Comprensión de la vibración transitoria
Vibración transitoria es una vibración temporal, de corta duración, que ocurre mientras el estado operativo de una máquina está cambiando: un evento de estado no estacionario. Los ejemplos clásicos son el arranque y el paro de una máquina arranques y paros (por inercia). A diferencia de la vibración en estado estacionario, que se mide a velocidad y carga constantes, la vibración transitoria análisis de vibración se trata de capturar la respuesta dinámica de la máquina mientras barre un rango de velocidades o condiciones, y ese barrido expone propiedades del sistema rotor-rodamiento que una ejecución a velocidad constante nunca puede revelar.
1. Definición: ¿Qué es la vibración transitoria?
Durante la operación en estado estacionario, el eje gira a una sola velocidad, por lo que el espectro de vibración es esencialmente estacionario y un solo FFT lo describe bien. En un evento transitorio, la velocidad es un objetivo móvil: cada frecuencia relacionada con la velocidad sube o baja con el eje, mientras que las frecuencias naturales de la estructura permanecen fijas. El interés radica precisamente en lo que ocurre cuando esas frecuencias móviles y fijas coinciden. Esto hace que las arranque y paro por inercia ejecuciones transitorias sean una categoría de medición distinta y rica en información.
2. ¿Por qué es importante el análisis de vibración transitoria?
Analizar la vibración transitoria es la forma principal de comprender las propiedades dinámicas fundamentales de un rotor y sus soportes, sobre todo para identificar las velocidades críticas.
velocidades críticas de la máquina. Durante un arranque o un paro, la velocidad barre una banda amplia. Cuando la velocidad de rotación (1X) pasa por cualquiera de las frecuencias naturales de la máquina, se forma una condición de resonancia resonancia y la amplitud de vibración se amplifica bruscamente. Al registrar los datos durante este barrido, los ingenieros pueden determinar exactamente las frecuencias en las que ocurren esas resonancias, algo que resulta invisible si la máquina solo se observa a su velocidad de funcionamiento normal.
Esta información es vital para:
- Diseño de máquinas y pruebas de aceptación: Confirmar que las velocidades críticas mantienen un margen de seguridad respecto a la velocidad operativa normal, a menudo como parte de un criterio de aceptación bajo normas como ISO 20816-1 ISO 20816 (la sucesora moderna de la ISO 10816) o, para sistemas de protección, API 670.
- Diagnóstico: API 617. Un desplazamiento en la ubicación de una velocidad crítica con el tiempo indica un problema estructural en desarrollo: una rotor agrietado flexión del rotor , una cimentación que se afloja o una. Comparar sucesivas paradas por inercia (coast-downs) es una potente técnica de tendencia.
- Rotor flexible Balanceo: que cambia. Comparar paros por inercia sucesivos es una técnica de seguimiento de tendencias muy potente. balanceo modal.
El balanceo de un rotor flexible requiere conocer su respuesta en sus velocidades críticas, y esos datos se adquieren durante ejecuciones transitorias: la base del
Debido a que la velocidad cambia constantemente, un único espectro FFT estático no puede representar un evento transitorio. En su lugar, los datos se muestran en gráficos que registran cómo varía la vibración con la velocidad (RPM):
- Diagrama de Bode: 3. Gráficas de análisis especializadas fase en dos gráficas, ambas en función de la velocidad. Una resonancia se manifiesta como un pico de amplitud acompañado por un cambio de fase característico de aproximadamente 180° al pasar por la velocidad crítica; en máquinas reales, el comportamiento exacto de la fase está influenciado por el amortiguamiento, la anisotropía del soporte y los modos vecinos, por lo que la curva de fase se interpreta junto con el pico de amplitud y no como un marcador independiente.
- Gráfica de Nyquist (polar): La gráfica transitoria más común. Muestra la amplitud filtrada en 1X y la
- Diagrama en cascada: Una visualización 3D que apila espectros FFT sucesivos a medida que cambia la velocidad, creando un efecto de “cascada”. Es ideal para observar todos en dos gráficas, ambas en función de la velocidad. Una resonancia se manifiesta como un pico de amplitud acompañado por un cambio de fase característico de 180° al pasar por la velocidad crítica. armónicos Combina la amplitud y la fase de 1X en una sola traza polar. Una resonancia aparece como un lazo distinto, y el diámetro de ese lazo está relacionado con la ligereza del amortiguamiento del modo. Diagrama de Campbell Una visualización 3D que apila espectros FFT sucesivos a medida que cambia la velocidad, creando un efecto de “cascada”. Es ideal para observar cómo evolucionan las
componentes de frecuencia
durante el transitorio, no solo la 1X, lo cual permite detectar comportamientos no síncronos y
- Analizador multicanal: Un sistema capaz de muestrear varios canales de vibración y el canal de velocidad simultáneamente, de modo que la amplitud y la fase de distintos cojinetes permanezcan alineadas en el tiempo.
- Tacómetro / Keyphasor: Una referencia de velocidad y fase una vez por revolución es absolutamente obligatoria. El analizador la utiliza para seguir la velocidad de forma continua y para habilitar las mediciones de fase que requieren los diagramas de Bode y Nyquist; sin ella, no se puede generar ninguno de los dos diagramas.
- Memoria y velocidad de procesamiento suficientes: El instrumento debe registrar un flujo de datos continuo durante toda la duración del arranque o la parada, lo cual en máquinas muy grandes puede extenderse a varios minutos.
, mapea estos cruces de resonancia en función de la velocidad.
Resulta útil comparar los dos modos en paralelo. La medición en estado estable responde “¿cómo se está comportando la máquina en este momento?”; la medición transitoria responde “¿cuál es la dinámica inherente de esta máquina, y está cambiando?” Ambas forman parte de un programa completo — un valor de referencia una parada por inercia (coast-down) tomada cuando la máquina está en buen estado se convierte en una referencia con la que se juzgan las corridas posteriores. Para el trabajo de campo rutinario, el transitorio de mayor utilidad práctica es el arranque hasta la velocidad de operación durante balanceo en campo. Un instrumento portátil de dos canales como el Balanset-1A Un sistema capaz de muestrear varios canales de vibración y el canal de velocidad simultáneamente, para que la amplitud y la fase de diferentes rodamientos permanezcan alineadas en el tiempo.
