Vibraciones

El análisis de vibraciones

El análisis de vibración es la técnica de mantenimiento predictivo más utilizada y que ofrece mejores resultados a la hora de supervisar y diagnosticar los problemas en las máquinas rotativas. La razón es que esta técnica nos permite diagnosticar el estado de las máquinas y sus componentes mientras funcionan normalmente dentro de una planta de producción, pero sobre todo que es la única capaz de darnos la oportunidad de hacer un análisis de causa raíz de la forma de fallo. Una correcta interpretación de las medidas de vibraciones en la maquinaria industrial permite minimizar las averías incontroladas y reducir los costes de las reparaciones.
El análisis de vibraciones se viene aplicando con total eficacia y buenos resultados en la supervisión y diagnóstico de fallos mecánicos en máquinas rotativas desde la década de los ochenta.

¿Por qué analizar vibraciones?

Hay que tener en cuenta que todas las máquinas vibran, debido en primera instancia a las fuerzas externas que le aportamos y en segundo término a todas aquellas que se generan por efecto de la propia rotación de sus componentes y afectada por las tolerancias inherentes a cada uno de sus elementos constructivos. La suma de todas estas condiciones estructurales y de operación, proporciona a una máquina recién construida y puesta en marcha, una vibración característica básica con la que podemos comparar futuras vibraciones para su correcta evaluación. Máquinas similares, funcionando en buenas condiciones, tendrán similares características de vibraciones y un cambio en su vibración básica, funcionando en condiciones normales, será indicativo de que se está generando un defecto en alguno de sus elementos. Diferentes tipos de fallos dan lugar a diferentes tipos de forma de vibración ya que ésta está compuesta por una suma de ondas senoidales dependientes de las características de cada una de las piezas que componen el conjunto.
El análisis de vibración es el estudio de la forma de propagación de las ondas elásticas en un material homogéneo y la determinación a través del mismo de tres factores, el elemento o elementos que producen las ondas predominantes, el modo de propagación de las mismas y los efectos producidos por ésta. Para analizar la vibración se analiza usando técnicas variadas:

  • Medidas globales
  • Froma de onda
  • Espectro de vibración
  • Espectro de frecuencia
  • Diagramas de pico-fase: Bode, Nyquist, Polar
  • Orbitas X-Y de canales cruzados a 90ª
  • Y dentro de esas técnicas se utilizan las siguientes herramientas:
  • Medida de vibración global o total en banda ancha
  • Medida de vibración en banda estrecha de frecuencia.
  • Medida de parámetros vibratorios específicos para deteción de fallos en rodamientos y engragnajes (demodulación, envolvente, Spke Energy, PeakVue).
  • Parámetros de la forma de onda: Simetría (Kurtosis) y Cresta (Skewness)
  • Fase vibratoria en armónicos: 1x, 2x, 3x ... RPM
  • Medida de vibración síncrona en picos: 1x, 2x, 3x ... RPM
  • Medida de vibración sub-síncrona
  • Medida de vibración asincrona
  • En máquinas rotativas podemos definir como tren de maquinaria al conjunto de máquinas individuales que podemos desglosar en: una fuente de potencia (motor eléctrico), unos acoplamientos intermedios (correas, embragues, cajas de cambio, etc.) y toda una serie de elementos móviles como bombas, ventiladores, compresores, cintas transportadoras, etc.
    Todo elemento de un tren de maquinaria genera fuerzas dinámicas durante el funcionamiento de la máquina. Cada una de estas fuerzas dará lugar a frecuencias de vibración, que identificarán a los distintos elementos de la máquina.
    Si todos los elementos de una máquina están unidos entre sí, las frecuencias de vibración de cada uno de los componentes de la misma se transmitirán en su totalidad y eso se puede aprovechar para el análisis de defectos y se puede diagnosticar con precisión los siguientes problemas:

  • Desequilibrio
  • Desalineación
  • Holguras
  • Roces
  • Ejes doblados
  • Poleas excéntricas
  • Rodamientos
  • Engranajes
  • Fallos hidráulicos
  • Resonancias
  • Fallos de origen eléctrico