Desalineación
La desalineación es uno de los problemas de vibraciones más frecuentes en máquinas rotativas y se debe a la dificultad que presenta la alineación de dos rotores con sus respectivos apoyos. La desalineación puede tener su origen en causas muy diversas como: excesiva confianza en la utilización de acoplamientos elásticos y rodamientos autoalineables, distorsiones en la máquina durante su operación que producen desplazamientos del sistema conductor o conducido, etc. La desalineación producirá unos niveles de vibración muy elevados en las proximidades del acoplamiento que pueden llegar a precipitar la degradación de los rodamientos, el desgaste de los tacos del acoplamiento, la rotura de pernos, el sobrecaIentamiento excesivo del sistema conductor por un aumento del consumo eléctrico, etc., por lo que es conveniente corregirla antes de que produzca daños más considerables que pueden llegar a producir paros en la máquina.
La desalineación en acopIamientos puede medirse empleando relojes comparadores y corregirse con galgas bajo las patas del sistema móvil de la máquina (generalmente el motor). En la actualidad, hay sistemas comerciales precisos para la medida y corrección de la desalineación, basados en unas fijaciones que soportan los relojes comparadores e incluso sistemas láser. Estos sistemas se apoyan en instrumentos de captura automática de medidas, cálculo de correcciones aplicables y representación en pantalla de las tolerancias y del movimiento de corrección.
La desalineación tiene lugar cuando existe poca precisión en la alineación entre pares de piezas, como son los elementos de un acoplamiento, rodamientos, ejes y poleas. La desalineación normalmente se manifiesta con una fuerte vibración en las direcciones axiales y radiales. Las lecturas axiales pueden presentar los primeros armónicos de la velocidad de giro, 1x, 2x y 3x RPM. Las lecturas radiales presentan normalmente actividad a 1x y 2x RPM. Bajas amplitudes en la frecuencia del tercer armónico y superiores. Sin embargo, en algunos equipos la vibración predominante debida a desalineación tiene lugar a 1xRPM y puede confundirse con desequilibrio. En estos casos es conveniente realizar un análisis complementario de fase que nos permitirá distinguir entre problemas de desalineación y de desequilibrio. Por otro lado, la forma de onda en el tiempo se caracteriza por presentar un patrón repetitivo sin impactos en aceleración.
El análisis de fase nos permite confirmar el diagnóstico de la desalineación y se caracteriza por presentar una diferencia de fase importante entre los rodamientos próximos al acoplamiento en las mismas direcciones de medida. Otra característica de la desalineación es que la diferencia de fase entre lecturas horizontales no son semejantes a la diferencia de fase entre las lecturas verticales.
Tipos de desalineación
Se describen a continuación dos tipos de desalineación, la desalineación angular y la desalineación paralela. En la mayoría de los casos la desalineación presente es una combinación de ambas.
Desalineación angular
Hay desalineación angular cuando las líneas centrales de dos ejes se cortan formando un ángulo. La presencia de fuerte vibración axial a 1x RPM caracteriza este tipo de desalineación, que puede estar acompañado de armónicos de la velocidad de giro del eje con bajas amplitudes.
Síntomas:
- Fuerte vibración axial en 1x RPM posiblemente con armónicos en 2x y 3x.
- El armónico 2x RPM en dirección axial puede alcanzar un valor igual o incluso superior a 1x.
- Vibración en dirección radial, probablemente de menor amplitud que en dirección axial, en 1x, 2x y 3x.
- Las medidas de fase axial a ambos lados del acoplamiento se encuentran desfasadas 180°.
Desalineación paralela
Dos ejes están desalineados paralelamente cuando los ejes son paralelos y están separados una determinada distancia. La desalineación puede ser vertical u horizontal y se manifiesta espectralmente con una fuerte vibración radial a 1x y 2x RPM del eje, pudiendo presentar armónicos superiores de menor amplitud.
Síntomas:
- Fuerte vibración radial en 1x RPM con armónicos en 2x y 3x.
- El armónico 2x RPM en dirección radial puede alcanzar un valor igual o incluso superior a 1x.
- Las medidas de fase radial a ambos lados del acoplamiento se encuentran desfasadas 180°.
Desalineación en rodamientos y cojinetes
Independientemente de que exista una buena alineación en el acoplamiento, puede existir una desalineación entre el eje y el rodamiento. La desalineación puede tener su origen en una deformación en la máquina o en un montaje inadecuado. Si una de las patas de la máquina no está en el mismo plano que las otras o si la bancada no es plana, al apretar los pernos de anclaje se generará una deformación y como consecuencia una desalineación. Otro ejemplo de desalineación en rodamientos tiene lugar en ventiladores de gran tamaño donde están montadas las cajeras de los rodamientos sobre la estructura metálica del ventilador. Si la estructura metálica no tiene la rigidez suficiente, se deformará bajo condiciones de carga y originará una desalineación. Generalmente, la mayor deformación se suele producir en el rodamiento próximo al rodete, originando una desalineación axial.
Los rodamientos de bolas o rodillos desalineados se caracterizan por presentar vibración axial independientemente del estado de equilibrado. La vibración puede aparecer a 1x, 2x, 3x RPM o al número de bolas o rodillos del rodamiento por la velocidad de giro.
La desalineación de cojinetes antifricción presenta vibración radial y axial, normalmente a 1x y 2x RPM de la velocidad de giro. La desalineación de cojinetes suele venir acompañada por desequilibrios del rotor, por lo que un equilibrado del rotor disminuirá la vibración radial y axial.
Síntomas:
- Fuerte vibración axial en 1x RPM posiblemente con armónicos en 2x y 3x.
- El armónico 2x RPM en dirección axial puede alcanzar un valor igual o incluso superior a 1x.
- Las lecturas de fase axial en la parte inferior, izquierda, superior y derecha del rodamiento aparecen desfasadas 90°.
Poleas desalineadas
Se dice que dos poleas están desalineadas cuando no se encuentran en un mismo plano. Este problema produce alta vibración axial a 1x RPM del conductor o el conducido, generalmente el conducido. La buena medida de las amplitudes de las vibraciones depende fuertemente de donde sean tomados los datos. Este tipo de problemas también se manifiestan con la presencia de la frecuencia de paso de correa y sus armónicos. Hay que tener en cuenta que las frecuencias de correas también suelen aparecer cuando existe un desgaste de las mismas, por lo que a veces es conveniente verificar su estado.
Para solucionar el problema deben alinearse las poleas tanto angular como paralelamente.
Síntomas:
- Alta vibración axial y radial a 1x RPM del conductor o el conducido.
- La vibración es más importante en dirección axial que radial (este hecho permite descartar el desequilibrio).
- Desgaste desigual en dirección axial en poleas y correas.
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