La medición de las vibraciones en un equipo suele requerir dos componentes: un acelerómetro y un dispositivo, como un analizador de vibraciones, para procesar y mostrar los datos. Los acelerómetros están formados por una masa que se mueve dentro de una bobina. El movimiento se debe a que el acelerómetro está montado en la máquina y a que la máquina se mueve debido a las vibraciones. Cuanto mayor sea el movimiento, mayor será la tensión y mayor será la vibración Level. En su forma más simple, un acelerómetro es un dispositivo que genera una tensión.
El analizador muestra:
- La cantidad de voltaje, que suele mostrarse como desplazamiento, velocidad o aceleración. La cantidad de tensión y la sensibilidad del acelerómetro determinan la amplitud o gravedad de la vibración.
- La tasa de cambio en el voltaje determina la frecuencia de la vibración, en esencia, cuántas veces por minuto (o segundo) se genera el voltaje.
Utilicemos como ejemplo un ventilador desequilibrado accionado por correa. Si montamos el sensor (conectado a un analizador) en el cojinete de un ventilador y ponemos en marcha el ventilador desequilibrado, el sensor generará una tensión:
- La cantidad de tensión, que nos daría la amplitud, o cuánta vibración se está produciendo,
- La tasa de cambio del voltaje, que nos indicaría la frecuencia de la vibración, o cuántas veces por minuto (o segundo) se produce el cambio.
El ventilador vibraría una vez por revolución. Esto sería una simple onda sinusoidal. Pero hay más
El motor probablemente funciona a una velocidad diferente a la del ventilador. Las correas también tienen una velocidad de rotación diferente. Cada una de ellas tendría también su propia frecuencia y amplitud de vibración. Si el ventilador tuviera un cojinete dañado, el propio cojinete generaría una vibración, que sería captada por el sensor. Un eje de ventilador doblado podría generar una señal diferente a la de un ventilador desequilibrado.
Muy pronto, tenemos una onda sinusoidal compleja. Medirla en el dominio del tiempo puede ser complicado. Pero medirla en el dominio de la frecuencia puede simplificar la señal.
A diferencia de una señal en el dominio del tiempo, donde la amplitud se muestra en función del tiempo, una señal en el dominio de la frecuencia (a menudo llamada FFT) mostraría la amplitud en función de la frecuencia. Cada pico en el dominio de la frecuencia representaría los eventos que se producen en una señal temporal y se procesan a partir de ella.
Un analista de vibraciones (o un software de diagnóstico automatizado) analizará estas señales, conociendo la frecuencia fundamental (velocidad de funcionamiento de los componentes de la máquina) para determinar el estado de la máquina y sus componentes.
La velocidad del ventilador es de 555 cpm. Así que podemos utilizar un cursor para marcar la velocidad de funcionamiento del ventilador.
La frecuencia del pico de vibración es de 555 cpm. La amplitud para cada dirección (vertical, horizontal y axial) viene definida por la escala (a la izquierda, y los niveles de amplitud se muestran en los recuadros de la parte superior.
Axial = 0,062 pulgadas por segundo
Horizontal = 0,079 pulgadas por segundo
Vertical = 0,064 pulgadas por segundo
En el mismo espectro, podemos utilizar un cursor para marcar la velocidad de funcionamiento del motor (1770 cpm).
Axial = 0,164 pulg./seg
Horizontal = 0,087 pulg./seg
Vertical = 0,143 pulg./seg
Este cursor marca una vibración a 7200 cpm, o 120 Hz. En EE.UU., la corriente eléctrica suele tener un ciclo de 60 Hz. Así que este pico marca la vibración en el motor debida a la corriente eléctrica ( 2 x 60 Hz).
Axial = 0,026 pulg./seg
Horizontal = 0,176 pulg./seg
Vertical = 0,046 pulg./seg
Basándose en las frecuencias y amplitudes de cada pico, el analista puede determinar que:
- El ventilador está bien equilibrado
- El motor está en buen estado de equilibrio
- Pero la vibración a 60 Hz (de la corriente eléctrica) podría ser cuestionable.
- Los picos menores (no marcados) podrían deberse a vibraciones en conductos, holguras, vibraciones inducidas por correas, etc.
El analista o el sistema de diagnóstico automático examinarían cada uno de estos picos, en función de la velocidad de funcionamiento del equipo, para determinar si existen otros fallos (como un problema de rodamientos).
