Comprensión del diagrama de órbita del eje en el análisis de vibraciones

Definición: ¿Qué es una órbita de eje?

A órbita del eje Es un gráfico que muestra la trayectoria del centro geométrico de un eje giratorio durante una o más revoluciones. Es una vista bidimensional del movimiento del eje dentro de la holgura de su rodamiento, como si se observara el extremo del eje. Esta potente herramienta de diagnóstico se crea mediante un par de sensores sin contacto. sondas de proximidad montados a 90 grados de distancia (normalmente en una configuración XY) y trazando sus señales de desplazamiento simultáneas entre sí.

¿Por qué es tan útil el gráfico de órbita?

Mientras que una forma de onda de tiempo estándar o un espectro FFT muestra la vibración en una sola dirección, el diagrama de órbita combina dos direcciones para proporcionar una imagen completa del movimiento dinámico del eje. Esto permite a los analistas de vibraciones visualizar la forma y dirección reales del movimiento del eje, lo que proporciona pistas invaluables para diagnosticar una amplia gama de fallas en la maquinaria. La órbita es fundamental en el análisis rotordinámico, especialmente para maquinaria crítica de alta velocidad equipada con cojinetes de película fluida, como turbinas, compresores y grandes generadores.

Cómo interpretar las formas de las órbitas

La forma, el tamaño y la orientación de la órbita son indicadores directos de las fuerzas que actúan sobre el rotor. Un analista experto puede diagnosticar el estado de una máquina simplemente observando la forma de la órbita.

Órbita circular o elíptica

Una órbita circular o elíptica simple, centrada en el cojinete, suele ser indicativa de un rotor con buen comportamiento dominado por una sola frecuencia, la mayoría de las veces desequilibrarLa órbita será circular si la rigidez del soporte del cojinete es la misma en ambas direcciones (isotrópica) y elíptica si la rigidez es diferente en las direcciones horizontal y vertical (anisotrópica), lo que es muy común.

Órbita distorsionada, en forma de 8 o de plátano

Cuando la órbita se distorsiona a partir de una elipse simple, indica que múltiples frecuencias están influyendo en el movimiento del eje.

• A órbita en forma de “plátano” o de media luna A menudo se asocia con desalineación, donde están presentes frecuencias 1x y 2x.
• A forma de 8 es una señal clásica de un fuerte componente de frecuencia 2x, que es un indicador clásico de desalineación del ejeUna figura en forma de 8 con un bucle interno a menudo sugiere una condición más grave o la presencia de un roce.

Órbitas con curvas o esquinas agudas

Los cambios bruscos de dirección, los puntos planos o las “curvas” en la órbita son una fuerte evidencia de una fricción entre el rotor y el estator. Esto indica que el movimiento del eje está restringido ya que hace contacto momentáneo con un componente estacionario, como un cojinete, un sello o la carcasa de la máquina.

Órbitas altamente irregulares

Una órbita errática, inestable o que parece estar llena de “ruido” puede ser un signo de una grave holgura mecánica, inestabilidad inducida por fluidos (como un remolino o látigo de aceite) o condiciones de flujo turbulento en una bomba o compresor.

Dirección de precesión: hacia adelante o hacia atrás

La dirección en la que se traza la órbita en relación con la dirección de rotación del eje también es un factor diagnóstico clave.

• Precesión hacia adelante: La órbita sigue la misma dirección que la rotación del eje. Este es el comportamiento normal ante fuerzas como el desequilibrio.
• Precesión inversa: La órbita traza en dirección opuesta a la rotación del eje. Esto es una condición anormal y puede indicar una grieta en el eje, un roce severo o ciertos tipos de inestabilidad inducida por fluidos.

Qué muestra un gráfico de órbita

En resumen, un solo gráfico de órbita proporciona una gran cantidad de información:

• La amplitud general de la vibración del eje.

– La forma del movimiento del eje, que ayuda a identificar el tipo de falla.

• La dirección de la precesión.
• La posición promedio del eje dentro del espacio libre del cojinete.

Al analizar la órbita junto con el espectro FFT y la forma de onda del tiempo, los analistas pueden lograr un diagnóstico altamente confiable y detallado del comportamiento dinámico de una máquina.

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