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Monitoreo del estado de rodamientos

Mtodo de Impulso de Choque(Shock Pulse Method / SPM)

2 2007 PRFTECHNIK Condition Monitoring GmbH / Robert Schmaus

Teora del impulso de choque


Introduction


Qu es impulso de choque?

La tecnologa para medir la condicin de rodamientos por "impulso de choque" (shock pulse method, o SPM), es una manera de supervisar la condicin de rodamientos escuchando al ruido que emiten estos.

Para esto PRFTECHNIK ha inventado un sensor 2-en-1 (vibracin y SPM) que tiene dos elementos piezo-elctricos en su interior. La tecnologa de sensores es propiedad de PRFTECHNIK - al contrario de la mayora de empresas que compran sus sensores de otros fabricantes de sensores.

En PRFTECHNIK tenemos la filosofa de que si uso un sensor comprado y de menor calidad, puedo usar el mejor colector de datos o sistema online y solo mediruna calidad baja de seales, correspondientes a la mala calidad del sensor. Por eso fabricamos nuestros propios sensores.

El mtodo de SPM bsicamente "escucha" los ruidos de altas frecuencias del rodamiento. El sensor para SPM tiene una resonancia de 36kHZ (alta f) y mide en dB (decibeles).


Qu valores se miden y para qu?

Hay dos valores que miden:

1) el carpet value (valor alfombra o valor valle) dBc= el sonido que emiten los elementos rodantes en el rodamiento.

Si el valor es alto, el ruido es alto y por consecuencia la lubricacin es mala. Accin: verificar y lubricar.

2) el max value (valor mximo) dBm= el sonido que emite un elemento rodante al pasar por una avera.

Por ejemplo detectas mnimas averas en pistas internas, externas, en los elementos rodantes y/o en la canastilla.

Al descubrir un valor dBm alto, se mide un espectro envolvente y se analiza con los marcadores de frecuencias. Si el marcador se traslapa con los picos del espectro existe una avera. De esta manera se identifica si es una avera de pista interna, externa, etc.


Valor dBm y dBc

Valor dBm

(avera)

Valor dBc

(lubricacin)


Shock pulses in bearings


Measurement


Evaluating bearing condition


Quantitative analysis


Qualitative analysis


Applications and advantages


Valor dBc(lubricacin)

Mediciones de Nivel 1? El Nivel 1 bsicamente monitorea la condicin del rodamiento

Si los valores globales aumentan el estado del rodamiento se est deteriorando

El Nivel 1 permite detectar el momento en el cual el estado del rodamiento llega a niveles crticos.

Al llegar a niveles crticos se realiza un anlisis y diagnstico para detectar la raz causa del problema ( Nivel 2)

Valor dBm(avera)Alarma dBm

Alarma dBc


Mediciones de Nivel 2? El Nivel 2 permite detectar el origen del problema que conllev a estar en un estado

de alarma. Para poder detectar e identificar la pieza averiada en un rodamiento se puede usar

un espectro envolvente. Con marcadores de frecuencias de averas (calculadas para cada tipo de

rodamiento) se puede asegurar si el problema existe en la pista interior o exterior, en la canastilla o en elementos rodantes.

Los cuatro marcadores de frecuencias para rodamientos son:

1. BPFO = Ball Pass Frequency Outer race: The frequency at which a single defect in the outer race will be detected.

2. BPFI = Ball Pass Frequency Inner Race. The frequency at which a single defect in the inner race will be detected.

3. BSF = Ball Spin Frequency. The frequency at which a single defect on a rolling element will be detected. The speed the balls or rollers rotate around their own axis.

4. FTF = Fundamental Train Frequency. The frequency or speed of balls and cage rotate around shaft. Also known as cage frequency.


Estrategia combinada de Nivel 1 / Nivel 2

Nivel 2:

Anlisis de vibraciones al llegar a niveles de advertencia y/o alarma

Nivel 1:

Tendencias de valores globales caractersticos durante el ciclo de vida

Diagnstico de averasDiagnstico de rodamientos: deteccin de la pieza averiada (pista interna/externa, canastilla, elemento rodante)

Diagnstico de la mquina: deteccin del origen del problema(desbalance, desalineacin, problemas elctricos, etc)

Anlisis de seales Espectros de amplitud (deteccin de problemas en la mquina) Espectros envolventes (para deteccin de la pieza averiada en el rodamiento: una pista externa averiada es menos problemtica que una pista interna) Seales de tiempo (onda de tiempo) Anlisis de Cepstrum ODS, etc

Monitoreo de condicin Condicin de rodamientos: monitoreo de valor para descubrir el momento crtico (generacin de pre-advertencias y alarmas)

Evaluacin con valores globales dBm Impulso de choque sonido al pasar por una averadBc Impulso de choque sonido de elementos rodantes al

desplazarse

dB

tiempo0 500 1000 f in Hz

a in m/s2


Sensor especial de PRFTECHNIK Tandem-Piezo - Sensor 2-en-1

1) VIBRACIN2)

CONDICIN DE RODAMIENTOS

CAVITACIN DE BOMBAS

PATENTADO!


EJEMPLO de deteccin de averas en rodamientos en una empresa papelera


Ejemplo 1Tendencia: avera en rodamiento de un motor

Colectando los valores de mediciones por un cierto periodo de tiempo (tendencias) se puede detectar cambios y un empeoramiento de condiciones de una fcil manera.

Valor dBm

Valor dBc


Espectro envolvente diagnstico de avera

Frecuencia de averas de pista externa con armnicas


Diagnstico: pista externa con avera


Ventilador de enfriamientoAvera de rodamiento del lado del ventilador

Ejemplo 2Avera del lado del ventilador


Anlisis: espectro envolvente

Frecuencia de daos de la pista exterior con armnicas

Marcadores de frecuencia de daos activados


Rodamiento: SKF 1220 K / C3

Dao detectado con anticipacin


Detalles tcnicos del impulso de choque


Buen estado:

Bajo valor valle dBc

Bajo valor cresta dBm

Estado del rodamiento y su lubricacin*

Mal lubricado:

Valor valle alto dBc

Valor cresta bajo dBm

Rodamiento daado:

Valor valle alto dBc

Valor cresta muy alto dBm

dBm = max value (avera en rodamiento)dBc = carpet value (lubricacin)

Valores lmites adaptados y normalizados

Alcanzando condicin crtica

*) pantalla ejemplo del VIBROTIP


Four rules for proper measurement location


A typical bearing life cycle


Bearing condition: Shock Pulse Method


Bearing condition: location and preparation


Transductores mvilesTransductor VIBCODE para

puntos de medicin codificadosTransductor

TIPTECTOR

Nota: La base magntica no es ideal para mediciones de impulso de choque porque atena la seal.

Vibracin

Estado de rodamientos

Cavitacin

Acelermetro industrial mvil

No es necesario el uso de pernos de medicin. El TIPTECTOR se coloca directamente sobre la superficie de la mquina.

Slide62Teora del impulso de choqueIntroductionQu es impulso de choque?Qu valores se miden y para qu?Valor dBm y dBcShock pulses in bearingsMeasurementEvaluating bearing conditionQuantitative analysisQualitative analysisApplications and advantagesValor dBc (lubricacin)Mediciones de Nivel 2?Estrategia combinada de Nivel 1 / Nivel 2Slide87EJEMPLO de deteccin de averas en rodamientos en una empresa papeleraEjemplo 1Tendencia: avera en rodamiento de un motorEspectro envolvente diagnstico de averaDiagnstico: pista externa con averaSlide88Slide89Slide90Detalles tcnicos del impulso de choqueBuen estado:Bajo valor valle dBc Bajo valor cresta dBmFour rules for proper measurement locationA typical bearing life cycleBearing condition: Shock Pulse MethodBearing condition: location and preparationSlide69

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