Las causas de vibración en una máquina rotativa generalmente se dividen en cuatro categorías: desequilibrio, resonancia, desalineación y falla mecánica.
1. Desequilibrio del rotor
Es una causa común de vibración. Factores como la mala fabricación del rotor, la acumulación de objetos extraños en las palas y el desequilibrio de los rotores del motor pueden contribuir a ello. Otra razón de la vibración significativa debida al desequilibrio es la escasa rigidez de la base del equipo o la resonancia.
Las ranuras para llaves y las llaves también son causas de vibraciones desequilibradas.
La flexión térmica del eje es otro fenómeno que provoca desequilibrio en el rotor. Generalmente, la vibración causada por la flexión térmica varía ligeramente con la carga. Sin embargo, si la base del equipo resuena con su rotación, existe una alta probabilidad de que se produzcan vibraciones severas. Por lo tanto, la clave para la prevención reside en que el material del eje cumpla con los requisitos y la base de la máquina sea sólida y fiable.
2. Resonancia
La frecuencia de resonancia del sistema depende del número de grados de libertad; esta frecuencia está determinada por la masa, la rigidez y los coeficientes de atenuación. La frecuencia de resonancia del soporte de la máquina debe estar alejada de cualquier frecuencia de excitación. Para nuevas instalaciones, se puede consultar con el fabricante la rigidez de la base necesaria para lograr este objetivo. Para dispositivos existentes con frecuencias de resonancia iguales a la velocidad de rotación, existen dos opciones: reducir la fuerza de excitación al límite nominal o modificar la frecuencia de resonancia. Esto último se puede lograr aumentando la rigidez y la masa del sistema. Ante problemas de resonancia, es preferible modificar la frecuencia de resonancia.
La resonancia también puede ser causada por una desalineación entre los componentes del sistema rotor-estator o por fallas mecánicas y eléctricas.
Las frecuencias de resonancia a velocidades de funcionamiento también pueden provocar fallos. Estas pueden deberse a desalineaciones o a fallos mecánicos y eléctricos. Sin embargo, en comparación con problemas a la misma frecuencia, estas resonancias suelen causar problemas con menos frecuencia.
3. Desalineación
Puede generar fuerzas de excitación radiales y axiales a la velocidad de operación y al doble de esta. Sin embargo, no es posible descartar problemas de desalineación simplemente porque uno o dos de los fenómenos mencionados no se presenten. Asimismo, debe considerarse la dilatación térmica de la unidad y se debe dejar un espacio de 1,5 a 3 mm entre cada par de acoplamientos.
4. Fallo mecánico
Los acoplamientos de baja calidad, los cojinetes deficientes y la lubricación inadecuada, así como los soportes inestables, son razones que generan fuerzas de excitación de diferentes frecuencias y amplitudes.
(1) Los acoplamientos de mala calidad se manifiestan principalmente en una mala calidad de fundición, orificios de conexión torcidos, rebabas y juntas de goma que se deterioran rápidamente, lo que provoca que el acoplamiento pase de una conexión blanda a una conexión dura, lo que resulta en vibración y desgaste.
(2) El reemplazo de los cojinetes radiales suele ser un proceso sencillo. Para evitar vibraciones al cambiar cojinetes nuevos para la reducción de vibraciones, se debe realizar una inspección del color de contacto del anillo exterior del cojinete y, si es necesario, se debe tratar el asiento del cojinete.
(3) La fluctuación axial es la causa de otro problema de vibración en la máquina rotativa, que incluye acoplamientos, cojinetes y la propia máquina. Generalmente, el empuje axial de la máquina rotativa está limitado por cojinetes de empuje. Sin embargo, si la alineación axial es deficiente y el rotor roza axialmente, puede producirse una vibración axial severa.
(4) Soportes débiles, es decir, cuando los cuatro pies de la máquina giratoria no están en el mismo plano, cuando la máquina giratoria se fija con pernos en estos cuatro puntos, si los cojinetes no están alineados, inevitablemente causará vibraciones severas. Por lo tanto, durante la instalación de la máquina giratoria, es necesario primero apretar simétricamente varios puntos de fijación con un par de apriete adecuado. Luego, aflojar un punto de fijación a la vez y medir la deformación vertical en ese punto con un comparador de cuadrante. Si la deformación vertical es mayor de 0,05 mm, se debe agregar una calza debajo de este soporte, con un espesor igual a la deformación. Repetir este proceso hasta que la deformación vertical en cada punto sea menor de 0,05 mm al aflojar.
(5) Los problemas con la base y la cimentación de la máquina rotativa pueden ser la causa directa de vibraciones excesivas. Por lo tanto, los pernos de anclaje deben tener la resistencia suficiente, la cimentación de hormigón debe ser sólida y sin cavidades, y los pernos de anclaje deben revisarse con frecuencia durante el funcionamiento para detectar aflojamiento o fractura, y deben repararse a tiempo. Al mismo tiempo, verifique que los dispositivos de soporte de la máquina rotativa estén firmemente sujetos.
Además, la vibración causada por cavitación en las bombas es un fenómeno relativamente común. El roce radial entre el rotor y el estator también puede provocar vibraciones, inducidas por la frecuencia de excitación. Por lo tanto, durante el montaje de la máquina rotativa, es necesario prestar atención a la holgura entre las partes móviles y estacionarias. Asimismo, los grandes ventiladores axiales pueden experimentar sobretensiones, mientras que las turbinas de vapor pueden presentar oscilaciones en la película de aceite de los cojinetes. En resumen, tras familiarizarse con las causas comunes de las fallas por vibración en las turbinas, se pueden utilizar diversos instrumentos de medición de vibraciones para su manejo y prevención.
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Fecha de publicación: 29 de abril de 2026