Herramienta de Ingeniería Gratuita #033
Identificador de fuente de vibración
Herramienta de diagnóstico interactiva — ingrese la frecuencia de vibración como orden de la velocidad de funcionamiento para identificar las fuentes de falla probables en maquinaria rotativa.
Resultados del Diagnóstico
Referencia Completa de Frecuencia–Falla
Análisis de Frecuencia de Vibración
Cada falla mecánica produce vibración en frecuencias características relacionadas con la velocidad de rotación del eje. Al identificar la frecuencia dominante en un espectro de vibración y expresarla como una orden (múltiplo) de la velocidad del eje, se puede determinar la fuente de falla más probable.
Cálculo de Orden
Donde f_vibración es la frecuencia dominante medida en Hz y RPM es la velocidad de rotación del eje.
Frecuencias de Falla Comunes
| Orden (armónico) | Frecuencia | Fuente Principal | Indicadores Adicionales |
|---|---|---|---|
| 1x | Velocidad del eje | Desbalance | Fase estable, proporcional al cuadrado de la velocidad |
| 1x | Velocidad del eje | Eje doblado | Alta vibración axial, fase estable |
| 2x | 2 x velocidad del eje | Desalineación | Alta axial, fase de 180° a través del acoplamiento |
| 3x | 3 x velocidad del eje | Desalineación severa | Múltiples armónicos presentes |
| 0.42–0.48x | Subsíncrono | Remolino de aceite | Cojinetes de fricción, dependientes de la velocidad |
| 0.5x | Mitad de la velocidad del eje | Holgura mecánica / rozamiento | Subarmónicos fraccionarios |
| Múltiples armónicos | 1x, 2x, 3x… | Holgura mecánica | Muchos armónicos de la velocidad de giro |
| No sincrónico | BPFO, BPFI, BSF | Defectos en rodamientos | Modulado por la velocidad de giro |
| Z x RPM | Paso de álabes | Problemas de flujo | Pulsación, cavitación |
| Z x RPM | Engranaje | Problemas de engranajes | Las bandas laterales indican qué engranaje |
| Línea 2x (100/120 Hz) | Frecuencia fija | Eléctrico | Desaparece al cortar la alimentación eléctrica |
Guía de ángulo de fase
El análisis de fase es crítico para distinguir fallas a la misma frecuencia. A 1x: fase estable = desbalance, 180° a través del acoplamiento = desalineación, fase inestable = holgura mecánica. Usen siempre una referencia de tacómetro.
Ejemplo práctico
Datos: Velocidad de giro = 1500 RPM, Frecuencia dominante = 75 Hz
Frecuencia de velocidad de giro = 1500 / 60 = 25 Hz
Orden = 75 / 25 = 3.0x
Sospechoso principal: Desalineación severa o holgura mecánica
Recomendado: Verificar la alineación del acoplamiento, inspeccionar los pernos de montaje, comprobar la cimentación
⚠️ Nota: Esta herramienta proporciona orientación basada en relaciones comunes entre fallas y frecuencias. El diagnóstico definitivo requiere correlación con datos de fase, forma de onda en el tiempo, diagramas de órbita, condiciones de operación e historial de la máquina. Verifiquen siempre con mediciones adicionales.
La mayoría de los fallos mecánicos producen vibraciones a frecuencias características relacionadas con la velocidad de giro del eje:
- 1× RPM: Desequilibrio (el más común), eje doblado, holgura mecánica
- 2× RPM: Desalineación (indicador principal)
- 0.42–0.48×: Remolino de aceite (oil whirl) en cojinetes de deslizamiento
- No síncrona: Defectos en rodamientos
Exprese la frecuencia de vibración como un múltiplo (orden) de la velocidad del eje y compárela con los patrones de fallo conocidos. Correlacione siempre con la fase, la tendencia de amplitud y las condiciones de operación.
La vibración 1× (o síncrona) ocurre exactamente a la frecuencia de rotación del eje. Para una máquina a 3000 RPM, 1× = 50 Hz.
La vibración 1× siempre está presente en cierta medida debido al desequilibrio residual. Resulta preocupante cuando la amplitud supera los límites admisibles según ISO 10816/20816.
Causas principales: desequilibrio de masas, eje doblado, excentricidad, resonancia. El análisis del ángulo de fase ayuda a distinguir entre estas causas.
Las causas de la vibración subsíncrona (por debajo de 1× RPM) incluyen:
- Remolino de aceite (0.42–0.48×): Inestabilidad en cojinetes de deslizamiento; la frecuencia varía con la velocidad
- Latigazo de aceite (oil whip): Más severo — la frecuencia se bloquea en la frecuencia natural del rotor y no sigue a la velocidad
- Roce (0.5×, fraccionario): El contacto rotor-estator genera subarmónicos
- Holgura (0.5×): Holgura mecánica en los puntos de anclaje
- Resonancia de correas: Frecuencia natural de la correa en transmisiones por correa
La vibración subsíncrona suele ser más peligrosa que la síncrona porque puede provocar una inestabilidad catastrófica.
Fuentes de vibración de alta frecuencia (por encima de 10× RPM):
- Defectos en rodamientos: BPFO (pista exterior), BPFI (pista interior), BSF (giro de bolas/elementos rodantes), FTF (jaula)
- Engrane de engranajes: Número de dientes × RPM, con bandas laterales
- Paso de álabes/paletas: Número de álabes × RPM
- Ruido eléctrico: Frecuencia de paso de ranuras, conmutación
- Cavitación: Vibración aleatoria de banda ancha a alta frecuencia
- Resonancia estructural: Frecuencias naturales de los componentes
El ángulo de fase es la relación angular entre el pico de vibración y una marca de referencia en el eje (medida con un tacómetro).
Usos diagnósticos clave:
- Desequilibrio: Fase estable y repetible a 1×
- Desalineación: Diferencia de fase de ~180° a través del acoplamiento a 1× y/o 2×
- Holgura: Fase inestable y errática
- Resonancia: Desfase de ~90° en la frecuencia natural, alta amplificación
- Eje doblado: Desfase a 1× de ~180° entre el cojinete interior y el exterior
Sin datos de fase, a menudo es imposible distinguir entre fallos que producen la misma frecuencia (p. ej., desequilibrio frente a desalineación a 1×).
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.
Analizadores de vibración profesionales con análisis espectral, seguimiento de órdenes y diagnóstico de fallas. Utilizados en más de 50 países.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko es ingeniero en análisis de vibraciones y fundador y director general de Vibromera. Desde hace más de 15 años balancea equipos rotativos en campo y no en un banco de pruebas: desbrozadoras, ventiladores industriales, trituradoras, centrífugas, ejes y husillos. De ese trabajo nacieron los instrumentos Balanset — se concibieron como una herramienta que el especialista puede llevar hasta la máquina y usar solo, en sitio, y no como equipo de laboratorio. Vibromera se fundó en 2017 y desde 2023 tiene su sede en Oporto, Portugal. Aquí se realizan el desarrollo, el ensamblaje y el soporte de la línea Balanset. El instrumento insignia es el Balanset-1A, un analizador portátil para el balanceo en uno y dos planos y para el diagnóstico de vibraciones. Nikolai participa personalmente en la atención al cliente, en la resolución de casos difíciles de balanceo y en el desarrollo del software. Trabaja con clientes de todo el mundo, en cualquier idioma.
