soltura rodamiento deslizamiento

PRÁCTICAS DELABORATORIO

AFLOJAMIENTOO SOLTURAMECÁNICA

AFLOJAMIENTO O SOLTURA MECÁNICA

CAUSAS

PERNOS DEFUNDACIONES

FLOJOS

JUEGOEXCESIVO EN

COJINETES

GRIETAS ENESTRUCTURA

DE LA MÁQUINA

ROTOR QUEGIRA RESPECTO

AL EJE


CARÁCTERÍSTICAS

UN ASPECTO IMPORTANTE ACERCA DE LOSDIFERENTES TIPOS DE SOLTURA MECÁNICA ES

QUE POR SI SOLA NO ES UNA CAUSA DE VIBRACIÓN

LA SOLTURA MECÁNICA DEBE ESTAR ACOMPAÑADAPOR DESBALANCEO, DESALINEACIÓN, EXCENTRICIDAD,

ETC. PARA SE PRODUZCA LA VIBRACIÓN

NORMALMENTE ES DIFICIL BALANCEAR O ALINEAREN ESTAS CONDICIONES, YA QUE SE REQUIEREN

NIVELES EXTRAORDINARIOS DE PRECISIÓN

DEBE CORREGIRSE PRIMERO LA SOLTURA Y LUEGOSERÁ MUCHO MÁS FÁCIL BALANCEAR O ALINEAR.

AFLOJAMIENTO OSOLTURA MECÁNICA

PERNOS DEFUNDACIONES FLOJOS


PERNOS DE FUNDACIONES FLOJOS

- FRECUENCIAS 2, 3, 4, 5, 6 x RPM (AMPLITUDES MEDIDAS RADIALMENTE)

- AMPLITUD A 2 x RPM > ½ AMPLITUD A 1 x RPM

- AMPLITUD USUALMENTE INESTABLE

- IMAGEN CON ESTROBÓSCOPIO: ERRÁTICA


ROTOR DESBALANCEADO, GIRANDO EN COJINETE DEDESLIZAMIENTO CUYO SOPORTE TIENE PERNOS DE

ANCLAJE FLOJOS

EL PUNTO PESADO HA ROTADO A LA POSICIÓN MOSTRADA, DONDE LA

FUERZA DEL DESBALANCEO ESTÁ

DIRIGIDA HACIA ABAJO

ESTA FUERZA TIENDE A EMPUJAR EL COJINETE CONTRA EL PEDESTAL DE LA MÁQUINA

POSICIÓN A



ANCLAJE FLOJOS


FUERZA DEL DESBALANCEO ESTÁ DIRIGIDA HACIA

ARRIBA

ESTA FUERZA TIENDE A LEVANTAR EL COJINETE, ALEJÁNDOLO DEL PEDESTAL DE LA MÁQUINA,

PRODUCIÉNDOSE UN PRIMER IMPACTO

POSICIÓN B



ANCLAJE FLOJOS


FUERZA DE LEVANTAMIENTO DEBIDA AL

DESBALANCEO SE HACE CERO

EL COJINETE CAE CONTRA PEDESTAL DE LA MÁQUINA, PRODUCIÉNDOSE UN SEGUNDO IMPACTO

POSICIÓN C

AFLOJAMIENTO O SOLTURA MECÁNICA ROTOR DESBALANCEADO, GIRANDO EN COJINETE DEDESLIZAMIENTO CUYO SOPORTE TIENE PERNOS DE

ANCLAJE FLOJOS

SE PRODUCEN DOS IMPACTOS POR CADA REVOLUCIÓN DEL EJEFRECUENCIA DE VIBRACIÓN: 2 x RPM


ESTA SECUENCIA ILUSTRA CÓMO SE PRODUCEN LASFRECUENCIAS A 3, 4, 5xRPM


ANCLAJE FLOJOS

AFL

OJA

MIE

NTO

O S

OLT

UR

A M

EC

ÁN

ICA

(MA

YO

R A

MPLI

TU

D A

2 X

RPM

, V

ER

TIC

AL)

PARA LAS CINCO POSICIONES LA

AMPLITUD Y LA FASE

A 1xRPM DEBEN SERSIMILARES

UNA GRAN DIFERENCIA DE AMPLITUD Y FASE SUGIEREMOVIMIENTO RELATIVO

EN ESTE CASO ES PROBABLE QUE EXISTA UN PROBLEMAENTRE LA PLACA BASE Y LA BASE DE CONCRETO

LA DIFERENCIA DE FASE ES ENTRE LA PLACA BASE Y LAPATA DE LA MÁQUINA INDICARÍA PERNO FLOJO


PLACA BASE

PATA MÁQUINA

BASE CONCRETO


JUEGO EXCESIVO ENCOJINETES DE DESLIZAMIENTO

VIBRACIÓN POR AFLOJAMIENTO O SOLTURA MECÁNICA

COJINETE DESLIZAMIENTO “F” CON JUEGO DE 0.020 PULG

(EXCESIVO)

NOTE LOS MÚLTIPLES HARMÓNICOS DE LA VELOCIDAD

DE ROTACIÓN DEL EJE

VE

RT

ICA

LH

OR

IZO

NT

AL

AX

IAL

VE

RT

ICA

LH

OR

IZO

NT

AL

AX

IAL

VIBRACIÓN POR AFLOJAMIENTO O SOLTURA MECÁNICA

COJINETE DESLIZAMIENTO “F” CON JUEGO DE 0.002 PULG

(NORMAL)

SE REDUCE AMPLITUD DE VIBRACIÓN A 2 x RPM Y A 1 x RPM


MOTORES ELÉCTRICOS,GENERADORES,ALTERNADORES


MOTORES ELÉCTRICOS, GENERADORES, ALTERNADORES

BARRAS DEL ROTOR, EMBOBINADOS DEL ROTOR Y DELESTATOR FLOJOS PRODUCEN VIBRACIÓN A ARMÓNICOS

DE LA FRECUENCIA DE LOS PULSOS DE TORQUE

LOS PULSOS DE TORQUE SE PRODUCEN A UNA FRECUENCIAQUE ES EL DOBLE DE LA FRECUENCIA SÍNCRONA DE LA LÍNEA

SI LA FRECUENCIA SÍNCRONA ES 60 Hz ó 3600CPM, LA FRECUENCIA DE LOS PULSOS DE TORQUE ES DE

7200 CPM

UNA BARRA O UN EMBOBINADO FLOJO GENERALMENTEPRODUCE UNA VIBRACIÓN A UNA FRECUENCIA QUE ES EL DOBLE

DE LA FRECUENCIA DE LOS PULSOS DE TORQUE

DEFECTOSEN COJINETES

DE RODAMIENTO

COJINETES DE RODAMIENTO

ELEMENTOS RODANTES, PISTA INTERNA, PISTA EXTERNA CON DEFECTOS PRODUCEN VIBRACIÓN DE ALTA

FRECUENCIA

USUALMENTE, UN COJINETE DEFECTUOSO NO GENERAUNA SOLA FRECUENCIA DE VIBRACIÓN, SINO QUE

PRODUCIRÁ VARIAS FRECUENCIAS SIMULTÁNEAMENTE

ESTO SE ILUSTRA EN EL ESPECTRO QUE SE PRESENTA ENLA PRÓXIMA DIAPOSITIVA

PISTAINTERNA

ELEMENTORODANTE

PISTAEXTERNA

JAULA

SUS PARTES

COJINETES DE RODAMIENTO DEFECTUOSOS

SE NOTA LA PRESENCIA DE AMPLITUDES EN UN CIERTO RANGO DE FRECUENCIAS, GENERADAS POR COJINETE DEFECTUOSO

COJINETEDEFECTUOSO 2 x RPM

1 x RPM

Hori

zonta

lV

ert

ical

Axia

l

COJINETES DE RODAMIENTO DEFECTUOSOS

ESPECTRO DE DIAPOSITIVA ANTERIOR

LA VIBRACIÓN DE ALTA FRECUENCIA DEL COJINETEES ALEATORIA E INESTABLE

POR ESTO, LA OBSERVACIÓN CON UNA LUZESTROBOSCÓPICA DEL EJE ROTANDO NO MOSTRARÁ UNA

IMAGEN ESTÁTICA

LAS MEDIDAS DE AMPLITUD Y FRECUENCIA FLUCTUAN(NO INDICAN UN VALOR ÚNICO)

EN CAMBIO, SE OBSERVAN IMÁGENES ESTÁTICAS EN CASOS POR EJEMPLO DE DESBALANCEO O

DESALINEACIÓN

CASOS DESBALANCEO O DESALINEACIÓN:LA VIBRACIÓN SE PRESENTA A FRECUENCIAS QUE SON

MÚLTIPLOS DE LAS RPM DEL EJE

CAUSAS FALLA

PREMATURA

CARGA EXCESIVA

LUBRICACIÓN INAPROPIADA

CONTAMINACIÓN EXTERNA

MALA INSTALACIÓN

SELECCIÓN INADECUADA

BRINELLING

PASO CORRIENTE ELÉCTRICA ATRAVÉS DEL COJINETE


CO

JIN

ETES

DE R

OD

AM

IEN

TO

DEFE

CTU

OS

OS

VIB

RA

CÍÓ

N D

E A

LTA

FR

EC

UEN

CIA

DE C

OJIN

ETES D

ER

OD

AM

IEN

TO

DEFE

CTU

OSO

S N

O S

E T

RA

NSM

ITE A

OTR

OS P

UN

TO

S

Diam. bolaDiam.

efectivo


DIMENSIONES

ÁNGULO DE CONTACTO

DEFINIDO COMO EL ÁNGULO ENTRE UNA LÍNEA PERPENDICULAR AL EJE DEL RODAMIENTO Y LA LÍNEA QUE UNE LOS PUNTOS DE CONTACTO ENTRE LAS BOLAS Y LAS

PISTAS (DIRECCIÓN TRANSMISIÓN CARGA)

RODAMIENTOS DE BOLAS DE CONTACTO ANGULAR

ESTOS RODAMIENTOS PUEDEN SOPORTAR CARGAS COMBINADADAS: RADIALES Y AXIALES

A MAYOR ÁNGULO

CONTACTO, MAYOR

CAPACIDAD CARGA AXIAL



ESTAS FRECUENCIAS SON INDICATIVAS DEDEFECTO EN RODAMIENTO OBSERVADO

FRECUENCIAS DE DEFECTOS

BPFO FTFBPFI BSF

DE

FEC

TO

PIS

TA

IN

TE

RN

A

DE

FEC

TO

PIS

TA

EX

TE

RN

A

DE

FEC

TO

EL.

RO

DA

NTE

S

DE

FEC

TO

JAU

LA

BPFI Ball Pass Frequency Inner raceBPFO Ball Pass Frequency Outer race

Nb = Número de bolas o rodillos Bb = Diámetro de bolas o rodillos

Pb = Diámetro efectivo del cojinete (Pitch) = Ángulo de contacto

Pista interna

Pista externa

Bola o rodillo

Jaula

FRECUENCIAS DE DEFECTOS EN RODAMIENTOS

Pista interna fijada al eje

FRECUENCIAS DE DEFECTOS EN RODAMIENTOS(VALORES APROXIMADOS)

SI SE DESCONOCE LAS DIMENSIONES DEL RODAMIENTO,PERO SE CONOCE EL NÚMERO DE ELEMENTOS RODANTES


NO DEBEN ESTAR PRESENTES

INDICATIVAS DE PROBLEMA(AL MENOS INCIPIENTE)

SU APARICIÓN PONE SOBRE AVISO AL

ANALISTA

DIFERENCIA CON FRECUENCIAS PROVENIENTES

OTRAS FUENTES DE VIBRACIÓN

RODAMIENTOS

FRECUENCIAS DE DEFECTOS EN RODAMIENTOS

- IMPORTANTE:

LA APARICIÓN DE ESTAS FRECUENCIAS NO NECESARIAMENTEINDICA QUE HAY UN DAÑO EN EL COJINETE

EXCESIVA CARGA DE EMPUJE EN COJINETE

RADIAL

SIN HABER DAÑO PUEDEN APARECER FRECUENCIAS DE DEFECTO

LUBRICACIÓN INSUFICIENTE

CONTACTO METAL-METAL

COJINETE CARGADO INAPROPIADAMENTE

AJUSTEEXCESIVO EN EJE

ANÁLISISFRECUENCIAS DE DEFECTOS EN RODAMIENTOS

MÚLTIPLOS NO ENTEROS DE VELOCIDAD DE ROTACIÓN

LOS RODAMIENTOS SON UNAS DE LAS POCAS FUENTES DEVIBRACIÓN QUE NO PROUCEN MÚLTIPLOS ENTEROS DE LA

VELOCIDAD DE ROTACIÓN (VER TABLA SIGUIENTE)

ENGRANAJE:FRECUENCIA DE ENGRANE: # DE DIENTES x RPM

BOMBAS, VENTILADORES:FRECUENCIA DE PASO DE ASPA: # DE ASPAS x RPM


RELACIÓN CON LA VELOCIDAD DE ROTACIÓN DEL EJE

COJINETES RODILLOS CILÍNDRICOS (UNA HILERA)

ANÁLISISFRECUENCIAS DE DEFECTOS EN RODAMIENTOS

SUMA DE FRECUENCIAS DE PISTAS

# ELEMENTOS RODANTES (Nb) = BPFO + BPFI

(VER TABLA ANTERIOR)

EJEMPLO: COJINETE N205

12 = (4,99 + 7,01)

FRECUENCIAS RELATIVAS

NORMALMENTE ES MÁS DIFÍCIL MEDIR CON PRECISIÓN LA FRECUENCIA DE LA PISTA INTERNA (BPFI) QUE LA CORRESPONDIENTE A LA PISTA

EXTERNA (BPFO)

- TRANSDUCTOR MÁS CERCA DE PISTA EXTERNA

- LA SEÑAL DE VIBRACIÓN DE LA PISTA INTERNA DEBE ATRAVESAR MÁS INTERFASES (INCLUYENDO LOS ELEMENTOS

RODANTES) EN SU RUTA HACIA EL TRANSDUCTOR

Frecuencia Frecuencia

Am

pli

tud

Am

pli

tud

Formade onda(Dominiodel tiempo)

Espectro(Dominiode la frecuencia)

Modulación de amplitud Modulación de frecuencia

Obsérvese las bandas laterales a ambos lados de la frecuencia portante

(fc)

MODULACIÓN

ZONA DE CARGA DEL COJINETE

DEFECTO EN ELEMENTO RODANTE

DEFECTO EN PISTA EXTERNA

DEFECTO EN PISTA INTERNA

DOMINIO DE LA FECUENCIA

DOMINIO DEL TIEMPO

FRECUENCIA

AM

PL

ITU

D

1BPFO

2BPFO3BPFO





FRECUENCIA

AM

PL

ITU

D

NOTE LAS BANDAS LATERALES


DOMINIO DEL TIEMPO





FRECUENCIA

AM

PL

ITU

D


DOMINIO DEL TIEMPO

1 REVOLUCIÓN

FTF

DEFE

CTO

S D

E R

OD

AM

IEN

TO

S

TIPOS DE FRECUENCIAS

FRECUENCIASULTRASÓNICAS

ALEATORIAS

SUMA YDIFERENCIA

DE FRECUENCIAS

FRECUENCIASNATURALES DECOMPONENTES

COJINETES

FRECUENCIASDE

DEFECTO

BANDASLATERALES

COJINETES DE DESLIZAMIENTO

CAUSAS DE ALTOS NIVELES DE VIBRACIÓN

JUEGOEXCESIVO

PROBLEMASDE

LUBRICACIÓN

CARGAINADECUADA


- LA FRECUENCIA RESULTANTE: 2, 3 ó ALGÚN MÚLTIPLO MAYOR DE LAS RPM DEL EJE

- SIMPLEMENTE OCASIONA MÁS VIBRACIÓN DE LA QUE HABRÍA SI EL JUEGO FUESE EL CORRECTO

JUEGO EXCESIVO

PEQUEÑO DESBALANCE, DESALINEACIÓN, OTRAS FUERZAS VIBRATORIAS

SOLTURA MECÁNICA

- EN ESTE CASO EL COJINETE NO ES EL CAUSANTE REALDE LA VIBRACIÓN


- SE PUEDE DETECTAR ESTA CONDICIÓN COMPARANDO ESTAS AMPLITUDES

COJINETE DESGASTADO POR FRICCIÓN

- MÁQUINAS BIEN MONTADAS, EN FUNDACIÓN RÍGIDA, NORMALMENTE PRESENTAN AMPLITUD DE VIBRACIÓN

LIGERAMENTE MAYOR EN DIRECCIÓN HORIZONTAL

- AMPLITUD DE VIBRACIÓN EN DIRECCIÓN VERTICAL ANORMALMENTE ALTA EN COMPARACIÓN CON HORIZONTAL:

DEBE SOSPECHARSE DE UN COJINETE DESGASTADO POR FRICCIÓN

PUEDE PRESENTARSE DESALINEACIÓN(VER ESPECTRO DIAPOSITIVA SIGUIENTE)

SI DESGASTE MUY GRANDE (JUEGO EXCESIVO)

EJE CAMBIA DE POSICIÓN DENTRO DEL COJINETE

AMPLITUD HORIZONTAL Vs. AMPLITUD Y VERTICAL

COJINETES DE DESLIZAMIENTOCOJINETE DESGASTADO POR FRICCIÓN

- CAUSA DEL DESGASTE: AGUA EN EL LUBRICANTE- VIBRACIÓN A 1 Y 2 x RPM (DESALINEACIÓN)

COJINETE “5”CON DESGASTE

EXCESIVO

soltura rodamiento deslizamiento

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