5 Introducción Al Análisis Vibracional
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Mantenimiento Predictivo
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INTRODUCCIN AL ANLISIS VIBRACIONAL
Dr. SIXTO SARMIENTO CH.
Machinery Lubricant Analyst Level II
Vibration Analyst Level II
Lima, 2013
UNIVESIDAD NACIONAL DE INGENIERA
FACULTAD DE INGENIERA MECNICA
MAESTRA EN GERENCIA E INGENIERA DE MANTENIMIENTO
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1. Todas las mquinas vibran
2. La seal de la vibracin cambia cuando la condicin cambia
3. Lo que usted escucha es slo una
parte de la historia.
4. El Anlisis de Vibracin le puede
ayudar a detectar una amplia
gama de problemas de falla
Anlisis Vibracional
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Qu causan las vibraciones?
La causa de la vibracin es usualmente controlada por muchos factores tales como: Causas operativas para el cual a sido diseada la mquina. Tolerancias de fabricacin Tolerancias de instalacin Efectos de los componentes de la mquina por fabricacin Efectos de los componentes de la mquina por desgaste. La vibracin puede ser utilizada para identificar los defectos por diseo, por fabricacin, por instalacin o por desgaste.
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Anlisis Vibracional
1. Es considerada la tcnica ms efectiva para monitorear las condiciones de las mquinas rotativas
2. La medicin de la vibracin es la medida de un movimiento peridico
3. Se mide vibraciones con el objeto de detectar un exceso que pueda provocar averas.
4. Se analiza la seal y se interpreta la tendencia.
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Se entiende por Vibraciones
Mecnicas las oscilaciones
perceptibles y medibles en las
superficies de mquinas y sus
fundaciones.
Es llamado tambin ruido estructural
Estas pueden ocurrir tcnicamente
cuando las masas se mueven
Vibraciones mecnicas
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Salvo algunas excepciones la causa de la vibracin reside en los problemas mecnicos de una mquina.
La causa de la vibracin tiene que ser (es) una fuerza que cambie su direccin.
Hasta que no se aplique una fuerza al peso para producir su movimiento no habr vibracin.
F
Qu origina la vibracin?
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1. El giro del eje genera las fuerzas friccionales y rotatorias.
2. La Vibracin generada por estas fuerzas es enviada a la
cubierta de la mquina a travs de los cojinetes
.
Qu causa la vibracin?
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DEFINICIN DE LA VIBRACIN
Es un movimiento oscilatorio de los cuerpos en la cual plasman cada una de
sus caractersticas.
Po ello, las equipos plasman su propia seal de vibracin y en ella se
encuentra la informacin de cada uno de sus componentes.
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La magnitud de la vibracin no slo depende de la fuerza sino tambin de las propiedades del sistema y ambos de la velocidad de la mquina
Naturaleza fsica de la vibracin
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PROPIEDADES DEL SISTEMA
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CONECTADO AL INSTRUMENTO
SENSOR DE VIBRACIN
POSICIN NEUTRAL
MASA SUSPENDIDA EN UN MUELLE
MASA EN POSICIN DE REPOSO SIN PRESENCIA DE UNA FUERZA DE APLICACIN
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CONECTADO AL INSTRUMENTO
SENSOR DE VIBRACIN
LIMTE SUPERIOR
FUERZA APLICADA
MASA SUSPENDIDA EN UN MUELLE
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CONECTADO AL INSTRUMENTO
SENSOR DE VIBRACIN
LIMTE INFERIOR
MASA SUSPENDIDA EN UN MUELLE
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CONECTADO AL INSTRUMENTO
SENSOR DE VIBRACIN
LIMTE INFERIOR
POSICIN NEUTRAL
LMITE SUPERIOR
MASA SUSPENDIDA EN UN MUELLE
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MOVIMIENTOS DE LA VIBRACIN
ARMNICO PERIDICO
ALEATORIO
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CARACTERSTICAS DE LA VIBRACIN
AMPLITUD
Desplazamiento
Velocidad
Aceleracin
FRECUENCIA
FASE
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ANALIZANDO LA AMPLITUD
sen wtA x
Desplazamiento
Aceleracin
Velocidad
wtcos Aw x
sen wt Aw- x 2
Desplazamiento
Aceleracin
Velocidad
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Movimiento Armnico Simple
La onda de desplazamiento es sinusoidal.
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LA AMPLITUD: CARACTERSTICAS
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Elija el Punto de medicin E
lija la
dire
cci
n
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Podemos medir
DESPLAZAMIENTO
VELOCIDAD O
ACELERACIN
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DESPLAZAMIENTO = Distancia recorrida
(miles)
En cualquier punto en el tiempo...
VELOCIDAD= Lectura de velocidad
(mph)
ACELERACIN = Cmo esta el movimiento
de sus pies.
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Movimiento fsico actual de un objeto que vibra
Medido en los componentes de baja frecuencia
Medido en milsimas o micras
DESPLAZAMIENTO
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Medicin de la trayectoria total de la masa.
Se usa para bajas frecuencias (de 0 a 1,200 CPM) y se relaciona a los esfuerzos.
Se utiliza con un acelermetro y la seal es doblemente integrada para obtener
desplazamiento
DESPLAZAMIENTO
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Tiempo
Am
plit
ud
Este es la onda en el tiempo que registra la
vibracin en desplazamiento
DESPLAZAMIENTO ES LO MS FCIL DE
VISUALIZAR
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Medida de la velocidad al cul la masa es movida
Unidad de medida preferida como efectiva y eficaz sobre una amplia
gama, de frecuencias bajas a altas
frecuencias.
Medido en Pulg/seg o mm/seg
VELOCIDAD
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Medicin de la velocidad a la cul la masa se est moviendo durante sus oscilaciones. Ms
rpido una mquina se flexe, ms pronto fallar
por fatiga.
Se utiliza para rangos de frecuencias entre 600 y 60,000 CPM y se relaciona con la fatiga.
Se mide directamente con un pick up de velocidad o con un acelermetro donde la seal
es integrada para obtener velocidad.
VELOCIDAD
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La velocidad es cero pues el objeto viene de una parada
antes de mover en la direccin opuesta La velocidad es la ms
alta aqu
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Rata de cambio de velocidad
Enfatiza picos de alta frecuencia en el espectro
Medido en gs
ACELERACIN
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Es la medida ptima para altas frecuencias, superiores a 60,000 CPM y se relaciona con la
fuerza.
La aceleracin es mayor en el instante en que la velocidad es mnima.
La aceleracin es la medicin ms dificultosa de la amplitud de vibracin, pero es el parmetro
ms a menudo directamente medido en el campo
con el uso de un acelermetro.
ACELERACIN
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La aceleracin es la ms alta cuando la velocidad es la mnima
El objeto ha desacelerado y parado y est cerca de iniciar la aceleracin otra
vez
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Comparacin de Velocidad, Desplazamiento y aceleracin
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Aceleracin es usada
para medir altas
frecuencias:
Frecuencias de
rodamientos
Velocidad es la mejor sobre una gama
de frecuencia ancha
Desplazamiento es usada
para medir bajas
frecuencias:
Bajas RPM
Comparacin de Velocidad, Desplazamiento y aceleracin
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Cmo se mide la vibracin
ANALIZANDO LA FRECUENCIA
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1. Nmero de eventos por unidad de tiempo
2. Identifica la fuente del problema ayudndonos
a detectar lo que est mal en la mquina
3. Si la frecuencia ayuda a detectar la fuente del
problema, la amplitud va a indicar la severidad
del problema
LA FRECUENCIA
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El impulsor gira 5 veces cada segundo.
Aderimos una masa el cual genera una fuerza de desbalance.
Un segundo de tiempo
LA SEAL BSICA DE VIBRACIN
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Hertz = Hz = Ciclos por segundo
RPM = Revoluciones por Minuto
CPM = Ciclos por minuto
CPM = RPM = Hz x 60
Velocidad del impulsor = 5 Hz 300 RPM
Periodo = 1/Frecuencia
Velocidad del impulsor = 5 Hz 300 RPM
LA FRECUENCIA
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El impulsor gira ahora dos veces ms rpido
Los ciclos de la forma de onda estn ms cercanos y juntos.
Velocidad del impulsor = 10 Hz 600 RPM
LA FRECUENCIA
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la altura de la onda es la amplitud.
Debido al peso en un labe, el nivel de la vibracin aumenta
mientras el ventilador acelera
Desplazamiento: mils o micras
Velocidad: in/sec or mm/sec
Aceleracion: g
La amplitud
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16
360 Tiempo en mseg
Mils
- 16
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1.Calcular la amplitud pico pico de la forma de onda en mils.
2.Calcular la amplitud pico de la forma de onda en micras
3.Calcular el periodo en segundos de la forma de onda
4.Calcular la frecuencia de la forma de onda en CPM
5.Calcular la amplitud pico de la velocidad de la forma de onda, en
pulg/seg (IPS)
6.Calcular la amplitud RMS de la velocidad de la forma de onda, en
pulg/seg (IPS)
7.Calcular la amplitud pico de la aceleracin de la forma de onda, en
gs
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1.Calcular la amplitud RMS de la forma de onda en mils.
2.Calcular la amplitud pico de la forma de onda en micras
3.Calcular la frecuencia de la forma de onda en CPM
4.Calcular la amplitud pico de la velocidad de la forma de onda, en
pulg/seg (IPS)
5.Calcular la amplitud RMS de la velocidad de la forma de onda, en
pulg/seg (IPS)
6.Calcular la amplitud pico de la aceleracin de la forma de onda, en
gs
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Y= 1.00 Mil
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Cmo se mide la vibracin
ANALIZANDO LA FASE
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1. Es una medida de la diferencia de tiempo entre dos
ondas sinusoidales.
2. Aunque la fase es una diferencia de tiempo, siempre
se mide en trminos de ngulo, en grados o radianes.
3. Eso es una normalizacin del tiempo que requiere un
ciclo de la onda sin considerar su verdadero perodo
de tiempo.
4. La diferencia en fase entre dos formas de onda se
llama desfase o desplazamiento de fase.
LA FASE
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LA FASE
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LA FASE
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LA FASE
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LA FASE
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Comparacin de Velocidad, Desplazamiento y aceleracin
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Comparacin de Velocidad, Desplazamiento y aceleracin
