Anaílisis de Vibraciones

7/25/2019 Analisis de Vibraciones

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Captulo 8: Tcnicas Predictivas deMantenimiento

Mantenimie

8.1. n!lisis de vi"raciones8.#. n!lisis de $u"ricantes8.%. &nsa'os no destructivos

8.%.1. n!lisis de ultrasonidos8.%.#. (adiogra)a8.%.%. Termogra*a8.%.+. Corrientes de &dd'8.%.. Tintas Penetrantes8.%.-. Corrientes inducidas


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Anlisis de Vibraciones: Concepto de i"raci

Mantenimie

Idea intuitiva: movimiento oscilante con cadenciasin ella Movimiento, oscilaci/n ' vi"raci/n variaci/n de

energa. i"raci/n:&nerga de &nerga

0isipaci/n 0e)ormaci/n Cintica de &


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Mantenimie

Vibracin en problemas de ingeniera: (uido, con)ort, mal )uncionamiento

Seguridad Integridad estructural, )atiga

i"raciones perjudiciales: se dimensiona para

soportarlas o se dise2a para reducirlasi"raciones benefciosas 3casos reducidos4:compactadoras, m!5uinas de ensa'o, transportadvi"ratorios, etc.


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Mantenimie

6 Prop/sitos de las mediciones de la ma5uinaria indutravs de las vi"raciones:Investigaci/n ' desarrollo de m!5uinasControl de la producci/n ' la calidad 3inclu'e lareconstrucci/n ' reparaci/n total4Servicio de mantenimiento ' supervisi/n


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Mantenimie

Cada de)ecto mec!nico genera unavi"raci/n propia

Maquinariarotativa

(odamientos

&ngrana7esMotores

elctricos

om"as

Diagnstico de

mquinasmediantevibracion

esMaquinariaalternativa

Compresores

om"as

alternativas

MCIA


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Anlisis de Vibraciones

Mantenimie

CM!"#"$#% D#& MD#& '(%IC D#& %I%$#MA

MA%A o I"#+CIA (m): &lementoinde)orma"le 5ue almacena laenerga cintica 3de traslaci/n o derotaci/n4 del sistema+I,ID#- (k): &lemento el!stico sinmasa ni amortiguamiento 5uealmacena la energa potencial

el!stica#M#"$ DI%I!AD+ .AM+$I,/AD+ (c): &lemento sinrigide9 ni masa en el 5ue se disipaenerga del sistema vi"rante,convirtindose en ruido o en calor


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Mantenimie

Ecuacin general del movimiento

vibratoriouurefAcoplamiento de

elementosF(t)

m

k

cSISTEMA

VIBRATORIO


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Mantenimie

Defnicin de parmetros del sistema

mk

n=

Amortiguamiento crtico: valor mnimo de amortigupara conseguir un movimiento aperi/dico, retornando la

su posici/n de e5uili"rio en el menor tiempo posi"le.

0actor deamortiguamiento:

cc=2m

n

=2

nd

0recuenciadel sist

amortigucc = c

0recuencia natural: )recuencia caracterstica del

vi"ratorio, a la 5ue tiende a vi"rar cuando no se le ninguna )uer9a eterior 3vibraciones libres4.


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Mantenimie

0enmeno de resonancia:;peraci/n de una m!5uina cerca de una de sus )recuencia

$a energa de vi"raci/n se distri"uir! entre los grados dcantidades 5ue depender!n de sus )recuencias naturales 'amortiguaci/n, as como de la )recuencia de la )uente de e

los niveles de vi"raci/n 5ue resultan pueden ser mu' alpueden causar da2os mu' r!pidamente


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Mantenimie

M1todos para determinar la 2recuencia natural:

6&a prueba del Impacto* Si


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Mantenimie

Caractersticas de un sistema vibratorio

,rados de libertad: n=mero de coordenadas independiede*nir la con*guraci/n ' movimiento de un sistema vi"rato


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Mantenimie

&iste una )recuencia natural asociada a cada coordenade*ne un movimiento 3grado de li"ertad4.

N GDLN frecuencias

naturalesN modos dei!raci"n

mm m

#

u1 u2 u3

$

%

%istema discretos de n grados de libertad 4gd

Modos de Vibracin: ectores 5ue de*nen el movimsistema cuando ste oscila a cada una de sus )recuencnaturales.


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Mantenimie

Son necesarias > coordenadasindependientes para de*nir sucon*guraci/n ' movimiento

SISTEMAS

$ratamiento desistemas de " ,D&

REALES

S. CONTINUO:

Propiedadesinerciales, el!sticas' disipativasdistri"uidas.

S. DISCRETO:

0escomposici/n enelementosrgidos,el!sticos 'disipativos, en)unci/n de losresultados deseados

Resolucin ms sencill !cs. "if. Or"inris #$to"o mtricil

Resolucin ms com%le&

!cs. "if. "eri'"s %rciles

#$to"o "e elementos finitos


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Mantenimie

Sensor

&en"meno&'sico

%istema de Adquisicin dedatos

Acondicionadorde Se(al

)ard*are deAd+uisici"n

Ordenador Soft*are

Anlisis deDatos


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Mantenimie

Deber:&n !A+#6A%investigar:

Cadena de medida:1.Introducci/n 3Cadena de medida4#.Trasductores

1.Caractersticas#.Clasi*caci/n%.0ispositivos de ecitaci/n+.Transmisi/n de se2ales.&5uipos de ad5uisici/n de datos


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Mantenimie

!armetros de vibracin utili7ados

0espla9amiento 3m4

elocidad 3m?s4celeraci/n 3m?s#4

@recuencia 3A94

nc


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Mantenimie

Determinista

Aleatoria

No peridica

No armnica

Armnica

u(t)

Peridica

u(t) =u(t +

T )

FRF: Funciones de

Respuesta en Frecuenci

DSF: Desarrollo en Serie

de Fourier

Resolucin de la ecuacin

diferencial (numricamente!"ntegral de convolucin (Du#am

$ransformada de Fourier

Arbitraria

Respuesta a formas b%sicas de e&citacin


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Anlisis de la %e8al: Medida en sistemasvi"ratorios:

Mantenimie

Dificultad de discerefectos inolucrad

TRATAMIENTO

IN&ORMA,I-N

.ARA MA/OR,LARIDAD

ES.E,TRO&RE,0EN,IA

%#9A& $#M!+A&: (egistro en el tiempo captado por sensor ' acondicionado por la cadena de medida.


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Mantenimie

Identificaci"n derotaciones 1 moimperi"dicos2

Medida e3actade amplitudes decada componente2

Me4or comprens

de la se(al tempora

ME5ORDIAGN-STI,

%#9A& #" 0+#C/#"CIA%: Gr!*ca 5ue reDe7a el cont)recuencia de la se2al temporal, o"tenida tras aplicar elde @ourier a los datos muestreados.


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Mantenimie

La transformada de

Fourierlgoritmo para el c!lculo de la

0@T.;"tenci/n de la densidad

espectral, no del contenido

en )recuencia

Muc


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Mantenimie

TRANSFORMADA DE FOURIER


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Mantenimie

][60

Hznf =


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#6#%: 0ese5uili"rios

Mantenimie

@recuencia Caracterstica 314 ][60

Hzn

f =

/


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#6#%: 0esalineaci/n

Mantenimie

0esalineaci/n en

#6#% li i/


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#6#%: 0esalineaci/n

Mantenimie

i"raciones a )2 ' #) endirecci/n aial. 3%), +), si es

severa4

#6#% 0 li i/


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Mantenimie

#jemplo grupo moto;bomba 4probable desali

#6#%: 0esalineaci/n

1480 rpm=

+DAMI#"$%


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Mantenimie

+DAMI#"$%

M1todos bsicos de diagnosis: medida de tempevi"raciones ' ruido de "a7a )recuencia 3s/lo detectam

mu' avan9ados4

0iagnosis "asada en valores cuadr!ticos m3inter)erencia resto m!5uina4

ntrol en el dominio del tiempo

+DAMI#"$%


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Mantenimie

+DAMI#"$%

ctor de Cresta

&stado del (odamiento

>ormal 0a2o $igero 0a2o

@actor de

Cresta

+ a - - a 1# Supe

1

r.m.s

Valor PicoFactor de Cresta =

+DAMI#"$%


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Mantenimie

+DAMI#"$%

Control en el dominio de la 2recuencia

Euego: )recuencia de paso de elementos rodantes

: 0i!metro del elemento rodante

: 0i!metro medio del rodamiento

: Fngulo de contacto

: n=mero de elementos rodantes en una


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Mantenimie

+DAMI#"$%

Vibraciones en #",+A"A6#%


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Vibraciones en #",+A"A6#%

Mantenimie

0uente de vibraciones: geometra de los dientes, posicincorrectoDifcultad: m=ltiples ecitaciones, distancia alta captad

engrana7e%olucin: tomar medidas con los engrana7es nuevos ' dperi/dica, sesuele actuar al duplicarse el r.m.s. medidon!lisis en )recuencia:

@recuencia de engrane:

1. 0esalineamiento:

#. &centricidad del engrana7e:

%. Euego:

Zn

fe =

60

Vibraciones en correas de transmisin


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Vibraciones en correas de transmisin

Mantenimie

)* Correa desgastada 4cambio de seccin5: @recuencia de pasopor polea

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