¿Qué es la vibración asíncrona? Componentes no síncronos • Balanceador portátil, analizador de vibraciones "Balanset" para el balanceo dinámico de trituradoras, ventiladores, trituradoras, sinfines de cosechadoras, ejes, centrífugas, turbinas y muchos otros rotores. ¿Qué es la vibración asíncrona? Componentes no síncronos • Balanceador portátil, analizador de vibraciones "Balanset" para el balanceo dinámico de trituradoras, ventiladores, trituradoras, sinfines de cosechadoras, ejes, centrífugas, turbinas y muchos otros rotores.

¿Qué es la vibración asíncrona? Componentes no síncronos

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Comprensión de la vibración asincrónica

Definición: ¿Qué es la vibración asincrónica?

Vibración asincrónica (también llamada vibración no sincrónica) es vibración a frecuencias que no son múltiplos enteros exactos (órdenes) de la velocidad de rotación del eje. A diferencia de vibración sincrónica de desequilibrar o desalineación (que siempre aparece a 1×, 2×, 3× velocidad de funcionamiento), la vibración asincrónica se produce a frecuencias determinadas por la geometría del componente, los efectos electromagnéticos o fuentes externas en lugar de por la rotación del eje.

Comprender la distinción entre vibración sincrónica y asincrónica es fundamental para el diagnóstico de la maquinaria porque ayuda a identificar la fuente de la vibración: los componentes sincrónicos apuntan a problemas de masa giratoria o geométricos, mientras que los componentes asincrónicos indican problemas de elementos rodantes, fallas eléctricas o influencias externas al rotor mismo.

Fuentes comunes de vibración asincrónica

1. Defectos de los rodamientos (más comunes)

La fuente principal de vibración asincrónica:

  • Frecuencias de fallas de los rodamientos: BPFO, BPFI, BSF, FTF no son múltiplos exactos de la velocidad del eje
  • Ejemplo: Motor de 1800 RPM (30 Hz), BPFO podría ser 107 Hz (3,57 × velocidad del eje, no un número entero)
  • Valor diagnóstico: Las frecuencias asincrónicas sugieren inmediatamente un problema en el cojinete.
  • Análisis de envolvente: Técnica principal para detectar componentes de cojinetes asíncronos

2. Frecuencias eléctricas

Vibración electromagnética no relacionada con la velocidad del eje:

  • 2× Frecuencia de línea: 120 Hz (sistemas de 60 Hz) o 100 Hz (50 Hz), independientemente de la velocidad del motor
  • Ejemplo: El motor de 2 polos de 60 Hz funciona a 3550 RPM (59,2 Hz), pero vibra 2×f a 120 Hz (2,03× velocidad del eje)
  • Frecuencia de paso de polos: Puede no ser un múltiplo entero exacto
  • Armónicos VFD: Frecuencias de conmutación no relacionadas con la velocidad del eje

3. Fuentes externas

  • Equipo adyacente: Vibración transmitida por máquinas cercanas
  • Edificio/Cimentación: Resonancias estructurales a frecuencias fijas
  • Pulsaciones del proceso: Ondas de presión en tuberías
  • Resonancias acústicas: Ondas estacionarias en conductos o recintos

4. Inestabilidades subsincrónicas

  • Remolino de aceite: Normalmente 0,42-0,48× velocidad del eje (no exactamente la mitad)
  • Batidor de aceite: Se bloquea en la frecuencia natural, no en la velocidad del eje.
  • Inestabilidades del sello: A menudo en frecuencias determinadas por la dinámica de fluidos.

5. Vibración aleatoria

  • Cavitación: Colapso aleatorio de la burbuja, banda ancha
  • Turbulencia: Fluctuaciones aleatorias del flujo
  • Frotamiento: Contacto caótico que crea vibración no periódica

Identificación en espectros

Características del espectro

  • Frecuencia fija: Aparece en el mismo valor de Hz independientemente de los cambios de velocidad
  • Cambios de pedido: Si la velocidad varía, las frecuencias asincrónicas cambian de orden (× relación de velocidad del eje)
  • Parcela de cascada: Los componentes asincrónicos aparecen como líneas verticales; los sincrónicos como líneas diagonales.
  • Espectro de pedidos: Picos asincrónicos en órdenes no enteros (2,47×, 3,57×, etc.)

Procedimiento de diagnóstico

  1. Identificar la velocidad de carrera: Desde 1× pico o tacómetro
  2. Calcular pedidos: Divida cada frecuencia pico por la frecuencia de velocidad de carrera
  3. Órdenes enteras: Vibración sincrónica (1,00×, 2,00×, 3,00×)
  4. Órdenes no enteras: Vibración asincrónica (2,47×, 3,57×, etc.)
  5. Coincidencia con tipos de fallas: Comparar frecuencias calculadas con frecuencias de rodamientos, frecuencias eléctricas, etc.

Importancia diagnóstica

Defectos de los cojinetes

  • Las frecuencias asincrónicas en BPFO, BPFI y BSF sugieren inmediatamente un problema en el cojinete.
  • Calcular frecuencias de rodamientos y compararlas con los picos observados
  • La coincidencia dentro de ±5% confirma la falla del cojinete
  • Los armónicos y las bandas laterales proporcionan una confirmación adicional.

Problemas electromagnéticos

  • 2× frecuencia de línea a 100/120 Hz indica problemas en el estator o en el entrehierro
  • Frecuencia fija independiente de las variaciones de velocidad
  • El análisis actual confirma el origen eléctrico

Vibración externa

  • Picos que no están relacionados con la velocidad de la máquina ni con los rodamientos
  • Puede coincidir con las velocidades de los equipos cercanos
  • Se requiere investigación de la fuente
  • Se necesita aislamiento o corrección de la fuente

Técnicas de análisis de vibraciones asíncronas

Análisis de envolvente

  • Técnica primaria para la detección de defectos en rodamientos
  • Mejora los impactos repetitivos asincrónicos
  • Suprime los componentes sincrónicos de baja frecuencia
  • Revela claramente las frecuencias de los rodamientos

Aceleración de alta frecuencia

  • Defectos en cojinetes asincrónicos a menudo en el rango de alta frecuencia (> 1 kHz)
  • Utilice acelerómetros y configuraciones Fmax altas
  • Detecta impactos y resonancias de alta frecuencia.

Análisis del cepstro

  • Eficaz para encontrar patrones periódicos en señales asincrónicas
  • Detecta familias de armónicos o bandas laterales
  • Útil para firmas complejas de rodamientos y engranajes

Ejemplos prácticos

Motor con defecto de cojinete

  • Velocidad de carrera: 1750 RPM (29,17 Hz)
  • Componentes síncronos: 1× a 29,17 Hz, 2× a 58,34 Hz
  • Componente asincrónico: Pico a 107 Hz (3,67 × velocidad del eje)
  • Diagnóstico: 107 Hz coincide con el BPFO calculado → defecto de pista exterior
  • Confirmación: La naturaleza asincrónica confirma el problema del cojinete, no del rotor.

Motor VFD a velocidad variable

  • La velocidad del motor varía entre 1200 y 1800 RPM
  • 1× pico se mueve con velocidad (sincrónico)
  • El pico de 120 Hz permanece fijo (frecuencia de línea asíncrona 2×)
  • Diagnóstico: Componente electromagnético de la fuente de alimentación de 60 Hz

La vibración asíncrona representa un tipo específico de vibración en maquinaria con implicaciones diagnósticas únicas. Reconocer componentes asíncronos mediante sus relaciones de orden no entero, frecuencias fijas a pesar de los cambios de velocidad o características verticales en diagramas de cascada permite identificar con precisión defectos en rodamientos, problemas eléctricos e influencias externas, lo que permite implementar estrategias de diagnóstico y corrección adecuadas.

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