ISO 7919-1: Vibración mecánica – Evaluación de la vibración de la máquina mediante mediciones en ejes giratorios – Parte 1: Directrices generales

Resumen

La norma ISO 7919-1 es una norma internacional clave que proporciona directrices generales para la medición y evaluación de la vibración en los ejes giratorios de la maquinaria. Esta norma es la contraparte de... ISO 10816, que aborda la vibración en piezas no giratorias. La norma ISO 7919 se centra en el uso de vibraciones sin contacto. sondas de proximidad Para medir directamente el movimiento del eje con respecto a sus cojinetes. Este tipo de medición es especialmente importante para maquinaria grande y crítica con cojinetes de película fluida, como turbinas, compresores y bombas grandes, donde comprender el comportamiento dinámico del rotor es esencial para una operación segura.

Tabla de Contenidos (Estructura Conceptual)

La norma proporciona un marco para establecer un programa de medición de vibraciones de ejes y para interpretar los resultados:

1. 1. Principio de alcance y medición:

   Esta sección inicial define el alcance de la norma, aclarando que proporciona los procedimientos generales para la medición y evaluación de la vibración en ejes rotatorios. Establece el principio fundamental: este tipo de medición se centra en el movimiento vibratorio del propio eje, generalmente en relación con la carcasa del cojinete estacionario. Esta es una distinción crucial con respecto a las mediciones de la carcasa (cubiertas por la norma ISO 10816). La vibración del eje es la medición preferida para máquinas donde el rotor es masivo en comparación con la carcasa y está soportado por cojinetes de película fluida. En estos casos, puede producirse un movimiento significativo del eje dentro de la holgura del cojinete que no se transmite a la carcasa externa. El objetivo principal es evaluar la gravedad de este movimiento dinámico del eje para proteger la máquina de daños en los cojinetes o del contacto entre el rotor y el estator.

2. 2. Magnitudes de medida:

   Este capítulo especifica los parámetros que deben medirse y evaluarse. La magnitud principal para la evaluación general de la severidad de la vibración es la S_páginas valor, que es el pico a pico desplazamiento vibratorio del eje. Esto representa la desviación total de la línea central del eje a medida que se mueve dentro del rodamiento y es una métrica crucial para la protección de la maquinaria, ya que puede compararse directamente con las holguras físicas del rodamiento. Sin embargo, la norma también reconoce el valor de otras magnitudes para fines de diagnóstico. Recomienda que el sistema de medición también sea capaz de proporcionar... órbita del eje (la trayectoria de la línea central del eje), que es esencial para diagnosticar problemas como remolinos de aceite o desalineación, y la posición media de la línea central del eje, cuyo cambio puede indicar cambios en la carga o la alineación. En algunas aplicaciones, también se utilizan valores de vibración filtrados (p. ej., a una velocidad de funcionamiento de 1X) para la evaluación.

3. 3. Instrumentación y montaje:

   Este capítulo proporciona orientación sobre el hardware necesario para las mediciones de vibración de ejes. Especifica el uso de sistemas de sonda sin contacto, que constan de tres componentes principales: sonda (sensor), un cable de extensión, y un conductor (o proximitor)Estos componentes se calibran como un sistema y no son intercambiables. La norma recomienda montar las sondas por pares en cada rodamiento, dispuestas a 90 grados entre sí (configuración XY). Esto permite que el sistema de medición capture el movimiento bidimensional completo del eje y construya su órbita. La correcta instalación es crucial, ya que requiere soportes de montaje rígidos, una separación correcta entre las sondas y garantizar que la superficie de la pista de la sonda del eje sea lisa y libre de cualquier desviación eléctrica o mecánica que pueda distorsionar la señal.

4. 4. Criterios de evaluación y zonas:

   Esta sección presenta el marco para evaluar la severidad de la vibración medida. Propone dos criterios principales. El primero es un criterio absoluto, que implica comparar la vibración del eje medida (S_páginas) con respecto a límites predefinidos. La norma sugiere un modelo de cuatro zonas para esto:

   • Zona A (Buena): Niveles de vibración en maquinaria recién puesta en servicio.
   • Zona B (Satisfactoria): Aceptable para funcionamiento a largo plazo sin restricciones.
   • Zona C (Insatisfactoria): Indica un problema potencial; se debe investigar la máquina para determinar la causa.
   • Zona D (Inaceptable): Los niveles de vibración se consideran dañinos y se requiere una acción inmediata.

   El segundo criterio se basa en un cambio en la magnitud de la vibración con respecto a una línea base conocida. Un aumento significativo de la vibración, incluso si aún se encuentra dentro de la zona "Satisfactoria", puede ser un indicador temprano del desarrollo de una falla. Esta parte de la norma (Parte 1) proporciona el marco general; los valores numéricos específicos para los límites de la zona se proporcionan en las partes específicas de la máquina de la serie ISO 7919.

5. 5. Orientación sobre la configuración de alarmas (alerta y disparo):

   Esta sección final proporciona un marco práctico para implementar los criterios de evaluación en un sistema automatizado de protección de maquinaria. Recomienda una estrategia de alarma de dos niveles. El primer nivel es un Alerta Punto de ajuste (o "alarma"). Normalmente, este se establece por encima del valor de referencia operativo normal y estable de la máquina. Si se supera este nivel, debería activarse una advertencia al operador indicando que el estado de la máquina ha cambiado y que se justifica una investigación. El segundo nivel, más alto, es un Viaje Punto de ajuste (o "apagado"). Se trata de un límite absoluto establecido a un nivel en el que la operación continua podría causar daños graves. Si se supera este nivel, el sistema debe activar un apagado automático de la máquina para evitar una falla catastrófica. La norma recomienda que estos puntos de ajuste se basen tanto en los límites absolutos de la zona (no se debe establecer una desconexión por encima del límite de la zona C/D) como en cambios significativos con respecto a la línea base establecida (p. ej., podría activarse una alerta si la vibración se duplica, incluso si aún se encuentra en la zona B).

Conceptos clave

• Vibración del eje frente a la carcasa: El principio básico es que, para ciertas máquinas (especialmente aquellas con rotores masivos y rígidos y carcasas relativamente flexibles), el movimiento del eje en sí es un indicador mucho más directo y confiable del estado dinámico de la máquina que la vibración transmitida al exterior de la carcasa del cojinete.
• Protección de maquinaria: Si bien los datos también se utilizan para diagnósticos, la aplicación principal del marco ISO 7919 es en sistemas de protección de maquinaria en tiempo real diseñados para prevenir fallas catastróficas.
• Importancia del movimiento relativo: Al medir el movimiento del eje en relación con el cojinete, los analistas pueden evaluar directamente la utilización del juego del cojinete y diagnosticar problemas específicos como remolino de aceite o precarga excesiva.

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