Herramienta de ingeniería gratuita · #008
Calculadora de frecuencias armónicas
Convierte RPM a Hz y muestra armónicos de 1× a 20×. Esencial para el análisis de vibraciones y el diagnóstico de máquinas.
Resultados
| Orden (armónico) | Frecuencia (Hz) | CPM | Periodo (ms) |
|---|
Conversión de RPM a Hz
La frecuencia fundamental (orden 1×) en Hz es igual a la velocidad de rotación dividida por 60:
Frecuencias armónicas
Cada armónico (orden) es un múltiplo entero de la frecuencia fundamental:
donde n es el orden armónico (1, 2, 3, …).
Velocidad angular
Fuentes armónicas comunes en vibración
| Orden (armónico) | Fuente común |
|---|---|
| 1× | Desequilibrio, eje doblado, excentricidad |
| 2× | Desalineación (angular/paralela), holgura |
| 3× | Desalineación (grave), holgura |
| N× | Paso de cuchillas/paletas (N = número de cuchillas/paletas) |
| Z× | Frecuencia de paso de dientes (Z = número de dientes) |
| ½× | Remolino de aceite, frotamiento |
| 0,43× | Látigo de aceite |
Ejemplo práctico
Dada: Velocidad = 3000 RPM
1× = 3000 / 60 = 50 Hz (3000 CPM)
2× = 2 × 50 = 100 Hz (6000 CPM)
3 × = 3 × 50 = 150 Hz (9000 CPM)
Periodo = 1 / 50 = 20 ms
ω = 2π × 50 = 314,16 rad/s
💡 Consejo: En el análisis de vibraciones, el patrón del espectro armónico es una herramienta de diagnóstico clave. El desequilibrio muestra un pico dominante de 1×, la desalineación muestra un pico fuerte de 2× (y a veces de 3×), y los defectos en los rodamientos generan frecuencias no sincronizadas relacionadas con su geometría.
Simplemente divida las RPM entre 60:
Hz = RPM / 60
Por ejemplo: 3000 RPM / 60 = 50 Hz. Esto proporciona la frecuencia de rotación fundamental (1×).
Los armónicos son múltiplos enteros de la frecuencia fundamental (1×):
- 1× = fundamental = un evento por revolución
- 2× = segundo armónico = dos eventos por revolución
- 3× = tercer armónico = tres eventos por revolución
Diferentes fallos producen patrones de armónicos característicos. El desequilibrio es principalmente 1×, la desalineación muestra un fuerte 2× y a veces 3×, y la frecuencia de paso de álabes es el número de álabes × 1×.
La frecuencia 1× (una vez por revolución) es el componente de vibración más fundamental. Fuentes comunes de 1×:
- Desequilibrio de masas — la fuente más común
- Eje doblado — genera 1× con componente axial
- Rotor excéntrico — máquinas eléctricas
- Resonancia — si la frecuencia natural coincide con 1×
La fase de vibración a 1× es crucial para el equilibrado, ya que indica la dirección del punto pesado.
Los armónicos superiores revelan fallos mecánicos específicos:
- 2×: Desalineación (angular y paralela), holgura mecánica, eje fisurado
- 3× y superiores: Desalineación severa, holgura mecánica
- Paso de álabes (N×): Problemas en los álabes del impulsor/ventilador
- Engrane (Z×): Problemas en los dientes de los engranajes
La relación entre las amplitudes de los armónicos y la amplitud a 1× es un indicador clave de diagnóstico.
Hz (Hercios) = ciclos por segundo. Unidad absoluta de frecuencia.
CPM (Ciclos Por Minuto) = Hz × 60. Numéricamente igual a las RPM para el orden 1×.
Órdenes (1×, 2×, ...) = múltiplos de la velocidad del eje. Normalizados con la velocidad: permanecen iguales independientemente de las RPM.
Ejemplo a 3000 RPM: 1× = 50 Hz = 3000 CPM; 2× = 100 Hz = 6000 CPM.
Los procedimientos descritos en esta página fueron desarrollados y probados en campo por el equipo de Vibromera utilizando el Balanset-1A, un equilibrador portátil de dos canales y analizador de vibraciones para el equilibrado de rotores in situ.
Identifique armónicos, diagnostique fallos y equilibre rotores in situ con nuestros analizadores de vibraciones profesionales y sistemas de equilibrado portátiles.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko es ingeniero de análisis de vibraciones y fundador y director ejecutivo de Vibromera. Desde hace más de 15 años equilibra equipos rotativos en campo y no en un banco de pruebas: desbrozadoras, ventiladores industriales, trituradoras, centrifugadoras, ejes y husillos. De ese trabajo nacieron los instrumentos Balanset — se concibieron como una herramienta que el especialista puede llevar hasta la máquina y utilizar solo, in situ, 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 montaje y el soporte de la línea Balanset. El instrumento insignia es el Balanset-1A, un analizador portátil para el equilibrado en uno y dos planos y para el diagnóstico de vibraciones. Nikolai participa personalmente en la atención al cliente, en la resolución de casos de equilibrado difíciles y en el desarrollo del software. Trabaja con clientes de todo el mundo, en cualquier idioma.
