Análisis de vibraciones: causas e identificación

Definición: ¿Qué es un ritmo de vibración?

En el contexto del análisis de vibraciones, una derrotar o paliza Es un fenómeno distintivo que se caracteriza por un ascenso y descenso periódicos de la amplitud de una señal de vibración. Esta modulación se produce cuando dos señales de vibración separadas, de frecuencias muy cercanas, pero no idénticas, se presentan simultáneamente y se combinan. La forma de onda temporal resultante se asemeja a una única onda sinusoidal cuya amplitud aumenta y disminuye lentamente siguiendo un patrón rítmico.

La física detrás de los golpes

El latido es el resultado de interferencias constructivas y destructivas. Cuando los picos de las dos ondas de vibración se alinean (en fase), sus amplitudes se suman, resultando en una mayor amplitud general. Cuando el pico de una onda se alinea con el valle de la otra (desfasadas), se cancelan mutuamente, resultando en una menor amplitud general. Este ciclo continuo de refuerzo y cancelación crea el característico patrón de sonido y vibración de "latido" o "gorjeo".

La frecuencia de esta modulación de amplitud, conocida como frecuencia de latido, es igual a la diferencia absoluta entre las dos frecuencias de fuente.

Frecuencia de pulso = |Frecuencia 1 – Frecuencia 2|

Por ejemplo, si dos máquinas generan vibraciones a 29,5 Hz y 30,5 Hz, la frecuencia de vibración resultante será |29,5 – 30,5| = 1,0 Hz. Esto significa que la amplitud de vibración general aumentará y disminuirá una vez por segundo.

Causas comunes de golpes en maquinaria industrial

La presencia de una frecuencia de batido es una valiosa pista diagnóstica, ya que indica la existencia de dos frecuencias de excitación próximas. Las fuentes comunes en entornos industriales incluyen:

• Varias máquinas en una estructura común: El ejemplo más clásico son dos bombas o ventiladores con diseños idénticos que funcionan en la misma plataforma o sistema de tuberías. Si sus velocidades de funcionamiento son ligeramente diferentes (p. ej., 1780 RPM y 1785 RPM), producirán un pulso de baja frecuencia.
• Motores eléctricos: Se pueden producir golpes entre la frecuencia de rotación del motor y una frecuencia eléctrica, como la frecuencia de paso de polos en un motor de inducción.
• Bombas o compresores multietapa: Interacción entre diferentes etapas que se ejecutan a velocidades efectivas ligeramente diferentes.
• Cajas de cambios: Interacción entre dos engranajes con un número similar de dientes.
• Pulsaciones hidráulicas o aerodinámicas: Interacción entre dos fuentes diferentes de turbulencia relacionada con el flujo.

Cómo identificar latidos en datos de vibración

Análisis de la forma de onda del tiempo

La forma de onda temporal es la forma más directa de observar la pulsación. La señal mostrará un patrón claro y repetitivo de modulación de amplitud. El tiempo entre dos picos (o valles) de amplitud consecutivos constituye el período de la frecuencia de pulsación.

Análisis del espectro de frecuencias (FFT)

En el espectro de frecuencias, un latido aparecerá como Dos picos distintos situados muy cerca uno del otroUna FFT estándar podría no tener la resolución suficiente para separarlos, haciéndolos aparecer como un único pico ancho. Para diagnosticar correctamente un latido, el analista debe usar una FFT de alta resolución (aumentando el número de líneas espectrales). Esto resolverá claramente los dos componentes de frecuencia individuales que causan el latido.

¿Es la paliza un problema?

El latido en sí no es un fallo, sino un síntoma de la interacción de frecuencias. Sin embargo, puede ser problemático:

• Ruido molesto: El sonido ascendente y descendente puede ser más perceptible e irritante para el personal que un ruido constante.
• Preocupaciones sobre la amplitud máxima: La amplitud máxima durante la fase de interferencia constructiva puede ser casi el doble de la amplitud de las señales individuales. Este nivel máximo podría superar los límites de alarma o causar una tensión excesiva en los componentes, incluso si la vibración promedio es aceptable.
• Enmascarando otros problemas: La señal fluctuante a veces puede dificultar la identificación de otros problemas de vibración subyacentes.

Para resolver un problema de ritmo generalmente es necesario identificar las dos frecuencias de origen e intentar cambiar la velocidad de una de las máquinas o introducir una amortiguación para mitigar los picos de amplitud.

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