PPT Inspección por vibraciones Parte I

UNIDAD Nº3: INSPECCIÓN POR VIBRACIONES PARTE I

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1.- Conceptos físicos empleados en vibraciones mecánicas 1.1.- Vibración mecánica: Es el movimiento oscilatorio (de un lado hacia otro) de una máquina, de una estructura o de una parte de ellas, alrededor de una posición original de reposo o de equilibrio.

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• ¿Qué es la vibración? Es un movimiento de un cuerpo respecto a un punto de referencia. Vibración del eje Causado por el movimiento del eje respecto a su línea central.

Causadas por fuerzas mecánicas indeseables.

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Desp. Max. superior m

Posición de reposo Desp. Max. inferior

K

Movimiento vibratorio del cojinete de una máquina

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Vibración armónica simple: El movimiento armónico es la forma más sencilla o simple en que se manifiestan las vibraciones mecánicas. Una forma clara de graficarlo es cuando se hace vibrar libremente un sistema masa / resorte o un péndulo.

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1.2.- Valor de la Vibración

Parámetros que definen una vibración armónica simple. www.inacap.cl

• Frecuencia de la vibración (f): esta definida como el número de ciclos u oscilaciones que efectúa el cuerpo en cada segundo. Esta relacionada con el período de la vibración T, definido como el tiempo que demora el cuerpo en efectuar una oscilación. • Periodo de la vibración (T): Está definido como el tiempo que demora el cuerpo en efectuar una oscilación.

Nota: Estas dos magnitudes son valores inversos.

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1.3.- Parámetros de la Vibración • Velocidad vibratoria: Es una medida de la rapidez con que se esta moviendo un punto un punto mientras está vibrando. La velocidad vibratoria es cero cuando la masa llega a sus posiciones extremas, ya que en estos puntos la masa se detiene. La velocidad es máxima cuando la masa por su punto de equilibrio, positiva cuando se mueve hacia la derecha y negativa cuando se mueve hacia la izquierda. • Aceleración vibratoria: Es la rapidez de cambio de la velocidad con el tiempo. Debe recordarse que de acuerdo a la segunda ley de Newton, la aceleración a = F / m, donde F es la fuerza resultante actuando sobre la masa m. Es decir, entre mayor es la rapidez de cambio de la velocidad, mayor serán las fuerzas sobre la masa m debido a la mayor aceleración. Para el sistema masa / resorte, las mayores fuerzas que actúan sobre la masa m ocurren cuando el resorte está en más comprimido o más estirado.

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1.4.- Forma de onda y espectro vibratorio

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1.5.- Desfase o diferencia de fase

Definir el concepto de desfase. www.inacap.cl

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1.6.-Vibraciones libres o naturales (Frecuencias naturales de vibrar)

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Rigidez:

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Vibración forzada u operacional Hasta ahora hemos analizado las vibraciones libres, donde el sistema se hace vibrar sacándolo de su posición de equilibrio sea por un impacto inicial sobre él, o deformándolo inicialmente. Una vez que el sistema comenzó a vibrar se deja solo, no se le agrega energía y el sistema eventualmente tiende a detenerse debido a las perdidas de energía, llamadas amortiguamiento. Sin embargo, la gran mayoría de las vibraciones en las maquinas se produce porque sobre ellas actúan fuerzas dinámicas en forma continua o sostenida. Entendiéndose como fuerza dinámica a la variación de su valor y dirección a medida que transcurre el tiempo.

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1.7.- Resonancia

La amplificación del valor de la vibración en una zona resonante puede conducir a resultados desastrosos. De aquí, el interés de los diseñadores de máquinas o estructuras en calcular o medir las frecuencias naturales de sus diseños para evitar el fenómeno de resonancia. Zona resonante: zona donde se produce un aumento de las vibraciones) de acuerdo a lo especificado en las normas API Estas normas establecen la zona resonante cuando las RPM del rotor están entre un 20% bajo la frecuencia natural de vibrar del rotor y un 15% sobre ella.

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1.8.- Relaciones entre desplazamiento, velocidad y aceleración

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1.9.- Vibración global o total La vibración de una máquina, rara ves es armónica simple (forma de onda sinusoidal). Lo más probable es que su forma compleja. Esto se debe a que el sensor de vibraciones le llegan simultáneamente vibraciones provenientes de diferentes causas y el sensor capta entonces la suma de ellas.

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1.10.- Clasificación de las vibraciones

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