Comprensión de la fase en el análisis de vibraciones

Definición: ¿Qué es la fase de vibración?

Fase Es una medida que describe la relación temporal entre dos señales o, más comúnmente, la sincronización de una señal de vibración con respecto a un punto de referencia específico en un eje giratorio. Indica dónde se produce la vibración en relación con la rotación del eje. La fase se mide típicamente en grados, de 0° a 360°, lo que representa una revolución completa del eje.

Mientras que la amplitud nos indica cuánto vibra una máquina y la frecuencia su velocidad, la fase nos indica cómo se mueve. Esto convierte a la fase en una herramienta eficaz para distinguir entre diferentes fallas que pueden ocurrir a la misma frecuencia.

¿Cómo se mide la fase?

Para medir la fase, se requieren dos señales:

1. Una señal de vibración: Esta es la señal principal de un acelerómetro o sonda de proximidad que mide la vibración de la máquina.
2. Una señal de referencia: Este es un pulso de temporización de una vez por revolución proporcionado por un tacómetroEl tacómetro apunta a un trozo de cinta reflectante o a una ranura en el eje, generando un pulso preciso cada vez que esa marca de referencia pasa el sensor.

El analizador de vibraciones mide el retardo entre el pulso del tacómetro y el primer pico positivo de la señal de vibración a una frecuencia específica (normalmente, la velocidad de marcha 1x). Convierte este retardo en un ángulo, que corresponde a la lectura de fase. Una lectura de fase de 90° significa que el pico de vibración se produce un cuarto de revolución después de que la marca de referencia pase por el tacómetro.

El poder diagnóstico del análisis de fases

La fase no es solo un número; proporciona información crucial sobre la naturaleza del movimiento. Al tomar lecturas de fase en diferentes puntos de una máquina, un analista puede confirmar o descartar diagnósticos específicos.

Confirmación de desequilibrio

Un caso clásico de desequilibrio simple mostrará lecturas de fase similares (normalmente con un margen de error de ±30°) al medirse en la misma dirección radial (p. ej., horizontal) en ambos rodamientos del rotor. Esto indica que todo el rotor se mueve al unísono, siendo "arrastrado" en la misma dirección al mismo tiempo por el punto pesado.

Diagnóstico de la desalineación

La fase es una de las formas más definitivas de diagnosticar la desalineación del eje. Cuando se toman mediciones de fase axial a ambos lados de un acoplamiento, desplazamiento de fase de 180° (±30°) es un indicador clásico de desalineación angular. Esta lectura muestra que, mientras un eje se mueve hacia adentro (axial positivo), el otro se mueve hacia afuera (axial negativo), una clara señal de movimiento pivotante en el acoplamiento.

Cómo distinguir el desequilibrio de un eje doblado

Tanto el desequilibrio como un eje doblado pueden causar vibraciones de 1x RPM. El análisis de fase permite distinguirlos. Al tomar lecturas de fase axial en ambos extremos del mismo eje del motor o bomba, una diferencia de fase de 180° indica que el eje está doblado. Los extremos se mueven en direcciones opuestas a medida que el eje gira.

Identificación de holgura estructural o cimientos agrietados

Cuando las lecturas de fase son erráticas, inestables o no repetibles, suele indicar una holgura mecánica. Si las lecturas de fase varían significativamente al comparar la base de la máquina con su placa base, indica un perno de anclaje suelto o una cimentación agrietada.

Confirmando la resonancia

A medida que la velocidad de una máquina pasa por una resonancia (velocidad crítica), la fase de la vibración 1x experimentará un desplazamiento característico de 90° exactamente en el pico de resonancia y un desplazamiento completo de 180° al atravesar toda la región de resonancia. Esta es una forma definitiva de confirmar una condición de resonancia.

Una herramienta fundamental para el equilibrio

La fase también es indispensable para equilibrado del rotorLa lectura de fase indica directamente la ubicación angular del punto de mayor peso en el rotor con respecto a la marca de referencia. Esto indica al técnico exactamente dónde colocar el peso de corrección para contrarrestar el desequilibrio.

En resumen, sin medición de fase, un analista de vibraciones trabaja solo con una parte del panorama. El análisis de fase proporciona el contexto crucial sobre el movimiento de una máquina, lo que permite un grado mucho mayor de fiabilidad en el diagnóstico.

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