¿Qué es el ángulo de fase? Relación temporal en la vibración • Equilibrador portátil, analizador de vibraciones "Balanset" para el equilibrado dinámico de trituradoras, ventiladores, desbrozadoras, sinfines de cosechadoras, ejes, centrífugas, turbinas y muchos otros rotores. ¿Qué es el ángulo de fase? Relación temporal en la vibración • Equilibrador portátil, analizador de vibraciones "Balanset" para el equilibrado dinámico de trituradoras, ventiladores, desbrozadoras, sinfines de cosechadoras, ejes, centrífugas, turbinas y muchos otros rotores.

¿Qué es el ángulo de fase? Relación temporal en la vibración.

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Comprensión del ángulo de fase en la vibración

Definición: ¿Qué es el ángulo de fase?

ángulo de fase (a menudo simplemente llamado fase) es la posición angular, medida en grados (0-360°), del pico vibración en relación con una marca de referencia de una vez por revolución en el eje giratorio (desde una tacómetro o fase claveAlternativamente, puede representar la relación temporal entre dos señales de vibración a la misma frecuencia. El ángulo de fase proporciona la información de "cuándo" que complementa amplitud (el “cuánto”), formando juntos un vector de vibración completo con magnitud y dirección.

El ángulo de fase es absolutamente crítico para equilibrado del rotor (determina dónde colocar los pesos de corrección), velocidad crítica La identificación (un desfase de 180° confirma la resonancia) y el diagnóstico de fallos (los patrones de fase distinguen los diferentes tipos de fallos) son fundamentales. Sin información de fase, muchos procedimientos de diagnóstico y corrección serían imposibles.

Medición de fase relativa a un fasor clave

El sistema de referencia

  • Marca de referencia: Cinta reflectante o muesca en el eje
  • Sensor: El tacómetro óptico o magnético detecta el paso de la marca.
  • Pulso una vez por revolución: Define la referencia de 0°
  • Sincronización de la vibración: ¿Cuándo se produce la vibración máxima con respecto a la marca?
  • Medida angular: Expresado en grados (0-360°)

Convención

  • 0°: Posición de la marca de referencia
  • Dirección: Generalmente aumenta en el sentido de rotación.
  • Ejemplo: Fase = 90° significa que la vibración máxima ocurre 90° (un cuarto de revolución) después de que la marca de referencia pase por el sensor.

Aplicaciones críticas

1. Equilibrio (Lo más importante)

La fase determina la posición angular del peso de corrección:

  • Medir la fase de la vibración inducida por el desequilibrio
  • La fase indica la ubicación angular del punto intenso.
  • Peso de corrección colocado a 180° del punto más pesado
  • Se requiere una precisión de fase de ±5-10° para un equilibrado eficaz.
  • Sin fase, el equilibrio es imposible.

2. Identificación de la velocidad crítica

El desfase confirma la resonancia:

  • Por debajo de la velocidad crítica: fase relativamente constante
  • Paso por el punto crítico: desplazamiento de fase característico de 180°
  • Por encima del valor crítico: fase desfasada 180° respecto al valor por debajo del valor crítico
  • Cambio de fase en Diagrama de Bode indicador de resonancia definitivo
  • El pico de amplitud por sí solo no es suficiente; debe haber un desplazamiento de fase.

3. Diagnóstico de fallas

Desequilibrar

  • Fase estable y repetible
  • Misma fase a todas las velocidades (por debajo de la crítica)
  • Marcas de fase ubicación de punto pesado

Desalineación

  • Relaciones de fase características entre cojinetes
  • Las mediciones axiales suelen diferir en 180° en los extremos de accionamiento y no accionamiento.
  • Patrones de fase radiales diagnósticos para el tipo de desalineación

Grieta del eje

  • Fase de cambio 1× y 2× durante el arranque/parada
  • Comportamiento distinto al desequilibrio normal
  • Las variaciones de fase indican respiración de grietas

Flojedad

  • Lecturas de fase erráticas e inestables
  • La fase varía ±30-90° entre las mediciones.
  • Diagnóstico de no repetibilidad para la holgura

Fase entre dos puntos de medición

En fase (diferencia de 0°)

  • Ambos puntos vibran juntos
  • Muévanse en la misma dirección simultáneamente
  • Indica conexión rígida o modo por debajo de la resonancia
  • Común en rodamientos del mismo rotor por debajo de la velocidad crítica

Desfasado (diferencia de 180°)

  • Los puntos vibran en direcciones opuestas.
  • Uno arriba mientras el otro abajo
  • Indica el nodo de forma modal entre puntos o por encima de la resonancia.
  • Diagnóstico de desequilibrio acoplado, ciertos patrones de desalineación

Diferencia de 90° (cuadratura)

  • Los puntos vibran con un retardo de 90°
  • Uno alcanza su punto máximo mientras que el otro está en cero.
  • Puede indicar movimiento circular o elíptico
  • Común en resonancias o en ciertas geometrías

Desafíos de medición

Requisitos de precisión de fase

  • Equilibrio: Se necesita una precisión de ±5-10°
  • Velocidad crítica: ±10-20° aceptable
  • Diagnóstico de fallas: ±15-30° suele ser suficiente.

Factores que afectan la precisión

  • Calidad del tacómetro: Limpieza esencial de pulsos una vez por revolución
  • Posición de la marca de referencia: Debe ser seguro y visible
  • Calidad de la señal: Se necesita una buena relación señal/ruido
  • Filtración: Los filtros pueden introducir cambios de fase.
  • Estabilidad de velocidad: Las variaciones de velocidad afectan la medición de fase.

Errores comunes

  • Marca de referencia desplazada (la cinta se está despegando, la marca se ha movido)
  • Tacómetro desalineado o intermitente
  • Baja amplitud de señal (el ruido afecta la fase)
  • Componente de frecuencia incorrecta seleccionada para la fase

Fase en el análisis vectorial

Representación polar

  • El vector de vibración tiene magnitud y fase
  • Magnitud = amplitud
  • Fase = ángulo
  • Trazado en diagrama polar para equilibrar

Suma de vectores

  • suma vectorial requiere tanto amplitud como fase
  • La fase determina cómo se combinan los vectores.
  • Fase 0°: los vectores se suman aritméticamente
  • Fase de 180°: los vectores se restan
  • Otras fases: utilizar matemáticas vectoriales

Documentación y Comunicación

Formato estándar

  • Informe como: “Amplitud @ Fase”
  • Ejemplo: “5,2 mm/s a 47°”
  • Incluir frecuencia: “5,2 mm/s a 47° a 1×”
  • Especificar referencia (posición del fasor clave)

Diagramas de fase

  • Fase frente a velocidad (traza inferior del diagrama de Bode)
  • Fase frente a frecuencia
  • Diagramas polares para equilibrar
  • Mapas de fase para el análisis de SAO

El ángulo de fase es la dimensión temporal esencial del análisis de vibraciones, ya que transforma las mediciones de amplitud en vectores de vibración completos. Comprender la medición, la interpretación y la aplicación de la fase en el equilibrado, la identificación de resonancias y el diagnóstico de fallos es fundamental para el análisis avanzado de vibraciones y esencial para una evaluación eficaz de la dinámica de rotores y la resolución de problemas en maquinaria.

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