Una máquina ideal no produciría vibraciones, ya que
toda la energía se emplearía en el trabajo a realizar. En la práctica, las
vibraciones aparecen como consecuencia de la transmisión de fuerzas cíclicas por
los diversos mecanismos. Los elementos de la máquina reaccionan entre sí,
transmitiéndose las fuerzas por toda la estructura hasta disipar la energía en
forma de vibraciones. Un buen diseño producirá bajos niveles de vibración, pero
en la medida que la máquina se vaya desgastando, aparecerán sutiles cambios en
sus propiedades dinámicas. Los ejes se desalinean, los rodamientos se
desgastan, los rotores se des balancean y las holguras aumentan. En el pasado
remoto, los ingenieros de planta podían reconocer por medio del tacto y escucha
si una máquina marchaba con suavidad o si se avecinaba alguna avería. Hoy,
debido a que la mayoría de la maquinaria gira a velocidades en la que la
frecuencia de las vibraciones es muy alta se hace necesario el uso de instrumentación
para detectarlas y medirlas.
4.1 CAUSAS DE LAS VIBRACIONES MECÁNICAS
Uno de los fenómenos más comunes que producen
vibraciones en una máquina rotativa en los Ingenios Azucareros es:
4.1.1 El Desbalance Dinámico.
Este tipo de vibración mecánica en las máquinas
rotatorias produce fuerzas centrífugas (dirección radial) que cambian de
dirección en el espacio, conforme gira la máquina. El comportamiento de este
tipo de fuerza es senoidal (cíclico) y depende de la frecuencia de vibración de
la máquina. Otro elemento que puede provocar vibraciones es el des alineamiento
en los elementos rotativos. Este caso se da por ejemplo, cuando no existe
paralelismo entre un eje y sus chumaceras; lo que provoca un aumento en la
magnitud de vibración de los apoyos o calentamiento en las chumaceras. Otra
fuente importante que puede llegar a producir aumento en las vibraciones es:
4.1.2 La Flojedad.
Este
fenómeno se da cuando existen desajustes en los elementos de transmisión, tales
como: fajas, cadenas, ruedas dentadas y acoples. Estos desajustes provocan que
los elementos se aflojen, iniciando un proceso de aumento de la magnitud de
vibración en los elementos de apoyo(chumaceras).Una causa muy común de
vibraciones consiste en las fallas en las Chumaceras. Debido a que estos
elementos son los que soportan la carga de los ejes, están propensos a fallar
por desgaste, calentamiento o por consecuencia de des alineamientos y
desbalances en los ejes.
4.2 EFECTOS DE LAS VIBRACIONES MECÁNICAS
Los efectos que producen las vibraciones mecánicas en los ingenios
azucareros son contraproducentes, tanto para sus equipos, como para el personal
y para las estructuras que lo soportan. Una vibración excesiva, puede
ocasionar:
Pérdida de la capacidad del personal de operación del ingenio de
realizar eficientemente sus actividades, lo que retarda la producción y
esto incurren pérdidas económicas para los ingenios.
Reducción de la vida útil de los equipos en forma considerable, lo
que hace menos rentable la producción
La existencia de vibraciones indica que la máquina no opera en
óptimas condiciones, por lo que el consumo de energía se incrementa e incurre
en perdidas para los ingenios.
4.3 PRINCIPIOS BÁSICOS PARA EL ANÁLISIS DE VIBRACIONES
El Análisis de Vibraciones requiere de toda la
información necesaria del equipo que se desea monitorear. La información útil
para el análisis es:
- El
tipo de rodamientos.
- Las
velocidades de giro.
- Las
condiciones de apoyo.
- Potencia
del equipo.
- Condiciones
de Carga
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