Vibración, Amplitud, Desplazamiento y Velocidad

En el monitoreo de maquinaria, la señal de vibración es un indicador clave que revela valiosa información sobre el estado y el rendimiento de un sistema. En este artículo, exploraremos el primer parámetro de estudio en la señal de vibración: la amplitud, y cómo se relaciona con el desplazamiento y la velocidad para ofrecer una visión detallada de la salud de la maquinaria.

Amplitud

Cuando un sistema se somete a una fuerza constante, experimenta oscilaciones entre dos posiciones, denominado desplazamiento de vibración. La distancia desde el punto de equilibrio hasta la máxima elongación se conoce como amplitud máxima o amplitud pico. Matemáticamente, estas oscilaciones se representan mediante una ecuación diferencial senoidal, generando lo que conocemos como una onda senoidal.

Para cuantificar la amplitud, utilizamos una ecuación de movimiento armónico simple. Si conocemos el desplazamiento máximo y la frecuencia de la oscilación, podemos determinar el desplazamiento en función del tiempo. Esta medida nos permite comprender cuánto vibra una máquina y cómo varía su posición en el tiempo.

Desplazamiento y Velocidad

El desplazamiento y la velocidad son parámetros cruciales en el monitoreo de vibraciones. El desplazamiento refleja el impacto de la fuerza en el sistema, vinculándose con la fuerza y la rigidez. En contraste, la velocidad de vibración está ligada a la capacidad del sistema para absorber energía a lo largo del tiempo, conocida como amortiguación.

La elección entre medir desplazamiento o velocidad en el monitoreo depende de los objetivos específicos. El desplazamiento revela las fuerzas presentes, indicando riesgo de sobrecarga con altos valores. Por otro lado, la velocidad ofrece información sobre los ciclos de carga, siendo un indicador clave para posibles fallas por fatiga.

La velocidad se destaca como la unidad preferida para el monitoreo, directamente asociada con la fatiga. Niveles bajos de velocidad indican ciclos cortos y lentos, prolongando la vida útil al acumular cargas dinámicas de manera gradual. En cambio, altos desplazamientos, aunque no alcancen el límite de fatiga, pueden provocar fallas por sobrecarga. La velocidad, al medir directamente los ciclos de carga, se convierte en un indicador esencial para anticipar problemas relacionados con la fatiga en la maquinaria.

Aceleración

Derivando la velocidad en función del tiempo, obtenemos la aceleración. Medir la aceleración se vuelve relevante en situaciones donde la brusquedad del movimiento es crucial. Movimientos suaves generan bajas aceleraciones, mientras que movimientos drásticos indican altas restricciones y una carga elevada en el sistema.

En máquinas rotativas, el roce y la fricción suelen incrementar los valores de aceleración. Sin embargo, al medir el desbalanceo de una máquina, la velocidad y el desplazamiento son las unidades más adecuadas, variando según la velocidad de la máquina.

En resumen, la comprensión de la amplitud, desplazamiento, velocidad y aceleración en la señal de vibración permite a los profesionales de mantenimiento anticipar y abordar problemas potenciales en maquinaria. La elección cuidadosa de las unidades de medida y la interpretación de los resultados son fundamentales para un monitoreo efectivo y una operación eficiente de los sistemas mecánicos.

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