COMPLEMENTARY MECHANISMS

La mobilidad es el recìproco de la impedancia mecánica, y se expresa en unidades de velocidad respuesta , por unidad de excitación, como pulgada por segundo por libra.

Cuando medimos la vibración de una máquina en operación lo que realmente nos interesa son las fuerzas que causan la vibración , no la misma vibración. Esto es porque son las fuerzas que dañan a la máquina. Por ejemplo, cuando medimos una vibración radial elevada 1x en un cárter de rodamiento , hacemos la suposición que el nivel de vibración está directamente relacionado con el daño potencial que está sufriendo el rodamiento. En otras palabras suponemos que las fuerzas que existen en el rodamiento, que causan el daño son proporcionales al nivel de vibración medido. Eso es una sobresimplifación. Consideramos un motor eléctrico accionando una bomba, y estamos midiendo el rodamiento de la extremidad libre del motor. La fuerza que actua en la frecuencia 1x está generada por la fuerza centrífuga debido al desbalanceo del rotor. La magnitud de esta fuerza depende de que tan rígido está el cárter del rodamiento en la

frecuencia 1x. La fuerza actual en el área de carga del rodamiento es la fuerza centrífuga más el peso del rotor. En otras palabres, si el motor está montado en resortes y está libre para moverse, una fuerza relativamente pequeña resultará en un nivel alto de vibración. En este caso, el desbalanceo residual podria causar

componentes 1x relativamente altos en el espectro, pero ya que el motor no es muy rígido, la fuerza actuando sobre los elementos de los rodamientos puede ser pequeña y se sobreestimará de manera importante la probabilidad de daños a los rodamientos.

También, si la frecuencia de excitación, 1x se encuentra cerca de de una frecuencia natural de la estructura, la amplitud de la vibración estará muy alta, pero la fuerza que se necesita para causar la vibración estará baja.

Fuerza

Montaje Flexible

Vibracion

Vibracion

La máquina tiene un montaje flexible de absorción de choques entre su base y ella. Por otra parte, si el mismo motor, con el mismo desbalanceo residual está montado de manera rígida en una base sólida, de manera que no se puede mover, el nivel de vibración bajará. Las fuerzas actuando en el rodamiento se habrán incrementado, ya que ahora estan empujando contra la base y contra la tierra entera en lugar de contra la masa del motorEl nivel mas bajo de vibración daría la impresión que el motor está bien balanceado, pero en realidad el rodamiento corre peligro de ser dañado por las altas fuerzas involucradas. Asi podemos ver que el nivel medido de vibración no es un buen indicador de lo que esta pasando en el rodamiento.

Vibracion

Vibracion Fuerza

Aqui la máquina fue conectada de manera sólida a la base.

Esto es una de las razones porque muchas máquinas con niveles de vibraciones altos funcionan por años sin fallos en los rodamientos , mientras que otras máquinas con niveles de vibración bajos usan rodamiento tras rodamiento.

La mobilidad mecánica de una estructura mecánica es el número recíproco de la im-pedancia mecánica.

Si conoceríamos las caracterìsticas dinámicas del carter del rodamiento se podría calcular la fuerza actuando en el rodamiento a partir del nivel medido de

vibración. Es posible de medir la mobilidad del carter del rodamiento, aplicando una fuerza conocida y midiendo la respuesta. Esto se hace facilmente con un analizador a dos canales y un martillo de fuerza calibrado. El martillo tiene un transductor de fuerza en su extremidad, y la cantidad de fuerza que se aplica en un golpe del martillo se convierte en una señal eléctrica. Esta señal eléctrica se conecta con un canal del analizador . Un sensor de vibraciones está puesto en el cárter y conectado con la otra entrada y se usa el martillo para pegar la

estructura, mientras que el analizador calcula la proporción de los dos espectros medidos.

Si la fuerza se mide en libras y la respuesta se mide en pulgadas por segundo, la mobilidad es un espectro de pulgadas por segundo por libra, como función de la frecuencia. La vibración que resulta en cualquier frecuencia es igual a la fuerza multiplicada por la mobilidad en esa frecuencia. Supongamos que la mobilidad en 1x es de . 01 pulgada por segundo por libra, y supongamos que el nivel de vibración en 1x cuando la máquina funciona es de . 1 pulgada por segundo. Entonces la fuerza centrífuga que actúa en el cárter es de . 1 :. 01 = 10 libras. Por otro lado, si la mobilidad sería de . 0001 pulgada por segundo por libra, la fuerza en el rodamiento sería de 1000 libras para el mismo nivel de vibración medido.

Cuando la instalación de la máquina ha sido correctamente diseñada, la mobilidad mecánica en los rodamientos debería ser razonablamente alta para evitar fuerzas de rodamientos demasiado altas, debido a estados de desbalanceo. Esto es un área donde las mediciones a dos canales proporcionan una información valiosa que casi no se puede obtener de otra manera.