Este artículo describe el análisis de vibraciones en bases de máquinas., a saber, los criterios DMC para chasis y masas respectivas.

Se centra en bases de máquinas rígidas. No se mencionan los apoyados sobre soportes antivibratorios., cuyo tema se trata en un artículo sobre aislamiento de vibraciones.

Los problemas con las bases y la fijación de las máquinas son comunes., especialmente en máquinas alternativas, pero están poco enfocados en la literatura sobre análisis de vibraciones de máquinas rotativas..

En particular, no existe ningún criterio ISO para los niveles de vibración en sus bases.. Efectivamente todos los criterios existentes en las normas ISO., para máquinas rotativas, son para mediciones realizadas en rodamientos.

Funciones de una base de máquina

La estructura de soporte (base/encimera) de una maquina, por ejemplo, un grupo motobomba de eje horizontal, que soporta el motor eléctrico y la bomba, generalmente conectado por un acoplamiento: realiza varias funciones esenciales:

una)     Soporte estructural y distribución de carga.

• Soporta el peso del motor y la bomba., distribuir estas cargas uniformemente a la base.
• Absorbe los esfuerzos estáticos y dinámicos generados durante la operación. (propio peso, par motor, reacciones hidráulicas).

segundo)    Mantenimiento de alineación

• Garantiza y preserva la alineación correcta entre el eje del motor y el eje de la bomba., esencial para evitar el desgaste prematuro del acoplamiento, rodamientos y empaquetaduras/sellos mecánicos.
• Proporciona suficiente rigidez para que esta alineación no se degrade con las vibraciones., expansiones térmicas o esfuerzos de inicio/parada.

do)     Amortiguación y control de vibraciones.

• Reduce la transmisión de vibraciones al suelo/cimentación y al propio conjunto, contribuyendo a un funcionamiento suave y silencioso.
• En muchos casos incorpora o permite la instalación de soportes antivibraciones..

re)    Fijación a la base

• Tiene agujeros o anclajes (tornillos de fijación) para anclar el conjunto a la masa de cimentación, Garantizar la estabilidad y evitar el desplazamiento durante el funcionamiento..

mi)     Referencia dimensional y de nivelación.

• Garantiza la correcta nivelación del conjunto., esencial para el correcto funcionamiento de los rodamientos y para evitar cargas asimétricas.
• Mantiene las dimensiones correctas en relación con las tuberías de succión y compresión..

F)       Facilidad de mantenimiento

• Permite el acceso y desmontaje/reemplazo de componentes. (motor, bomba, enganche) sin necesidad de intervenciones de cimentación.
• Sobre bases metálicas comunes, Permite la realineación mediante cuñas y tornillos de ajuste..

sol)     Protección y contención

• En algunas soluciones, la base incluye un lavabo o borde para recoger los derrames de petróleo, grasa o agua, evitando la contaminación del pavimento.
• También contribuye a la protección contra la corrosión. (bases pintadas, galvanizado u hormigón).

h)    Soporte de accesorios

• Sirve de soporte para elementos complementarios como la protección del acoplamiento. (protección de seguridad), soportes de tubería, o placas de identificación.

Para que la base realice plenamente estas funciones, Es fundamental que sea lo suficientemente rígido en relación al sistema de rodamientos de la máquina que soporta, concepto que se detalla a continuación..

¿Qué es una base de máquina rígida?

La API Norma 541 – Motores de inducción de jaula de ardilla enrollados — 375 kW (500 Caballo de fuerza) y más grande, es referido (en traducción libre):

“La rigidez de una cimentación es una cantidad relativa. Debe compararse con la rigidez del sistema de rodamientos de la máquina.. La relación entre las vibraciones de los rodamientos y las vibraciones de los cimientos es una magnitud característica para evaluar las influencias de la flexibilidad de los cimientos.. Una indicación de que una base es masiva es si las amplitudes de vibración de la base (en cualquier dirección) cerca de las patas de la máquina o de la estructura de la base son menos de 30% de las amplitudes que podrían medirse en el rumbo adyacente en cualquier dirección”.

Esta declaración, aplicado a motores eléctricos, También es válido para otras máquinas rotativas de eje horizontal..

Criterios de evaluación DMC para niveles de vibración en bases rígidas de máquinas rotativas

Teniendo en cuenta los criterios antes mencionados, que el nivel de vibraciones en la base no debe exceder un tercio del medido en el rodamiento, Se pueden utilizar los criterios de evaluación de vibraciones definidos en ISO. 20816 y construir un criterio de evaluación de vibraciones en una máquina. Como en ISO 20816, Los valores mostrados corresponden a la velocidad de vibración RMS. (valor eficaz).

Según este criterio DMC, los valores son iguales a 30% tal como se define en las distintas normas ISO.

Por lo tanto, para las máquinas cubiertas por YO ASI 20816-3, el siguiente criterio seria.

recuerda que, en la convención ISO 20816, las fronteras A/B, B/C y C/D delimitan zonas de evaluación crecientes: la zona A corresponde a máquinas nuevas, zona B a valores considerados aceptables para funcionamiento a largo plazo sin restricciones, zona C a niveles que restringen la operación a corto plazo (recomendando acciones correctivas) y zona D en valores considerados suficientes para causar daños a la máquina.

mesa 1 – Propuesta de límites de la zona de evaluación de vibraciones en bases de máquinas dentro del alcance de ISO 20816-3 (mm / s)

Niveles de vibración aceptables en base a una máquina alternativa

En la norma ISO 20816-8 – Vibraciones mecánicas. Medición y evaluación de vibraciones de máquinas. Parte 8: Sistemas de compresores alternativos, Se mencionan límites de vibración para los puntos de fijación de la máquina..

1 – Posiciones de los tornillos de fijación de la estructura del compresor.

Figura 1 – Diagrama de puntos de medición en un compresor alternativo vertical.

En este estándar, para este tipo de maquina, Los límites están definidos y se pueden ver en la siguiente tabla..

mesa 2 – Límites de la zona de evaluación de vibraciones para Compresores Verticales, V y em W (mm / s)

Compresor	Velocidad de vibración (mm / s)
	A/B	ANTES DE CRISTO	CD
Cimientos	2,0	3,0	4,5
Estructura	5,3	8,0	12,0

Los valores de vibración indicados en las Tablas 2 Aplicar a sistemas de compresores montados sobre bases rígidas.. Esto significa que el compresor y el motor de accionamiento se montan directamente sobre los cimientos de hormigón.. Si el compresor y el motor de accionamiento están montados en un chasis, debe ser lo suficientemente rígido y montarse directamente sobre los cimientos de hormigón..

Análisis de vibraciones en bases de máquinas. – una fase

A continuación puedes ver un vídeo sobre la aplicación del análisis de fases para comprobar el aflojamiento..

Análisis de vibraciones en bases de máquinas. – ejemplo

A petición de una unidad de fabricación, una, con una analizador de vibraciones, un diagnóstico por Análisis de vibraciones en uno compresor alternativo, amoniaco de una industria alimentaria, que tenía vibraciones excesivas. En la foto de abajo puedes ver la máquina en cuestión..

Figura 2 – Compressor de amoníaco

Los resultados de las mediciones realizadas se pueden ver en el diagrama., en la dirección vertical, en la estructura de soporte.

Figura 3 – Resultados de las mediciones en los puntos de medición de la estructura de apoyo del grupo., en la dirección vertical.

Observe como las medidas del lado de las correas tienen valores mayores que el lado opuesto y también mayores que los límites definidos en la Tabla 2.

Esta asimetría de valores hizo sospechar que se trataba de un aflojamiento de la estructura en el lado del cinturón..

Después de una inspección visual, esto se confirmó como se ve en la película a continuación..

Análisis de vibraciones en bases de máquinas. – conclusión

A falta de un criterio ISO específico para las vibraciones medidas en bases de máquinas giratorias, el criterio DMC, obtenido de la relación de 1/3 entre la vibración en la base y la vibración en el rodamiento, mencionado en la API 541 — le permite establecer límites de evaluación practicables, aplicable en base a los criterios ya definidos en ISO 20816. El caso de estudio refuerza la importancia de incluir la estructura de soporte en los programas de análisis de vibraciones para máquinas rotativas..

referencias

API 541 – Motores de inducción de jaula de ardilla enrollados — 375 kW (500 Caballo de fuerza) y más grande.

YO ASI 20816-3:2022 – Vibración mecánica. Medición y evaluación de la vibración de la máquina. Parte 3: Máquinas industriales con potencias superiores 15 kW y velocidades nominales entre 120 r/min y 30 000 rpm.

YO ASI 20816-8 – Vibración mecánica. Medición y evaluación de la vibración de la máquina. Parte 8: Sistemas de compresores alternativos.