Comprensión del descentramiento del eje en el análisis de vibraciones

Definición: ¿Qué es Runout?

Sin Es un término general para las imperfecciones en un rotor que producen una señal de una vez por revolución (1x), incluso cuando el rotor gira a muy baja velocidad, donde fuerzas dinámicas como el desequilibrio son insignificantes. Es una medida de la variación o desviación total de una superficie giratoria con respecto a un círculo perfecto, en relación con la línea central real del eje. Un desafío clave en el análisis de vibraciones es que el descentramiento puede reflejarse exactamente como un desequilibrio en los datos de vibración, pero no es un problema relacionado con la masa y, por lo tanto, no se puede solucionar mediante el equilibrio.

Tipos de descentramiento: una distinción crucial

Es fundamental distinguir entre los dos tipos principales de runout:

1. Descentramiento mecánico

El descentramiento mecánico es un verdadero imperfección física o geométrica del eje. Esto significa que la superficie del eje no es perfectamente redonda o no está perfectamente centrada en su eje de rotación. Las causas comunes incluyen:

• Falta de redondez: El muñón del eje es ligeramente ovalado o tiene otras imperfecciones de forma debido al mecanizado.
• Excentricidad: Un componente, como una polea o un engranaje, se mecaniza o se monta ligeramente descentrado con respecto a la línea central del eje.
• Eje doblado o arqueado: Una curva permanente en el eje hará que su superficie se mueva hacia adentro y hacia afuera con respecto a un punto fijo mientras gira.

El descentramiento mecánico se puede medir directamente utilizando un indicador de cuadrante mientras se gira lentamente el eje con la mano.

2. Descentramiento eléctrico

El descentramiento eléctrico no es un defecto físico sino más bien un error de medición que ocurre exclusivamente sin contacto sondas de proximidad de corrientes de FoucaultEstas sondas funcionan creando un campo magnético y detectando cambios en la superficie del eje. Si la superficie del eje presenta variaciones localizadas en sus propiedades magnéticas o eléctricas, la sonda producirá una señal fluctuante incluso si la distancia entre el eje y la sonda es perfectamente constante.

Las causas de la falla eléctrica incluyen:

• Variaciones en la permeabilidad del material: Un punto localizado de magnetismo en el eje puede generar una señal 1x intensa. Esto puede ocurrir si el eje se magnetiza accidentalmente, por ejemplo, con un comparador de base magnética.
• Cambios en el acabado de la superficie: Rasguños, abolladuras o marcas de herramientas en el “área de visualización” de la sonda.
• Composición inconsistente del material: Variaciones en las propiedades de aleación o metalúrgicas del material del eje.

El descentramiento eléctrico es invisible para un indicador de cuadrante, pero es una fuente importante de error en el monitoreo de vibraciones de turbomaquinaria.

Por qué el descentramiento es un problema para el diagnóstico y el equilibrado

La señal generada por ambos tipos de descentramiento se produce a una velocidad de rotación del eje igual a 1x, la misma frecuencia que el desequilibrio. Esto crea un problema importante:

• Puede confundirse con desequilibrio: Un analista podría ver un pico de vibración alto de 1x y diagnosticarlo incorrectamente como desequilibrio, lo que daría lugar a intentos de equilibrio innecesarios e ineficaces.
• Interfiere con el equilibrio: La señal de descentramiento se suma a la señal de desequilibrio real. Para lograr un equilibrio preciso, es necesario medir el componente de descentramiento y restarlo vectorialmente de la señal de vibración total para aislar la respuesta dinámica real.

Compensación de descentramiento: el vector de giro lento

Para resolver este problema, los analistas utilizan una técnica llamada compensación de excentricidadEste es un paso crítico en el análisis de cualquier máquina monitoreada con sondas de proximidad.

1. Rollo lento: La máquina funciona a una velocidad muy baja (normalmente entre 200 y 500 RPM), donde las fuerzas centrífugas del desequilibrio son insignificantes.
2. Medir el vector de rotación lenta: El vector de vibración 1x (amplitud y fase) medido a esta baja velocidad se debe casi en su totalidad al descentramiento. Esto se denomina vector de "descentramiento lento" o "descentramiento".
3. Restar el vector: Luego, este vector de vibración lenta se almacena y se resta vectorialmente del vector de vibración 1x medido a la alta velocidad de funcionamiento de la máquina.

El resultado es el vector 1x con compensación de descentramiento, que representa el movimiento dinámico real del eje debido al desequilibrio y otras fuerzas rotordinámicas. Este valor compensado es el que debe utilizarse para realizar diagnósticos precisos y calcular los pesos de corrección del equilibrio.

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