¿Qué son los órdenes armónicos?

Las órdenes armónicas representan múltiplos de la velocidad de rotación. 1× es la fundamental (1 por revolución), 2× es el doble por revolución (común en desalineación) y las órdenes superiores se relacionan con el paso de álabes, engranajes, etc.

¿Cómo encuentro las velocidades críticas a partir del diagrama?

Las velocidades críticas ocurren donde las líneas de orden armónico intersectan las líneas de frecuencia natural. Las RPM de cruce = fn × 60 / orden, donde fn es la frecuencia natural en Hz y orden es el número armónico.

¿Por qué son peligrosas las velocidades críticas?

A las velocidades críticas, una excitación armónica coincide con una frecuencia natural, causando resonancia. Esto conduce a vibración amplificada, daño estructural potencial y desgaste acelerado de rodamientos/componentes.

¿Cómo evito las velocidades críticas?

Asegúrese de que la velocidad de operación esté al menos un 20 % alejada de cualquier velocidad crítica. Las opciones incluyen cambiar las frecuencias naturales (endurecimiento/cambios de masa), agregar amortiguamiento o ajustar el rango de velocidad de operación.

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Calculadora de diagrama de Campbell

Represente la interferencia entre los órdenes de excitación armónica y las frecuencias naturales. Identifique los puntos de cruce de velocidad crítica para maquinaria rotativa.

Hasta 5 frecuencias naturales Armónicos 1×–10× Velocidades críticas

Cruces de velocidad crítica

Cruces totales en el rango de velocidad

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Rango de velocidad

—

Frecuencias naturales

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Diagrama de Campbell

Principio del diagrama de Campbell

El diagrama de Campbell representa la frecuencia de excitación frente a la velocidad de rotación. Para cada orden armónico k, la frecuencia de excitación a la velocidad n es:

Un cruce (velocidad crítica) ocurre cuando una excitación armónica coincide con una frecuencia natural:

Órdenes armónicos comunes

Orden (armónico)	Fuente
1×	Desbalance, flexión del rotor, excentricidad
2×	Desalineación, rodamiento elíptico, holgura mecánica
3×	Desalineación (grave), defectos de acoplamiento
k× (paso de álabes)	Número de álabes × RPM
k× (engranaje)	Número de dientes × RPM

Ejemplo práctico

Ejemplo: bomba centrífuga

Datos: f_n1 = 25 Hz, f_n2 = 48 Hz, Armónicos: 1×, 2×, 3×

Cruce 1× en f_n1: RPM = 25 × 60 / 1 = 1500 RPM

Cruce de 2× en f_n1: RPM = 25 × 60 / 2 = 750 RPM

Cruce 1× en f_n2: RPM = 48 × 60 / 1 = 2880 RPM

⚠️ Nota: Mantenga la velocidad de operación al menos un 20 % alejada de cualquier velocidad crítica. Si debe cruzar una velocidad crítica durante el arranque, acelere rápidamente a través de la zona de resonancia.

Un diagrama de Campbell representa las frecuencias de excitación (armónicos de la velocidad de giro) frente a las frecuencias naturales. Las intersecciones indican posibles resonancias — velocidades críticas donde puede producirse una vibración amplificada.

Los órdenes armónicos son múltiplos de la frecuencia de rotación del eje. 1× = una vez por revolución (desequilibrio), 2× = dos veces por revolución (desalineación); los órdenes superiores se relacionan con el paso de álabes, engrane de dientes, etc.

Velocidad crítica en RPM = f_n × 60 / orden. Por ejemplo, si f_n = 50 Hz y el orden = 2×, la velocidad crítica = 50 × 60 / 2 = 1500 RPM.

En las velocidades críticas, la frecuencia de excitación coincide con una frecuencia natural, provocando resonancia, vibración amplificada, posibles daños estructurales y un desgaste acelerado de los rodamientos.

Mantenga un margen de separación de al menos el 20%. Opciones: modificar la rigidez/masa (desplazar las frecuencias naturales), añadir amortiguamiento, modificar el rango de velocidad operativa o atravesar la resonancia rápidamente durante el arranque o la parada.

Los procedimientos descritos en esta página fueron desarrollados y probados en campo por el equipo de Vibromera utilizando el Balanset-1A, un balanceador portátil de doble canal y analizador de vibraciones para el balanceo de rotores en sitio.