Comprensión de la fase en el análisis de vibraciones
Fase describe la relación temporal entre dos señales o, más útilmente en el trabajo con maquinaria rotativa, el momento de una vibración señal con respecto a una marca de referencia fija en el eje rotativo. Responde a la pregunta de donde en la rotación está ocurriendo la vibración, y normalmente se mide en grados de 0° a 360°, una revolución completa del eje. Si amplitud le dice cuánto una máquina está vibrando y frecuencia le dice qué tan rápido, la fase le dice cómo se está moviendo — lo cual es precisamente lo que separa las fallas que comparten la misma frecuencia.
Ese último punto es el corazón de por qué la fase importa. Desbalance, desalineación, a eje curvado y holgura mecánica pueden aumentar todos el pico de 1× velocidad de funcionamiento pico; la fase suele ser la única manera de distinguirlos sin desmontar la máquina.
1. Cómo se mide la fase
Se necesitan dos señales para leer la fase:
- Una señal de vibración — la medición principal de un acelerómetro o sonda de proximidad vigilando el movimiento de la máquina.
- Una señal de referencia — un pulso de temporización por revolución de un tacómetro, dirigido a una tira de cinta reflectante o a un cuñero para que emita un pulso limpio cada vez que la marca pasa frente al sensor. Funcionalmente, este es el mismo papel que cumple un Keyphasor.
El analizador de vibración luego mide el retraso de tiempo entre el pulso de referencia y el primer pico positivo de la señal de vibración en una frecuencia elegida — usualmente la velocidad de giro 1× — y convierte ese retraso en un ángulo. Una lectura de 90°, por ejemplo, significa que el pico de vibración llega un cuarto de revolución después de que la marca de referencia pasa el tacómetro. Como el resultado está ligado a una frecuencia específica, la fase se cita más a menudo junto con el componente 1×; la misma idea, generalizada en todo el espectro, es lo que hace que los ángulo de fase un bloque de construcción de gráficas como los Bode y Nyquist diagramas.
2. El poder diagnóstico de la fase
La fase es mucho más que un número. Al comparar lecturas tomadas en diferentes puntos de una máquina, en la misma dirección de medición, un analista puede confirmar o descartar diagnósticos específicos con alta confianza. El tema recurrente es la comparación de dos ubicaciones: si se mueven juntos el panorama apunta en una dirección; si se mueven en oposición apunta a otra. Las subsecciones a continuación cubren los patrones clásicos.
Confirmación del desbalance
El desbalance puro da lecturas de fase similares — típicamente dentro de aproximadamente ±30° — cuando se mide en la misma dirección radial (digamos, horizontal) en ambos rodamientos de un rotor. Todo el rotor es jalado en una dirección en un instante por el punto pesado, por lo que los dos extremos marchan al paso. Comparar las lecturas horizontal y vertical en un rodamiento agrega otra pista: el desbalance genuino tiende a mostrar una diferencia de aproximadamente 90° entre ellas.
Diagnóstico de desalineación
La fase es una de las formas más definitivas de confirmar la desalineacióndel eje. Tome lecturas de fase axial a cada lado de un acoplamiento: un cambio de fase de 180° (±30°) a través de él es la firma de libro de texto de la desalineación angular, mostrando que mientras un eje se mueve axialmente hacia afuera, el otro se mueve hacia adentro — un movimiento de pivote, tipo balancín, en el acoplamiento.
Distinguir el desbalance de un eje curvado
Tanto el desbalance como un eje curvado aumentan la vibración de 1×, sin embargo la fase los distingue. Las lecturas de fase axial tomadas en los dos extremos del mismo eje de motor o bomba que difieren en aproximadamente 180° indican una flexión: los extremos se mueven en direcciones axiales opuestas mientras la curvatura gira.
Identificación de holgura mecánica o una cimentación agrietada
Cuando las lecturas de fase son erráticas, inestables o no repetibles, la holgura mecánica mecánica es la sospechosa habitual. Un cambio marcado en la fase al mover la sonda desde un pie de la máquina hasta su placa base, o desde la placa base hasta la cimentación, apunta a un perno de anclaje flojo o a una cimentación agrietada — y sugiere un rigidez de la cimentación.
Confirmación de resonancia
Mientras una máquina arranca o hace un velocidad crítica, the 1× phase makes a characteristic 90° shift exactly at the resonancia pico y un cambio completo de 180° a través de toda la región de resonancia. Observar ese cambio — fácilmente capturado durante un paro por inercia — es una forma definitiva de confirmar una resonancia en lugar de un problema de excitación.
3. Una referencia rápida para patrones de fase
| Observación | Diagnóstico probable |
|---|---|
| Ambos rodamientos en fase, misma dirección radial | Desbalance |
| ≈180° a través del acoplamiento, axial | Desalineación angular |
| ≈180° a través de los dos extremos de un mismo eje, axial | Eje curvado / flexionado |
| Fase errática, no repetible | Holgura mecánica |
| Desplazamiento de 90° en el pico, 180° a través de la región | Resonancia / velocidad crítica |
Estas reglas son guías, no garantías: confirme con la amplitud, la forma del espectro y armónico el contenido antes de comprometerse con una reparación.
4. La fase como clave para el balanceo
La fase es indispensable para balanceo de rotores. La lectura de fase a 1× señala directamente la ubicación angular del punto pesado en relación con la marca de referencia, indicando al técnico exactamente dónde agregar o retirar un peso de corrección. En la práctica, el analizador registra la amplitud y la fase antes de que se instale un peso de prueba , nuevamente después, y utiliza el cambio para calcular el coeficientes de influencia que arroja la corrección final. Un instrumento portátil de dos canales como el Balanset-1A realiza esta medición de amplitud y fase en los propios rodamientos de la máquina a velocidad de operación, y luego verifica el desbalance residual una vez que los pesos están en su lugar. Para calcular la división angular cuando una corrección debe compartirse entre pesos, nuestro Calculadora de ángulo de fase de vibración maneja la geometría vectorial.
5. Por qué la fase completa el panorama
Sin la fase, un analista de vibraciones solo ve parte de la historia: magnitudes y frecuencias, pero sin noción de cómo la estructura realmente se deforma en cada vuelta. La fase aporta ese contexto faltante, convirtiendo una lista de picos en una declaración clara del movimiento y elevando drásticamente la confianza en el diagnóstico. Es la diferencia entre saber que una máquina vibra y saber por qué. Por esa razón, la fase pertenece a todo diagnóstico serio y es la base innegociable del balanceo en campo balanceo.
