Comprensión de la línea central del eje en el monitoreo de vibraciones

Definición: ¿Cuál es la posición de la línea central del eje?

En el contexto de la monitorización de maquinaria con sondas de proximidad, el posición de la línea central del eje Es la posición promedio, o en estado estacionario, del centro geométrico del eje dentro de la holgura del rodamiento de película fluida. Mientras que las mediciones de vibración (el componente CA de la señal) describen el rápido movimiento dinámico del eje *alrededor* de esta posición promedio, la medición de la línea central del eje (el componente CC de la señal) describe *dónde* se ubica esta posición promedio. El seguimiento de los cambios en esta posición CC a lo largo del tiempo proporciona información crucial sobre la carga, la alineación y el desgaste a largo plazo del rodamiento.

¿Cómo se mide la posición de la línea central del eje?

La posición del eje central se mide mediante la salida de voltaje de CC de un par de sondas de proximidad XY (dos sondas montadas a 90 grados de distancia). Así es como funciona:

1. Voltaje de la abertura de la sonda: El controlador de cada sonda de proximidad genera una tensión continua negativa directamente proporcional a la distancia entre la punta de la sonda y la superficie del eje. Por ejemplo, una calibración común es de -200 mV/mil, lo que significa que la tensión se vuelve más negativa a medida que el eje se aleja de la sonda.
2. Poniendo a cero la posición: Para establecer una referencia, los voltajes de separación de CC generalmente se “ponen a cero” o se registran cuando el eje está en reposo en la parte inferior de su cojinete.
3. Seguimiento de la posición media: A medida que la máquina arranca y alcanza la velocidad y temperatura de funcionamiento, el eje se eleva gracias a su película de aceite hidrodinámico. El sistema de sonda de proximidad monitoriza continuamente las tensiones de CC promedio de las sondas X e Y.
4. Trazando la posición: Al trazar los voltajes de CC X e Y entre sí, el sistema de monitoreo puede mostrar la posición promedio del eje en un gráfico 2D que representa la holgura del cojinete.

El valor diagnóstico de un gráfico de la línea central del eje

A gráfico de la línea central del eje, que muestra la trayectoria de la posición promedio del eje a medida que cambia la velocidad o la carga de la máquina, es una poderosa herramienta de diagnóstico para turbomaquinaria.

1. Confirmación del funcionamiento normal del rodamiento

Al arrancar, un rotor en buen estado en un cojinete de película fluida se elevará y se moverá horizontalmente a medida que se desarrolla la cuña de aceite hidrodinámica. La trayectoria que sigue en el gráfico de la línea central debe ser uniforme y repetible cada vez que la máquina arranca. Este gráfico confirma que los cojinetes generan la sustentación adecuada y que el rotor está posicionado correctamente.

2. Diagnóstico del desgaste de los rodamientos

Con el tiempo, a medida que un rodamiento se desgasta, el eje se asienta gradualmente en una holgura cada vez menor. Al comparar la posición actual de la línea central del eje con la de hace un año, un analista puede observar claramente esta tendencia y predecir cuándo será necesario reemplazar el rodamiento, mucho antes de que comience a causar vibraciones elevadas.

3. Detección de cambios en la alineación o la carga

La posición del eje en su rodamiento está determinada por las fuerzas que actúan sobre él. Si la alineación de una máquina cambia (por ejemplo, debido a la dilatación térmica o la deformación de las tuberías), las fuerzas sobre los rodamientos cambiarán, lo que, a su vez, provocará un desplazamiento de la posición central del eje. Un cambio repentino en la posición central durante el funcionamiento en estado estacionario es un claro indicador de un cambio significativo en las fuerzas que actúan sobre el rotor y justifica una investigación inmediata.

4. Identificación de inestabilidades de los rodamientos

En determinadas condiciones, el eje puede no asentarse en una posición estable y comenzar a precesar o a "latigar" dentro del rodamiento. Esta condición, conocida como remolino de aceite o latigazo, se observa como un movimiento amplio e inestable en el gráfico de la línea central.

Posición de la línea central vs. Órbita

Es importante distinguir entre los dos gráficos derivados de las sondas de proximidad:

• En Gráfico de la línea central del eje utiliza el Voltaje de CC Para mostrar la posición *promedio* del eje. Se utiliza para analizar cambios lentos a lo largo del tiempo (tendencias) o durante el arranque/apagado.
• En Diagrama de la órbita del eje utiliza el voltaje de CA Para mostrar el *movimiento dinámico* del eje alrededor de su posición central promedio. Se utiliza para diagnosticar fallas específicas como desequilibrio y desalineación.

Juntos, estos dos gráficos proporcionan una imagen completa y detallada de la salud y el comportamiento del rotor dentro de sus cojinetes.

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