AXILINECómo reducir la vibración de los equipos: el orden de actuación que ahorra dinero
La máquina vibra y esperan una solución de usted para mañana por la mañana. La tentación es grande: desmontar el rodete y llevarlo a equilibrar. A veces es el paso correcto, pero la mayoría de las veces es un turno perdido, porque la vibración la causaba una pata floja (un apoyo que no asienta bien sobre la cimentación), un rodamiento dañado o la resonancia del bastidor. A continuación, una ruta de seis pasos que elimina el trabajo innecesario: primero las comprobaciones baratas, después las caras.
La ruta: seis pasos de «vibra» al valor normal
- 01
Asegúrese de que la medición es fiable
Repita la medición en el mismo régimen, en el mismo punto, en la misma dirección. Una cifra que no ha obtenido dos veces no sirve para tomar decisiones.
- 02
Separe la vibración en 1x y el resto
Compare el nivel global con la componente de giro y observe el espectro, el desglose de la vibración por frecuencias. Este paso determina si hace falta equilibrar o reparar.
- 03
Revise la mecánica
Sujeciones, pata floja, holguras, asiento del rodete en el eje, bastidor y cimentación. El lugar más barato para encontrar la causa y el que más a menudo se pasa por alto.
- 04
Descarte la resonancia
Varíe las revoluciones y observe la amplitud y la fase del 1x. En la zona de resonancia el equilibrado no se mantiene.
- 05
Equilibre si predomina el 1x
Dos o tres arranques in situ, en los propios apoyos, sin desmontaje. El peso se coloca en un plano de corrección accesible, el lugar del rotor donde se puede fijar.
- 06
Confirme el resultado
Medición después del trabajo: mismo régimen, mismos puntos, misma banda de frecuencias. Registre las cifras de antes y después en el informe.
El orden importa más que la velocidad. Equilibrar una máquina con las patas sin apretar o con desalineación se come un día entero y no da resultado, porque está combatiendo la causa equivocada. Cada paso de la ruta es más barato que el siguiente, así que seguirla de arriba abajo compensa.
Paso 1. Haga una medición fiable
El ventilador empezó a zumbar después de limpiar el rodete. El primer impulso es desmontarlo y llevar el rodete a equilibrar. Empiece por algo más barato. Coloque el sensor en el apoyo del rodamiento y obtenga una cifra que se repita.
Sujete el sensor con un imán, sobre una superficie plana y limpia, lo más cerca posible del rodamiento. Dirección radial-horizontal, si no sabe con certeza dónde es mayor la vibración. A partir de ahí, mantenga fijos esa dirección y ese punto. Caliente la máquina, ajuste la misma carga y las mismas revoluciones, de lo contrario estará comparando dos máquinas distintas.
Las cifras inverosímilmente altas casi siempre indican un problema de medición, no de la máquina. ¿El equipo ha dado 250 mm/s en la carcasa de la bomba en vez de los 3 mm/s habituales? Revise el cable, el conector y el asiento del imán, y vuelva a medir.
- Punto de medición: el apoyo del rodamiento, no la carcasa ni la rejilla de protección.
- Fijación del sensor rígida: imán sobre metal sin pintura ni suciedad, sin juntas intermedias.
- El mismo régimen siempre: revoluciones, carga, temperatura, posición de la compuerta o la válvula.
- Medición repetida al menos dos veces con una dispersión dentro del 10–15 %.
- Revoluciones registradas. Sin ellas no localizará el 1x en el espectro.
- Anotado qué máquina funciona cerca: un equipo vecino puede transmitir vibración a través de la cimentación.
Registre aparte el nivel base de esta máquina en buen estado. El aumento respecto al nivel base dice más que la cifra absoluta: 2,5 mm/s en una máquina que siempre daba 0,8 mm/s merece atención, aunque formalmente siga en la zona B.
Paso 2. Compare la vibración global y la componente de giro
La vibración global es todo junto, en una sola cifra en mm/s RMS (valor eficaz): desequilibrio, desalineación, holguras, rodamientos, resonancia, interferencias de equipos vecinos.
La componente de giro 1x es la parte de la vibración que va exactamente a la frecuencia de rotación, una vez por vuelta. Ahí es donde vive el desequilibrio. El equipo extrae el 1x a partir de la marca del tacómetro y de paso da su fase, el ángulo que indica en qué momento de la vuelta la vibración alcanza el máximo.
Fíjese en la proporción. 8 mm/s de global con 7 mm/s en 1x: el equilibrado eliminará casi todo. 8 mm/s de global con 2 mm/s en 1x: el equilibrado eliminará una cuarta parte del nivel, el resto quedará, y tendrá que explicar por qué se ha pagado.
La fase distingue dos defectos que dan un 1x igualmente alto. En el desequilibrio la fase es estable, y en un mismo apoyo la diferencia entre la dirección horizontal y la vertical ronda los 90°. En la desalineación, a través del acoplamiento, en dirección axial el desfase ronda los 180°. Las soluciones aquí son opuestas: equilibrado o alineación de ejes.
- Predomina el pico de 1x, la fase es estable: lo más probable es que sea desequilibrio, el equilibrado es adecuado.
- 2x apreciable más vibración axial: desalineación o pata floja.
- Peine de armónicos 1x, 2x, 3x y superiores, ruido de fondo elevado, la fase salta: holgura mecánica, grieta, rozamiento.
- Picos en frecuencias altas, no múltiplos de las revoluciones, aumenta el factor de cresta (relación entre los picos de la señal y el nivel medio): defecto de rodamiento.
- Picos por debajo de la frecuencia de giro (subsíncronos) en una transmisión por correa: correa, tensado, excentricidad de la polea.
El equilibrado solo reduce la componente de giro. Ningún peso en el rodete eliminará el golpeteo de un rodamiento, el peine de armónicos de una holgura ni la vibración por desalineación. Esta es la regla principal que ahorra desplazamientos.
Qué observa, causa probable, primer paso
| Qué observa | Causa probable | Primer paso |
|---|---|---|
| 1x alta, fase estable, diferencia entre horizontal y vertical en el apoyo de unos 90° | Desequilibrio del rotor | Equilibrado in situ, en los propios apoyos |
| 1x más 2x apreciable, vibración axial fuerte, desfase de unos 180° a través del acoplamiento | Desalineación, pata floja | Comprobar el asiento de las patas y después alineación de ejes |
| Armónicos 1x, 2x, 3x, subarmónicos, fase inestable | Sujeciones flojas, grieta en el bastidor, rozamiento | Apretar la sujeción al par especificado, revisar holguras y el relleno de la bancada |
| Pico brusco en un rango estrecho de revoluciones, la fase de 1x gira 180° al acelerar | Resonancia del rotor o de la estructura | Desplazar las revoluciones de trabajo o cambiar la rigidez de los apoyos |
| Ruido de alta frecuencia, líneas no múltiplos de las revoluciones, impulsos en la señal temporal | Defecto de rodamiento | Sustitución del rodamiento, revisar el montaje y la lubricación |
| El nivel ha subido tras una limpieza, el cambio de un álabe o la reparación del rodete | Nuevo desequilibrio del rodete | Equilibrado in situ tras comprobar el asiento |
| El 1x cambia de un arranque a otro sin causa aparente | Asiento flojo del rodete, la polea o el tornillo sinfín en el eje, chaveta | Comprobar el asiento y la excentricidad, restablecer el ajuste |
| La componente desaparece de forma instantánea al cortar la alimentación | Causa electromagnética, no mecánica | Prueba en marcha por inercia, observar el doble de la frecuencia de red |
| La vibración aumenta al cerrar la válvula, ruido como de grava en la bomba | Cavitación, régimen fuera del punto de trabajo | Devolver el régimen al punto de trabajo, comprobar la presión de aspiración |
La tabla ayuda a elegir el primer paso, no a establecer un diagnóstico definitivo. Un mismo síntoma suele tener varias causas: una pata floja provoca desalineación inducida, holgura aparente y aumento del 1x a la vez. Verifique la hipótesis con una medición, no con una suposición.
Fuentes: ISO 13373-3:2015 · ISO 281:2007
Paso 3. Mecánica: sujeciones, pata floja, holguras, cimentación
Aquí trabajan la llave, el comparador y media hora de tiempo. A veces basta para eliminar la mitad del nivel, y el equilibrado ni siquiera hace falta.
La pata floja merece atención aparte. Uno de los apoyos no asienta bien sobre la cimentación: holgura, desnivel, bastidor deformado, suciedad bajo la pata. Al apretar el perno, la carcasa se deforma, los alojamientos de los rodamientos se desplazan, y suben el 1x y el 2x. La alineación de ejes con una pata floja no tiene sentido, el resultado se irá tras el primer apriete.
- Apriete los pernos de anclaje y los de los apoyos de los rodamientos según la documentación, no a ojo.
- Compruebe la pata floja: afloje el perno de una pata, observe el cambio en la vibración y en la holgura, vuelva a apretar al par y pase a la siguiente. Compense la holgura con calzos calibrados.
- Inspeccione el bastidor y el relleno: grietas, despegue de la cimentación, pilas de arandelas improvisadas en lugar de calzos.
- Compruebe la holgura radial en los rodamientos y la excentricidad del eje con un comparador.
- Compruebe el asiento del rodete, la polea y el tornillo sinfín en el eje, y el estado de la chaveta y su chavetero.
- En la transmisión por correa, compruebe el tensado, el desgaste de la correa y la excentricidad de la polea.
- Elimine las acumulaciones: polvo en los álabes, producto en el tornillo sinfín, hielo, cascarilla. De lo contrario el desequilibrio volverá.
- Realice la alineación de ejes después de haber corregido la pata floja, y solo en ese orden.
Anote el nivel de vibración después de cada acción. Así verá qué es lo que realmente ha dado resultado y no tendrá que adivinar después si ayudó el apriete o la alineación.
Fuentes: ISO 13373-5:2020
Paso 4. Compruebe la resonancia, o el resultado no se mantendrá
La resonancia amplifica lo que ya existe. Un pequeño desequilibrio residual en la frecuencia de resonancia produce una amplitud grande. El equilibrado en esa zona va mal: la fase salta de un arranque a otro, el coeficiente de influencia (la respuesta de la máquina a un peso de prueba conocido) resulta inestable, y el resultado no se repite.
¿Tiene variador de frecuencia? Varíe las revoluciones de forma gradual y observe el 1x. La resonancia se delata por un pico estrecho: antes de él la amplitud es moderada, en él sube bruscamente, después cae. Al pasar por el pico, la fase de 1x gira aproximadamente 180°. En una máquina sin regulación, observe la marcha por inercia: cómo se comporta la vibración mientras la máquina se detiene libremente tras cortar la alimentación.
No solo el rotor puede entrar en resonancia. A menudo es el bastidor, una ménsula, una tubería, una plataforma de servicio o la propia carcasa. Aplique el sensor por turnos en el bastidor y en el apoyo: si el bastidor vibra más que la máquina, ha encontrado al responsable.
- La amplitud sube bruscamente en un rango estrecho de revoluciones y cae fuera de él.
- La fase de 1x cambia rápido cerca del pico y es estable lejos de él.
- El apoyo, el bastidor o la tubería vibran de forma más notoria que la propia máquina.
- La vibración ha cambiado varias veces tras una reparación de la cimentación, un cambio de bastidor o el traslado del equipo.
La resonancia no se corrige con pesos, sino cambiando la rigidez, la masa o las revoluciones de trabajo: desplace la frecuencia de trabajo, refuerce el bastidor con una riostra, descargue la tubería, revise los amortiguadores. Un caso aparte es el rotor flexible, que funciona por encima de la primera frecuencia crítica (las revoluciones a las que el propio eje entra en resonancia). Se equilibra de forma distinta al rotor rígido y requiere una metodología especial y un especialista.
Fuentes: ISO 21940-12:2016
Paso 5. Equilibrado: cómo se realiza y hasta qué cifras reducir
¿Ha llegado a este paso y ve que predomina el 1x con la mecánica en buen estado? Equilibre in situ, en los propios apoyos de la máquina, sin desmontaje y sin enviar el rodete al torno. Dos sensores en los apoyos de los rodamientos, un sensor de fase láser sobre la marca reflectante, y trabaja a las revoluciones de trabajo en condiciones reales.
- Zona A: estado de máquina nueva o recién reparada.
- Zona B: funcionamiento prolongado admisible.
- Zona C: funcionamiento admisible de forma limitada, hay que corregir la causa.
- Zona D: funcionamiento no admisible, la vibración destruye la máquina.
- Objetivo del equilibrado: llevar la vibración global a la zona A o B y mantenerla ahí.
- 01
Arranque 0, vibración inicial
La máquina a las revoluciones de trabajo, el equipo registra la amplitud y la fase de 1x en los dos apoyos. Esto es lo que va a reducir. De paso, vuelve a ver el 1x frente a la global.
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Peso de prueba
Coloca una masa conocida a un radio conocido en el primer plano de corrección. El equipo observa cómo ha respondido el sistema y calcula el coeficiente de influencia. Un arranque de prueba válido cambia la amplitud de 1x un 20–30 % o la fase 20–30°. Un cambio menor significa que el peso es pequeño: pare la máquina, aumente el peso, introduzca la masa real y repita.
- 03
Cálculo y montaje de la corrección
El programa indica la masa y el ángulo para cada plano. En el modo de posiciones fijas, indica directamente el número del álabe o del orificio, y no hace falta transportador. El ángulo se mide desde el lugar donde estaba el peso de prueba.
- 04
Arranque de control
Medición en el mismo régimen. ¿No ha alcanzado el valor objetivo? El programa calculará un peso adicional para los ya instalados, y llegará a la tolerancia sin necesidad de una nueva calibración.
| Grupo de máquinas | Zona A | Zona B | Zona C | Zona D |
|---|---|---|---|---|
| Clase I, máquinas pequeñas hasta 15 kW | ≤ 0,71 | 0,71–1,80 | 1,80–4,50 | > 4,50 |
| Clase II, máquinas medianas 15–75 kW | ≤ 1,12 | 1,12–2,80 | 2,80–7,10 | > 7,10 |
| Clase III, máquinas grandes, base rígida | ≤ 1,80 | 1,80–4,50 | 4,50–11,20 | > 11,20 |
| Clase IV, máquinas grandes, base flexible | ≤ 2,80 | 2,80–7,10 | 7,10–18,00 | > 18,00 |
Las cifras de la tabla se dan en mm/s RMS en la banda de 10–1000 Hz, como referencia orientativa según la clasificación anteriormente vigente ISO 10816-3. Compruebe para su máquina la parte y la edición aplicables de ISO 20816: existen excepciones según la potencia, las revoluciones y el tipo de equipo, y para ventiladores pequeños y transmisiones por correa la aplicabilidad debe revisarse por separado. La indicación «dentro de tolerancia» en el programa del equipo significa una sola cosa: la 1x residual está por debajo del valor objetivo que usted introdujo. No confirma ni la evaluación según ISO 20816 ni la clase de precisión G según ISO 21940-11. El orden de magnitud típico para ventiladores es el siguiente: un equipo con un nivel de unos 12 mm/s baja a 1,5–2 mm/s si la mayor parte del nivel la producía realmente el desequilibrio. En una máquina con desalineación o un rodamiento desgastado no será así.
Fuentes: ISO 20816-1:2016 · ISO 21940-11:2016 · Manual de operación Balanset-1A
Qué puede hacer usted mismo y cuándo conviene llamar a un ingeniero
Somos ingenieros que diseñamos y fabricamos los equipos Balanset y los usamos nosotros mismos para equilibrar en las visitas. Por eso la conversación suele ser corta: envíenos el tipo de máquina, las revoluciones, la potencia y el nivel actual de vibración indicando el punto de medición, y le diremos si parece desequilibrio o no. Si no lo parece, no necesita una visita, y se lo diremos claramente. El soporte de consulta sobre el equipo y la metodología va incluido en el suministro.
Por su cuenta
Medición repetible en los apoyos de los rodamientos. Apriete de las sujeciones al par especificado. Búsqueda de la pata floja aflojando los pernos uno a uno. Inspección del bastidor, el relleno, las correas y las poleas. Limpieza de los álabes y eliminación de acumulaciones. Tendencia: tres o cuatro mediciones al mes en el mismo régimen. Este conjunto basta para resolver una parte importante de los casos de vibración elevada sin necesidad de un desplazamiento.
Cuándo llamar a un especialista
El espectro es contradictorio y se parece por igual a dos defectos. El nivel sigue alto después del apriete y la alineación. La fase de 1x no se repite de un arranque a otro. Sospecha de resonancia o de rotor flexible. La máquina es crítica y necesita un informe con cifras de antes y después. El rotor es grande y el peso de prueba hay que calcularlo, no tantearlo.
Qué hacemos en la visita
Vamos hasta la máquina, medimos la vibración en los apoyos, separamos el 1x de la global, observamos el espectro y la fase. Si la causa es el desequilibrio, equilibramos in situ en los propios apoyos, en uno o dos planos. Si la causa es otra, se lo decimos con franqueza y le explicamos qué hacer a continuación. Trabajamos en todo Portugal: ventiladores, extractores de humos, tornillos sinfín, trituradoras, astilladoras, centrífugas, poleas y rotores de motores eléctricos.
Si prefiere hacerlo usted mismo
Balanset-1A son dos acelerómetros, un sensor de fase láser, un módulo USB de dos canales y un programa para Windows. El equipo mide las revoluciones, la amplitud y la fase de la velocidad de vibración, la global y el 1x, y muestra el espectro. Calcula el peso de prueba y los pesos correctores, reparte el peso entre posiciones fijas, calcula el taladrado, guarda los coeficientes de influencia y un archivo de resultados para los informes. El mismo sistema funciona tanto en las visitas como parte de medición de una máquina equilibradora de apoyos blandos.
Antes de llamar, reúna un mínimo de datos: revoluciones, potencia, tipo de apoyos, nivel global y 1x en cada apoyo, y qué ha cambiado en la máquina el último mes. Con estas cifras, el análisis lleva minutos en lugar de un nuevo desplazamiento.
Fuentes: Especificaciones del fabricante Balanset-1A
Preguntas frecuentes
¿El equilibrado reducirá la vibración si la causa es la desalineación?
No. El equilibrado solo reduce la componente de giro 1x. La desalineación produce un 2x apreciable y una vibración axial fuerte, y un peso en el rodete no la eliminará. Se gastará un turno entero en arranques de prueba y obtendrá el mismo nivel. Primero elimine la pata floja, después realice la alineación de ejes, luego repita la medición y decida si hace falta equilibrar.
¿Qué valor en mm/s se considera normal?
Como referencia orientativa: para máquinas medianas de 15–75 kW, la zona A llega hasta 1,12 mm/s RMS, la zona B hasta 2,8 mm/s, la zona C hasta 7,1 mm/s, y por encima de 7,1 mm/s el funcionamiento no es admisible. Mida en las partes fijas, en la banda de 10–1000 Hz. Compruebe para su máquina concreta la parte y la edición aplicables de la norma ISO 20816, ya que existen excepciones según la potencia, las revoluciones y el tipo de equipo.
¿Se puede reducir la vibración sin desmontar ni retirar el rodete?
En la mayoría de los casos, sí. El equilibrado se realiza in situ, en los propios apoyos de la máquina: dos o tres arranques a las revoluciones de trabajo, y el peso se coloca en un plano de corrección accesible. Solo hace falta retirar el rodete y llevarlo al torno cuando no hay acceso al plano de corrección, el rotor es flexible o su geometría ya está dañada.
¿Por qué ha vuelto la vibración un mes después del equilibrado?
Tres causas frecuentes. Primera: acumulación de material, desgaste o erosión, es decir, ha reaparecido el desequilibrio porque no se eliminó la fuente de suciedad. Segunda: el peso estaba sujeto con un punto de soldadura o con adhesivo y se ha desplazado. Tercera: la causa real no era el desequilibrio, sino la resonancia, unas sujeciones flojas o la desalineación, y el equilibrado solo enmascaró el nivel durante un tiempo.
Predomina el 1x, pero el equilibrado no reduce la vibración. ¿Qué hacer a continuación?
Compruebe cuatro cosas. Revoluciones cercanas a la resonancia: la fase de 1x será inestable de un arranque a otro. Asiento flojo del rodete, la polea o el tornillo sinfín en el eje: el 1x cambia después de cada arranque. Flexión térmica en una máquina caliente. Error en el sentido de medición del ángulo: el peso ha quedado en posición especular y el nivel ha subido. En caso de duda, pase a un diagnóstico vibratorio completo en lugar de hacer más arranques de prueba.
¿Basta con un vibrómetro corriente para decidir qué hacer?
Un vibrómetro da una sola cifra del nivel global. Le dice que la máquina está mal, pero no le dice por qué. Para decidir hacen falta el 1x, la fase y el espectro, y para eso se necesita un sensor en cada apoyo y una marca de referencia para el tacómetro. Un sistema de dos canales con sensor de fase láser da todo esto a la vez y permite equilibrar de inmediato si se confirma el 1x.
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Descríbanos el equipo y el problema
Responderemos a sus preguntas, concretaremos los datos iniciales y le diremos qué hace falta para el presupuesto y la visita.