes esféricos también presentan defectos en frecuencias 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 I COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

Bomba con ventilador

MOH MOV MOA

MIH MTV MÍA

PIH

prv PÍA

Fan Pmnp

POH POV POA

1250 HP Sleevc Bcanng Motor

La ubicación de los puntos de medición aparece en el diagrama ilustrado más arriba. El extremo interno del motor permanece inaccesible debido a la protección del acople. Se intentó recientemente el reemplazo del motor para reducir los niveles de vibración en la unidad completa, pero los niveles de ruido se mantienen altos.

6-40

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COJINPTES CON ELEMENTO ROTATORIO

RBBG - FflN PUMP SPECTBH FROM HULTIPLE MEflSUREMENT POINTS

FflN PUMP -MOU 88-MflR-88 18:18

FflN PUMP -MOH C8-MRR-88 18:B8

368 488 FREQUENCV

788

FflN PUMP -MOfl 88-MRR-88 18:88 39.96 FREO' 888 ORDR: 2.881 .8-4818 SPCl:

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

1W». \m CamfHUOaaa Sjw«Rt». iKnrponud Rncrad» uxk. la

6-4!

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1 COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

RBRG - FflN PUHP SPECTRR FROM MÚLTIPLE MERSUREMENT POINTS

FflN PUMP -POfl 88-MRR-88 18:1-4 c_í

FflN PUHP -POU 08-MRR-88 18:14 FRN PUHP -PCH 88-MHR-8S 18 13 FflN PUHP -PIR 88-HRR-88 18:13 FflN PUHP -PIU 88-MRR-88 18:12

188

208

308 408 588 FREQUENCV IN Hz

600

700

FflN PUHP -PIH 88-HflR-88 18:11 FREQ: 19.90 800 ORDR: 1.000 SPCl: .87441

Todas las medidas efectuadas en esta bomba presentan puntos prominentes de energía de banda amplia junto con algunos picos de baja frecuencia. Los puntos prominentes de energía fluctúan entre 200 y 400 Hz (12000 a 24000 RPM, o alrededor de 10 a 20 órdenes de velocidad de giro). Examine los picos de baja frecuencia más atentamente. Puede tratarse de armónicas de velocidad de giro, o bien pueden ser armónicas de frecuencia de algún cojinete. El rango de escala completa de todos los gráficos es bajo y alcanza 0,1 PPS, pero los puntos prominentes amplios generan bastante energía.

6-42

• Copyright 198», 1*93 O»»p«»Uml Sjstam. I

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

FflN PUMP

e.

RBRG - FflN PUMP -PIH PUMP INBOflRD HORIZONTflL Spectrun Dísplay 08-MflR-88 18:11 PK = .2938 LOflD = 188.8

0.88..

RPM = RPS =

1194. 19.98

_

LjJ

C=RUN SPD HMNCS : 19.90

co

£5

0.86

0.84

8.82

e

te

200

580 300 400 FREOUENCV IN Hz

680

700

800

FREO: ORDR: SPEC:

94.79 4.763 .04262

Ilustrado más arriba aparece un gráfico en pantalla completa del Horizontal interno de la bomba (PIH). Las líneas verticales punteadas marcan los picos de baja frecuencia que representan armónicas de velocidad de giro. También puede encontrar armónicas de picos no sincrónicos. El cursor armónico resalta un pico de este tipo en 4,763XTS. Observe que ningún pico individual posee una amplitud muy alta. El rango de escala completa del gráfico es sólo de 0,1 PPS, pero el valor general del punto de medición es casi 0,3 PPS. Los puntos prominentes amplios de energía producen el valor general relativamente alto. Los impactos irregulares (mostrados en la forma de onda de tiempo) tienden a generar puntos prominentes amplios en el espectro. Los cálculos que crean el espectro a partir de la forma de onda de tiempo no pueden asignar los impactos a ninguna frecuencia en particular, lo cual produce la aparición de puntos prominentes en lugar de un pico. 1W». 1M3 CanpiUUoMl S]*MM. iKXtrponUd Sf-.n-v.do. Iodo tai dtnckm

6-43

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

FRN PUMP

RBRG - FñN PUMP -PIH PUMP INBOflRD HOBIZONTflL Uaveforn D i s p l a y 08-MHR-88 18:11 RMS = LORD = RPM = RPS =

.7965 108.8 1194. 19.90

cn>

50

108

150 200 250 TIME IN MSECS

300

350

400

La cantidad y la altura de los "impulsos afilados" en la forma de onda de tiempo confirman la presencia de impactos severos. Muchos impactos superan los ± 2 g en amplitud. Estos niveles de impacto generan grandes cantidades de energía en esta bomba de gran tamaño. Los cojinetes a su vez absorben esta energía de impacto, la cual los daña rápidamente. El patrón irregular y complejo de la forma de onda demuestra la imposibilidad de transformarla en un espectro "limpio", dando como resultado los puntos protuberantes amplios de energía que aparecen en la página anterior.

6-44

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

FflN PUMP

0.18

RBRG - FHN PUMP -PIH PUMP INBORRD HOBIZONTRL Spectruri Display B8-MRH-88 18:11 PK = LORO = + RPM = RPS =

8

180

200

308 -408 588 FREQUENCV IN Hz

608

708

.2938 106.8 1194. 19.98

880

El espectro ilustrado más arriba indica la razón por la cual no se puede utilizar un sólo número general para determinar el estado de una máquina. El espectro corresponde a una bomba con un cojinete defectuoso. Tiene un valor general precisamente por 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-«*<»

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

8.48

BflL TURBINE

- TURBINE ( D R I U I N G ID FflN) . -TIH TURBINE INBOfiRD HORIZONTRL

Spectrun Display 12-NOU-87 14-28

8-35..

--PK = LORD = RPH = J-RPS =

8.38.,

.3270 188.8 2595. 43.25

8.25..

e 100

200

300 400 500 FREOUENCV IN Hz

608

700

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

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

6-47

A.SAL1SIS DE L> SOl.o CANAL I COJ1NFTESCON KLK VIENTO ROTATORIO

FflN PUMP

i

1

RBRG - FHN PUMP -PIH PUHP INBOHRD HORIZONTflL

1

1

1

1

Waueforn Dísplay e8-MflR-88 18:11 RMS = LORD = RPH = RPS =

.7965 100.6 1194. 19.90

co

<E

D¿ UJ

_ CJ

-4

0

108

150 200 250 TIME IN MSECS

300

358

400

Examine las formas de onda de tiempo para los espectros de las dos páginas precedentes para determinar la máquina que tiene el peor problema. La forma de onda de tiempo ilustrada más arriba corresponde al cojinete de bomba defectuoso. Presenta altos niveles de impacto. Uno de los impactos alcanza casi 5 g, y la mayoría se encuentran en el rango de ± 2 g. El valor general RMS de la forma de onda se acerca a 0,80 g.

6-48

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1 COJINEfES CON ELEMENTO ROTATORIO

1.0

BRL TURBINE

- TURBINE (DRIUING ID FHN> -TIH TURBINE INBORRD HORIZONTflL Uaueforn Display 12-NOU-87 14:28 RMS = LORD = - - RPH = RPS =

.2349 108.0 2595. 43.25


180

200 30B TIME IN MSECS

408

500

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

un'. 1*93 CaBpubUcaü SJ«UM>.

Rwcrauk» uxk» kx dendra

6-49

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

FON PUHP

RBRG - FRN PUMP -PIH PUHP INBORRD HORIZONTRL

Uaveforn Display 08-MRR-88 18:11 RMS =

.8805

RPM = RPS =

1194. 19.98

LORD = iee.e

UJ

-2..

-4

iee

FRN PUMP

288 300 TIME IN MSECS

488

580

RBRG - FRN PUMP -PIU PUHP INBORRD UERTICRL

Display 88-MRR-88 18:12 RMS = LORD = RPM = RPS =

e

6-50

iee

388 TIME IN MSECS

4ee

588

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

.8998 188.8 1194. 19.98

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

FflN PUMP

RBRG - FRN PUHP -PIR PUMP INBORRD HXIHL Uaweforn Display 08-MRR-88 18:13

RMS =

1.42

RPM = RPS =

1194. 19.90

LOAD = iee.e

d> «—« ^ UJ

cd

-6 108

150

2ee

250

380

350

400

TIME IN MSECS

Como otra razón para examinar las formas de onda de la bomba, es recomendable determinar cuál de los cojinetes de la bomba se ha degradado más. Los impactos más altos indican un cojinete con más defectos y jnás grandes. Las tres formas de onda de tiempo de la página precedente y de esta página corresponden a los puntos de cojinetes internos de la bomba. Los valores RMS de las tres formas de onda aparecen hacia el extremo superior derecho del gráfico. PIH PIV PÍA

= = =

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 I COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

FRN PUMP

2.5

RBRG - FflN PUMP -POH PUMP OUTBORRD HORIZONTRL

T Uaveforn Display 88-MflR-88 18:13 RMS = LORD = t RPM = RPS =

.5887 188.8 1194. 19.98

co

<£.

ce: UJ

UJ CJ

8

188

FRN PUMP

158 288 258 TIME IN MSECS

388

RBRG - FflN PUMP -POU PUMP OUTBORRD ÜERTICflL Maveforn Display 88-MflR-88 18:14

RMS = LORD = RPM = RPS =

CJ CJ

-3 8

6-52

188

158 288 258 TIME IN MSECS

308

358

ItO. 1993 OmpulaUond SjUam. IncorpoMad Racrad» lodo»

488

.7756 188.8 1194. 19.98

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

FflN PUMP

RBRG - FRN PUMP -POR PUMP OUTBOflRD HXIflL Uaueforn Display B8-MflR-88 18:14 fRMS =

.8319

LORD = lee.e RPM = 1204. IRPS = 20.07

UJ

58

lee

150

2ee

250

300

350

-400

TIME IN MSECS

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

POH POV

= =

0,58 g 0,77 g

POA

=

0,83 g

Una vez más, el punto axial presenta la mayor cantidad de energía. Los niveles de RMS para los puntos externos son uniformemente más bajos que aquellos para los puntos internos. Más importante aún es la escala de los gráficos que presenta el nivel de los impulsos afilados o impactos mucho más alto en los puntos internos. Por lo tanto, el cojinete interno probablemente tiene los defectos más graves. Si sólo puede cambiar un cojinete, cambie el interno. . 1W3 CmpuUUMU Sy*uw. lacorponud R«Mrw>«k« lodo» ka dovd»

6-53

VS'ALISIS DE Vft SOLO CA-NAi. I COJ1>WE8CO,N ELEMEXTO «OTATORIO

Rodillo de secado de máquina de papel

40,000 Ib. Dryer Roll - Steam Heaicd 5 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 permanecer sobre 212° F para impedir la formación de óxido. Dado que el rodillo se expande bajo este calor, uno de los cojinetes debe quedar libre para flotar en la dirección axial. El cojinete flotante es habitualmente el que está opuesto al extremo de engranajes del rodillo. 3. El engranaje helicoidal que impulsa el rodillo produce una carga axial en los cojinetes. Esto significa que las medidas axiales son por lo general la-mejor manera de encontrar defectos en los cojinetes.

6-54

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1 COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

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

0.016

Spectrun Display 04-11-88 13:49 PK = .0375 LORD =100.0 FPM = 3777. RPS = 3.34

8-012 ..

I «n

2=

0-008-,

3

£o.

UJ

0.0B4.

i

e

0

0

10

20 30 40 Frequency in Order

58

60

Ordr: Freq: Spec:

8.773 29.30 .00320

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

Co»|m»»M>aJ S;M
6-55

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

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

UJ N? ^

03-RUG-88

14:12

86-JUL-88

13:43

86-JUN-88

14:59

89-MRV-88

13:42

ll-flPR~88 ORDR: FREO: SPC5-

13:49 8.327 38.33 .88184

PLOT SPflN 8.05 T

JL. 18

15 28 25 38 35 FREQUENCV IN ORDER

48

45

58

El gráfico de espectros múltiples ilustrado más arriba presenta datos desde abril hasta agosto. El cojinete en el extremo opuesto del rodillo queda libre para flotar axialmente, de modo que los picos en las armónicas más bajas de velocidad de funcionamiento (1, 2, 3 y 4XTS) tienden a subir y bajar con la variación de la velocidad de la máquina. Aunque la velocidad de la máquina ha variado, las amplitudes de las frecuencias de defectos de los cojinetes no han cambiado significativamente en este tiempo. Por lo tanto, el defecto no está avanzando rápidamente, pero puede no estar en la zona de carga del cojinete. Este cojinete requiere atención especial en busca de señales de algún cambio repentino.

6-56

> CopjrfclM 1*8». 1MJ ConpnUtooü S]M4m>, lacorponUd R'««rva
ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

BPFI - T . S . - DRVEB ROLLS < R X I f l L > DBYER RQLL-D85 #5 DRVER ROLL

UJ ¥? ¿=¡

87-06-88

15:24

86-86-88

15:52

85-89-88

15:37

84-11-88 Ordr: Freq: Spc4:

16:80 8.161 27.84 .01617

PLOT SPRN 8.14T

JL ^

Ti VL>._n__u_AiLMt *._

8

'10

28 38 40 Frequency in Order

58

El gráfico de espectros múltiples ilustrado más arriba corresponde a otro rodillo de secado de diseño similar. El problema de cojinetes, no obstante, difiere considerablemente. Los espectros desde abril a julio de 1988 presentan la aparición repentina de una familia de picos armónicos. La primera armónica 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 I COJINETES CON EÍ.EME.VTOS ROTATORIOS

Rodillo de retorno de alambre de la máquina de papel

n Roll is 20 Feet Long 30" diameter

Spherical Roller Bearings

1.

Los cojinetes se lubrican a presión desde un colector común.

2.

Este rodillo invierte la dirección del "alambre" sobre el cual se rocía la fibra de papel para formar una hoja de papel.

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»

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1 COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

8.828

TS of

TT

RBRG - TENDING SIDE OF FOURDRINIER FOÜR-3R» 3rd MIRE RETURN RXIRIX 55R317725> Spectruw Display 39 12:12

8.816..

PK = .8418 LOflD = 188.8 - - FPM = 2688. RPS = 4.75

8.812..

SKF 22326C C=FTF . D=BSF E=BPFO F=BPF I

1.95 12.57 29.23 42.87

8.888 .„

8.884..

128 188 FREQUENCV IN Hz

248

388

FREO. ORDR: SPEC:

38.95 6.511 .88212

El gráfico ilustrado más arriba corresponde a datos axiales de un cojinete de rodillo esférico defectuoso. Los patrones de frecuencia del cojinete indican un problema a pesar de la baja amplitud. Muchos picos se producen en los lados superior e inferior de 4 y 5XBPFO (Frecuencia de paso de la bola del aro exterior [frecuencia de defecto del aro]). Estos picos están espaciados en frecuencia por 1XTS del eje. Por consiguiente, las bandas laterales 1XTS modulan picos alrededor de 4XBPFO y 5XBPFO. Esta característica indica que el eje crea estas frecuencias. Al igual que en el ejemplo precedente, este cojinete también requiere estar atento en caso de que aumente la degradación.

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

6-59

ANÁLISIS DE L-M SOLO CANAL I COJINETES CON ELEMENTOS ROTATORIOS

0.020

RBRG - TENDING SIDE OF FOURDRINIER TS of FOUR-3RR 3rd MIRE RETURN flXIHIX 55R317725) SpeetruM Display 24-JON-89 12:12

0.016 1

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

0.012 i

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

0.088 1 ^¿. CL. 0.004 1

60

120 180 FREQUENCV IN Hz

240

300

FREfJ: ORDR: SPEC:

39 78 8.370 .00194

El cursor descansa ahora sobre el BPFI (Frecuencia de paso de la 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 un problema de aro interno o externo. Todavía podría usted decir que estos picos armónicos de BPFI tienen bandas laterales moduladas por la velocidad de giro del eje. Un defecto del aro interno es potencialmente más grave que un defecto del aro externo, de modo que el problema requiere inspección frecuente. Una forma de onda de tiempo podría proporcionar asistencia considerable en el análisis del problema.

6-60

• Copyright im, 1W3 ComputaUowl Sortean, i

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1 COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

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

PLOT SPflN 8.824

co

TS of FOUR-3RR 24-JRN-89 12:12 _ <=>

TS of FOUR-3RH 24-JflN-89 12:11

WU^.. 8

68

128 180 FREqUENCV IN Hz

308

Este gráfico compara mediciones radiales y axiales en este cojinete de rodillo esférico. La carga axial de este cojinete—y la mayor proximidad de la sonda al cojinete en la dirección axialproduce las amplitudes axiales más altas. Este ejemplo muestra la razón por la cual es recomendable tener medidas axiales para cojinetes de rodillo esférico. En general, efectúe una medición axial en todos los cojinetes que soporten una carga de empuje considerable.

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

6-61

ANÁLISIS DE f* SOLO CANAL i COJ1NÍTSS CON ELEMENTOS ROTATORIOS

BELT DRIUEN QUERHÜNG FflN

FIH

FOH

Fin

F0fi

\ FON

MIU Y"

MOU

-MOñ MOTOR

MIH

MOH

1.

Este equipo está ubicado en eí techo del edificio.

2.

Los engrasadores del motor se han oxidado. El ventilador no tiene engrasadores.

3.

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

4.

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

5.

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

*

642

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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

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

1

!

!

1 *

OURHNG FRN-FOU 89-21-88 15:59 OURHNG FRN-FOH 89-21-88 16:81

M

OURHNG FRN-FIU 09-21-88 15:59

PLOT SPRN 8.5 y

OURHNG FRN-FIH 89-21-88 15:56

8Í -^MAA.ÍMLA.

1

1

1

A. ,. J..JL A^.

OURHNG FRN-MIU 89-21-88 15:53

..A . .

i

. .. . 1L.

.

OURHNG FHN-MIH 09-21-88 15:53

...

OURHNG FRN-MOU 89-21-88 15:58

L 8

288

OURHNG FRN-MOH 89-21-88 15:58

488 688 888 Frequency in Hz

1888

12(m

Este gráfico de espectros múltiples demuestra que el defecto está en el motor, no en el ventilador. Los picos de los espectros del motor se ven como armónicas de 1XTS.

1»». 1*93 OcmtfMMÍamt Sjntw, («oorpanUd RfHrada loria k> dmdm

6-63

ANÁLISIS DE CM SOLO CANAL I COJINETES CON ELEMENTOS ROTATORIOS

RBRQ - BELT DRIÜEN OUERHUNG FRH OURHNG FñN-HIU MOTOR INBOHRD UERTICRL i i } r c c c C: c C C C

u .o -

0.5.

Spectrun D í s p l a y 09-21-88 15:54 PK = LORD = RPM = RPS =

•

cp

1

o=!

0-4.

.9097 100.0 1743. 29 05

C=MTR SPD HMNCS

•

•MÍÜ.Z.

fr— «

^

y

^

i

0.3. . '.

sa

0.2.

.

0.1. i

!

0

'

; i

•

v-á L xj ^¿JiyL

LA> WV J¿¿ 50 1tea

1E;0 250 ^ 200 Freq uenc j in Hz Label: SEUERE LOOSENESS-BñD MTR BRGS

300

B 35 a

Freq: Ordr: Spec:

91.33 3.165 .271

Una vista más de cerca del espectro de la Vertical del motor interno (MIV) presentada en la página anterior indica la presencia 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 I COJINETES CON ELEMEVTO ROTATORIO

RBRG - BELT DRIUEN OUERHUNG FflN . OURHNG FflN-MIU MOTOR INBOflRD UERTICflL

Waveforn Display 09-21-88 15:53

PK = .8502 LORD = 100.0 RPM = 1788. RPS = 29.80

e

128 180 TIME IN MSECS Label: SEÜERE LOOSENESS-BflD MTR BBGS 68

246

300

La forma de onda de tiempo de la combinación de ventiladormotor muestra impactos significativos, especialmente para una forma de onda graneada en PPS.

*. 1W3 CaapttaUDBÉl SfOmm. Imaxpaateá Romadoi toda k» dtncta»

6-65

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COJINETES CON ELEMENTOS ROTATORIOS

RBRG - BELT DHIUEN OUERHUNG FBN SPECTRfl FROM MÚLTIPLE MEflSUREMENT POINTS r

r

1

f

i

OURHNG FflN-MIU 20-OCT-88 15:05

JL_

^^WlnJJLAkA^. . . PLOT SPflN 8.5 y

A_

. -_*

OURHNG FRN-MIH 20-OCT-88 15:85

.. I

,

,

A^A.jLJ lA_JKrs^^,.-^^-_J^y^_JJL. ii

9± :>-

cu

OURHNG FflN-MIU 21 -SEP -88 15:53

..

-

OURHNG FftN-MIH 21-SEP-88 15:53

... - -

JL

OURHNG FflN-MOU 28-OCT-88 15:04

A^ju-ÁA^^/vX. _. , .. -^.^.

.

,

..

OURHNG FRN-MOH 28-OCT-88 15:04

• rt-^-c , - . . , ,

jw^AjUí .
200

OURHNG FflN-MOU 21 -SEP -88 15:58

-480

600

^ , 888

OURHNG FflN-MOH 21 -SEP -88 15:58

i. 1888

1200

FREQUENCV IN Hz

Después de reemplazar los cojinetes del motor, desaparece prácticamente toda la vibración armónica. No obstante, el pico IXTS en el MOV subió, lo cual indica un posible problema de correa, polea o alineación. Es necesario analizar la vibración en la dirección axial del motor para confirmar y diagnosticar el nuevo problema.

6-66

• Copyright 1*9. 1M3 ConpubUtonü Spaon». iKorponted Ratrrate lodo» In datdKX

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I COJINETES CON ELEMENTO ROTATORIO

RBRG - BELI DRIUEN OUERHUNG FRN . SPECTRfl FROH MÚLTIPLE MERSUREMENT POINTS

OURHNG FflN-MOfl 28-OCI-88 15:05 OÜBHNG FflN-MOfl 21-SEP-88 15:52

PLOT SPñN 0.5

OURHNG FflN-MOU 28-OCT-88 15:04

0..

I

OURHNG FflN-MOU 21-SEP-88 15:58 OURHNG FRN-MOH 20-OCI-88 15:84

e

288

488 688 808 FREQUENCY IN Hz

1008

OURHNG FRN-MOH 21-SEP-88 15:58 FREO: 29.75

OBDR:

SPC4:

1.000 .360

La vibración axial externa y, la vertical externa han aumentado en el motor. Esta combinación indica que ahora existe un problema de alineación o de descentramiento de polea en el motor. El motor parece mecerse hacia arriba y hacia abajo en tomo a sus patas internas. Es necesario verificar el descentramiento de la polea del motor así como la alineación de la polea. Sin embargo, la reparación parece haber solucionado el problema del cojinete.

. UK

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1 DEFECTOS DE LOS ENGRANAJES

SECCIÓN 7 DEFECTOS DE LOS ENGRANAJES

m». lf*3 CampmMlo^í 8?M». lucorpomud lUurw*» todo» lo. dtncta»

7-1

ANÁLISIS DE UN SOLO CAMAL I DEFECTOS DE LOS ENGRANAJES

Sección 7 Defectos de los engranajes * ,A

La índole mecánicamente compleja de las cajas de engranajes dificulta la interpretación de las características de los engranajes. Algunos conceptos simples ayudan a reconocer fácilmente los problemas de los engranajes. 1.

frecuencia del enlace de los engranajes a), aparece independientemente del estado de los engranajes b). la amplitud cambia significativamente con la carga

2.

bandas laterales

3.

a), las bandas laterales de alto nivel indican un problema b). las bandas laterales indican el engranaje que está malo por el espacio entre picos •i frecuencia natural del engranaje a), resonancia natural del engranaje excitada por los defectos 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 1 DEFECTOS DE LOS E>CRASAJES

Enlace de los engranajes Los defectos de los engranajes producen vibración de baja amplitud en frecuencias altas, similares a los defectos en los cojinetes con elementos rotatorios. Los dos defectos difieren porque los problemas de engranaje son sincrónicos y los de cojinete con elemento rotatorio no sincrónicos. Los defectos de engranaje predominan en la frecuencia de enlace de engranajes (GMF) y/o las armónicas de la GMF. Se puede calcular la GMF multiplicando el número de dientes de un engranaje dado por 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 3600 RPMo60Hz. 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 un tren de engranajes múltiples, puede ser necesario calcular parámetros adicionales para identificar el o los engranajes que tengan defectos. En la página siguiente aparece un problema y un tren de engranajes de ejemplo. En la segunda página a continuación aparecen los cálculos'de frecuencia de engranajes, incluyendo las bandas laterales.

CopyrigW 1W», IW3 OnpuuOMu] SyiUu. Incorpontted'RiMrwte lodo k» dencfa»

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I DEFECTOS DE LOS ENGRANAJES

velocidad engranaje impulsor (entrada) No. de dientes engranaje impulsor No. de dientes primer piñón No. de dientes segundo piñón GMF

= = = =

3600 RPM 256 38 21 15.360 Hz

GMF # of teeth on Ist pinion = 15,360 38 = 404.2 Hz = 24,252 RPM

First Pinion Shaft Speed =

GMF # of teeth on 2nd pinion = 15,360 21 = 731.4 Hz = 43,884 RPM

Second Pinion Shaft Speed =

fast pinion: 38 teeth

-WTT/ IP/XX

1

404 Hz (24,252 RPM)

Gearmesh [

\

15¿WHz,

L

\ 731 Hz (43,884 RPM)

second pinioc: 21 teeth

. 1*» Qn|MMIm>l

todo, lo dcnck»

7-5

ANÁLISIS DE L?i SOLO CANAL I DEFECTOS DE LOS ENGRANAJES

FRECUENCIAS DE ENGRANAJE PARA 1486 i**************'****»***************

grana je 1: Dientes (T2) en grana je 2: Proporción de e añajes (T2/T1) : Mayor factor común::

ARMÓNICAS

EJE 1

EJE 2

1

60, 00

2 3

ü

4

256 38 ,1484

2.

ENLACE ENG.

FASE ENS.

404,21

15360,00

7680, 00

3,16

120, 00

808,42

30720,00

15360,00

6,32

180, 00

1212,63

46080,00

23040, 00

9,47

240, 00

1616,84

61440,00

30720,00

ENLACE ENG. - MAS BANDAS LAT. EJE 1

ARMÓNICAS

. 12,63

ENLACE ENG . - MAS BANDAS LAT. E.JE 2

15360,00 15300,00 15420,00 15240,00 15480,00

15360,00 14955,79 15764,21 14551,58 16168,42

30720,00 30660,00 30780,00 30600,00 30840,00

30720,00 30315,79 31124,21 29911,58 31528,42

46080,00 46020,00 46140,00 45960,00 46200,00

46080,00 45675,79 46484,21 45271,58 46888,43

61440,00 61380,00 61500,00 61320,00 61560,00

61440,00 61035,79 61844,21 60631,58 62248,43

Frecuencias en Hz

7-6

REPT DIENTE

1W». 1»W ConpubtfJaail Sjaaat, ImaorporaUi Rourvadn todo» k» dencfco»

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I DEFECTOS DE LOS ENGRANAJES

Frecuencia natural del engranaje e.e?

GBOX - PRPER MRCH DRVER ROLL G-BOX DRVER GBOX-D34 «34 DRYER ROLL 72" 23160 Spectrun Display 21-MRR-89 15:01 PK - .1397 LORD = 100.0 FPM = 3587. RPS = 3.17

M=GMF 1<96T-84T> : 304.5

0

100

200 300 FREQUENCV IH Hz

400

500

En este espectro, aparece un pico de frecuencia de enlace de engranajes en 304 Hz (18.240 PM). La frecuencia natural (o resonancia) de este engranaje está justo sobre 100 Hz (6000 RPM). Con el desgaste de los engranajes, se produce más fuerza impactante, lo cual a su vez genera más "ruido blanco". El ruido blanco puede compararse con la luz blanca. La luz blanca es la combinación de todas las longitudes de onda visibles de luz. El ruido blanco es la combinación de todas las frecuencias de vibración espectral. Dado que parte de esta energía de ruido blanco se produce en la frecuencia de resonancia del engranaje, dicha energía tiende a excitar, u "oscilar transitoriamente", el engranaje en su frecuencia de resonancia. Otras frecuencias tienden a ser mitigadas.

1*». W93 CoKpaUilnal Sj*Un». Incorpórate! Rmo-nd» todo te «tertcfco.

7-7

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I DEFECTOS DE LOS ENGRANAJES

Ejemplo de cálculo de enlace de engranajes \

GM1

Motor mLsmll teeth •'

/

¡

'\

GM2

MSS 60 teeth Chuck

48 teeth mkm (°uter Shaft)

oss Velocidad tie eje externo = _ (medida con un tacómetro) Enlace de engranajes 2

= _ = _

Velocidad de eje intermedia = = = Enlace de engranajes 1

Hz X 48 _ Hz = GM2

GM- -f- 9 _ 1_ Hz -4- 9 __ Hz = ISS

= ___ = _

Velocidad del eje del motor, = = =

7-8

Hz = OSS

Hz X 60 Hz =

GMj 4- 11 _ Hz 4- 11 _ Hz = MSS

* Coprri(M 1*8». IW3 Campuutlaaa Systtim. lacorponted Rixrvwta toda» k»

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I DEFECTOS DE LOS ENGRANAJES

Espectro para el ejemplo de cálculo de enlace de engranajes LflB - HRND DRILL HT HIGH SPEED HS DRILL -GHS G-BOX OUTPUT SHñFT fíl HIGH F-MflX Spectrun Display B fl D BD DB D D B 28-MflR-90 10:27 0-7.. 0.8

--RMS =

1.74

LORD = 100.0

RPM = 4-RPS =

0.6..

R=CHUCK RPM: 3.80 B=INT-CHCK GMESH : 182.4 C=HTR-INT GMESH : 1219. --D=HOTOR RPM: 110.3

05.. O.4.. CJ

228. 3.80

03..

0.2..

01..

0

400

800 FREQUENCV IN Hz

1200

1600

Se pueden predecir las frecuencias de interés que aparezcan en este espectro utilizando el Ejemplo de cálculo de enlace de engranajes de la página anterior. Para la velocidad del eje de mandril use 3,8 Hz. Las frecuencias calculadas debieran aproximarse a aquellas mostradas por las frecuencias de falla en el lado derecho del espectro.

1M>. I»} Camfuu***»! SfOam. ImorponUd Rixraufe. iodo, k» dirtd».

7-9

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I DEFECTOS DE LOS ENGRANAJES

Defecto de engranaje No.l 14.47 Hz

I

Turbine A -TL

Gearbox 75.24 Hz 1.

La turbina que se describe más arriba impulsaba una máquina de papel completa incluyendo el equipo periférico.

2.

Observe en sus datos la frecuencia y bandas laterales del enlace de los engranajes a las velocidades de giro del eje de entrada y salida. Estas frecuencias dificultan un poco más el diagnóstico. Aunque las bandas laterales del eje de entrada son mayores en amplitud, adquiera los datos espectrales con un alto nivel de resolución. Hay que evitar añadir las bandas laterales del eje de salida 5 X a las bandas laterales del eje de entrada.

7-10

• Copyright 1«8*. im Conpulatlooal SjMn». iKorporaUd Xaurados lodo» fc« dtndx»

• i\

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1 DEFECTOS DE LOS ENGRANAJES

GBOX - LINE SHflFT GBOX-OUTPUT SHHFT SPECTRR FROM MÚLTIPLE HERSUREMENT POINTS

co

PLOT SPflN 0.5

LS GERRBOX-GOR 05-06-88 10:02

LS GEñRBOX-GOU 10:02

e..

0

05-06-88 ra*~'ia_-SeJLJUv<|L~v'T3

200

LS GERRBOX-GOH 05-06-88 10:01 Freq: 1001.3 41200 oran 12,98 Spc2: .08879 Dfrq: 75.24

400 600 800 Frequency in Hz

La frecuencia de enlace de los engranajes aparece en 14XTS del piñón. Observe que este pico domina claramente los tres espectros presentados más arriba.

19». l«n CoBpuUUowI ByMaf. iHxrpantfti

HmtrmA* toda te

7-11

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I DEFECTOS DE LOS ENGRANAJES

0.7

GBOX - LINE SHflFT GBOX-OUTPUT SHRFT LS GEñRBOX GOH HORIZ OTBD GERR Spectrufi D i s p l a y 85-86-88 10:01

B.6..

8-5..

PK = .5151 LORD = 108.0 RPM = 4614. RPS = 76.90

Gearmesh frequency ís modolated by 1XTS of the output shaft; ¿f - 14.47 Hz

CO

8-4..

CJ O

8.3..

8.2..

0.1..

900

1000 Frequency in Hz

1100

1280

Freq: Ordr: Spec: Dfrq:

1062.0 13.81 .04376 14.47

Las bandas laterales son la clave para el análisis de las cajas de engranajes. El espectro ilustrado más arriba presenta las bandas laterales de la frecuencia de enlace de los engranajes modulada por 1XTS del eje de salida.

7-12

• Copyright 1989, 1993 CanfmUtioKÜ SjmbM.

lodo» k» derecho*

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1 DEFECTOS DE LOS ENGRANAJES

8.7

GBOX - LINE SHHFT GBOX-OUTPUT SHRFT LS GEfíRBGX-GOH HORIZ OTB.D GEflR

Spectrun Display 85-86-88 18:81

0.6

c_x

a.5..

PK = .5151 LORD = 188.8 RPH = 4614. RPS = 76.98

Geannesh frequency is modulated by 1XTS of the inpui shaft; AÍ - 75.24 Hz

8.4

9.3..

9 9.2..

8.1

e 888

988

1888 Frequency in Hz

1188


Freq: Ordr: Spec: Dfrq:

1881.3 13 02 .84947 75.24

Las bandas laterales moduladas por la velocidad del eje de entrada aparecen en el espectro ilustrado más arriba. Dado que también están presentes las bandas laterales del eje de salida, puede resultar difícil determinar cuál de los ejes tiene el defecto. El eje de entrada es el culpable más probable debido a la amplitud más alta de sus bandas laterales.

, M3 CospnUUwil Sjiumi. iKorponUd Ratradn lodo» k» dend»

7-13

ANÁLISIS DE LTS SOLO CANAL I DEFECTOS DE LOS ENGRANAJES

Defecto de engranaje No.2

Motor

Motor

Gearbox

21 teethií

Roil

21 teethf"

RoU

Pinion Stand

1.

Los engranajes rectos se usan en el soporte del piñón.

2.

El soporte del piñón usa cojinetes de manguito.

3.

La frecuencia del enlace de engranajes presenta las bandas laterales del eje de salida. Las bandas laterales más altas que la frecuencia del enlace de los engranajes pueden indicar un diente saltado o roto. En este caso, el diente roto produciría una onda en la lámina de aluminio en 1XTS (vea a continuación).

7-14

• Copyright iw». 1»*3 CompuuUonl Syrtom. Imarfcmui RauTvwfc» lodo, k» fencho»

ANÁLISIS DE ISV SOLO CANAL I DEFECTOS DE LOS ENGRANAJES

Soporte de piñón con 21 dientes OUV

BIV BIA

BIH

ISH

OUH

OIH

Los puntos de medición del soporte del piñón aparecen en el diagrama ilustrado más arriba. Una manera de analizar el problema 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 externos y todos los puntos internos. Simplemente compare los puntos y busque las amplitudes de defecto más grandes. Recuerde que las amplitudes de los defectos de las cajas de engranajes no son tan importantes como la forma y los patrones de los defectos. Las amplitudes de vibración muy bajas de la caja de engranajes en un 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 I DRrECTOS OE LOS ENGRANAJES

GBOX - PINION STRND SPECTHO FROtt MÚLTIPLE MERSUREHENI POINTS

PINIOH STN-BIH 19-RPR-88 12:47

PLOT SPflN 8.12

PINION STN-ISH 19-RPR-88 12:39

0.. SpúüUULvA-^—íJuu~AAA/vj

PINION STN-OUH 19-RPR-88 12 38

PINION STN-OLH 19-HFR-88 12:3S 10

15 20 25 30 FREOUENCV IN ORDER

35

Las cuatro medidas horizontales del soporte del piñón aparecen en el gráfico ilustrado más arriba. Las amplitudes (BIH, OUH) del eje superior superan las amplitudes (ISH, OLH) del eje inferior. Esta comparación indica que el eje superior tiene el problema. Observe el patrón activo de los picos alrededor de la frecuencia de enlace de los engranajes. Los picos de banda lateral en torno a la frecuencia de enlace de los engranajes son en realidad más altos en amplitud que el pico mismo de frecuencia de enlace de los engranajes. El espaciamiento de las bandas laterales es igual a la* velocidad de giro del eje del engranaje. Las bandas, laterales 1XTS modulan la frecuencia de enlace de los engranajes.

7-16

• Copyright 1989. 1»» QxnpuUltoiMl SjiUnu. lacorporalcd Rocrvad» todo» k» dendra

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I DEFECTOS DE LOS ENGRANAJES

GBOX - PINION STRND SPECTRR FROI1 MÚLTIPLE MERSUREMENT POINTS

PINION STN-BIR 19-RPB-88 12:45 CO

PLOT SPRN 8.824 y PINION STN-ISH 19-HPB-88 12:39

PINION STN-OUR 19-HPB-88 12:38

e

16

15 28' 25 38 FKEQUENCV IN ORDER

35

PINION STN-OLfl 19-RPR-88 12:37 _ ORDR: 21.80 45 FREQ: 187.7 £?C4: .08944

Las vistas axiales de cada tapa de cojinete de este soporte de piñón muestran algunos medios picos de frecuencia de enlace de engranajes interesantes. Los espectros también parecen mostrar armónicas de media frecuencia de enlace de engranajes. Este patrón indeseable podría indicar aflojamiento axial. Recuerde que este soporte de piñón usa cojinetes de manguito corrientes sólo con caras de empuje para la carga axial. Las cargas axiales excesivas desgastarían rápidamente las caras de empuje y permitirían el movimiento axial. Los picos 1XTSA modulan todos los espectros, particularmente alrededor de las medias armónicas de frecuencia de enlace de engranajes.

7-17

.O» U.1MS DE Oi SOl-O CAMAL I RtrgCTOSDE LOS KSCRA.NAJES

GBOX - PINION STRND SPECTRfl FROM MÚLTIPLE MEflSUREHENT POINTS PINION STN-BIU 19-flPR-88 13:07

PINION STN-BIH 19-HPR-88 12:47

^V^-A—AA^AJlco

PLOT SPRN 0.12 -r

PINION STN-BIH 19-HPR-88 12:45

PINION STN-ISfl 1S-RPR-88 12:33

0..

PINION STN-ISU 19-RPR-88 12:39

^L^lA

8

18

15 20' 25 38 FREQUENCV IN ORDER

35

PINION STN-ISH 19-RPB-88 12:39 ..ORDR: 21.00 45 FREO: 107.7 SPC5: .06342

Las seis vistas laterales de entrada aparecen en el gráfico de puntos múltiples ilustrado más arriba. Las dos direcciones horizontales (BIH, ISH) muestran la vibración con la mayor claridad. En particular, la posición horizontal del eje superior— BIH—tiene el grupo de picos con la amplitud más alta. Las bandas laterales alrededor de 21XTS (la frecuencia de enlace de engranajes) modulan los picos en BIH. Este patrón nuevamente indica que el eje superior tiene probablemente el peor problema.

7-18

• Copyright 198». 19» CompuInUoMi Sjuma. locorponted Itecrafci tota k» dórete»

.O» U.1MS DE Oi SOl-O CAMAL I RtrgCTOSDE LOS KSCRA.NAJES

GBOX - PINION STRND SPECTRfl FROM MÚLTIPLE MEflSUREHENT POINTS PINION STN-BIU 19-flPR-88 13:07

PINION STN-BIH 19-HPR-88 12:47

^V^-A—AA^AJlco

PLOT SPRN 0.12 -r

PINION STN-BIH 19-HPR-88 12:45

PINION STN-ISfl 1S-RPR-88 12:33

0..

PINION STN-ISU 19-RPR-88 12:39

^L^lA

8

18

15 20' 25 38 FREQUENCV IN ORDER

35

PINION STN-ISH 19-RPB-88 12:39 ..ORDR: 21.00 45 FREO: 107.7 SPC5: .06342

Las seis vistas laterales de entrada aparecen en el gráfico de puntos múltiples ilustrado más arriba. Las dos direcciones horizontales (BIH, ISH) muestran la vibración con la mayor claridad. En particular, la posición horizontal del eje superior— BIH—tiene el grupo de picos con la amplitud más alta. Las bandas laterales alrededor de 21XTS (la frecuencia de enlace de engranajes) modulan los picos en BIH. Este patrón nuevamente indica que el eje superior tiene probablemente el peor problema.

7-18

• Copyright 198». 19» CompuInUoMi Sjuma. locorponted Itecrafci tota k» dórete»

.O» U.1MS DE Oi SOl-O CAMAL I RtrgCTOSDE LOS KSCRA.NAJES

GBOX - PINION STRND SPECTRfl FROM MÚLTIPLE MEflSUREHENT POINTS PINION STN-BIU 19-flPR-88 13:07

PINION STN-BIH 19-HPR-88 12:47

^V^-A—AA^AJlco

PLOT SPRN 0.12 -r

PINION STN-BIH 19-HPR-88 12:45

PINION STN-ISfl 1S-RPR-88 12:33

0..

PINION STN-ISU 19-RPR-88 12:39

^L^lA

8

18

15 20' 25 38 FREQUENCV IN ORDER

35

PINION STN-ISH 19-RPB-88 12:39 ..ORDR: 21.00 45 FREO: 107.7 SPC5: .06342

Las seis vistas laterales de entrada aparecen en el gráfico de puntos múltiples ilustrado más arriba. Las dos direcciones horizontales (BIH, ISH) muestran la vibración con la mayor claridad. En particular, la posición horizontal del eje superior— BIH—tiene el grupo de picos con la amplitud más alta. Las bandas laterales alrededor de 21XTS (la frecuencia de enlace de engranajes) modulan los picos en BIH. Este patrón nuevamente indica 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 I S DE LOS ESCRA.NAJES

8.16

GBOX - PINION STHND PINION STN-BIH BLIND INPUT SHflFT HORIZONTRL Spectrun Display 19-RPR-88 12:47

cecee cecee

8.14..

--PK

= .1311

LORD = 100.0

FPH = 1663.

8-12..

¿RPS =

5.13

OGM SIDEBflNDS : 22.08

8.08.. C-í

-86..

e.04 .. 8.82..

ÜL 18

15 28 25 38 FREQUENCV IN OfDER Label: GERRMESH IS RT 187 HZ 8

35

•48

•45

ORDR: FREO: SPEC:

21.80 107.7 .86342

El espectro ilustrado más arriba muestra una vista de pantalla completa del punto horizontal del eje ciego superior (BIH). Esta posición tuvo constantemente los niveles más altos de vibración. El cursor aparece en la frecuencia de enlace de engranajes de 21XTS (ó 21 órdenes). Las líneas verticales punteadas a ambos lados de la frecuencia de enlace de engranajes marcan las bandas laterales superior e inferior. La amplitud de la primera banda lateral superior y la primera banda lateral inferior sobrepasan la de la frecuencia real de enlace de engranajes. La amplitud y cantidad de bandas laterales indica aflojamiento excesivo entre los engranajes. El examen de todos los puntos reveló que el punto BIH tenía las amplitudes de vibración más altas. Se podría suponer con fundamento que el cojinete BIH se gastó en exceso y provocó el aflojamiento del engranaje. 7-20

, l<m CmixilaUonil SjnUn», Inoorponrted (torada uxtot k» daradK»

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I DEFECTOS DE LOS ENGRANAJES

GBOX - PINZÓN STRND PINION STN-BIH BLIND INPUT SHRFT HGRIZONTflL

8.010

Spectrun Display 19-flPR-88 12:47 PK = LORD = tFPM = RPS =

0.008.

.0090 100.0 1663. 5.13

fl-BUN SPD HHNCS : 1,00 0.006 ..

0.004..

0.002 ..

0 0

2

4 6 FREQUENCY IN ORDER Label: GEflRMESH IS RT 107 H2

10

Las primeras diez órdenes de velocidad de giro del eje aparecen ilustradas más arriba. Las líneas verticales punteadas marcas la ubicación de los picos que son armónicas de velocidad de giro. El pico 2XTS es mucho más alto que el pico de velocidad de funcionamiento. Esta es una;clara indicación de la desalineación o el aflojamiento del eje. El espacio excesivo en el cojinete permite que el eje se mueva alejándose del centro del cojinete que soporta la carga, lo cual produce un problema de desalineación y aflojamiento del engranaje. Cualquier reparación debiera reemplazar este cojinete como mínimo. Sin embargo, el patrón de enlace de los engranajes, indica que existe otro problema más serio—un diente roto o saltado. Siempre que encuentre un problema con un diente, hay que reemplazar ambos engranajes de piñón para que el juego siga siendo coincidente.

tXFf. ltH Camfaütlaafí

Sj*am, IncorpanrtMl KmrmAm tato» k» <

7-21

ANÁLISIS DE LN ÜOLO CANAL i DEFECTOS DE LOS ENCRANAJKS

GBOX - PINION STRND PINION STN-BIH BLIND INPUT SHRFT HORIZONTflL O .;» -

1

'

'

1'

Waueforn Display 19-RPR-88 12:47

8.4.

,

8-3. 8.2.

r

;

I ií1

í|

lili .1 :iil

1-

1

PK = 1958 LORD = 188.8 FPH = 1663. RPS = 5.13

iLlili

liíAyiiiiJiii iiiii 1 lili ll i

8.1.

-0.0.

-e.i 8.2 . 8.3.

1

.

8.4

e

] 1 ! 1 ¡ n i|| |niH t] i t Mi m i (i p 'r ! ! I' | I

i 0.2

i

,

8.4 0.6 TIME IN SECÓNOS

!

i i ¿.8

e 1. „

'.

TIME; HMPL: DTIM; FREO;

.777 .315 .195 5.136

Una parte de la forma de onda de tiempo para BIH aparece ilustrada más arriba. Un acelerómetro tomó los datos. La integración analógica en la forma de onda convirtió la aceleración en velocidad. La marca de referencia vertical aparece aproximadamente a los 0,6 segundos. El espacio de tiempo de los marcadores del cursor es 0,195 segundos. Para calcular la frecuencia que corresponde a un espacio de 0,195 segundos, divida 1 por 0,195. Frequency

1 = 5.136 Hz 0.195

La frecuencia de los impactos se produce en 1XTS. El gran impacto es probablemente consecuencia de un diente defectuoso. Si dejara la forma de onda de tiempo en aceleración, los impactos aparecerían mucho más grandes. 7-22

•Copyright 1)8*. 1W3 Cooputattot»! SJWCTH* IB

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I DEFECTOS DE LAS CORREAS

SECCIÓN 8 DEFECTOS DE LAS CORREAS

* Cofrrrtjk! ;«|», 1WJ Cooipotjítonal STUOBI. iBcorponUd R«Krad>» todo tai dencba

8-1

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I DEFECTOS DE LAS CORREAS

Sección 8 Defectos de las correas

Desalineación angular (arriba) y desalineación compensada

1»». 1W3 Compauuowl gjnUM. liroryonud ReKrmfc» lodo» V» «cncboi

ANÁLISIS DE L7Ü SOLO CANAL I DEFECTOS DE LAS CORREAS

Desalineación de polea No.l

3"

X X

18.75"

6.25"

Si cuenta con el software MasterTrend de CSI, use el Programa de cálculos de frecuencias (FRQCAL) para calcular las frecuencias para las dimensiones dadas en el diagrama ilustrado más arriba. Mida con una precisión de hasta 0,25 pulgadas para obtener cálculos más exactos. Los datos espectrales dieron la velocidad para el eje 2. Compare los resultados de los datos espectrales con las aproximaciones obtenidas con FRQCAL.

8-4

• Copjrrigkt IX», 1M5 CompotaUonaJ Sratcms. Incorporan) Roiervadc» lodo* k» ¿eretio.

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1 DEFECTOS DE LAS CORREAS

BELT - BELT DRIUEN UflCUUM FRN URC FñN -MHU MflX MOTOR UERT.

o .10 -

1

1

1

1

1

i

Spectrun Display 86-OCT-88 89:35

I

fl

¡ (

8.35.

- PK = . 3683 LORD - 188.8 RPM = 3556. .RPS » 59.27

cu

8.38.

in

8.25

*

-

TIP MRX FHN BELT R=SPED2 OUT: 113.1 "B=BELT FREO: 24.32

8.28. ci

8.15. 8.18. 8.85. 8 0

61 Pi

«

J fl

' *

•1

^

i

L* I ?.. q? . 58 188

158 288 258 FREOUENCy IN Hz

388

358

488

nÍHlRsPECi

2

^4Ü .87756

El espectro ilustrado más arriba corresponde a la dirección vertical del motor impulsor. La velocidad de giro de la correa se calcula aproximadamente en 24,5 Hz. La velocidad de giro se refiere a la velocidad con la cual la correa realmente se mueve alrededor de las dos poleas. El espectro puede presentar un pico en la frecuencia principal de la correa. Observe que en este caso, la amplitud del pico de la frecuencia de correa 2 X es más alta, porque el defecto de la correa golpea ambas poleas con cada revolución de la correa. El pico producido por la velocidad de giro del motor aparece en 59,2 Hz. En 113 Hz aparece un pico provocado por velocidad de giro del ventilador. La vibración provocada por la correa defectuosa añade claramente mucha energía al sistema.

HSf, 1»« Camfmuáiamt Sf*mm, liearponKd RMrwfc» lodo lo»

8-5

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I DEFECTOS DE LAS CORREAS

fl

i fl

.

.

D.O3

8.38.

"

BELT - BELT DRIUEN UfiCUUH FflN UflC FflN -MFU HflX FflN UERT. fl

i fl fl

.

. Q.

i fl

i

i

i

. » * • • < ,

i

Spectrun Bísplay 86-OCT-88 89:37

PK = -3676 LORD = 100.0 RPM = 6780 RPS = H3.

•

8.25. Lü CT>

fl=BELT FRQS: 24.35 8.28.

8.15.

>

UJ

8.18.

8.85. •

8 8

'

(U

1

S<*

•

ln • '

58

188

JL

^ ».,.li....lt Li_ MljA, . A. Ji,i*.

158

288

258

388

358

..

488

FREQUENCY IN Hz

El espectro ilustrado más arriba corresponde a un transductor montado permanentemente, ubicado en la caja del ventilador. El gráfico presenta una frecuencia de correa 2 X muy alta. La frecuencia de correa 2 X presenta una amplitud pico similar al pico causado por el desbalanceo del ventilador. Eliminar el problema de la correa eliminaría casi la mitad de la energía que ingresa al sistema.

8-6

1*8». 1WJ Campauttoud Syttans, Incorpóralo! Racrvudaí lodn te

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I DEFECTOS DE LAS CORREAS

0.6

BELT - BELT DRIUEN UHCUUM FRN UflC FñN -MHU MHX MOTOR UERT. Uaveforn Dísplay 06-OCT-88 09:34

RMS = LORD = RPM = RPS =

0.4

.2519 100.0 2916. -48.60

9.2

S

-8-8

-8-2..

-8-4..

-8.6. 0

30

60

98 120 150 TIHI IN HSECS

180

210

240

La forma de onda de tiempo de la posición del motor presenta un patrón modulado de vibración. Este tipo de patrón se produce comúnmente en equipos impulsados por correas. El ciclo grande representa la diferencia de la frecuencia entre el pico de velocidad de giro del motor y el pico de frecuencia de correa 2 X.

1M». 1W3 CoHpalatMiil SJMMB». Imrporaud Rwrwdoi lo*,

8-7

ANÁLISIS DE fN SOLO CANA!, I DEFECTO» DE LAS CORREAS

r—

Desalineación de polea No.2 Ventiladores de aspiración forzada Fan Two jackscrews allow horizontal and vertical adjustment. t

Top View

1.

Catorce de estos ventiladores secaban granos de café tratados con un agente descafeinante.

2.

Observe la falta de refuerzo en el diagrama.

3.

Los datos espectrales recolectados del motor presentaron una amplitud más alta en la frecuencia de velocidad de giro del ventilador que en la frecuencia de velocidad de giro del motor.

4.

Los datos espectrales recolectados del ventilador presentaron una amplitud más alta en la frecuencia de velocidad de giro del motor que en la frecuencia de velocidad de giro del ventilador.

5.

Las pruebas de'impacto revelaron que las frecuencias del motor, ventilador y correas 1 X podían excitar la resonancia.

8-8

» Copjrickt l*W, 1W3 CompulaUooal Systam. IrarporaUd Kan-Htd» todo» km dertcto»

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I DEFECTOS DE LAS CORREAS

BELT - UERTICRL BEL! DBIUEN FRN . SPECTRfl FROM MÚLTIPLE MEHSUREMENT POINTS

UERT FHN -MIU 29-SEP-89 12:29

UERT FHN -MIH 29-SEP-89 12:25

SPflN 8.12-r

UERT FflN -MOR 29-SEP-89 12:48

d UERT FflN -MOU 29-SEP-89 12 37

B

288

i .1 488 688 888 FREQUENCV IN Hz

1888

UERT FRN -MOH 29-SEP-89 12:89 1288

Más arriba aparece un gráfico de puntos múltiples de todos los puntos del motor. Se presenta muy poca energía de alta frecuencia considerable. Casi toda la energía existe en puntos prominentes en frecuencias bajas. Estos espectros corresponden a una máquina recién instalada. Por lo tanto, los picos de baja frecuencia presentan motivos de preocupación aunque sus amplitudes permanezcan bajas. La preponderancia de la medición axial también es poco común.

( 1M), 1X3

iMorporaUd

8-9

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I DEFECTOS DE LAS CORREAS

BEL! - UERTICRL BELT DRIUEN FRN SPECTRfl FROM MÚLTIPLE MERSUREMENT POINTS UERT FHN -MIU 28-SEP-89 12:29

UERT FflN -MIH 29-SEP-89 12:25

PLOT SPRN 0.24T

UERT FRN -MOR 29-SEP-83 12:40

0.. UERT FflN -MOU 29-SEP-89 12:37

UERT FflN -MOH 29-SEP-89 12:09

4®

80

120

168

200

FREQUENCY IN Hz

El gráfico ilustrado más arriba presenta expansión en el rango de baja frecuencia. Ahora, cada pico de frecuencia baja individual aparece claramente. La velocidad de giro de la correa produce el pico de 13,2 Hz (792 RPM). El pico de 22,2 Hz (1332 RPM) es el resultado de la velocidad de giro del ventilador. El pico de 29,5 Hz (1770 RPM) corresponde a la velocidad de giro del motor. Observe que la amplitud del pico de velocidad de giro del ventilador sobrepasa aquella del motor, a pesar del hecho que la medida se tomó en el motor. Observe también el nivel de la vibración axial. La vibración axial puede indicar desalineación entre el motor y• el ventilador. .

8-10

• O>prr%kl 1W». 1M3 OmpuMtonü SjsUo», Incorpora!"! Ron-ñuto l.xtae b> dcncfeoa

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I DEFECTOS DE LAS CORREAS

BELT - UERTICRL BELT DBIUEN FRN . SPECTRfl FROM nULTIPLE MEHSUREMENT POINTS

A^^vOUfcJ

iUEBT FRN -FOH 29-SEP-89 13:11

«ijJL ^

CJ»

iUEBT FflN -FOU «r 29-SEP-89 13:82

PLOT SPflN 8.20T

AJU~_J

1UEBT FflN -FOH 4 29-SEP-89 13:84

lfc¿uu^

i UEBT FHN -FIR * 29-SEP-89 13:13

8..

A,

i ......

i,

1 .

liT^^jUl

..

UEBT FflN -FIU *29-SEP-89 12:51 UERT 1 FflN -FIH 29-SEP-89 12:57 FREQ: 2.784

FREQUENCV IN Hz

ORDR:

SPCl:

.125

.01855

Más arriba aparece un gráfico de espectros múltiples para todos los puntos del ventilador. Aparecen picos significativos alrededor de 200 Hz—particulármente en el punto axial externo del ventilador, FOA. La mayoría de la energía restante se produce en los puntos prominentes de baja frecuencia. Las amplitudes permanecen bajas para todos los puntos, pero el patrón de los picos indica que existe un problema de instalación o 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, 1 DEFECTOS DE LAS CORRÍA»

8.87

BELT - UERTICRL BELT DRIUEN FHN UERT FRN -FIU FflN INBORRD UERTICflL Spectrun Display 29-SEP-83 12:51

8.86,.

PK = LORO = RPH = RPS =

.1139 180.8 1319. 21.98

8.85.. CO

8.84..

B.83_

B.82

8.81

¿Xa-i - -jH*dj>uAA_^

8 288

460 688 888 FREOUENCV IN Hz

1886

1288

FREQ: ORDR:

SPEC: DFRQ:

264.6 12.84 .00313 22,88

El gráfico ilustrado más arriba presenta una vista de pantalla completa del punto vertical interno del ventilador, FIV. Aparece una marca vertical en el pico de frecuencia de paso del aspa en 11XTS. El cursor de banda lateral aparece en 12XTS. Este gráfico presenta bandas laterales de velocidad de giro del ventilador en torno a la frecuencia de paso del aspa. Las bandas laterales pueden ser el resultado de variaciones en la velocidad de giro del ventilador. Las variaciones de velocidad pueden ser consecuencia de la tensión inadecuada de las correas durante la instalación. Todavía aparece mucha energía en las velocidades de giro del motor, ventilador y correas, pero la mayor parte permanece bajo los 50 Hz.

• Copyright 198*. W3 CompuUOoaa! SJMOB.. IworponUd RéBerwfc» lodtm km dencfe»

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I DEFECTOS DE LAS CORREAS

BELT - UERTICHL BELT DRIUEN FflN UEBT FRN -FIU FflN INBORRD UERTICRL

8.87

C

C

C

C

C

Spectrun Di sp1ay 29-SEP-89 12:B1

C

PK = LORD = RPM = RPS =

8.86..

8.85..

.1846 188.8 1319. 21.98

C=BELT SPD HMCS

*s z:

8.84..

(3

8.83..

Q_

8.82..

8.81 ...

e 48

88 128 FREQUENCV IN Hz

168

288

FREO: ORDR: SPEC:

12.79 .582 .82667

El gráfico ilustrado más arriba expande los 200 Hz más bajos de los datos FIY para mayor análisis. La velocidad de giro de la correa es de aproximadamente 13,1 Hz (786 RPM). Las líneas verticales punteadas y los marcadores del cursor denotan armónicas de la velocidad de la correa. El pico de la velocidad de giro del motor es 29,5 Hz (1770 RPM). El pico de la velocidad de giro del ventilador es 22,3 Hz (1338 RPM). El pico de frecuencia de la correa 3 X de 38,7 Hz es realmente más alta en amplitud que los picos de velocidad de giro del motor o el ventilador, El balanceo del ventilador afectaría mínimamente la reducción de la vibración general de esta unidad. Probablemente no se tensaron correctamente las corras al instalarlas, de modo que pueden estar resbalando. Las medidas axiales altas indican desalineación del motor y del ventilador o la presencia de descentramiento excesivo de una polea como mínimo. ' Capjrfcht 1*». 1W3 Compuotto»! SjMw. im-panud Rwradm todo, k« dcrafa»

8-13

A.NALISIS DE t> SOLO CA.NAL I DEFECTOS DK I-AJS CORREAS

e.s

BELT - UERTICHL BELT DRIUEN FflN UERT FRN -FIU FRN INBORRD UERTICflL Maveforn Display 29-SEP-89 12:51

e.e..

RMS = LOfiD = RPH = RPS =

.1606 100.0 1319. 21.98

S

i UJ CJ>

<_;•
68

120 188 TIME IN MSECS

248

388

La forma de onda de tiempo relacionada con la posición vertical interna del ventilador parece errática y no periódica. Algo de modulación aparece en la señal, pero no se repite. Una vez más, 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 I FALLAS ELÉCTRICAS

SECCIÓN 9 FALLAS ELÉCTRICAS

/*•

1W». 1M> Compuuucml Syrtwo». iBcorporami Roerv**» uxta km «cndM

9-1

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I FALLAS ELÉCTRICAS

Sección 9 Fallas eléctricas

i

Los motores eléctricos pueden experimentar muchos de los problemas mecánicos presentados en otras secciones de este manual como desbalanceo, desalineación, aflojamiento, excentricidad y defectos de los cojinetes. Cada problema mecánico presenta las características cubiertas en la sección que se refiere específicamente al defecto. Los transductores de vibración detectan fácilmente dichos problemas mecánicos. Los problemas puramente eléctricos, no obstante, se producen debido a los campos electromagnéticos relacionados con los motores eléctricos. Los diversos defectos eléctricos también presentan características distintivas. Las fuerzas electromagnéticas desiguales actúan sobre el rotor o estator causando vibración, de modo que los transductores de vibración pueden detectar muchos de estos defectos. Por lo tanto, esta sección, se refiere a las características de vibración de los defectos en los motores eléctricos. Se pueden medir los defectos eléctricos con varios transductores diferentes. CSI también ofrece la Sonda de corriente Modelo 341 para usar en diagnósticos más detallados, pero esta sección no 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 I FALLA» ELÉCTRICAS

Los orígenes de la vibración del rotor incluyen: 1.

barra del rotor rota o abierta que presenta vibración predominante a la velocidad de giro del eje con bandas laterales espaciadas en una frecuencia igual al número de polos en el motor, multiplicado por su frecuencia de deslizamiento ¡

2.

hierro suelto o ranura que muestra vibración predominante en la frecuencia de línea eléctrica 2 X (2XLF) y la frecuencia de paso de ranura del rotor (esta última frecuencia posee bandas laterales espaciadas en 2XLF)

3.

rotor excéntrico que aparece en 1XTS con bandas laterales espaciadas en la frecuencia de deslizamiento y/o 1XLF o 2XLF

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»

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I FALLAS ELÉCTRICAS

Los orígenes de la vibración del estator incluyen: *

1.

laminaciones sueltas del estator que aparecen en 2XLF y que también pueden presentar armónicas de 2XLF

2.

devanados abiertos o cortocircuitados que aparecen en 2XLF y que aumentan en vibración con el aumento de temperatura del motor

3.

deterioro del aislamiento que aparece en 2XLF

4.

fase desbalanceada que aparece en 2XLF

Cuando sospeche un problema eléctrico, verifique la vibración del motor el instante después de apagar la energía eléctrica. (Si usa el Analizador de maquinaria Modelo 2110/2115 de CSI, use Monitor for. onda.) Si la señal decae instantáneamente, hay un defecto eléctrico. Observe que los problemas eléctricos aparecen en la dirección radial salvo en motores alejados de sus centros magnéticos.

1«V. m> Cooinuuowi SjxUro». iBcorponttri Ratrwk» todo» k» dmcbc»

9-5

ANÁLISIS DE L> SOLO CA.V AL I TALLA» 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 1 FALLAS ELÉCTRICAS

Los defectos eléctricos conducen a problemas mecánicos en los motores (página uno de dos)'

Axial :r • Loading ~

Thermal Growtíi *"' 7TUJ~~:1 ~~jemm**am

Las barras de rotor a ambos lados de la barra rota deben llevar más corriente para mantener la velocidad del motor. Esta condición provoca zonas calientes en el rotor que se calienta de manera dispareja. Además crean un arco en el rotor, este calor alarga el rotor. Si los cojinetes no flotan debidamente, esta longitud adicional se traduce en un exceso de carga axial en los cojinetes.

• Caprrfeht 1*1», 1M3 Comput****! SjtUmm. Ucocporatad Roer»*» Uxk» la dtrafca

9-7

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I FALLAS ELÉCTRICAS

Los defectos eléctricos conducen a problemas mecánicos en ios motores (página dos de dos) •

¡

Radial ; ,

Heat FIow

r

_

Ornwth i

;

| 1

i

El rotor y el eje se calientan en exceso con el tiempo, debido a que la barra del rotor está defectuosa. Este calor produce la dilatación axial y radial del eje. La mayor parte de la dilatación radial del eje en los cojinetes disminuye el espacio interno de los cojinetes. Si el espacio se hace demasiado pequeño, se sobrecalientan los cojinetes y fallan.

9-8

• Cogrricfat IH». im CoupulaUoial Sjvam. iKorporaltd ¿«muta kxfc» k» dernin*

A.VALIS1S DE UN SOLO CANAL I TALLAS ELÉCTRICAS

-EOU

13

0.26

Spectrun Display 86-11-91 13:54

8.16,.

S

- JOV COHPRESSOR #13 MOTOR OUTBORJU3 UERTICRL/ECCENT

+

¿frequency- 120 Hz.

PK = .2177 LORD = 108.8 RPM = 3563. RPS = 59.38

8.12..

se »—« o di

0.08 ..

gf 8.84..

1 e

e

600

1200 1888 Frequency in Hz

2480

3000

Freq: 2378.3 Ordr : 40 . 05 Spec: .02275

Labe I: COUPLED

Para buscar problemas eléctricos en el gráfico ilustrado más arriba, examine el pico en 2XLF y observe 40XTS. Note que el pico de baja frecuencia que está exactamente en 120 Hz no es 2XTS del motor (119 Hz). El pico de alta frecuencia en 40XTS tiene 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 I FALLAS 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 dos polos funciona con energía de frecuencia de línea de 60 Hz.

2.

La velocidad real de funcionamiento de este motor es 59,54 Hz, o 3572,4 RPM.

3.

Este ejemplo demuestra la necesidad de espectros de alta resolución al reparar fallas eléctricas.

9-10

• Copjrfeht 198». Uf! ComputalkMl Sptan. Incon»rat«r Rax-HMk» todo» tai dcrecta

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1 FALLAS ELÉCTRICAS

ELEC - ELEC FflULT-LOOSE LflMINflTIONS ELEC FflULT-HOR MOTOR OUTBOñRD RflDIRL

PLOT SPRN 8.28 T

81-18-89

11:82

8..

81-18-89

11:88

81-18-89

10:57

8

688

1288 1888 Frequency in Hz

2488

Se necesitan espectros de alta resolución para diagnosticar fallas eléctricas. La FFT (Transformada rápida de Fourier) de la línea 400 ilustrada más arriba corresponde al modo "Ruta" ("Route") del Analizador de maquinaria Modelo 2110/2115. Las FFT de las líneas 800 y 1600 corresponden a "Adquirir espectro ("Acquire Spectrum") en el modo "Analizar" ("Analyze") del Modelo 2110/2115.

1*», 1WJ i

9-11

ANÁLISIS DK UN SOLO CANAL I TALLAS ELÉCTRICAS

ELEC - ELEC FflULT-LOOSE LfiMINflTIONS ELEC FHULT-MOR HOTOR OUTBOflRD RflDIflL

PLOT SPHN 8.28 T

Bl-18-89

11:82

8..

81-18-89

11:08

81-18-89

18:57

88 128 Frequency in Hz

160

288

El espectro inferior en el gráfico de espectros múltiples ilustrado más arriba presenta únicamente picos amplios en IXTS y 2XTS. Los dos espectros superiores indican que numerosos picos con espacios menores se combinan para formar aquellos picos amplios del espectro inferior.

9-12

1989. 1W3 Compubtftoo»! SjMam, IncocporaUd Racrvodw wdn. te ifench»

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I FALLAS ELÉCTRICAS

ELEC - ELEC FRULT-LOOSE LRMINRTIONS ELEC FRULT-MOR MOTOR OUTBORRD RflDIflL

8.24

Spectrun Display 81-18-89 11:82 PK = .2522 LORD = 188.8 RPM = 3572. RPS = 59.53

-28..

i

e. IB.. 8-12..

UJ

8.88..

8.84..

8

8

48

88

128

Frequency in Hz Label: UERV HIGH RESOLUTION/LOU FMRX

168

288

Freq: Orrfr: Spec:

59.54 1.888 .159

El espectro ilustrado más arriba presenta una FFT de la línea 1600. Observe que el cursor armónico 2XTS no está en el pico más alto. Otro pico, situado'en una frecuencia justo sobre la frecuencia 2XTS, tiene una amplitud mucho más alta. El gráfico de la página siguiente expande la escala de frecuencia del espectro ilustrado más arriba. La expansión se localiza 120 Hz al centro de la escala horizontal (frecuencia).

• topj-rtgbt 1M9. J»»3 CoBptfiÉJoMl gyxirai. lacorporaud

9-13

ANA],ISIS Df. UN SOLO CAMAL I FALLAS ELÉCTRICAS

ELEC - ELEC FRULT-LOOSE LRMINflTIONS ELEC FRULT-MOR MOTOR OUTBORRD RRDIflL

0.20

SpectruM Display 10-JRN-89 11:02

B

PK = LORD = --RPM = RPS =

0 16..

. 1850 100.0 3572. 59.54

B=2xRUN SPEED

119.1 £5

0.12..

B

0.08

LU

0-04.. «XI CD *-t

A 112

114

116

5 CU

ULl

118 120 122 FREOUENCV IN Hte

124

126

128

Cuando se expande el gráfico de la página anterior, el pico en 120 Hz aparece más claramente. Este importante pico se sitúa exactamente en 120 Hz ó 2XLF. Observe que el pico 2XTS del motor realmente se produce en 119,1 Hz. Las bandas laterales están espaciadas aproximadamente 0,9 Hz, lo cual equivale al número de polos del (2) multiplicado por la frecuencia de deslizamiento (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

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I FALLAS ELÉCTRICAS

0.20

ELEC - ELEC FRULT-LOOSE LHMINHTIOKS ELEC FflULT-MOR MOTOR OUTBORRD RRDIHL Spectrun Display 10-JRN-89 11:02

PK = LORD = RPM = RPS =

I-IB..

~

.1704 100.0 3572. 59.54

0-12..

0-08..

0.04..

0 52

55L r-L.

54

56

58 60' 62 FREQUENCV IN Hz

64

66

68

FREQ: ORDR: SPEC:

DFRQ:

60.44 1.015 .02052

.900

Las bandas laterales en torno al pico IXTS deben tener espacios a una frecuencia igual al número de polos del motor multiplicado 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 IXTS del motor se aproxima a esta frecuencia. Al encontrar estas bandas laterales puede sospechar que hay una barra defectuosa del rotor.

• Coprrfckl 1*8», 1W3 CranpnMIniMl Sw«~. Incorporan! Rotrade» lad» te

9-15

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1 FALLAS ELÉCTRICAS

120

ELEC - ELEC FflULT-LOOSE LRMINflTIONS ELEC FRULT-MOR MOTOR OUTBOflRD RflDIflL SpectruR Dísplay 10-JflN-89 11:02

118..

dB = LOflD = RPM = RPS =

109.72 100,0 3572. 59.54

100..

<=)

FREQUENCV IN Hz

FREQ:

59.54

SPEC:

109.1

ORDR: 1.000

La misma parte del espectro de la página anterior se gráfica ahora en unidades dB de velocidad. Cuando las bandas laterales causadas por el posible defecto del rotor están a MENOS DE 20 dB bajo el pico de velocidad de funcionamiento real, entonces puede haber un problema considerable. Hay que trabajar más en detalle con una sonda de corriente para examinar las características eléctricas del motor. Use los datos tomados con transductores de vibración como un primer paso para determinar si la máquina tiene un problema eléctrico o mecánico. En este caso, el motor parece tener un problema eléctrico.

9-16

• Copyright l«9. un CompuWlonil Sotaní. Incurponud Racradn lodo» te dmcko»

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I FALLAS ELÉCTRICAS

Motor de inducción impulsado por inversor

MTV

MOV

:

MÍA

{

:

,—I _|

;

,

1

,

'

r

MIH

PH1

PH2

i

--

i

MOA

-s

\-^ :

Kx

MOH

PH3

g

1.

Este motor de 50 HP de cuatro polos, es impulsado por un inversor, de modo que la frecuencia de línea no es necesariamente 60 Hz.

2.

El motor impulsa un ventilador extractor de aire en una cámara de pintura.

3.

Además de las mediciones de vibración, las medidas actuales se tomaron en la Fase 1 del motor.

4.

Este es un motor nuevo. Otros motores entregados al mismo tiempo no presentaron las mismas características de vibración.

. Htí f^mfmUtlama Sy««». Ipcocporatri KeMrvwta. todt» to. AendK»

9-17

ANÁLISIS Of fN SOLO CANAL I TALLAS ELÉCTRICAS

ELEC - TOPCOñT BOOTH EXHfiUST Ffíti TCB EHST F-M2H MOTOR INBORRD BRG . -HORI20NTFIL

Spectrun Display 13-DEC-89 14:43

PK = -1-LOflD = RPM = RPS »

0.101

.1166 100.0 1574. 26.24

0.08 i

8.06-1 CJ

o

s 0 . 04 Oí

e. 02

T 400

800 1200 FREOUENCV IN Hz

1600

2000

FREQ: ORDR: SPEC: DFRQ:

1839.6 78.12 .03745 108.6

El espectro de vibración ilustrado más arriba corresponde al motor impulsado por inversor. Examine el espectro en busca del pico 1XTS en 26,1 Hz ó 1566 RPM. Observe la energía de alta frecuencia en torno a 1700 Hz. Esta energía parece indicar en primer lugar una falla de cojinete. Una inspección más en detalle muestra un pico en 1732 Hz, que equivale a 66 órdenes de TS. Este valor es probablemente la frecuencia de paso de ranura del rotor, lo cual significa que el rotor tienen 66 barras de rotor. La frecuencia de línea es 54,1 Hz, de modo que 2XLF es igual a 108,2 Hz. Este espectro presenta bandas laterales muy claras de 108,0 Hz en torno al pico en 1732 Hz. Por lo tanto, estos picos son bandas laterales de 2XLF en torno a la frecuencia de paso de ranura del rotor. Estos picos indican un problema eléctrico.

9-18

• Copyright 198», 1W3 Computaltoaü SjMtan. Incorporad 'Rawradm lodo tai deredM»

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1 FALLAS ELÉCTRICAS

DO"

ELEC - TOPCORT BOOTH EXHRUST FRN TCB EHST F-Plfl PHHSE 1 RMPS i i i i i

i

58.

1

Spectrun Disf 13-DEC-89 14:52 !•<

-dB = LORD = RPM = .BPS =

*^ V

*"> 48.

41.60 100.0 1780. 29.67

«

38. *

co 28. 18. 8.

cu

<¿ 18. 28

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9

II

n

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a fí w ü - Al\ U I£L ¿i M

Í i 11 LLítóJ ,

káitiWl iLJié&LlLuI AiiraiAl 1 10

20

30 40 50 FREQUENCy IN Hz

irt/i

10 G>

.

cp

s «

)

S

w

^@

60

1 , 78

80

La frecuencia de línea aparece en 54,1 Hz. La amplitud de corriente a la velocidad de giro se aproxima a los 41 dB amperios. En la página anterior, la velocidad de giro del motor es 26,1 Hz. Dado que este es un motor de 4 polos, la velocidad de campo magnético o velocidad sincrónica sería la mitad de la frecuencia de línea o 27,05 Hz. La frecuencia de deslizamiento es la velocidad de campo magnético 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«
9-19

ANÁLISIS BK t> SOLO CANAL I FALLAS 8LKtTRICAS

ELEC - TOPCORT BOOIH EXHRUST FHN TCB_EHST Jf^PlR PHHSE 1 RMPS Spectrun Display 13-DEC-89 14:52

501

dB

=

41.68

RPM = RPS =

1780. 23.67

LORD = iee.e 40 30 en

UJ Ce:

201
101

30 40 50 FREQUENCV IN Hz

Las bandas laterales en el espectro de corriente deben producirse con espacios iguales al número de polos del motor multiplicado 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 esta frecuencia. La razón de examinar el espectro de corriente en amperios dB es ver estas bandas laterales. Si las bandas laterales están a menos de 50 dB bajo, el pico de frecuencia de línea, entonces sospeche que hay un problema de barra del rotor. En este caso, las bandas laterales en 50,2 Hz y 65,9 Hz están a menos de 50 dB.

9-20

' Copyright W. !*** Cmfat&toml Syrtam, Incorpontttd R«*rvwk» taém Im

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I FALLAS ELÉCTRICAS

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 pudiese encontrar. •

Por ejemplo, algo tan simple como el arreglo de los conductores en el surco del aro puede producir vibración. Otras causas incluyen las laminaciones sueltas en los transformadores de corriente, impulsos de rectificador controlado por silicona (SCR) en sistemas de control de velocidad, corrientes de fase desbalanceadas e impulsos de alta tensión de soldadores o solenoides. También pueden ocurrir descargas eléctricas en motores y generadores. Estas descargas caen habitualmente 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 en el análisis espectral de dominio de frecuencia. Dependiendo de la falla, a veces puede ver la descarga en el dominio de tiempo. Sin embargo, se detectan mejor empleando un osciloscopio de alta frecuencia. Las funciones mecánicas forzadas que ya planteamos en esta clase, también se producen en los motores 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 una vibración 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 I FALLAS KLECnUCAS

el rotor se desgasta y se agarrota. Los cambios en la carga o la corriente pueden provocar que se suelte totalmente el rotor, permitiendo que vuelva a ocurrir la vibración. El patrón es rara vez periódico, y la vibración puede durar sólo unos pocos segundos. Las situaciones de vibración pueden ocurrir espaciadas por varias horas. En los casos de problemas de vibración del motor, usted debe determinar desde un principio si la 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 rotor que a su vez provoca un arco térmico. El arco del rotor se manifiesta como desbalanceo del rotor y, por lo tanto, como problema mecánico. Por supuesto, 61 problema básico es eléctrico y afecta la barra del rotor. Una frecuencia de golpe ofrece otro ejemplo de vibración que enturbia Sa distinción entre fallas mecánicas y eléctricas. Un golpe habitualmente indica un problema magnético, que apunta a un origen eléctrico. Sin embargo, otra máquina puede funcionar cerca de la misma velocidad de la primera máquina y provocar el golpe. Por lo tanto, la causa es mecánica en realidad. Dado que un golpe por lo general indica un problema eléctrico, usted debe determinar si el golpe puede originarse en otro componente cerca de la frecuencia de funcionamiento del motor. Una vez que elimine otros orígenes, verifique el golpe comparando un espectro de retención de picos con un espectro promedio. También puede observar los puntos máximo y mínimo en un espectro instantáneo. La diferencia entre el espectro de retención de picos y el espectro promedio indica el 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 la desaceleración. Si usa un analizador de espectro, tome los datos en el dominio de tiempo en una proporción que asegure la información adecuada en el punto de recorrido. Necesitará un amortiguador 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 una buena 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 las mediciones de amplitud y fase en la frecuencia del rotor mientras el motor alcanza su nivel total de carga y temperatura. Estos datos le ayudan a determinar la presencia y la magnitud de cualquier vector térmico. Un vector térmico indica calentamiento disparejo en el rotor, lo cual puede ser resultado de roce o de una barra de rotor rota. Verifique la distancia del rotor al estator en ocho lugares espaciados igualmente en cada extremo del rotor. Es necesario asegurar la concentricidad. También verifique el descentramiento del rotor en busca de un arco del rotor. Luego revise el estator en busca de descentramiento y resistencia de «la bobina, y revise el motor en busca de terceduras de la estructura producidas por inestabilidad. Si el problema eléctrico se produce en el estator, la vibración aparece en 2XLF. Si el problema ocurre 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 I ÍALLAS ELÉCTRICAS Jf

Las barras de rotor se ubican en el segundo lugar después de los cojinetes como la principal causa de fallas en el motor. Usted tiene que detectar las fallas de la barra del rotor en una etapa temprana de su desarrollo. Cuando arranca el motor, especialmente bajo carga y a través de la línea, altas corrientes eléctricas fluyen por las barras de rotor. Este flujo produce mucha tensión en las barras de rotor. Los problemas de rotor son inevitables después de haber realizado numerosos 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 comente eléctrica.

2.

El calentamiento por zonas se produce en la grieta, lo cual puede producir un arco en el rotor. Este arco se manifiesta como desbalanceo en un espectro de vibración, de manera que es posible que se balancee el motor nuevamente en lugar de analizar si hay fallas 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 más altas, 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 la frecuencia magnética sincrónica se conoce como la frecuencia de deslizamiento. Se puede calcular como:

c -

ijj

1

2 -F. L - F S

*

_.

donde: Si Fj P Fr

= = = =

frecuencia de deslizamiento en Hz frecuencia de línea en Hz número de polos en el motor velocidad de giro en Hz (RPM -=- 60)

• CepjrlfM 1W». 1W5 ComfalMtnmi Sjw«w«. Inmcponud Rncrndn todo» k» dcncho

9-23

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I FALLAS ELÉCTRICAS

No obstante, como se muestra a continuación, los ingenieros calculan habitualmente el deslizamiento por unidad como un número no unitario:

donde: s F5

= =

por deslizamiento unitario frecuencia magnética sincrónica en Hz; o

F, P Fr

= = =

frecuencia de línea en Hz número de polos en el motor velocidad de giro en Hz (RPM + 60)

Una barra de rotor rota en un motor produce la modulación de la torsión, fuerzas magnéticas y frecuencia de rotor. El cambio en el patrón de la corriente en la barra rota produce flujos armónicos. Estos flujos inducen la corriente dentro del devanado del estator en armónicas de frecuencia de línea. Las bandas laterales armónicas se producen en más o menos el número de polos 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 sus arn iónicas. Dado que la barra rota del rotor produce cambios en estos diversos parámetros, usted puede emplear 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 corriente en una de las líneas de suministro

2.

análisis espectral de la vibración del núcleo del estator en la frecuencia de paso de ranura

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 tiempo sincrónico en la frecuencia de deslizamiento

Sin embargo, en gran medida el método más simple emplea el análisis espectral de la corriente de suministro mediante un transformador de corriente conectable a una o más de las líneas de suministro. No es necesario montar transductores en el motor. Dado que puede analizar Ja corriente en la sala de conmutación, a veces puede verificar varios motores en un solo lugar. La investigación ha demostrado que el análisis de k comente ofrece datos suficientemente confiables para indicar la presencia de una o más barras de rotor rotas. También puede estimar el número de barras rotas. 9-24

• C.pyrtthl 19*9. 1993 CooputakXBl Sjiunu, Incorporan! ítmtfvaát» loOc* km ámctm

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I FALLAS ELÉCTRICAS

La ecuación general para las frecuencias presentes en el espacio de aire puede escribirse como se indica a continuación.

donde: Fb F, N P s

= = = = =

frecuencia armónica frecuencia de línea índice armónico número de polos en el motor deslizamiento unitario

También se puede escribir la ecuación como sigue:

donde: Fh F, N P Fr

= = = = =

frecuencia armónica frecuencia de línea índice armónico número de polos en el motor 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 devanado del estator y las asimetrías de la fabricación, los componentes espectrales de mayor valor en la detección de barras de rotor rotas son los siguientes:

F, F2 F3 F4 F5 Ft

= = = = =

Fn F, P Fr

= = = =

F, P'Fr-F, 10 • P • Fr - 15 15 • P • Fr - 25 21 - P • Fr-35 28 • P • Fr-49

• • •

F, F, Fj F,

donde: armónica de corriente frecuencia de línea número de polos en el motor frecuencia del rotor en Hz (RPM 4- 60)

MB*. 1WO CaapWaUml Sjxam. iKorpnUi RiurnMfa» Mk» te émck>*

9-25

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I FALLAS ELÉCTRICAS

Si el motor lleva un 90% o más de su carga recomendada y_ el componente espectral F2 es 55 dB como mínimo más bajo que el fundamental F,, probablemente no hay barras de rotor agrietadas. Sin embargo, si el componente F2 es menos que 46 dB más bajo que F,, hay problemas con las barras de rotor. Los niveles entre 46 dB hacia abajo y 55 dB hacia abajo con respecto 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 frecuencias en el espectro de corriente y. sus niveles están más de 60 dB bajo F,, con seguridad hay un problema con la barra del rotor. »

Una vez identificado un problema de la barra del rotor, puede calcular una estimación del número de barras rotas como se indica a continuación.

D •*• P donde: N R P B

= = = =

número estimado de barras de rotor rotas número de ranuras del rotor número de polos en el motor 10 elevado a la potencia de C

Si se leen los niveles de amplitud en FI y F2 en dB, entonces: C =

A - fí

20

(absolute valué)

Si se leen los niveles de amplitud en unidades de ingeniería, como amperios: C = Log (—) (absolute valué of —) B B donde: A B

= =

el nivel leído en F¡ el nivel leído en F?

Además de la frecuencia de línea y sus armónicas y bandas laterales, el espectro de corriente también contiene componentes en la frecuencia de paso de ranura y sus armónicas y bandas laterales. La ecuación general para estos componentes aparece más abajo.

9-26

• Copyright 1989. 19» CaaifuUüomt Surtan. iKorponbd Dtocradoi todo» k» demtx»

i

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I FALLAS ELÉCTRICAS

O donde: F, F¡ R P s N

= = = = = =

armónica de paso de ranura frecuencia de línea en Hz número de ranuras del rotor número de polos en el motor deslizamiento unitario índice armónico 1, 3, 5, 7, ...

Cuando hay barras de rotor rotas, estos componentes se modulan de manera que las bandas laterales en ±(2 * s * F t ) aparezcan en los espectros. Encontrará el análisis mucho más difícil en estas frecuencias más altas aunque las amplitudes de banda lateral son casi independientes de la carga. Dado que es posible obtener una buena estimación del estado de la barra del rotor en las frecuencias más bajas, rara vez es necesario analizar las armónicas de paso de ranura y las bandas laterales. Además del análisis de corriente, puede analizar espectros de vibración de núcleo del estator en la frecuencia de paso de ranura para buscar actividad de banda lateral. Puede emplear este análisis para predecir la presencia de barras de rotor rotas y excentricidad del rotor. La ecuación general para estos componentes espectrales aparece a continuación.

donde: Fv F, R P s N

= = = = — =

armónica de vibración frecuencia de línea en Hz número de ranuras del rotor número de polos en el motor por deslizamiento unitario índice armónico O, 2, 4, 6, ...

Una vez más, cuando existen barras de rotor rotas, estos componentes armónicos en los espectros 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 alta resolución 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 de barras de rotor rotas, pero no es práctico montar acelerómetros en el núcleo del estator en la mayoría de las situaciones industriales.

, 1M) i i«.|.n«».»l fljUM. InrponUd HmtrmOt* tuto ta dtndM»

9-27

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I FALLAS ELÉCTRICAS

Frecuencias de vibración de motores eléctricos 2

F

P - 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 • S P + 4 • F S *R + 6 *F

3 •F • S P - 2 •F

4 •F •S

8 -F • 5 P - 2 •F *

donde: F R S P 9-28

= = = =

frecuencia de línea en Hz velocidad de giro en Hz número de ranuras del rotor número de polos

* Copyright U», 1M3 CanputMtMHl SyiUms, I

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I FALLAS ELÉCTRICAS

Verificación simple (aunque razonablemente precisa) para barras de rotor rotas Digamos que: F, Fr P R

frecuencia de línea en Hz frecuencia de rotor en RPM número de polos en el motor número de ranuras del rotor

Entonces: S = 1 -

A B

120 • Fl

Fj*(l-2*S) amplitud en dB en F¡ amplitud en dB en F3 C =

A -B (absouüe valué) 20

Y:

N =

4 •R 10C +

Si el motor está cargado hasta 90% como mínimo de la carga recomendada y N < 1, probablemente no- hay barras de rotor rotas.

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 y el 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 1 CHUMACERAS (JOURNAL BEARINGS)

f

SECCIÓN 10 CHUMACERAS (JOURNAL BEARINGS)

11». 1*3 CMpumiM»! Sjxam, lamtporalxl ÜKOT«to. tofa. k» étrKh»

10-1

ANÁLISIS DE VN SOLO CANAL 1 CHUMACERAS UOWLVAL BEARJNGS)

Sección 10 Chumaceras (Journal Bearíngs) El exceso de distancia, la carga indebida de los cojinetes y la lubricación incorrecta pueden originar individualmente altos niveles de vibración en las chumaceras (journal bearings). t

Una chumacera (journal bearing) con demasiada distancia permite una pequeña fuerza de excitación, como un leve desbalanceo o desalineación, produciendo una vibración considerable en 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 habitualmente proporcionan la mejor información sobre los cojinetes simples. Compare las mediciones vertical y horizontal. La medición vertical habitualmente da la mejor indicación de las distancias excesivas en una chumacera (journal bearing). las mediciones axiales son las mejores para los cojinetes de empuje. El golpe o remolino de aceite se produce cuando la capa de aceite en los cojinetes lubricados a presión, 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 la mitad de la velocidad del eje. Bajo condiciones normales de funcionamiento, el eje sube por el lado del cojinete sobre la cuña de la capa de aceite. Debido a la fricción, k velocidad de k capa de aceite se aproxima sólo del 42% al 47% de la velocidad del eje. Sin embargo, la fuerza de la capa de aceite por lo general permanece en un nivei muy bajo en comparación con las fuerzas normales de la máquina. Si el eje se centra perfecta--tente en un cojinete, la máquina no será susceptible al golpe de aceite. Por supuesto, e i eje puede hacerse excéntrico dentro del cojinete debido al diseño incorrecto del mismo, k carga indebida o el desgaste excesivo del cojinete. La fuerza de k capa de aceite puede entonces convertirse en la fuerza dominante dentro de la máquina. El desgaste del cojinete también puede hacer que la máquina sea más susceptible al golpe de aceite, porque el eje sube más allá del centro del cojinete. Busque el desgaste de los cojinetes de 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 por k velocidad del eje. Los cambios en la presión o la viscosidad del aceite lubricante también aumentan la susceptibilidad al golpe de aceite. A menudo es posible corregir el golpe de aceite cargando debidamente el cojinete o cambiando uno o más de los siguientes aspectos: diseño del cojinete, 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. Estos cojinetes incluyen el cojinete surcado axial, el cojinete con elemento inclinado y el cojinete lobular. Estos cojinetes tienen superficies que forman múltiples cuñas de capas de aceite para intentar 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 I CHUMACERAS UOURNAL BEARINGS,

8.14

KFP BFP 8C

- BOILEB FEED PUMP 8C -HOH MOTOR OUTBORRD HOR2 Spectrun Display 28-RUG-87 11:49

8.12..

PK = LORD = RPM = RPS =

c

.1568 188.8 3585. 59.74

co 8.88..

o• m

8 £

8.86

o

s

8.84..

8.82.. E

8 8

4 6 FREOUENCV IN ORDER

8

18

Los cojinetes de manguito soportan un eje sobre una delgada capa de aceite, para evitar el contacto de metal a metal. La distancia entre el eje y el cojinete es comúnmente de 0,002 a 0,008 pulgadas. Esta distancia significa que existe cierto aflojamiento en el sistema, y es común ver algunas armónicas de velocidad de giro. La amplitud de las armónicas sube a medida que aumenta la distancia. El gráfico ilustrado más arriba presenta nuevo armónicas de velocidad de giro y cuatro de ellas son altas. El, pico justo bajo 1XTS corresponde al eje de salida de la unidad impulsora de líquidos. El valor global de estos espectros se aproxima a 0,15 PPS, de manera que se podría clasificar esta máquina como de funcionamiento aceptable.

mw. 1«J Cmpuuuoaii SjMom. iacorpomUd H«m •!>• uxk» I» dcndm

10-5

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I CHUMACERAS (JOURNAL BEAR1NGS)

Ventilador centrífugo de transmisión directa colgado al centro

FOV

Fffl FW FIA

Mffl MTV MÍA

MOH MOV

MOA

FOA X:

Motor

1. Este motor con cojinetes de manguito clasificado para 1250 HP tiene 10 polos, de modo que su velocidad de funcionamiento está justo bajo 12 hertz ó 720 RPM. El ventilador de transmisión directa utiliza cojinetes de manguito diseñados con caras de empuje para posicionar el rotor del ventilador. 2. Se coloca una carga "dinámicamente balanceada" sobre el ventilador al permitir la entrada de aire por ambos lados. Típicamente, el ventilador funcionará contra la cara de empuje de uno de los cojinetes. 3. El cojinete del motor e interno del ventilador está montado sobre una base grande de concreto. El cojinete externo del ventilador tiene una base mucho más pequeña con una estructura de soporte hecha de acero. 4. Se usa la circulación de agua para enfriar los cojinetes del ventilador. 10-6

• Copyright 1M9. ira QnpuUUowl SyMj*». Im

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I CHUMACERAS ¡JOURNAL BEAR1NGS)

KSP - FORCEO DRHFT FflNS 8B SPECTRR FROM MÚLTIPLE MEflSUREMENT POINTS

FD FflN 8B -FOfl 89-02-87 12:42 co

PLOT SPBN 0.6

FD FflN 8B -FOU 09-02-87 12:42

FD FRN 8B -FOH 09-02-87 12:41

FD FflN 86 -FIÜ 09-82-87 12:38

C

0

4 6 Frequency ín Order

FD FRN 8B -FIH 09-02-87 12:37 1.018 Ordr: 10 11 .88 Freq: .570 Spc5:

Los datos tomados en los cinco puntos de este ventilador colgado del centro presentan muy poca vibración 1XTS en las direcciones radiales. El pico de vibración axial en 1XTS es claramente él pico dominante en este conjunto de espectros. La falta total de una vibración radial significativa indica que no es un problema de desbalanceo. Más bien, probablemente el problema se refiere al aflojamiento o desalineación axial. Examine los puntos del motor para verificar si hay un problema de alineación.

• CopjrlflH 1*0. Itn CcmfutMloml Sjttam. ünorponted R<Mrn
10-7

ANÁLISIS DE VN BOLO CAMAL I CHUMACERAS U'K.RVAL BEAJÜNG*)

KSP - FORCED DRflFT FfiNS 8B SPECTRR FROM MÚLTIPLE MERSUREWENT POINTS

FD FñN 8B -MIU 89-02-87 12:37 PLOT SPRN 8.04-r

FD FfiN 8B -MIH 09-82-87 12:36

FD FñN 8B -MOR 89-82-87 12:34

C.J

<=>

FD FON 8B -MOÜ 89-02-87 12:33

0

A 6 Frequency ir» Order

8

18

FD FflN 8B -MOH 09-02-87 12:32 Ordr: i..0ee Spc3:

11 67 .01586

Los datos tomados en los cinco puntos del motor aparecen ilustrados más arriba. Observe la escala de baja amplitud a la izquierda de los espectros. El motor genera muy poca energía. La amplitud del pico 1XTS en la dirección axial del ventilador es más de 30 veces más alta que el pico 1XTS en la dirección axial del motor. La diferencia en amplitudes indica que este problema no se relaciona con la alineación. Un problema de alineación normalmente presenta igual o mayor vibración en el motor, porque su peso más ligero ofrece menor resistencia al movimiento ejercido por las fuerzas de alineación. Por consiguiente, la evidencia apunta sólo al ventilador. El motor está en perfectas condiciones.

10-8

* Copjr%ht m». 1«C CoapuUUonü SjtUm, ImarporXMl RWírvwfc» toda» h» derttiw»

ANÁLISIS DE L^N SOLO CANAL I CHUMACERAS (JOURNAL BEARINGS)

KSP - FOBCED DBflFT FflNS 8B FD FñN 8B -FOfl FñN OUTBORRD flXIRL

i

I

1

i

1

. . .

89-02-87

12:42

-^

07-22-87

17:03

A

01-08-87

12:34

A

11-06-86

14:26

*

09-09-86

16:38

08-14-86 Ordr: Freq Spc6:

17:38 i .018 il .88 .570

*

co

PLOT SPRN B.6 j

A

**wrfW-«/ ^-^N_i-wr-^A ^

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V^- JL

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e1

1

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^v-j. o 2

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__

J\

A _

, , A ji c 4 6 Frequency in Order

i o 8

id 10

La progresión del crecimiento del pico axial 1XTS del ventilador aparece en el gráfico de espectros múltiples ilustrado más arriba. Los otros picos no presentan cambios significativos en amplitud. Sólo la posición axial del ventilador muestra una alta vibración, de manera que una o ambas caras de empuje posiblemente se han desgastado permitiendo el aflojamiento axial. Las distancias radiales del cojinete, no obstante, pueden no haber cambiado mucho con el tiempo, manteniendo bajos los niveles de vibración radial. La superficie radial del cojinete tiene un área mucho más grande que la superficie axial, así es que 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!. I CHUMACERAS (JOURNAL BEARINCS)

KSP - FORCEO DRflFT FflNS 8B FD FflN 8B -FOfl FRN OUTBOflRD flXIfiL

0.7

Spec trun D i spIay 89-82-87 12-42

0-6..

PK = .B21B LORD -- 108.0 RPK = 713. RPS = 11 .88

0-5.. co

0-4..

CD

03..

Eli

0-2.,

<s iñ 0-1..

in cu

e 0

• 4 6 Frequency in Order

8

10

Una vista de pantalla completa de la última medición axial del ventilador presenta el pico 1XTS muy alto. Los otros picos rotulados representan aparentemente armónicas de lh velocidad de funcionamiento. Recuerde que las l/2 armónicas pueden indicar aflojamiento. Las caras de empuje que localizan este eje se han desgastado aparentemente y ahora permiten un exceso de movimiento axial. La base de acero bajo el cojinete externo del ventilador no posee la rigidez y resistencia al movimiento que tiene la base de concreto bajo el cojinete interno del ventilador. Por lo tanto, el movimiento axial del eje del ventilador es más evidente en el cojinete externo que en el cojinete interno. Este ventilador tiene* un empaque de cuña detrás de cada uno de los cojinetes de cara de empuje. Si el metal antifricción de los cojinetes todavía está en buenas condiciones, se eliminará el exceso 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 1 CHUMACERAS CJOURNAL BEARINCS)

e.e

KSP - FORCED DRRFT FflNS 8B FD FRN 8B -FOR FHN OUTBORRD RXIRL

Uaveforn Display 09-02-87 12:42

RUS = .2316 LORD = 100.0 RPM = 713. RPS = 11.88

-0.6

120 IN MSECS

160

200

En el gráfico ilustrado más arriba aparece una porción corta de la forma de onda de tiempo. Las líneas verticales denotan el tiempo requerido para que el eje complete una revolución. Aunque un pico IXTS domina el espectro, la forma de onda no es ni repetible ni periódica. Esta evidencia indica aflojamiento, porque el desbalanceo y la desalineación parecen más periódicas.

1«W, 1»W CoBpMaUoMl S««r»,

10-1!

AJ.ALIS1S DE UN SOLO CAMA!, I CHl-MACERAS (JOURMAL BEARINGS1

Grupo generador de turbina

1. Un molino de papel ubicó esta unidad generadora de turbina de 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 al generador y la turbina. Por consiguiente, ambas unidades reciben aceite a la misma temperatura y presión. 4. La unidad está equipada con sondas de desplazamiento conectadas a un motor de panel. Todos los datos recolectados de 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 1 CHUMACERAS (JOURNAL BEARINGS)

SBRG - TURBINE GENERRTOR SET SPECTRfl FROM MÚLTIPLE MEflSUREMENT POINTS

TURB-GENER-GOH 14-RPR-89 10:46 TURB-GENER-GIH 14-ftPR-89 10:44

PLOT SPflN

l .Ar TURB-GENER-TIH 14-RPR-89 10:43 TURB-GENER-TIU 14-RPR-89 10:41

»=»

TURB-GENER-TOH 14-RPR-89 10:37

JUL_*_

6 8 18 12 FREOUENCY IN ORDER

14

,

c 16

TURB-GENER-TOU 14-flPR-89 10:32

ORDR: 1.000

FREQ: SPC6:

59.97 .764

Los picos de golpe de aceite aparecen prominentemente en 0,4XTS en las posiciones de los cojinetes externos de turbina— TOH y TOV. Los niveles más altos de vibración aparecen en 1XTS en las posiciones de cojinetes internos de la turbina—TIH y TIV. Observe que los picos 1XTS tienen normalmente las amplitudes más altas. El pico 0,4XTS también aparece en las posiciones del generador—GIH y GOH. Ciertas situaciones de picos 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 presentación espectral de tiempo real.

* CopyrW»" !*»• 1*» CoapiulioBal »num*. Incorporal Rwrrada lodo» *» dencko>

10-13

ANÁLISIS DE L'N '-OLO CANAL I CHUMACERAS JOULNAL SEAR1NGS)

3BRG - TURBINE GENERflTOR SET SPECTRfl FROM MÚLTIPLE MERSUREMENT POINTS

TURE -GENER-TOH 14-RPR-89 10:38 PLOT SPflN

0.8

TURB-GENER-TOH 14-RPR-89 10:37 CUCO

0..

TURB-GENER-TOU 14-HPR-89 10:34

_rt__-_.__>«.

9

A.L A

TURB-GENER-TOU 14-RPR-89 10:32 -4 6 FREQUENCY IN ORDER

10

Los espectros indicados más arriba presentan los efectos del promedio de retención de pico en los puntos externos de la turbina. El primero y el tercero (desde abajo) corresponden al modo de ruta regular. El segundo y el espectro de arriba corresponde al uso de promedio de retención de pico. El promediar la retención de pico mantiene el valor más alto medido entre todos los promedios para cada línea de resolución. Este método revela que la amplitud para los picos de remolino de aceite sobrepasaron la de los picos 1XTS. Aunque la amplitud en ambas frecuencias es relativamente baja, los picos 0,4XTS que superan ios picos 1XTS indican que hay un problema importante. 10-14

• Copyright 1<M». IW3 Compútate»! Srumu. I

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I CHUMACERAS CJOURNAL BEARINGS)

e.8

SBRG - TURBINE GENERHTOR SET TÜRB-GENER-TQH TURBINE BRG OUTBOflRD-HORIZ Spectrun Display 14-flPR-89 10:37

8-7..

"P-P = .5886 LOflD = 25.5 RPM = 3598. + J&S = 59.97

8.6.. =Ej

8.5..

8.4..

_ <x

8.3..'

<=» o_ Q_

8.2.. 8.1.,

¿vL-J_ 6 8 18 12 FREQUENCV IN ORDO

16

ORDR:

FREQ: SPEC:

.413

24.75 .326

El espectro ilustrado más arriba presenta datos para el punto horizontal externo de la turbina--TOH. Los datos corresponden a datos rutinarios de ruta recolectados con promedio normal. La altura del pico del remolino de aceite es motivo de preocupación, porque su amplitud concuerda con la del pico 1XTS. Cuando se observa en tiempo real, este pico del remolino de aceite aparece muy errático en su amplitud. A veces parece mucho más alto que 1XTS, y en otras oportunidades casi desaparece. Una amplitud errática caracteriza un problema de inestabilidad del aceite.

' Copyrifht 1*1», I

. iBcorponUd RcMrndn lado» lo» dtncfcoi

10-15

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1 CHUMACERAS (JOURNAL BEARI.NCS)

8.6

SBRS - TURBINE 6ENERRTOR SET TURB-GENER-TOH TURBINE BRG OUTBORRD-HORIZ

Uaveforn Dísplay 14-RPR-89 18:37

P-P = .4613 LORD = 25.5 fRPM = 3598. RPS = 59.97

B.4..

co 8-2..

§5 -8.2

-8.4 128

188 248 TIME IN HSECS

388

368

El gráfico ilustrado más arriba presenta la forma de onda de tiempo para el punto horizontal externo de la turbina—TOH. Las líneas verticales denotan el tiempo requerido para que concluya cada revolución del eje. Básicamente muestra un patrón no repetido. Cada dos o tres revoluciones del eje, se hace visible un pico provocado por el movimiento de golpe del aceite. El valor RMS de la forma de onda de tiempo es 0,4613 milésimas pico a pico, pero el verdadero valor pico a pico de la forma de onda de tiempo parece superar 0,7 milésimas.

10-16

• Copyright 1*89. 1»W Compútalo») SjfUmt, Irarpontod Ratcradn lodo» tat derecha

i

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I CHUMACERAS (JOURNAL BEARINGS)

Aflojamiento de cojinetes de manguito ™A,

POH POV

p^

MOH

DMH

•

h

1•

i

j- n

r

Pffl

D H

WV

DPV

?

DMV

¡ DMA Huid Drive Unií

Mffl

MIV H :

jU:

1. En el diagrama ilustrado más arriba, el motor es una unidad de dos polos y 1250 HP. La unidad impulsora de líquidos tiene un diseño similar a un convertidor de torsión. Permite que la bomba funcione a una velocidad levemente más lenta que el motor. 2. Tres de estas bombas se usan para cada caldera. Una bomba se ha puesto fuera de servicio para realizar reparaciones importantes, dejando sólo dos disponibles. Si una de las bombas restantes falla catastróficamente, la caldera podría quedar inutilizable. 3. La bomba es una unidad colgada del centro con nueve alabes en el propulsor. 4. Todos los cojinetes del motor y la bomba son de diseños de cojinete 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 1 CHUMACERAS (JOURNAL BEARJNCS)

KFP - BOILEH PEED PUMP 6R SPECTRfl FROM MÚLTIPLE MEflSUREMENT POINTS

BFP BR -MIU 26-RUG-87 11:32 PLOT SPflN 0.14

BFP 6R -MIH 26-RUG-87 11:32

BFP 6fl -MOfl 26-RUG-87 11-31

cz•

BFP 6R -HOU 26-RUG-87 11:31

..A A

e

BFP 6R -MQH 26-RUG-87 11:31 4 6 8 FBEQUENCV IN ORDER

12

Los puntos internos vertical y horizontal tienen amplitudes más altas en IXTS y 2XTS que los puntos externos. Las amplitudes son menores que 0,15 PPS, de manera que probablemente no indican un problema, aparte de un aflojamiento menor en el cojinete interno. Los picos IXTS para todos los puntos son bajos para un motor de 3560 RPM.

10-18

• Coprrfctw 1W», 1«5 OmpMMtowl Sjtuaa, lacorporaud Raxrrado» todo» te

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1 CHUMACERAS (JOURNAL ÍEARlNGSl

r KFP - BOILER FEED PUMP 6R SPECTRfl FROM MÚLTIPLE MEflSUREMEHT POINTS

BFP 6R -DPU 26-RUG-87 11:34 PLOT SPflN

B

BFP 6fl -DPH 26-RUG-87 11:33

-DMñ BFP 6fí 26-HUG-87 11:33

e..

¿

té -DMU BFP 6R 26-RUG-87 11:33

BFP 6fl -DMH 26-RUG-87 11:33

e

8 FREQUENCY IN ORDER

Los picos de la unidad impulsora de líquidos están bajo 0,15 PPS. La mayoría de las otras unidades impulsoras de líquido tienen niveles más altos de vibración. Esto indica que no hay problemas con esta unidad. La mayor parte de la vibración se produce en 1XTS en las direcciones radiales.

> CopjHcht !<*». 1M) OcmfUOUatml B

txrad» ufa. lo.

10-19

ANÁLISIS OS L> SOLO CANAL I CHt MACE RAS UOURNAl. BEARINGS)

KFP - BOILER FEED PUMP 6R SPECTRR FROM HULTIPLE MERSUREMENT POINTS

BFP 6R -POR 26-RUG-87 11:42 to ¿z ~

PLOT SPRN B,5 T

BFP 6R -POU 26-HUG-87 11:41

BFP 6FS -POH 2e-HUG-87 11:39

BFP 6R -PIÜ 2B-RUG-87 11:38

BFP 6R -PIH 26-RUG-87 11:38

A e

A & FREQUENCY IN ORDEB

8

ie

El gráfico de espectros múltiples ilustrado más arriba presenta picos dominantes 2XTS en las posiciones horizontales internas y externas de la bomba. Observe la poca cantidad de vibración axial que existe, reduciendo las posibilidades de que haya un problema de alineación. Los muñones de los cojinetes de manguito se han "soltado" probablemente en la dirección horizontal. El aflojamiento es a menudo de índole direccional. Una causa del desgaste horizontal podría ser una descarga lateral de la bomba. La presión del flujo de descarga forzaría continuamente el eje contra un lado del cojinete, provocando un excesivo desgaste de dicho costado.

10-20

• Copjrrlghl 1*8», Itt3 ConputatlMHl Sjmuaa. locorpcnfed RmsrMík» todo» •=. dtndm

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I CHUMACERAS UOURNAL BEAJUNGS)

KFP BFP 6fl

- BOILER FEED PUMP 6R -POH PUHP OUTBOflBD HORZ

26-RUG-87

11:39

22-JUL-87

15:88

87-HPR-87

12:23

88-JRN-87

18 28

PLOT SPflN 8.5

e..

e

i

A 4

6

8

18

FBEQUENCV IN ORBER

El aumento del pico 2XTS aparece en este período de datos de ocho meses, tomado en la dirección horizontal externa de la bomba. El pico en 1XTS ha cambiado muy poco durante este tiempo. Al desgastarse este cojinete, la distancia interna ha aumentado, permitiendo con ello la aparición del aflojamiento en 2XTS.

> C*f?r*h< IW. I»» CaapM«tmü «]Hm*. ImxrpeHUd «•.! ttOtm fedn k»

10-21

ANÁLISIS DE UN SOLO CAMAL I RESONANCIA

SECCIÓN 11 RESONANCIA

ISW, 1«J CoHputttiMHl SyMwM. iKOrporaUd RtMTKUk» todn h» lili «>a

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL 1 RESONANCIA

f

Sección 11 Resonancia Toda estructura mecánica tiene por lo menos una frecuencia característica (y a veces más de una), la cual se denomina su frecuencia crítica o resonante. Cuando la excita una fuerza externa, la estructura mecánica tiende a vibrar en su frecuencia resonante. Se produce menos amortiguación en la frecuencia resonante que en otras frecuencias. Por lo tanto, la vibración que se produce en esta frecuencia se amplifica. A menudo puede observar niveles más altos de vibración en la frecuencia resonante de una máquina que en otras frecuencias. No obstante, estos niveles de vibración disminuyen a lo largo de la vida 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 frecuencia resonante cuando se produce una fuerza como la desalineación o el desbalanceo. Por consiguiente, la prueba de impacto para determinar la frecuencia resonante de una máquina a veces también se llama "prueba de campanilleo". La rigidez, masa y amortiguación se combinan para determinar la frecuencia resonante de la máquina. Al cambiar cualquiera de estos tres factores se modifica la frecuencia resonante de la máquina. A su vez, esta alteración puede ayudar a resolver un problema 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 I RESONANCIA

Las campanas, los diapasones y las cuerdas de algunos instrumentos están diseñados para resonar en frecuencias particulares. Por ejemplo, el diapasón ilustrado a la izquierda oscila a una- frecuencia de 440 Hz. Cuando se controla con un 440 Hz osciloscopio, esta frecuencia aparece como una onda sinusoidal pura (área inferior izquierda). En el dominio de la frecuencia, el espectro relacionado con esta señal sólo tiene un componente (área inferior izquierda). Sin embargo, la señal se disipa completamente (área inferior derecha) salvo que se haga sonar la campana nuevamente. Por consiguiente, el espectro de tiempo real presenta su único componente disminuyendo en amplitud (área inferior derecha).

1

440 Frequency in Hz

440 Prequency in Hz

> Copyright 1*8*. 1M3 ConpuUtkmaJ SjnUan. ImatfMUd ítmamáat todo» lo. dendH»

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I RESONANCIA

(

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 lo tanto, tienen varias frecuencias resonantes.

Un eje con varias frecuencias resonantes rara vez debiera preocuparle, tratándose de una máquina que funcione en una sola velocidad. Simplemente asegúrese de que la frecuencia de funcionamiento del eje no esté dentro del 20% de una frecuencia resonante. --"•"

Sin embargo, existen otros defectos que también pueden excitar otras frecuencias resonantes. Por ejemplo, en una máquina dada, el segundo orden de vibración de un eje desalineado puede excitar una resonancia en el eje. 1*8», 1*0 Co»pol»nn«.i BpUM. lacm-ponud Rwmé» bxk» lo» éfntttm

11-5

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I RESONANCIA

Muchas veces la rotación del eje excita otra parte de la máquina. Cuando la zona pesada (vea el diagrama a la izquierda) gira hacia la parte inferior del eje, tiende a comprimir toda la unidad. La rigidez del sistema hace que la unidad completa se recoja, como un resorte, cuando la zona pesada comienza a girar nuevamente hacia la parte superior del eje. La rotación del eje puede excitar la frecuencia resonante del pedestal o de alguna otra parte no giratoria del sistema mecánico. La rotación del eje debe ocurrir, en primer lugar, en una frecuencia que "alimente" a la vibración de la parte no rotatoria. A continuación aparece una ilustración de esta característica principal de la resonancia. Al ponerse en marcha una máquina, su frecuencia de rotación aumenta hasta su velocidad de funcionamiento. Si la máquina funciona normalmente sobre la resonancia, la amplitud aumenta cuando aumenta la frecuencia hasta alcanzar la resonancia. Entonces la amplitud disminuye después de que la frecuencia pase la resonancia hasta alcanzar un valor constante llamado amplitud de espacio libre. En la página siguiente aparece un gráfico típico de amplitud vs. frecuencia.

11-6

• Copyr^bl 1989. 1M3 CampuUUonaJ Swwns. In

ANÁLISIS DE UN SOLO CANAL I RESONANCIA

m

1. Bajo la resonancia, la zona de alta vibración del eje sigue muy de cerca a la zona pesada. La vibración del eje está a las 12 hrs.; la zona pesada también está a las 12 en punto. 2. En la frecuencia de resonancia, la vibración del eje sigue la zona pesada por 90°. La vibración del eje está a las 12 hrs.; la zona pesada está a las 3 hrs. (si la vibración del eje está hacia la derecha). Por lo tanto, la zona pesada no tiene tendencia a mover el eje verticalmente en el instante indicado. Cuando la zona pesada gira alcanzando las 6 hrs., la vibración del eje está a las 3 hrs., de modo que el eje no tiene tendencia a resistir la zona pesada. Así, la zona pesada "alimenta" la vibración. 3. Sobre la resonancia, la alta vibración está en el lado opuesto del eje de la zona pesada. La vibración del eje se estabiliza en un 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 barrido 6 = ángulo de contacto ass. phase = assembly phase / fase de ensamblaje autorange = rango automático ave = prom babbitt = metal antifricción ball bearing = cojinete de bola Bd = diámetro de la bola o rodillo beam = eje principal bearing cap = tapa o sombrerete de cojinete beat frequency = frecuencia de impulso / batido / batimiento beats = golpes bias voltage = voltaje de polarización Bode plot = gráfico o diagrama de Bode BPEt = frecuencia de paso de bola del aro interno BPFI = ball pass frequency inner page 13 on, section 6 BPFO = frecuencia de paso de bola del aro externo BPFO = ball pass frequency outer page 13 on. section 6 broadband = banda ancha BSF = frecuencia de vuelta de la bola bucket = paleta bump tests = pruebas de impacto burr = aspereza cage frequency = frecuencia de jaula caniber = combar, pulir redondeando casing = caja cavitación = formación de cavidades cavitation = formación de cavidades center punch = punzonador central chuck shan = eje de mandril chuck = mandril clearance = distancia coastdown = desaceleración cocked = desalineado coil = bobina computer = ordenador computer file = fichero de ordenador conditioning = acondicionamiento couplant = acoplador coupling = acople CPM = ciclos por minuto crossover = transición current draw = toma de corriente current in-rush = irrupción de corriente

damping = amortiguador deflect = desviar deflection = desviación, deflección download = cargar dress = arreglar (arreglo) de cables eléctricos drive train = tren impulsor driver = impulsor driving blower = ventilador impelente dump = descarga / descargar Eddy current = corriente de Foucault endbells = terminadores engineering unit = unidad de ingeniería envelope deíection = detección de envolvente (curva envolvente) excitation forcé = fuerza de excitación exhaust fan = ventilador extractor de aire Fast Fourier Transform = transformada rápida de Fourier FFT = FAST FOURIER TRANSFORM /TRANSFORMADA RÁPIDA DE FOURIER flutter = fluctuación forced draft fan = ventilador de aspiración forzada forcing functions = funciones forzadas forward precession = precesión de avance fret = desgastar FTF = frecuencia fundamental del tren (jaula) gear train = tren de engranajes gear mesh = enlace de los engranajes gear = engranaje GMF = gear mesh frequency grease fitting = engrasador grout = mezcla o cemento, aplicar mezcla / lechada growth = dilatación gusseting = refuerzo harmonics = armónicas heat exchanger = intercambiador de calor heavy spot = zona pesada helical gears = engranajes helicoidales host computer = ordenador central hump = punto prominente HVAC = CA de alto voltaje I-beam = viga en doble T ID = induced draft / aire inducido impeller = propulsor inboard = interior / hacia adentro inboard and outboard = interior y exterior IPS = ppp pulgadas por segundo jaw = garra jaw coupling = acople dentado o de garras journal bearing = chumacera

lag = retraso lobed bearing = cojinete lobular lock-in = fijar loop = bucle o vuelta looseness = aflojamiento micron = miera mus = milésimas MTV = Motor Inboard Vertical monitor = monitorizar mounded = amontonado MOV = motor outboard vertical Nb = número de bolas o rodillos offset misalignment = desalineación compensada oil whip or whirl = golpe o remolino de aceite outboard = exterior overall = global overhaul = reacondicionamiento overhung = suspendido (por arriba) overlay = superposición / solapamiento Pd = diámetro de paso PDM = predictive maintenance peak = pico peak-hold = retención de picos phase lag = retraso de fase phase = fase phase-locked = fijo en la fase pigtail = conexión en espiral pinion stand = soporte del pifión precession = precesión pressure vessel = vasija de presión pre-triggering = pre-disparo probé = sonda query = consulta race = aro de rodamiento raceway = surco del aro rare earth = tierra rara rated load = carga recomendada raw units = unidades brutas reverse precession = precesión inversa ringing = campanilleo, oscilación transitoria RMS = raíz cuadrática media [abbrev. remains RMS in Spanish too] roll = rodillo rolling element bearing = rodamientos con elementos de rodillo rubs = roces run speed = velocidad de funcionamiento runout = (pulley runout) descentramiento

sample window = ventana de muestreo SCR = silicon controlled rectifier/rectificador controlado por süicona seize = agarrotar seizure = agarrotamiento sensor unit = unidades sensoras set mark = marca de referencia settle time = tiempo de estabilización shearing effect = efecto tangencial sheave = polea acanalada ,, shira pack = paquete de cuña sideband = banda lateral signatura — característica sine wave = onda sinusoidal sleeve bearing = cojinete de manguito slip frequency = frecuencia de deslizamiento slot pass frequency = frecuencia de paso de ranura slot frequency = frecuencia de ranura smooíh = suavizar scft foot = inestabilidad (due to loóse feet or unevenness) spectrum plot = diagrama de espectro spike = impulso afilado spin = vuelta sprocket = rueda dentada spur gear = engranaje recto stator = estator síeam trap = trampa de vapor strobe = estroboscopio strut = poste stud = perno sump = colector (de aceite) surge = sobretensión survey = inspección swept filíer = filtro de barrido swing = oscilación switchgear room = sala de conmutación tag = anexar throttle back — reducir gases íhíow = tirar, lanzar thrust bearing = cojinete de empuje tilted pad bearing = cojinete con elemento inclinado time domain = dominio del tiempo torque = torsión trend (v) = proyectar tendencias írigger = disparar, activar TTL = transistor-transistor logic time = sintonizar