Tipos de desequilibrio

Desequilibrio en un único plano

También se conoce como desequilibrio estático y es, normalmente, el problema más fácil de diagnosticar. Producido generalmente por desgaste radial superficial no uniforme en rotores en los cuales su largo es despreciable en comparación con su diámetro. La causa es una fuerza centrífuga que provoca un desplazamiento del eje de giro en la dirección radial. En ausencia de otros problemas, el desequilibrio genera una forma de onda sinusoidal pura y, por lo tanto, el espectro presenta vibración dominante con una frecuencia igual a 1x RPM del rotor.

Para corregir el problema se recomienda equilibrar el rotor en un sólo plano (en el centro de gravedad del rotor) con la masa adecuada y en la posición angular calculada con un equipo de equilibrado.

Síntomas:

  • Vibración radial en 1x RPM.
  • Diferencia de fase entre la dirección horizontal y vertical de un rodamiento de aproximadamente 90°, permitiendo una variación aceptable de ±30°.
  • No existen diferencias de fase significativas en las lecturas de fase entre ambos lados del eje en las direcciones radiales.
 
Figura 36: Desequilibrio en un único plano.
 
 
 

 

Desequilibrio en dos planos

El origen del desequilibrio no es una fuerza, sino un par de fuerzas. Es decir, dos fuerzas de igual magnitud y de sentidos contrarios. El desequilibrio dinámico se da en rotores medianos y largos. Es debido principalmente a desgastes radiales y axiales simultáneos en la superficie del rotor. El espectro presenta vibración dominante y vaivén simultáneo a frecuencia igual a 1x RPM del rotor.

Para corregir el problema se recomienda equilibrar el rotor en dos planos con las masas adecuadas y en las posiciones angulares calculadas con un equipo de equilibrado.

Síntomas:

  • Vibración radial en 1x RPM.
  • Diferencia de fase entre la dirección horizontal y vertical de un rodamiento de aproximadamente 90°, permitiendo una variación aceptable de ±30°.
  • La lectura de fase radial nos indicará que ambos lados del eje tienen un desfase de 180°.
 
Figura 37: Desequilibrio en dos planos.

 

Rotor en voladizo

Ocurre en rotores que se encuentran en el extremo de un eje. Es producido por desgaste en la superficie del rotor y doblamiento del eje. El espectro presenta vibración dominante en 1x RPM del rotor, muy notoria en dirección axial y radial.

Para corregir el problema, primero debe verificarse que el rotor no tenga excentricidad y que el eje no esté doblado, luego debe realizarse el equilibrado adecuado.

Síntomas:

  • Vibración radial en 1x RPM.
  • Vibración axial en 1x RPM.
  • Diferencia de fase entre la dirección horizontal y vertical de un rodamiento de aproximadamente 90°, permitiendo una variación aceptable de ±30°.
  • Lecturas de fase axial entre los rodamientos normalmente en fase.
  • Las medidas de fase en dirección radial entre los rodamientos podrían estar desfasados.
   
Figura 38: Desequilibrio de rotor en voladizo.

 

Descripción El desequilibrio se produce en los ejes rotativos cuando el centro de giro y el centro de masas no coinciden. La fuerza centrifuga excitadora que se genera es proporcional al cuadrado de la velocidad de giro del eje. Por lo tanto, a mayor velocidad de giro, mejor deberá ser el equilibrado del rotor.
Síntomas Valor global Aumento de la vibración en su valor global.
Espectro Pico en 1x RPM, nivel de ruido espectral bajo.
Fase Valor de fase estable, cambio de fase de 90° cuando se desplaza la posición del sensor 90°.
Forma de onda Se llega a apreciar una onda senoidal.
Severidad Depende de la máquina, pero en general los valores de alarma oscilan entre 3 y 8 mm/s.
Medición En una máquina en la que aparece un problema de desequilibrio encontraremos un aumento de la amplitud de vibración en las medidas radiales, mientras que las medidas de vibración axial pueden permanecer bajas. En máquinas con rotor en voladizo también encontraremos un aumento de la amplitud de la vibración en las medidas axiales.
Detección La detección del desequilibrio se realiza mediante la configuración de una banda frecuencial de 0,8x a 1,2x RPM. El seguimiento de los valores medidos en esta banda nos da el primer síntoma de que la máquina puede sufrir un desequilibrio.
Corrección El desequilibrio se corrige con una compensación de masa en el punto adecuado. Con un analizador de vibraciones se puede localizar el peso y el ángulo para colocar esta masa de compensación.
Tabla 8: Diagnóstico del desequilibrio.

 

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