Vibración sincrónica y subsincrónica explicada
Vibración sincrónica es cualquier vibración que se produce a una frecuencia que es un múltiplo entero exacto de la velocidad de funcionamiento (1×). Está, literalmente, “en sincronía” con la rotación del eje, y es con diferencia la categoría de vibración más frecuente en la maquinaria rotante. Reconocer si un pico en un espectro de vibración es sincrónico, subsincrónico, o asynchronous es uno de los primeros y más eficaces pasos en cualquier diagnóstico.
1. Definición: ¿qué es la vibración sincrónica?
Un componente de vibración es sincrónico cuando su frecuencia sigue la velocidad del eje en una relación de número entero:
- La vibración exactamente a la velocidad de giro (1×) es sincrónica.
- La vibración al doble de la velocidad de giro (2×), al triple (3×), etc., también es sincrónica — estos órdenes superiores son las armonía de la velocidad de giro.
El comportamiento definitorio es que un pico sincrónico se desplaza con la máquina: cambie la velocidad y el pico se desplaza para mantenerse bloqueado en el mismo múltiplo. La gran mayoría de los fallos mecánicos cotidianos — desequilibrar, desalineación, a eje doblado, y holgura mecánica — todos se manifiestan como vibración síncrona. El desequilibrio, por ejemplo, aparece siempre a 1× RPM y sigue perfectamente cualquier cambio en la velocidad de la máquina, lo cual es precisamente la razón por la que equilibrado de campo tiene como objetivo el componente 1×.
2. Definición: ¿Qué es la vibración subsíncrona?
Vibración subsincrónica es cualquier vibración que se produce a una frecuencia debajo de la velocidad de funcionamiento principal (inferior a 1×) — el prefijo “sub-” significa simplemente “por debajo”. Una vibración subsíncrona significativa es con frecuencia una señal de advertencia grave, ya que suele estar generada por fenómenos rotor-dynamic autoexcitados e inestables, en lugar de por desgaste mecánico ordinario o problemas de ajuste. De forma crítica, a diferencia de la vibración síncrona, la función de excitación de la vibración subsíncrona es generada por el propio movimiento del rotor, lo que le confiere la capacidad de crecer hasta convertirse en un inestabilidad.
3. Cómo diferenciarlos en un espectro FFT
Separar estos componentes en un espectro FFT es sencillo una vez que se sabe qué buscar:
- Picos sincrónicos: el pico de 1× RPM (velocidad de funcionamiento) y cualquier pico situado en múltiplos enteros exactos (2×, 3×, …).
- Picos subsíncronos: cualquier pico significativo que aparezca en el eje de frecuencias antes de el pico de 1× — por ejemplo, entre 0,42× y 0,48× de la velocidad de funcionamiento, la firma característica de remolino de aceite.
- Picos no síncronos: picos que no son un múltiplo entero de la velocidad de funcionamiento, a menudo asociados a frecuencias de fallo de los rodamientos o fuentes externas.
Dado que el límite entre estas categorías se define en relación con la velocidad de funcionamiento, es imprescindible disponer de una referencia de velocidad confirmada. Un tacómetro pulse — or análisis de pedidos en una máquina de velocidad variable — permite al analista fijar exactamente la línea de 1× y evitar la clasificación errónea de un pico.
4. Por qué la distinción es fundamental
Distinguir la vibración síncrona de la subsíncrona es fundamental para el diagnóstico, ya que ambas apuntan a familias de problemas completamente distintas — y a soluciones diferentes:
- Problemas sincrónicos (como el desequilibrio) son vibraciones forzadas. Por lo general, pueden corregirse mediante ajustes mecánicos — equilibrado o alineación — y son en general predecibles y estables.
- Problemas subsincrónicos are often vibraciones autoexcitadas o inestabilidades. Indican un problema con el diseño fundamental o el estado de sistema de cojinetes de rotor y no pueden corregirse mediante el equilibrado. Estas condiciones pueden ser inestables y muy destructivas. Las causas más comunes incluyen el remolino de aceite y látigo de aceite in fluid-film cojinetes de deslizamiento, y el rozamiento rotor-estátor frota.
Por esta razón, un pico subsíncrono de gran amplitud se considera generalmente una condición de alarma más grave que un pico síncrono de la misma amplitud: el primero puede comprometer la integridad de la máquina, mientras que el segundo suele ser una tarea de mantenimiento.
5. Actuación a partir del diagnóstico
Una vez que el espectro indica que la energía dominante es síncrona, el camino a seguir es generalmente la corrección y no el rediseño. Un pico 1× dominante apunta a un desequilibrio y a una tarea de equilibrado; un 1× y un 2× elevados juntos, frecuentemente con actividad axial, apuntan a una desalineación. En campo, este es exactamente el terreno que cubre un instrumento de dos canales como el Balanset-1A gestiona: mide el 1× amplitud y fase que definen una respuesta síncrona al desequilibrio y calcula los pesos correctores para reducirlo. Si, por el contrario, el análisis revela un componente subsíncrono pronunciado, la respuesta correcta es investigar las holguras de los rodamientos, la lubricación y la estabilidad del rotor, no recurrir a masas de prueba.
