TIPOS DE FALLA EN MOTORES Y SUS CAUSAS

El desbalance de fuerza será en fase y estable.  La amplitud debida a desbalance se
incrementará por el cuadrado de la velocidad debajo del primer rotor crítico (un incremento
de velocidad 3X = 9X de vibración mayor). 1X RPM siempre representa y normalmente
domina el espectro.  Puede ser corregido mediante la colocación de sólo un peso de
corrección de balance (o equilibrio) en un plano en el centro de gravedad del rotor (CG).
Aproximadamente 0º de diferencia de fase deberá existir entre las horizontales OB & IB.  Así
también como entre las verticales OB & IB.  También aproximadamente 90º de diferencia de
fase entre las lecturas horizontal & vertical usualmente ocurre sobre cada rodamiento del
rotor desbalanceado (30º).


El desbalance de acople resulta en 180º de movimiento fuera de fase sobre el mismo eje.
1X RPM siempre presente y normalmente domina el espectro.  La amplitud vacía con el
cuadrado de incremento de velocidad debajo de la primera velocidad crítica del rotor.  Puede
causar alta vibración axial así también como radial.  La corrección requiere la colocación de
pesos de equilibrio en al menos dos planos.  Note que aproximadamente 180º de diferencia
de fase deberán existir entre las horizontales OB & IB, así también como entre las verticales
OB & IB.  También aproximadamente una diferencia de 90º entre las lecturas de fase
horizontal & vertical sobre cada rodamiento usualmente ocurren (+30º).

Desbalance dinámico es el tipo dominante de desbalance encontrado y es una combinación
tanto de desbalance de fuerza y desbalance de acople. 1X RPM domina el espectro, y
verdaderamente requiere corrección en dos planos.  Aquí, la diferencia de fase radial entre
rodamientos exterior e interior puede alcanzar cualquier punto entre 0º y 180º.  Sin embargo,
la diferencia de fase horizontal deberá cercanamente igualar la diferencia de fase vertical,
cuando se compare mediciones de rodamientos exterior e interior (+30º).  En segundo lugar
si el balance predomina, aproximadamente una diferencia de fase de 90º usualmente resulta
entre las lecturas horizontal y vertical sobre cada rodamiento (+40º).


El desbalanceen voladizo causa alto 1X RPM tanto en las direcciones axial y radial.  Las
lecturas axiales tienden a estar en fase mientras las lecturas de fase radial pueden ser
inestables.  Sin embargo, las diferencias de fase horizontal usualmente igualaron las
diferencias de fase vertical sobre el rotor desbalanceado (+30º).  Los rotores en voladizo
tienen tanto desbalance de fuerza y de acople, cada uno de las cuales probablemente
requerirán corrección.  Así, las pesas de corrección siempre tendrán que ser colocadas en 2
planos para contrarrestar tanto el desbalance de fuerza y el de acople.


La excentricidad ocurre cuando el centro de rotación está descentrado desde la línea de
centro geométrico de una polea, engranaje, rodamiento, armadura de motor, etc.  la
vibración más grande ocurre en 1X RPM de componente excéntrica en una dirección a
través de las líneas centrales de los dos rotores.  Las lecturas comparativas de fase vertical
y horizontal usualmente difieren ya sea por 0º o por 180º (cada uno de los cuales indica
movimiento en línea recta).  Intentar balancear rotores excéntricos a menudo resulta en
redacción de vibración en una dirección radial, pero crecimiento en la otra dirección radial
(dependiendo de la cantidad de excentricidad).


Los problemas con eje doblado causan alta vibración axial con diferencia de base axial
tendiendo hacia 180º sobre el mismo componente de máquina.  La vibración dominante
normalmente ocurre en  1X si está doblado cerca al eje central (al centro del eje), pero
rotación del transductor para cada medición axial si usted revierte la orientación de la sonda.
Use los indicadores de dial para confirmar eje doblado.


El mal alineamiento angular esta caracterizado por alta vibración axial 180º fuera de fase a
través del acoplamiento.  Típicamentetendrá alta vibración axial tanto con 1X y 2X RPM.
Sin embargo, no usualmente ya sea para 1X, 2X ó 3X va dominar.  Estos síntomas pueden
también indicar también problemas de acoplamiento.  El severo mal alineamiento angular
puede excitar muchas armónicasde 1X RPM.  Diferente del desajuste mecánico del tipo 3,
estas armónicas múltiples no típicamente tienen un elevado nivel de ruido sobre el espectro.


El desalineamiento de desnivel tiene similares síntomas de vibración al angular, pero
muestra alta vibración radial la cual se aproxima a 180º fuera de fase, a través del
acoplamiento 2X a menudo mayor que 1X, pero su altura relativa a 1X a menudo está
dirigida por el tipo de acoplamiento y construcción.  Cuando ya sea desalineamiento angular
o radial se vuelven severos, ellos pueden generar ya sea altos picos de amplitud a
armónicas muchos mayores (4X–8X) o aun una completa serie de armónicas de alta
frecuencia similares en apariencia al desajuste mecánico.  El tipo de acoplamiento y material
a menudo influenciarán mayormente al entero espectro cuando el desalineamiento sea
severo, típicamente no tiene elevado nivel de ruido.

El rodamiento desalineado generará considerable vibraciónaxial.  Causará movimiento de
torsión conaproximadamente 180º de desplazamiento de base del tope a la base y/o de
lado a lado cuando sea medido en dirección axial sobre el mismo alojamiento de
rodamiento.  Los intentos para alinear el acoplamiento o balances el rotor no aliviarán el
problema.  El rodamiento usualmente debe ser removido y ser correctamente instalado.


La resonancia ocurre cuando la frecuencia de fuerza coincida con una frecuencia natural del
sistema y puede causar amplificación dramática de amplitud, lo cual puede resultar en
prematura o aún catastrófica falla.  Esta puede ser una frecuencia natural del rotor, pero a
menudo puede originarse desde el armazón de soporte, cimiento, caja de engranaje o aun
fajas ocorreas de transmisión.  Si un rotor está en o casi en resonancia, puede ser casi
imposible balancear debido a el gran desplazamiento de base que se experimenta (90º en
resonancia, casi 10º cuando se pase a través de él).  A menudo se requieren cambios de
frecuencia natural hacia una frecuencia mayor o menor.  Las frecuencias naturales
generalmente no cambian con un cambio en velocidad lo cual ayuda a facilitar su
identificación (a menos sobre una gran máquina de rodamiento plano o sobre un rotor el
cual no tenga significativa saliente).


La flojedad mecánica está indicada ya sea por el espectro de vibración de los tipos A, B ó C.
TIPO A: Es cuando por la flojedad / debilidad estructural del pie de máquina, placa de base
o cimentación; también mediante relleno de cemento deteriorado, pernos de sujeción flojos
en la base y distorsión del armazón o base (ya sea, pie suave).  El análisis de fase puede
revelar aproximadamente de 90º a 180º de diferencia de fase entre mediciones verticales
sobre perno, soporte de máquina de base o la misma base.
TIPO B: Es generalmente causado por pernos flojos de cojinetes, grietas en la estructura de
armazón o en el pedestal de soporte.
TIPO C: Es normalmente generado media inapropiado ajuste entre partes componentes lo
cual causará muchas armónicas debido a respuesta no lineal de partes flojas a fuerzas
dinámicas desde el rotor.  Se causa una truncación de la formación de onda de tiempo y un
elevado nivel de ruido en el espectro.  El tipo C es a menudo causado por un revestimiento
de rodamiento flojo en su tapa, un rodamiento flojo y girando sobre su eje, excesiva
tolerancia ya sea en un collarín o rodamiento de elemento rodante, un impulsor flojo sobre
su eje, etc.  la fase de tipo C es a menudo inestable y puede variar ampliamente desde una
medición a la siguiente, particularmente si el rotor se desplaza de posición sobre el eje
desde un arranque al siguiente.  La flojedad mecánica a menudo es altamente direccional y
puede causar lecturas muy diferentes cuando se comparan niveles en incrementos de 30º
en dirección radial todo el trayecto alrededor del alojamiento de un rodamiento.  También
note que la flojedad a menudo causará múltiples sub-armónicas a exactamente ½ ó 1/3 X
RPM (0.5 X, 1.5 X, 2.5 X, etc.).


El roce del rotor produce similar espectro a la flojedad mecánica cuando las partes rotatorias
contacten las componentes estacionarias.  El roce puede ser ya sea parcial a través de la
entera revolución del eje.  Usualmente se generauna serie de frecuencias, a menudo
excitando una o más resonancias.  A menudo se excitan sub-armónicas de fracción entera
de velocidad de funcionamiento (1/2, 1/3, ¼, 1/5, ... 1/n), dependiendo de la ubicación de las
frecuencias naturales del rotor.  El roce del rotor puede excitar muchas frecuencias altas
(similar a ruido de banda ancha cuando la tiza raya a lo largo de una pizarra).  Este puede
ser muy serio y de corta duración si es causado por el eje contactando el revestimiento del
rodamiento.  Un completo rozamiento anular atraviesa de una entera revolución de eje
puede inducir “precisión reversa” con el rotor girando a velocidad crítica en una dirección
opuesta a la rotación del eje (inherente inestable, lo cual puede conducir a falla catastrófica).


Desgaste de chumaceras en etapas últimas son normalmente evidenciadas por la presencia
de completas series de armónicas de velocidad de funcionamiento (hasta 10 ó 20).  Las
chumaceras rozadas a menudo producirán altas amplitudes verticales comparadas a las
horizontales, pero, solo pueden mostrar un pico pronunciado en 1X RPM.  Las chumaceras
con excesiva tolerancia puede producir un desbalance menor y/o desalineamiento para
causar alta vibración la cual sería mucho menor si las tolerancias de rodamiento fuesen
establecidas para especificar.


Inestabilidad de rotación lubricada ocurre de 40 a 48 X RPM y es a menudo bastante
severa. Considerada excesiva cuando la amplitud excede 40% de las tolerancias de
rodamiento.  La rotación lubricada es una película de aceite que excita a vibración donde las
desviaciones en condiciones normales de operación (ángulo de posición y relación de
excentricidad) causa que la cuña de aceite “impulse” al eje alrededor dentro del rodamiento.
La fuerza desestabilizante en dirección de la rotación resulta en una rotación (o precesión de
adelanto).  La rotación lubricada es inestable ya que se incrementan las fuerzas centrífugas
las cuales incrementan las fuerzas de rotación.  Puede causarse que el aceit
e no soporte
más ele eje y puedevolverse inestable cuando la frecuencia de rotación coincida con una
frecuencia natural de rotor.  Los cambios en la viscosidad de aceite, presión de lubricantes y
precargas externas pueden afectar la rotación lubricada.