Tema 5 (Parte1)

VIBRACIONES MECÁNICAS
TEMA 5:
Medida de Vibraciones
Aplicaciones del
Análisis Experimental de Vibraciones:
• Mantenimiento
Predictivo:
Detección
•
•
•
•
prematura de fallos en maquinaria.
Validación de modelos teóricos: Se emplean las
medidas experimentales para comprobar los
resultados obtenidos con modelos.
Aislamiento y control de vibraciones: El
objetivo consiste en determinar y controlar la
transmisibilidad de la máquina.
Determinación de parámetros del sistema
mecánico: Masa y rigidez es sencilla su
determinación. El amortiguamiento es más
complicado de evaluar, generalmente se
determinar experimentalemente.
Registro de excitaciones: En la caracterización
dinámica de sistemas mecánicos se deben
registrar previamente excitaciones tipo que se
correspondan con la vida útil del equipo.
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TEMA 5:
Medida de Vibraciones
Equipo básico de medida de vibraciones
x(t) (Desplaz.)
F(t) (Fuerza)
Entrada
y(t) (Desplaz.)
Sistema
Mecánico
Salida
Mecanísmo de excitación: Primero se genera
una excitación al sistema, fuerza F(t) o
desplazamiento x(t). Equipos: Martillos de impacto
o excitadores electrodinámicos.
Registro
de
la
respuesta: Se emplean
transductores que registran la respuesta del
sistema. Principales: acelerómetros, células de
carga, galgas extensiométricas, sismógrafos,
vibrómetros y medidores de desplazamiento.
Además se necesitan equipos acondicionadores y
equipos para registrar la señal.
Análisis de señal: El analizador de señal se
encarga de analizar la señal registrada frente a la
excitación.
Analizador de señal: Incluido registro y análisis.
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TEMA 5:
Medida de Vibraciones
Instrumentos para medida de frecuencias
• Tacómetro o lengüeta de Frahm :
Lengüeta empotrada en voladizo (se varía la
longitud l).
EI
ω n = 3,151
ρ Al 4
estroboscópica :
• Lámpara
Lámpara que
produce un número de destellos por unidad de
tiempo a frecuencia constante.
Sensores más empleados para las
medidas de vibraciones
o Acelerómetro piezoeléctrico
o Sensor electrodinámico de velocidad
de vibración
o Captadores de desplazamiento por
corrientes de Foucault
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TEMA 5:
Medida de Vibraciones
Diagnóstico de Maquinaria
Técnicas disponibles:
•
•
•
•
Análisis de vibraciones
Análisis de sonido
Análisis de aceites
Termografía
Análisis de vibraciones:
•
•
Nivel de vibraciones
Análisis de Fourier de vibraciones mecánicas
Nivel de vibraciones:
• Normativa
• Tendencias
Análisis de Fourier de vibraciones mecánicas:
• Investiga los mecanismos de daño
• Analiza el estado de los elementos de desgaste
• Modifica el diseño de las máquinas para
facilitar su mantenimiento
• Utiliza un política predictiva
• Proporciona una evaluación del estado de la
máquina
• Identifica la causa de las averías
• Determina la vida remanente
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TEMA 5:
Medida de Vibraciones
Evaluación del estado de la máquina
VARIABLES
MEDIDAS
VIBRACIONES
ABSOLUTAS
VIBRACIONES
RELATIVAS
ESTADO DE
RODAMIENTOS
RECOMENDACIONES
NORMATIVA
FABRICANTE
*
**
***
***
*
*
***
***
*
*
***
***
**
***
*
***
**
*
***
**
DESPLAZAMIENTO
SONIDO
TEMPERATURA
EXPERIENCIA
TENDENCIA
DEL
OPERADOR
*
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TEMA 5:
Medida de Vibraciones
-
Parámetros importantes para el
diagnóstico de maquinaría
Nivel de vibraciones:
- Vibraciones absolutas
- Vibraciones relativas (ejes)
- Estado de rodamientos
OTROS
PARÁMETROS:
- Nivel sonoro
- Desplazamientos por dilatación en eje o
carcasa
- Temperatura
- Velocidad de giro
- Parámetros de proceso
- Presión
- Carga
- Flujo
- Intensidad
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TEMA 5:
Medida de Vibraciones
Nivel de vibraciones
Las normativas internacionales recomiendan utilizar:
• valor rms
• de velocidad en mm/s
• con los puntos de medida de la figura
Magnitudes medibles en las vibraciones
•Desplazamiento (µm)
•Velocidad (mm/s)
•Aceleración (m/s2, g)
Relacionados mediante (ω=2πf)
s=Ssen(ωt)
v=Sωcos(ωt)=Vcos(ωt)
a=-Sω2 sen(ωt)=-Vω sen(ωt)=-Asen(ωt)
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TEMA 5:
Medida de Vibraciones
Amplitud de las vibraciones
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TEMA 5:
Medida de Vibraciones
Nivel de Vibraciones
Evaluación de límites según VDI 2056
Evaluación de límites según IEC 34-14
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TEMA 5:
Medida de Vibraciones
Nivel de Vibraciones
Evaluación de límites según DIN-ISO 2373
Para motor del ejemplo:
Normal: Cumple (<4,5 mm/s)
Reducido: Cumple (<1,8 mm/s)
Especial: No cumple (>1,12 mm/s)
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TEMA 5:
Medida de Vibraciones
Nivel de Vibraciones
Evaluación de límites según DIN-ISO 3945
Grandes máquinas rotativas, in situ, con velocidades
entre 10 y 200 rev/s
Rodamientos: Mejor análisis de tendencia que norma
(Tendencia Vibraciones Absolutas de Rodamiento)
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TEMA 5:
Medida de Vibraciones
Nivel de Vibraciones
Evaluación de límites (Carta de Rathbone)
Nivel de vibraciones recomendado en maquinaria rotativa
en función de la velocidad de giro
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