Análisis de vibración lateral

Dinámica de la rotación, velocidad crítica y análisis de estabilidad

La vibración lateral del eje de un rotor se debe a la inestabilidad, el desequilibro u otras fuerzas que actúan sobre el rotor. En el análisis lateral (también llamado análisis de la dinámica de la rotación), se simula el sistema rotativo, se calculan las velocidades críticas, se predicen las amplitudes de vibración y se brindan recomendaciones para disminuir los riesgos de vibración.

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1 Alcance: características del análisis

El alcance del análisis cumple con las normas API (incluye las normas 610, 617, 619 y RP 684, pero no se limita a ellas). El modelado y el análisis incluyen las siguientes actividades:

Análisis de velocidad crítica sin amortiguamiento

• Preparación del modelo dinámico del rotor para simular todo el sistema.
• Determinación de velocidades críticas dentro de un rango de rigidez de los cojinetes.
• Cálculo de formas modales, valores propios y velocidades críticas.

Análisis de valores propios (velocidad crítica) con amortiguamiento

• Cálculo de modos dentro del rango de velocidades.
• Análisis de valores propios amortiguados de las velocidades críticas del rotor usando los coeficientes reales de amortiguamiento y de rigidez de los cojinetes; el amortiguamiento se evalúa usando diversos métodos.
• Márgenes de separación evaluados según los requisitos del Instituto Estadounidense de Petróleo (API, por la sigla en inglés).

Análisis de respuesta forzada

• Cálculo de las amplitudes de respuesta ante las vibraciones por desequilibrio y cálculo de zonas de velocidad crítica, según lo recomendado en las directrices del API.
• Evaluación de los márgenes de separación de un rango de holguras de los cojinetes.

Respuesta desequilibrada calculada usando el enfoque recomendado por API

Análisis de estabilidad

• Evaluación del remolino de aceite y del latigazo del eje para evitar inestabilidades autoexcitadas.
• Cálculo de valores propios amortiguados.

Análisis de transitorios y análisis no lineal

• Mediante el uso de un programa de simulación en el dominio del tiempo, se evalúa la pérdida de paletas, rozamientos y otros acontecimientos a medida que el sistema se desacelera de las velocidades críticas.

Control de calidad y elaboración de informe

• Realización de una revisión técnica para garantizar la validez de los modelos y los datos ingresados.
• Elaboración de un informe con resultados detallados del análisis lateral, márgenes de separación, aceptación (o no) del diseño y recomendaciones, en caso de que sean necesarias. 

2 Ventajas de Wood

• Capacidades integradas de ingeniería para brindar soporte a todos los diseños relacionados con las vibraciones e ingeniería de campo para compresores, bombas y sistemas de tuberías.
• Amplio equipo de análisis torsional y lateral, que incluye a ingenieros de campo.
• Asistencia a nivel mundial para fabricantes de equipos originales, usuarios y empresas de consultoría en ingeniería.
• Programas precisos para el análisis lateral. 

3 Servicios relacionados

• ANÁLISIS DE VIBRACIONES TORSIONALES (AVT) 
• ANÁLISIS DINÁMICO DE CONTROL DE SOBREPRESIONES PARA SISTEMAS CON COMPRESORES CENTRÍFUGOS
• ANÁLISIS DE VIBRACIONES INDUCIDAS POR EL FLUJO
• ANÁLISIS DE TURBULENCIA INDUCIDA POR EL FLUJO
• ANÁLISIS DE VIBRACIONES INDUCIDAS ACÚSTICAMENTE

4 Información relacionada

• LA INFLUENCIA DE LA HOLGURA DE LOS COJINETES DE ZAPATAS PIVOTANTES EN LA RESPUESTA DEL ROTOR DE UNA TURBINA DE VAPOR, HOWES Y LEUNG, 1984 (PDF, EN INGLÉS)
• PREDICCIÓN SIMPLIFICADA DE LA SENSIBILIDAD DE BALANCEO, HOWES Y MASTERSON, 1990 (PDF, EN INGLÉS)
• CASO PRÁCTICO: MOTOR SINCRÓNICO DE UN COMPRESOR CENTRÍFUGO, HOWES, 2000 (PDF, EN INGLÉS)
• PROBLEMAS DE VIBRACIÓN LATERAL Y TORSIONAL EN SISTEMAS EQUIPADOS CON VARIADORES DE FRECUENCIA, HOWES Y DE LA ROCHE, 2005 (PDF, EN INGLÉS)

Ejemplo del 1er modo de precesión positiva con valores propios amortiguados
Ejemplo del 2do modo de precesión positiva con valores propios amortiguados

5 Palabras clave

• Dinámica de la rotación 
• Velocidad crítica
• Análisis de estabilidad
• Análisis lateral