Cada máquina rotativa presenta
una vibración característica que la diferencia de forma única, y se conoce
comúnmente como firma de vibración. Esta señal está totalmente condicionada por
su diseño, fabricación, uso y desgaste de cada uno de sus componentes. Si el
mecánico o ingeniero de mantenimiento al cargo de un equipo industrial invierte
su tiempo y esfuerzo en conocer la naturaleza de la vibración que esta
presenta, no tardará mucho tiempo en lograr un importante ahorro de costes de
operación y mantenimiento
.
Vibración simple
La base principal de las señales
de vibración en el dominio del tiempo son las ondas sinusoidales. Estas son las
más simples y son la representación de las oscilaciones puras. Una oscilación
pura puede representarse físicamente con el siguiente experimento: imagínese
una masa suspendida de un muelle como el de la Figura 1. Si esta masa es
soltada desde una distancia A, en condiciones ideales, se efectuará un
movimiento armónico simple que tendrá una amplitud A. Ahora a la masa vibrante
le añadimos un lápiz, y una hoja de papel en su parte posterior, de manera que
pueda marcar su posición. Si desplazamos el papel con velocidad constante hacia
el lado izquierdo se dibujará una onda como la representada en la Figura 2. A
continuación se describen los parámetros que definen este tipo de vibración.
Fig. 1 Masa suspendida en un muelle
Fig. 2 Movimiento armónico simple.
FRECUENCIA
El tiempo que tarda la masa en ir
y volver al punto A siempre es constante. Este tiempo recibe el nombre de
período de oscilación (medido generalmente en segundos o milisegundos) y
significa que el muelle completó un ciclo. El recíproco del período es la frecuencia
(es decir F=1/P) la cual generalmente es dada en Hz (ciclos por segundo) o CPM
(ciclos por minuto).
AMPLITUD
La amplitud desde el punto de
vista de las vibraciones es cuanta cantidad de movimiento puede tener una masa
desde una posición neutral (marcada como 0 en la Figura 1). Es la intensidad de
la vibración, y es indicativa de la severidad de la misma.
Existen diversas formas de medir
la amplitud de una onda como se puede ver en la Figura 3. Podemos decir que el
movimiento tiene una amplitud de pico (p) de A mm, ya que sabemos que como la
curva es simétrica también existe un movimiento de amplitud -A mm en la
dirección opuesta. También podemos decir que la curva tiene un valor de
desplazamiento pico a pico (p-p) de 2A, correspondiente a A mm hacia arriba y A
mm hacia abajo.
La tercera forma de describir la amplitud se denomina valor
RMS (root-mean-square) y es un poco más compleja. Es la raíz cuadrada del
promedio de los cuadrados de los valores de la onda. En el caso de una onda
sinusoidal el valor RMS es igual a 0.707 del valor pico, pero esto es sólo
válido en el caso de una onda sinusoidal. El valor RMS se utiliza para medir la
enegia de la forma de onda.
Fig. 3 Medidas de amplitud.
FASE
Es una medida de la diferencia de
tiempo entre dos ondas sinusoidales. Aunque la fase es una diferencia de
tiempo, siempre se mide en términos de ángulo, en grados o radianes. Eso es una
normalización del tiempo que requiere un ciclo de la onda sin considerar su
verdadero período de tiempo.
La
diferencia en fase entre dos formas de onda se llama desfase o desplazamiento
de fase. Un desplazamiento de fase de 360 grados es un retraso de un ciclo o un
período completo de la onda, lo que realmente no es ningún desplazamiento. Un
desplazamiento de 90 grados es un desplazamiento de ¼ del periodo de la onda,
etc. El desplazamiento de fase puede ser considerado positivo o negativo; eso
quiere decir que una forma de onda puede estar retrasada respecto a otra o
puede estar adelantada respecto a otra. Esos fenómenos se llaman retraso de
fase y avance de fase respectivamente.
En el
ejemplo de la Figura 4, la curva A se encuentra desplazada 90 grados con
respecto a la curva B. Eso es un retraso de tiempo de ¼ del período de la onda.
También se podría decir que la curva A tiene un avance de 90 grados.
Fig. 4 Desfase entre dos senoides.
Bueno el documento es interesante ya que nos habla de las vibraciones simples que nos dice que el dominio del tiempo son las ondas sinusoidales y nos muestra algunos gráficos para de esta forma entender de mejor manera el tema a tratarse así como nos da conceptos de frecuencia amplitud y fase con sus respectivas figuras indicando su función para su mayor comprensión es buena esta aportación puesto que el análisis de vibraciones es muy importante en el mundo moderno que vivimos.........
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