Vibraciones relativas y absolutas en turbomaquinaria

Este artículo explica por qué las medidas de vibraciones relativas y absolutas en turbomaquinaria.

Este artículo pertenece a una serie., el cual constituye el material de apoyo para el curso de análisis de vibraciones en turbomaquinaria. Los enlaces a los otros artículos se pueden encontrar aquí.

La medición de vibraciones relativas en turbomaquinaria

En 1970, la Instituto Americano de Petróleo definió la medida del desplazamiento relativo entre el eje y el rodamiento, com sonda de proximidad, como sensor de medición para medir el desplazamiento de vibración aceptable del eje, durante las pruebas de aceptación de fábrica. Esto se añadió como requisito en su estándar para compresores centrífugos..

UNA medición de vibraciones del eje, uso de sondas de proximidad, se ha convertido en el estándar de la industria para las pruebas de aceptación de turbomaquinaria y la protección de la máquina. La sonda de proximidad de corrientes de Foucault se ha convertido en el método preferido para evaluar la vibración y el estado mecánico general en grandes turbomáquinas que emplean cojinetes de película metálica antifricción.. Tales máquinas y tipos de cojinetes son responsables de la gran mayoría de los compresores., Esta norma se aplica a los engranajes con una potencia nominal de, bombas, motores eléctricos, generadores y otros equipos rotativos mayores que 1.000 HP, y se puede encontrar en abundancia..

Las ventajas de usarlo son las siguientes:

• Sin contacto;
• Mide la vibración relativa del eje en relación con el rodamiento.;
• Instalados en pares miden la posición de la línea central del eje (Liquidación de CC);
• Instalado en pares mida el orbita;
• Respuesta de frecuencia CC plana: 10 KHz;
• calibración sencilla;
• Adecuado para entornos hostiles.

Las limitaciones de estas medidasel

Las limitaciones de esta medida son:

• Estos sensores, medir la vibración relativa del eje en relación con el rodamiento, nunca mida más que la amplitud de pico a pico, igual al juego diametral del rodamiento.
• Por otro lado, este parámetro no da idea de la fuerza generada en el eje, actuando sobre el rodamiento.

Variación del comportamiento de los rodamientos cuando aumentan las vibraciones

Cuando aumenta la amplitud de la vibración del desplazamiento del eje, el espesor de la película lubricante entre el eje y el cojinete de metal antifricción.

La excentricidad del eje., que es la relación entre la distancia entre el centro de rotación y el centro geométrico del eje, dividido por el juego diametral, aumentar.

La variación de la rigidez de la película de aceite.

La rigidez es la fuerza requerida para comprimir un resorte a través de una unidad de distancia. (fuerza/distancia), en newton/metro.

La rigidez de los soportes del rotor., los rodamientos, es muy importante, como la rigidez del propio rotor. Junto con la base, constituyen un circuito estructural que debe ser considerado como un sistema. Sin embargo, en este caso, verá las propiedades de la película lubricante del cojinete.

A continuación puede ver un gráfico cualitativo de parámetros de un cojinete de metal antifricción, relación de excentricidad del muñón del eje versus.

• la rigidez, K, y la amortiguacion, D, son mínimos cuando el muñón está en el centro del cojinete (excentricidad cero),
• Son aproximadamente constantes para relaciones de excentricidad bajas..
• A medida que el muñón se acerca a la superficie de apoyo (la excentricidad se acerca a uno), rigidez K y amortiguamiento D, aumentar drásticamente.
• λ se comporta de manera opuesta. λ es la llamada relación de velocidad de fluido promedio circunferencial. Es una medida adimensional del flujo de fluido alrededor del rotor..

Vibraciones relativas y absolutas en turbomaquinaria – Figura 1 – Rigidez y amortiguamiento en función de la excentricidad, en un cojinete metálico antifricción de una turbomáquina.

Al observar la relación de excentricidad de los cojinetes de metal antifricción, en la figura anterior, se puede ver que tanto la rigidez como la amortiguación de la película aumentan exponencialmente a medida que el rotor se acerca a la superficie de apoyo (excentricidad=1). La viscosidad del aceite también cambia de forma no lineal con el aumento de la temperatura del aceite de cizallamiento..

O sea, cuando las amplitudes de las vibraciones relativas aumentan, la rigidez de la película de aceite aumenta y las fuerzas generadas en el eje, comienzan a perder su amortiguación, y para transmitirse mejor a los rodamientos.

Medida de vibraciones absolutas en cojinetes metálicos antifricción

tiene para que, para evaluar las fuerzas generadas en el eje y transmitidas a los rodamientos, la medida de vibraciones absolutas, es más adecuado que la medición de vibraciones relativas.

referencias

Amortiguación y rigidez, a primer, dibujó devitt, Turbomaquinaria Internacional, 12, 2017