Evaluacion Categoria I-Vibraciones

7/21/2019 Evaluacion Categoria I-Vibraciones

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Centro de EstudiosIngeniera de Mantenimiento

Curso de InstruccinISO 18436-2, Categora I

Material de apoyo elaborado expresamente para el curso de instruccinISO 18436-2, Categora I, confeccionado a partir de una seleccin rigurosa de las diapositivas


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Copyright 2007

Centro de Estudios en Ingeniera de MantenimientoAve. 114 No. 11901. Edificio 12. Campus CUJAE.

Marianao. Ciudad de la Habana. Cuba.

Palomino M., Evelio.

Curso de Instruccin ISO 18436-2, Categora I.

Vibrasoftes una marca registrada del

Centro de Estudios de Ingeniera deMantenimiento, CEIM - CUJAE

Todos los derechos reservados. Prohibida


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CURSO DE INSTRUCCIN ISO 18436-2, Categora I

Evelio Palomino Marn, Doctor en Ciencias Tcnicas, Ingeniero Mecnico

PROFESOR DE VIBROACSTICA APLICADA

CEIM Centro de Estudios Ingeniera de MantenimientoAve. 114 No. 11901. Edificio 12. Campus CUJAE.Marianao. Ciudad de la Habana. CUBA

Tel: +(537) 266.36.42E-mail: [email protected]

EVELIO PALOMINO MARN, La Habana, Cuba 1957. IngenieroMecnico 1981, Universidad Politcnica de la Habana Jos A.Echeverra (CUJAE), Centro Rector de la enseanza de laIngeniera y la Arquitectura en Cuba. Grado Cientfico de Doctor en

Ciencias Tcnicas, CUJAE, Cuba. Profesor de Condition Monitoringy Alineacin Lser, CUJAE, Cuba. Adiestrado en el Instituto deVibroacstica Aplicada, Politcnica de Pznan, Polonia 1988-89 yen el Instituto de Investigaciones de la Construccin de Maquinarias,

Academia de Ciencias, Mosc 1990-91. Ms de veinticinco aos deexperiencia profesional ejerciendo ctedra universitaria y

participando en la solucin de problemas de investigacin y desarrollo en las ramas delAzcar, el Petrleo, la Generacin Elctrica, la Pesca, el Cemento, la Salud, el Turismo,la Sideromecnica, las Fuerzas Armadas y el Nquel entre otras, incluyendo la formacin

de personal tcnico especializado. Profesor Invitado, Universidad Nacional ExperimentalPolitcnicaAntonio Jos de Sucre, Puerto Ordaz, Venezuela 1993-94, Universidad delos Andes (UNIANDES), Santa Fe de Bogot, Colombia 1998, Universidad Tcnica deOruro, Universidad Mayor de San Andrs y Universidad Mayor de San Simn, Bolivia2000-2007. Premio Anual de la Comisin Nacional de Grados Cientficos por Mejor Tesisde Doctorado en Ciencias Tcnicas. Tres veces Distincin Especial del Ministro deEducacin Superior de la Repblica de Cuba por Trabajo Distinguido en la Enseanzade Postgrado y las Investigaciones Cientficas. Premio Anual de la Academia de

Ciencias de Cuba por sus aportes cientficos en el campo de las Vibraciones y elDiagnstico Mecnico. Premio Relevante en el XIV Forum Cubano de Ciencia y Tcnicapor sus aportes durante ms de 25 aos a la Industria Cubana. Jefe de la Divisin deIngeniera de las Vibraciones, Ruido y Diagnstico del Centro de Estudios en Ingenierade Mantenimiento, CEIM. Miembro del Tribunal Nacional y de la Comisin Nacional deGrado Cientfico. Presidente del Comit Tcnico de Normalizacin en Vibraciones y

Acstica de la Repblica de Cuba. Consultor de Condition Monitoringy Alineacin Lser


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Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I

ISO 18436 Condition monitoring and diagnosticsof machines Requirements fortraining and certification of personnel

NC-ISO 18436MONITORADO DE ESTADO Y DIAGNSTICO DE MQUINAS

REQUERIMIENTOS PARA EL ADIESTRAMIENTO Y LACERTIFICACIN DEL PERSONAL

NC-ISO 18436MONITORADO DE ESTADO Y DIAGNSTICO DE MQUINAS

REQUERIMIENTOS PARA EL ADIESTRAMIENTO Y LACERTIFICACIN DEL PERSONAL

Certificacin del personal


Parte 1: Requerimientos para las entidadescertificadoras y el proceso de certificacin.

Parte 2: Monitorado de estado y diagnstico porvibraciones.

Parte 3: Requerimientos para las entidadesentrenadoras.

Parte 4: Gestin y anlisis de la lubricacin. (DIS)

Parte 5: Termografa. (DIS)

Parte 6: Diagnstico y pronstico. (DIS)

Parte 7: Especialistas en el monitorado de estado.(DIS)

NC/ISO 18436-2


Categora I: Preparado para medir vibracionescorrectamente.

Categora II: Anlisis bsico espectral de vibraciones

a un canal.

Categora III: Tcnicas avanzadas de diagnstico a doscanales y establecimiento de programasde monitorado.

Categora IV: Anlisis multicanal y dinmica de rotores.

Categoras


50 Preguntas50 Preguntasde seleccide seleccin mn mltipleltiple

Aprobado 75%Aprobado 75%

Examen final Categora I, ISO 18436-2

2 Horas de Duraci2 Horas de Duracinn


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Elementos de MediciElementos de Medicinny Any Anlisis de Vibracioneslisis de Vibracionesen Men Mquinas Rotatoriasquinas Rotatorias

Evelio PalominoEvelio Palomino

Literatura bsica


Tema I

Fundamentos del MantenimientoFundamentos del Mantenimiento

DivisiDivisin de Ingeniern de Ingeniera de las Vibraciones, Ruido y Diagna de las Vibraciones, Ruido y Diagnsticostico

Curso para CertificaciCurso para Certificacin Categorn Categora Ia I NC/ISO 18436NC/ISO 18436--22

Dr. Ing. Evelio Palomino MarnPRESIDENTE

Comit Tcnico Cubano de NormalizacinVibraciones y Acstica NC/CTN-98

Centro de EstudiosIngeniera de Mantenimiento


OrganizaciOrganizacin.n.

UbicaciUbicacin geogrn geogrfica de la instalacifica de la instalacin.n.

RRgimen de produccigimen de produccin.n.

Edad tEdad tcnica y estado de las mcnica y estado de las mquinas.quinas.

TecnologTecnologa y grado de automatizacia y grado de automatizacin.n.

FormaciFormacin del personal.n del personal.

xito del mantenimiento


Reducir las paradas imprevistas.Reducir las paradas imprevistas.

Conservar la capacidad de trabajo de lasConservar la capacidad de trabajo de lasinstalaciones.instalaciones.

Reducir las pReducir las prdidas econrdidas econmicas.micas.

Objetivos generales del mantenimiento


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Conciencia acercade los equipos del

entorno

PROTECCIPROTECCIN AUDITIVA!!!N AUDITIVA!!!

Condiciones de operacin no habituales

Acceso a equipos

Exposicin a elementos rotatoriosTemperaturas extremas

MantMantngase alejado de los ejesngase alejado de los ejes

Seguridad ante todo


ReactivoReactivo

PROACTIVOPROACTIVO

Contra AverContra Averaa

SS

DefectoDefecto--Causa?Causa?

CorrectivoCorrectivoPreventivoPreventivo

Sin identificarSin identificar IdentificadoIdentificado

NoNo

AverAvera?a?

La accin de mantenimiento


Contra AverContra Averaa

SSReactivoReactivo

DefectoDefecto--Causa?Causa?

PREDICTIVOPREDICTIVO

PreventivoPreventivo

Sin identificarSin identificar IdentificadoIdentificado

Fabricante

Estadstica y fiabilidad

Diagnstico

PROACTIVOPROACTIVO

NoNo

AverAvera?a?

La planificacin del mantenimiento


Forma de planificar y organizar elForma de planificar y organizar el

mantenimiento, en virtud de la evolucimantenimiento, en virtud de la evolucin deln delcomportamiento meccomportamiento mecnico de la maquinarianico de la maquinariaindustrial.industrial.

El Mantenimiento Predictivo


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Es una forma deEs una forma de

GERENCIAR LA ACTIVIDAD DEGERENCIAR LA ACTIVIDAD DEMANTENIMIENTOMANTENIMIENTO

El Mantenimiento Predictivo


Mantenimiento ineficaz

t

A

Reemplazo

Servicio peridico

- Daos / averas muy severos- Estado de alerta necesario las 24 horas del da- Es necesario un stock de piezas de repuesto

muy grande- Paradas de las mquinas dilatadas y no

planificadas

+ Uso de toda la vida til de la maquinaria

1

2 3

Mantenimiento Contra Avera


+ Daos / averas menores+ Paradas de maquinaria planificadas

- No se aprovecha del todo la vida til de la mquina- Demasiadas reparaciones (innecesarias)

intervalo inadecuado

A

Servicio peridico

Reparacin

intervalo adecuado

t

1

2 3

Mantenimiento Preventivo Planificado


1

2 3

+ Piezas de repuesto y reparaciones basadas en condicin+ Aprovecha la vida til de la maquinaria al 100%+ No existen daos por reaccin en cadena+ Confiabilidad en el proceso productivo

- Esfuerzos / costos en chequeo de condicin

A

Servicioperidico

Servicioperidico

Mantenimiento basado en condicin

t

Alerta

Alarma

Localizacin de fallos y eliminacin del defecto

Mantenimiento Basado en Condicin


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Se logra el ahorro de los recursos alSe logra el ahorro de los recursos al planificarplanificarlas intervencioneslas intervenciones de acuerdo con elde acuerdo con el estadoestadode las mde las mquinasquinas..

Conociendo con anterioridad laConociendo con anterioridad la causa de loscausa de los

defectosdefectos, se elaboran y planifican los, se elaboran y planifican losvolvolmenes de trabajo y las necesidades demenes de trabajo y las necesidades depiezas de repuesto.piezas de repuesto.

Con el Mantenimiento Predictivo


Conocimiento necesario para pronosticar elConocimiento necesario para pronosticar elcomportamiento meccomportamiento mecnico de la maquinarianico de la maquinariaindustrial.industrial.

Se nutren de las tSe nutren de las tcnicas de diagncnicas de diagnstico.stico.

Las Tecnologas Predictivas


DiagnDiagnstico por vibraciones.stico por vibraciones.

AnAnlisis de aceite.lisis de aceite.

DiagnDiagnstico por temperatura.stico por temperatura.

AnAnlisis de corriente y parlisis de corriente y parmetrosmetroselelctricos.ctricos.

ENDEND

Procedimientos encaminados a

identificar las causas del problema

Tcnicas de diagnstico


Anlisis deVibraciones

Anlisis deCorriente

Termo VisinENDEND

AnAnlisis delisis deLubricanteLubricante

Tool Kit de diagnstico


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Prdida de funcionesPrdida de funciones

Obsolescencia(15%)

Obsolescencia(15%)

Accidentes(15%)

Accidentes(15%)

Degradacin desuperficie

(70%)

Degradacin desuperficie

(70%)

Desgastemecnico

(50%)

DesgasteDesgastemecmecniconico

(50%)(50%)

Corrosin(20%)

CorrosiCorrosinn(20%)(20%)

FatigaFatigaFatigaAbrasinAbrasiAbrasinn AgarramientoAgarramientoAgarramiento

Prof. E. Rabinowicz (M.I.T)


PP

Punto dondePunto dondese inicia el fallose inicia el fallo

FF

FalloFallo

Fallo potencialFallo potencial(Punto donde el fallo(Punto donde el fallo

es diagnosticable)es diagnosticable)

El intervalo PEl intervalo P--F es el tiempo que media entre laF es el tiempo que media entre laidentificaciidentificacin del fallo y el momento en que este tiene lugarn del fallo y el momento en que este tiene lugar

TiempoTiempo

El Intervalo P-F


Tiempo calendario

Parmetrosntoma

Inicio deldefecto

Ruidoperceptible al

odo

BCU,Impulsos de

Choque

Vibraciones

El intervalo P-F en cojinetes de rodamientos


Es aquella que permita maximizar el intervalo PEs aquella que permita maximizar el intervalo P--FF

AnAnlisis delisis deVibracionesVibraciones

La mejor tecnologa de diagnstico


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9



AnAnlisis delisis deLubricanteLubricante




TermovisiTermovisinn




Ensayos NoEnsayos No

DestructivosDestructivos




AnAnlisis delisis deIntensidad deIntensidad deCorrienteCorriente



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CAUSACAUSA

PROBLEMAPROBLEMA

PROBLEMAPROBLEMA

Todo problema tiene su causa


PROBLEMAPROBLEMA

CAUSACAUSA

PROBLEMAPROBLEMA



PROBLEMAPROBLEMA

CAUSACAUSA

PROBLEMAPROBLEMA



CAUSACAUSA

PROBLEMAPROBLEMA



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DESALINEAMIENTODESALINEAMIENTO

Fallo prematuro y reiteradoFallo prematuro y reiteradodel rodamientodel rodamiento

Por ejemplo


DESBALANCEDESBALANCE

Fallo prematuro y reiteradoFallo prematuro y reiteradodel rodamientodel rodamiento

Y por ejemplo


L10: Vida nominal expresada [h].

C: Capacidad de carga dinmica [N].

P: Carga dinmica equivalente [N].

p: Exponente del tipo de elementorodante. (3 - bolas, 10/3 - rodillos)

p

P

C

RPML

=

66616

10

Vida til


R.P.M. : 2220 r.p.m.

C : 87100 [N].

P : 4358 [N].

p : 3.

LL1010 = 59933 horas= 59933 horas

p

P

C

RPML

=

66616

10

3

104358

87100

2220

66616

=L

Por ejemplo


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12


: 1200 [mm]

md: 20 [g].

M : 95 [kg].

r : 600 [mm].

U = 126.3 [gU = 126.3 [g--mm/mm/kgkg]]

Fd = md2 r

Fd = 0.02 [(2220)(2/60)]2 0.6

FFdd= 648 [N]= 648 [N]

Desbalance y fuerza dinmica


R.P.M. : 2220 r.p.m.

C : 87100 [N].

P : (4358 + 648) [N].

p : 3.

LL1010 = 39542 horas= 39542 horas

p

P

C

RPML

=

66616

10

3

10 6484358

87100

2220

66616

+

=

L

Vida til del rodamiento. Sobrecarga


LL1010 = 59933 horas= 59933 horas

LL1010 = 39542 horas= 39542 horas

Por diseo

Con un desbalance de 20 g @ 600 mm (95 kg)

Afectacin de un 34% (20391 horas)

Afectacin en la vida til del rodamiento


Desde finales de la dDesde finales de la dcada del 40 y principiocada del 40 y principiode los ade los aos 50, las vibraciones comenzaron aos 50, las vibraciones comenzaron a

ser utilizadas como parser utilizadas como parmetro smetro sntoma delntoma del

estado testado tcnico de la maquinaria industrial.cnico de la maquinaria industrial.

Hasta hoy dHasta hoy da,a,las vibraciones mantienen el liderazgo dentro delas vibraciones mantienen el liderazgo dentro de

los parlos parmetros smetros sntomas empleados en elntomas empleados en eldiagndiagnstico de la maquinaria industrial.stico de la maquinaria industrial.

El parmetro sntoma


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Diagnstico de estadoCon mediciones analticas de las vibraciones y un rgimenmulti-funcional de monitorado con evaluacin automatizadade valores lmites y diagnstico de defectos.

desde aprox.1985

Monitorado Convencional del estado de la mquina

Con mediciones globales de las vibraciones y comparandocon valores lmites.

desde aprox.1960

Evalucin Subjetiva de la condicin de la mquina

Escuchando, observando e incluso palpando (al tacto).hasta aprox.

1960

Desarrollo histrico


Carcter de las vibraciones


Fallos por fatiga.Fallos por fatiga.

Afectaciones a construcciones civiles.Afectaciones a construcciones civiles.

DisminuciDisminucin de la calidad del producto.n de la calidad del producto.

Afecciones a los seres humanos.Afecciones a los seres humanos.

Carcter perjudicial


Carcter perjudicial de las vibraciones


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ModelaciModelacin del cuerpon del cuerpohumano para el estudio delhumano para el estudio delcomportamiento decomportamiento de ste anteste antelas vibracioneslas vibraciones

Carcter perjudicial de las vibraciones


Hotel de lujo


Hotel de lujo


Inti Raymi

Bolivia

Bombas Transferen Mina de Oro


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Noviembre 7 de 1940

64 km/h

No hay dudas!!!


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Zarandas,Zarandas, cribascribas y transportadoresy transportadoresvibratorios.vibratorios.

Alivio de tensiones.Alivio de tensiones.

Ensayos acelerados de fatiga.Ensayos acelerados de fatiga.

CalibraciCalibracin de dispositivos e instrumentosn de dispositivos e instrumentos

para la medicipara la medicin de vibraciones.n de vibraciones.

Carcter beneficioso de las vibraciones


Alivio de TensionesAlivio de Tensionespor Vibracionespor Vibraciones

Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I


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DiagnDiagnsticostico vibroacvibroacsticostico de lade lamaquinaria industrial.maquinaria industrial.

DiagnDiagnsticostico vibroacvibroacsticostico de estructurasde estructurasportantes.portantes.

Carcter informativo de las vibraciones


ESTUDIO DE TENDENCIAS de niveles de la vibracin,BCU, temperatura, presin, caudal,... Anuncia la aparicinde defectos.

ESTUDIO DE TENDENCIAS de niveles de la vibracin,BCU, temperatura, presin, caudal,... Anuncia la aparicinde defectos.

ANLISIS ESPECTRAL, posibilita la identificacin del

defecto.

ANLISIS ESPECTRAL, posibilita la identificacin del

defecto.

OTRAS TCNICAS, como el anlisis de lubricantes,ultrasonidos, termografa,...

OTRAS TCNICAS, como el anlisis de lubricantes,ultrasonidos, termografa,...

TCNICAS ESPECIALES DE ANLISIS DE VIBRACIONES,tales como el anlisis de envolvente, cepstrum, anlisis defase, forma de onda,...

TCNICAS ESPECIALES DE ANLISIS DE VIBRACIONES,tales como el anlisis de envolvente, cepstrum, anlisis defase, forma de onda,...

Tcnicas para determinar estado


Mediciones periMediciones peridicas.dicas.

DetecciDeteccin del problema.n del problema.

IdentificaciIdentificacin del defecto y su causa.n del defecto y su causa. PronPronstico de fallo.stico de fallo.

PlanificaciPlanificacin de la intervencin de la intervencin.n.

CorrecciCorreccin del problema y eliminacin del problema y eliminacin den de

su causa.su causa.

Control de calidad.Control de calidad.

El Programa de Mantenimiento Predictivo


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IdentificaciIdentificacin del defecto y su causa.n del defecto y su causa.

PronPronstico de fallo.stico de fallo.


CorrecciCorreccin del problema y eliminacin del problema y eliminacin den desu causa.su causa.




Mediciones peridicas. El Vibrmetro


La medicin de vibracionesse realiza colocando lossensores en los soportesde los cojinetes.

La medicin de vibracionesse realiza colocando lossensores en los soportesde los cojinetes.

Dnde medir?


Vibracin: Para controlarel estado general de lasmquinas.

Vibracin: Para controlarel estado general de lasmquinas.

BCU: Para controlar elestado de los rodamientos.

BCU: Para controlar elestado de los rodamientos.

Otros parmetros:Temperatura, presin,caudal,...

Otros parmetros:Temperatura, presin,caudal,...

Parmetros


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Relacin vibraciones - estado


Tiempo Calendario

Vibracion

es

AVERA

REFERENCIA

ALERTA

ALARMA

Anlisis de tendencias


Los valores de alarma deben reajustarse conforme sevaya conociendo mejor cada mquina.

Los valores de alarma deben reajustarse conforme sevaya conociendo mejor cada mquina.

Tiempo Calendario

Vib

raciones

Alerta

Alarma

Referencia

Alarma = 10 x Referencia

Alerta = 2.5 x Referencia

Referencia = Valor medio

Cmo evaluar la severidad?


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Alcance del diagnAlcance del diagnstico.stico.

Rapidez y precisiRapidez y precisin del diagnn del diagnstico.stico.

AutomatizaciAutomatizacin del procesamiento de lan del procesamiento de lainformaciinformacin.n.

Cantidad y complejidad de las mCantidad y complejidad de las mquinasquinas

a monitorar.a monitorar. Efectividad econEfectividad econmica.mica.

Sistema de diagnstico competente


Analizadores de vibraciones




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Desbalance, desalineamiento,holguras excesivas, roces,excentricidad, ejes flexados,defectos en rodamientos,deterioro de engranajes, montajesincorrectos problemaselectromecnicos, resonancias,problemas en mquinas de flujo,etc.

Deteccin y diagnstico preciso

de:

Deteccin y diagnstico preciso

de:

Los picos pronunciados en losespectros corresponden a lasfuentes de vibracin, identificndoseas el origen de los problemas.

Los picos pronunciados en losespectros corresponden a lasfuentes de vibracin, identificndoseas el origen de los problemas.

Espectros


Cuando sedesarrolla unproblemamecnico,aparecen uno ovarios picosasociados, querevelan el origen

del problema.

Cuando sedesarrolla unproblemamecnico,aparecen uno ovarios picosasociados, querevelan el origen

del problema.

Frecuencia

Amplituddelavibracin





IdentificaciIdentificacin del defecto y su causa.n del defecto y su causa. PronPronstico de fallo.stico de fallo.


CorrecciCorreccin del problema y eliminacin del problema y eliminacin den de

su causa.su causa.




Pronstico de fallo


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Causas ms importantes

Dao enacoplamiento

Desgasteen sellos

Vibraciones

Dao en rodamientos


Balanceo de masa

MUY IMPORTANTE

Confirmar que elproblema realmentees desbalance

Ejecutar diferentestipos de correcciones:por grados, masa fija,

por localizaciones,medicin con cintamtrica, eliminacin demasa

Grados de calidadsegn ISO 1940

MUY IMPORTANTE

Confirmar que elproblema realmentees desbalance

Ejecutar diferentestipos de correcciones:por grados, masa fija,

por localizaciones,medicin con cintamtrica, eliminacin demasa

Grados de calidadsegn ISO 1940


Alineacin por rayo lser


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Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora IEvelio Palomino Marn

Parmetros de medicin

VibracionesMecnicas

Estado del cojinete

Vibracionesabsolutas en cojinete

Vibracionesrelativas en eje

Expansin relativa del eje

Desplazamiento relativo del eje

Expansin absoluta en carcaza

Propagacin sonora

Desplazamiento

Temperatura

Velocidad

Valores de proceso(p.e. temperatura, flujo

desempeo, etc.)

Parmetros de medicin en el diagnstico de mquinas


Seales de Vibraciones

Estacionaria No-estacionaria

Determinstica Aleatoria

Peridica Casi-peridica

Continua Transi toria

Seales de vibraciones. Tipos


T f = [Hz]1T

t

X

Vibraciones Armnicas


Composite vibrationsX

t

f

t

X

+2f

t=

f + 2f

X

Vibraciones complejas


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2


^Amplitud x (p-p)

Perodo T (sec.)

Frecuencia f (Hz)

Frecuencia angular = 2f (s-1)

ngulo de fase o (Radian)

ngulo de fase nulo o when t = 0

Caractersticas de las vibraciones armnicas


Amplitud xx

ngulo de Fase

0

0

x(t) = x cos (o + t)^

T

Frecuencia f = 1T

Caractersticas de las vibraciones armnicas


x

t

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

x

fx

t

x

f1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

x

f1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

x

t

Vibraciones peridicas


Vibraciones determinsticas - Beat

El efecto beat se presenta cuando se superponen dos vibracionescon frecuencias ligeramente diferentes .

Tipos especiales de vibraciones


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3


Es una vibracion no-peridica que describe la transicin entre doscondicones diferentes.

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

Tipos especiales de vibraciones

Vibraciones determinsticas - Transitorias


Vibraciones libres

Ejemplo 1

Un pndulo que oscila con sufrecuencia natural, siendo:

n = frecuencia naturall = longitudg = aceleracin de la gravedad

Clasificacin Vibracin propia


Vibraciones libres

Ejemplo 2

Un sistema masa-resorte que vibra a unafrecuencia especfica, siendo:

n = frecuencia naturalc = rigidez del resortem = masa

Clasificacin Vibracin propia


Ejemplo

Turbulencias en lubricante

La cua de lubricante rota dentro dela superficie interna del cojinete a unavelocidad ligeramete menor que dela velocidad de rotacin del eje

Clasificacin Vibracin autoexcitada


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4


Vibracin forzada

Ejemplo

El desbalance en un disco demasa m, eje de rotacin W yvelocidad , causado por undesplazamiento del centro demasas S

siendoF = fuerza centrfugae = desplazamiento del centro demasas expresado en m

Clasificacin Vibracin excntrica


Vibracin paramtricaexcitada

Ejemplo

Rotores de generadoressincrnicos de 2 polos condiferencia significativa de rigidezen los ejes A y B

Durante la rotacin, la rigidezvertical del eje cambia en el

tiempo en un sistema decoordenadas espaciales,resultando en dos frecuencias deresonancia diferentes

Clasificacin Vibracin excntrica


Anlisis en banda estrecha- Descomposicin en sus componentes armnicas(p.e. a travs de analizadores de frecuenciao filtros de seguimiento)

Anlisis en banda ancha- A travs de una formacin aditiva en determinado rango

de frecuencia (p.e. 10 . 1,000 Hz)

Caractersticas de las vibraciones complejas


so = spico

su = spico

spico-pico = spps

rms= s

effSaverage

t

s

Caracterizacin en amplitud


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5


Valor pico-pico

describe eldescribe el desplazamientodesplazamiento mmximoximo totaltotal

valor picodescribe el desplazamiento mximo referido a cero

Factor de Crestaes una medida del contenido pico de la seal

valor efectivo (rms)tiene en cuenta el contenido energtico en determinado lapso de tiempo

Valor mediotiene en cuenta el desplazamiento en determinado intervalo de tiempo

Valor pico equivalentese conoce como valor picocalculado

Caracterizacin en amplitud


Factor de

conversin

Valor

Pico-

Pico

Valor

Pico

Valor

rms

Valor

Promedio

Valor Pico-Pico 1 0 ,5 0,35 0,32

Valor Pico 2 1 0,71 0,64

Valor rms 2,83 1,41 1 0,90

ValorPromedio

3,14 1,57 1,11 1

Factores de conversin


Perceptibles y medibles en la superficie de las partesconstructivas y la fundacin

Tambin se describe como sonido estructural

Producidas por partes rotatorias u oscilatorias, e incluso porfluidos o gases en contacto con partes slidas

Proporcionan caractersticas para evaluar:

Bases prcticas para el diagnstico y eliminacin de fallos

Requerimientos dinmicos de la fundacin y el entorno

Estado de la mquina

Vibraciones mecnicas en mquinas


Desplazaimento d e vibracin s en [m] o [mil]= desviacin del punto de medicin

de la posicinde reposo

Velocidad de vibracin v en [mm/s] o [ips]= velocidad con la cual el punto de medicin

se mueve respecto a la posicin de reposo

Aceleracin de la vibracin a en [m/s2] o [Gs]= aceleracin con la cual el punto de medicin

se mueve respecto a la posicin de reposo

Parmetros de medicin


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6


Conversin Desplazamiento

s [mm]

Velocidad

v [mm/s]

Aceleracin

a [m/s]

Desplazamiento

s=1

v

a

Velocidad

v=

s

1

2

a

Aceleracin

a=

2s v 1

Conversiones


Nomograma para conversiones


Desplazamiento s = s sen( t)

Velocidad v = s cos( t)

Aceleracin a = s -2 sen( t)

s = 0

v = s + 90

a = v + 90

-1

-0,5

0

0,5

1

0 45 90 135

180

225

270

315

360

s

v

a

Influencia de la integracin Teora


Espectro de velocidad

Espectro de aceleracin

Espectro de desplazamiento

Influencia de la integracin Prctica


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7


Desplazamiento:

Mquinas con velocidades inferiores a 600 rpm (10 Hz)

Vibraciones estructurales o

Vibracin relativa (vibraciones en ejes) en cojinetes dedeslizamiento a cualquier velocidad

Velocidad:

Mquinascon velocidades superiores a 600 rpm(10 1,000 Hz)

Aceleracin:

Vibraciones con frecuencias de inters superiores a 2,000 Hz

Seleccin del parmetro de medicin


Si se pretende identificar defectos cuyasSi se pretende identificar defectos cuyasvibraciones se manifiestan a bajasvibraciones se manifiestan a bajas

frecuencias . . .frecuencias . . .

SE DEBE MEDIRSE DEBE MEDIR

DESPLAZAMIENTODESPLAZAMIENTO

No obstante


DesbalancesDesbalances de masa.de masa.

DesalineamientosDesalineamientos..

Solturas.Solturas.Deformaciones permanentes enDeformaciones permanentes en rbolesrbolesy ejes.y ejes.

Excentricidades en transmisionesExcentricidades en transmisionespoleaspoleas--correas.correas.

InestabilidadInestabilidad subsincrsubsincrnicanica

Algunos defectos de bajas frecuencias


Si se pretende identificar defectos cuyasSi se pretende identificar defectos cuyasvibraciones se manifiestan a altasvibraciones se manifiestan a altas

frecuencias . . .frecuencias . . .

SE DEBE MEDIRSE DEBE MEDIRACELERACIACELERACINN

Y


36/97

8


Transmisiones por engranajes.Transmisiones por engranajes.

DinDinmica de rodetes de ventiladores.mica de rodetes de ventiladores.

DinDinmica de impelentes de bombas.mica de impelentes de bombas.

Estado de rodamientos.Estado de rodamientos.

Rozaduras rotorRozaduras rotor--estatorestator

Algunos defectos de altas frecuencias


Si se pretende evaluar de forma generalSi se pretende evaluar de forma generalel comportamiento dinel comportamiento dinmico de lamico de la

mmquina . . .quina . . .

SE DEBE MEDIRSE DEBE MEDIR

VELOCIDADVELOCIDAD

Y finalmente


Vibracin Absoluta

en Cojinete

Vibracin Relativa

del Eje

Vibracin Absolutadel Eje

Medicin de vibraciones

Rotor

Pedestales

Fundamento


La magnitud de las vibraciones transmitidasdepende de:

Propiedades de la sub-fundacin

Masa del rotor, cojinetes y fundacin

Amortiguamiento en fundacin

Amortiguamiento en cojinetes y la pelcula de lubricante

Rigidez del elemento vibratorio

Vibraciones en mquinas


37/97

9


Regla 1: Debe medirse en aquel lugar donde se obtengala mejor informacin

Regla 2: De no haber experiencia, la mejor informacin seobtendr midiendo:

Vibraciones absolutas cuando hay cojinetesde rodamientos

Vibraciones relativas en ejes cuando hay cojinetesDe deslizamiento

Dnde medir? Cojinete o Eje






coupling

Apoyo B

Apoyo C

Rodete

Masadesbalanceada



38/97

10


Exceso de masa enuna paleta



Fd Fdy

Fdx

r

Fd = md2 rmd

Generacin de vibraciones


coupling

Apoyo B

Apoyo C

Rodete

Masadesbalanceada



coupling

Apoyo B

Apoyo C

Rodete

Masadesbalanceada



39/97

11

Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora IEvelio Palomino Marncoupling

Apoyo B

Apoyo C

Rodete

Masadesbalanceada



Apoyo B

Apoyo C

FdyFdx

Fd

RCy

RCxRBy

RBx

RB

RCCoupling

Distribucin de fuerzas


Apoyo B

Apoyo C

FdyFdx

RCy

RBx

Coupling

Distribucin de fuerzas

RBy RCx


Apoyo B

Apoyo C

FdyFdx

RCy

RCxRBx

Coupling

Distribucin de fuerzas. Plano vertical

RBy


40/97

12


Fdy

RCy

RBy

coupling

apoyo B

apoyo C

Rotordesbalanceado

Fuerzas dinmicas. Plano vertical


Apoyo B

Apoyo C

FdyFdx

RCyCoupling

Distribucin de fuerzas. Plano horizontal

RBx

RByRCxRBx


Fdx

RCx

RBx

RBx

coupling

apoyo B

apoyo C

Rotor

desbalanceado

Isaac Newton (1642-1727)Matemtico y fsico britnico

Fuerzas dinmicas. Plano horizontal


RBx


Fdx

coupling

apoyo B

apoyo C

Rotor

desbalanceadoRCx

RBx


41/97

13


Fdxcoupling

apoyo B

apoyo C

Rotordesbalanceado

RBx


RCx

RBx



RBx

Fdx

coupling

apoyo B

apoyo C

Rotordesbalanceado

RCx

RBx


Fdxcoupling

apoyo B

apoyo C

Rotor

desbalanceado


RCx

RBxRBx



RBx

Fdx

coupling

apoyo B

apoyo C

Rotor

desbalanceadoRCx

RBx


42/97

14


Fdxcoupling

apoyo B

apoyo C

Rotordesbalanceado


RCx

RBxRBx



RBx

Fdx

coupling

apoyo B

apoyo C

Rotordesbalanceado

RCx

RBx


Fdxcoupling

apoyo B

apoyo C

Rotordesbalanceado


RCx

RBxRBx


Xb(t)

Repetir


RBx

Fdx

coupling

apoyo B

apoyo C

Rotordesbalanceado

RCx

RBx


43/97

15


Fdxcoupling

apoyo B

apoyo C

Rotordesbalanceado

Xb(t)


RCx

RBxRBx


CCmo varmo vara el desplazamiento dela el desplazamiento delapoyo B en el plano horizontal?apoyo B en el plano horizontal?

Vibraciones en el plano horizontal


RepresentaciRepresentacin grn grfica que muestrafica que muestrala distribucila distribucin de las amplitudes den de las amplitudes de

las vibraciones en funcilas vibraciones en funcin de lan de la

frecuencia defrecuencia de stas.stas.

frecuencia

amplitud

f

Espectro de vibraciones


t

s(t)

0

S

CICLO

CICLO

CICLO = 1f

FASE =AMPLITUD = S

Vibracin armnica


44/97

16


Son siempre de carSon siempre de carcter armcter armnico?nico?

Vibraciones en la maquinaria industrial


Cualquier funciCualquier funcin matemn matemtica, portica, pormuy compleja que sea, puede sermuy compleja que sea, puede ser

conseguida sumando infinitasconseguida sumando infinitasfuncionesfunciones senoidalessenoidales con amplitudes,con amplitudes,

frecuencias y fases dadas.frecuencias y fases dadas.

vibracin

descompuesta envibraciones armnicas

Jean Baptiste Fourier(1768-1830)

Matemtico francs

Una afirmacin matemtica


Cualquier vibraciCualquier vibracin, por muy compleja quen, por muy compleja quesea, puede ser descompuesta en infinitassea, puede ser descompuesta en infinitas

vibraciones armvibraciones armnicas con amplitudes,nicas con amplitudes,frecuencias y fases dadas.frecuencias y fases dadas.

Anlisis de vibraciones Punto de vista


Cuando sedesarrolla un

problemamecnico,

aparecen uno ovarios picos

asociados, que

revelan el origendel problema.

Cuando sedesarrolla un

problemamecnico,

aparecen uno ovarios picos

asociados, que

revelan el origendel problema.

Frecuencia


Vibraciones en mquinas rotatorias


45/97

17


Componente a 50 Hz


Componente a 50 Hz


Componentes a 50 Hz y 80 Hz


Componentes a 50 Hz, 80 Hz y 120 Hz


46/97

18


Componentes a 50 Hz, 80 Hz, 120 Hz y 180 Hz


Componentes a 50 Hz, 80 Hz, 120 Hz y 180 Hz


Dominios del tiempo y de la frecuencia

Amplitud

Tiempo

Frecue

ncia

[Hz]

Amplitud

Frecue

ncia

Amplitud

Tiempo



Frecue

ncia

[Hz]

Amplitud

Frecue

ncia

Amplitud

Tiempo

Tiempo

Amplitud


47/97

19



Amplitud

Tiempo

Frecuencia

[Hz]

Amplitud

Frecue

ncia

Amplitud

Tiem

po

11

22

33

44

11

22

3344

11

22

3344


Generadas: Frecuencias forzadas o de diagnstico. Songeneradas por la mquina durante sufuncionamiento habitual, debido a desbalances,a fuerzas aerodinmicas, engranajes, etc.

Frecuencias excitadas debido a resonancias delos elementos de mquina, estructuras portantesy elementos no rotatorios en general.

Frecuencias falsas o fuera de ubicacin debido

a insuficiencias propias del procesamientodigital de las mediciones o a problemas denaturaleza electrnica.

Excitadas:

Electrnicas:

Componentes de frecuencias en los espectros


VIBRACIVIBRACIN es toda variaciN es toda variacin en el tiempo, de unan en el tiempo, de unamagnitud que describe el movimiento o la posicimagnitud que describe el movimiento o la posicin de unn de un

sistema mecsistema mecnico, cuando esta magnitud esnico, cuando esta magnitud esalternativamente mayor o menor que cierto valor promedioalternativamente mayor o menor que cierto valor promedio

o de referencia.o de referencia.

Definiciones segn NC-ISO 2041


VIBRACIVIBRACIN LINEAL es una vibraciN LINEAL es una vibracin en la cual lan en la cual latrayectoria vibratoria de un punto tiene lugar segtrayectoria vibratoria de un punto tiene lugar segn unan una

llnea recta.nea recta.

FRECUENCIA es el inverso del perFRECUENCIA es el inverso del perodo fundamentalodo fundamental(tiempo de repetici(tiempo de repeticin de un fenn de un fenmeno perimeno peridico). Sedico). Se

expresa enexpresa en HertzHertz [[HzHz]], lo cual se corresponde con un ciclo, lo cual se corresponde con un ciclopor segundopor segundo

Definiciones segn NC-ISO 2041


48/97

20


Frecuencia AngularFrecuencia Angular radianes/segundoradianes/segundo 1/s1/s

FrecuenciaFrecuencia ciclos/segundociclos/segundo HertzHertz

FrecuenciaFrecuencia ciclos/minutociclos/minuto c.p.mc.p.m..

Unidades para expresar la frecuencia


Frecuencia AngularFrecuencia Angular = 2= 2 / T/ T

FrecuenciaFrecuencia = 1= 1 / T/ T

HzHz xx 22 == radrad / s = 1 / s/ s = 1 / s

c.p.mc.p.m xx 22 / 60/ 60 == radrad / s = 1 / s/ s = 1 / s

HzHz xx 6060 == c.p.mc.p.m

c.p.mc.p.m / 60 =/ 60 = HzHz

Algunas relaciones importantes


TT = 1 / 29.6 = 0.0338 [s] = 33.8 [= 1 / 29.6 = 0.0338 [s] = 33.8 [msms]]

CuCul es el perl es el perodo de una vibraciodo de una vibracinnarmarmnica si su frecuencia es de 29.6 [nica si su frecuencia es de 29.6 [HzHz]?]?

Ejemplo No.1


ff = 1 / 0.050 = 20 [= 1 / 0.050 = 20 [HzHz]]

CuCul es la frecuencia de una vibracil es la frecuencia de una vibracin armn armnicanicacuyo percuyo perodo es de 50 [odo es de 50 [msms]?]?

Ejemplo No.2


49/97

21


ff = 20 x 60 = 1200= 20 x 60 = 1200 c.p.mc.p.m..

Exprese en [Exprese en [c.p.mc.p.m.] el resultado del Ejemplo No. 2.] el resultado del Ejemplo No. 2

Ejemplo No.3


Frecuencia de VibraciFrecuencia de Vibracinn = Velocidad de Rotaci= Velocidad de Rotacinn

SOLO NUMERICAMENTESOLO NUMERICAMENTE

c.p.mc.p.m.. r.p.mr.p.m..

CONCEPTUALMENTECONCEPTUALMENTE

Si pero no


Una motoUna moto--bomba opera a 1750bomba opera a 1750 r.p.mr.p.m.. CuCul es lal es lafrecuencia de rotacifrecuencia de rotacin de esta mn de esta mquina?quina?

17501750 c.p.mc.p.m..

29.1629.16 HzHz

Ejemplo No.4


Mquina real

Modelomquina - soportes

Simplificacin mquina soportes

m

k

Vib i lib i ti i t F i t l


50/97

22


Tn

nn

fT

1=

Vibracin libre sin amortiguamiento

m

kk

m

k

m


Tn

m

kfn

2

1=

Frecuencia natural

mm

kk


En realidad

Mquina real

Modelomquina - soportes

m

k c


En realidad

Ta

mm

kk cc

a

af

T 1=

21 = na ff

Vibracin forzada

Frecuencia fundamental


51/97

23


Vibracin forzada

c

m

To

oo

fT

1=

m

k

m

ck

m

ck


En mEn mquinas rotatorias se definequinas rotatorias se define

como la frecuencia de rotacicomo la frecuencia de rotacin deln delrotor, pudirotor, pudindose identificar comondose identificar como ffoo

o comoo como 1x1x. Sus arm. Sus armnicasnicassuperiores se identifican comosuperiores se identifican como 2x2x,,

3x3x,, 4x4x, ...,, ..., 10x10x, ..., ...


Las componentes noLas componentes no--armarmnicas senicas se

identifican comoidentifican como nxnx dondedonde nn es unes unnnmero fraccionario menor o mayor quemero fraccionario menor o mayor que

la unidad (la unidad (0.480.48,, 1.51.5).).


En mEn mquinas rotatorias se define como laquinas rotatorias se define como lafrecuencia de rotacifrecuencia de rotacin del eje, pudin del eje, pudindosendose

identificar comoidentificar como ffoo o comoo como 1x1x..


fo


Se define como la frecuencia de mayor amplitudSe define como la frecuencia de mayor amplituden el espectro.en el espectro.

Frecuencia dominante

fdominante

Frecuencia fundamental Ejemplo No 5


52/97

24


Frecuencia


1750 r.p.m.1750 r.p.m.

800 r.p.m.800 r.p.m.



nn = 59 x 60 = 3540= 59 x 60 = 3540 r.p.mr.p.m..

CuCul es la velocidad de operacil es la velocidad de operacin de una mn de una mquinaquinaque genera una frecuencia fundamental de 59 [que genera una frecuencia fundamental de 59 [HzHz]?]?

Ejemplo No.5


ffoo = 1180 / 60 = 19.7 [= 1180 / 60 = 19.7 [HzHz]]

CuCul serl ser el valor de la frecuencia fundamental deel valor de la frecuencia fundamental delas vibraciones generadas por una mlas vibraciones generadas por una mquina quequina que

opera a 1180 [opera a 1180 [r.p.mr.p.m.]?.]?

Ejemplo No.6


Componentes armnica

En mEn mquinas rotatorias se definen comoquinas rotatorias se definen comommltiplos enteros de una frecuencialtiplos enteros de una frecuencia

especespecfica. En el caso particular de lafica. En el caso particular de lafrecuencia fundamentalfrecuencia fundamental ffoo, sus arm, sus armnicasnicas

serser

n,n,

2x2x

ffoo,,

3x3x

ffoo,,

4x4x

ffoo, ...,, ...,

10x10x

ffoo, ..., ...

Para referirse a una componentePara referirse a una componentearmarmnica de cierta frecuencia sernica de cierta frecuencia ser

suficiente con la simbologsuficiente con la simbologa,a,2x2x,, 3x3x,, 4x4x, ...,, ..., 10x10x, ..., ...

Componentes armnicas de la frecuencia fundamental


53/97

25


Componentes armnicas de la frecuencia fundamental

1x

2x

3x 4x

5x

6x7x


54/97

Muy importante!!! Imprescindible


55/97

1


SSlo conocemos bien, aquello quelo conocemos bien, aquello quesomos capaces de medir y cuantificar.somos capaces de medir y cuantificar.

Albert Einstein(1879-1955)

Fsico alemn

y p


El especialista en anEl especialista en anlisis delisis devibraciones tiene que estudiar tantavibraciones tiene que estudiar tantainformaciinformacin como sea posible, paran como sea posible, para

poder emitir un diagnpoder emitir un diagnstico preciso enstico preciso enrelacirelacin con el estado de lan con el estado de la

maquinaria industrialmaquinaria industrial

p


MediciMedicin acn acstica.stica.

MediciMedicin de superficie.n de superficie.

Dos formas de medir vibraciones


La mediciLa medicin del sonido producido porn del sonido producido poruna muna mquina es una medida del nivelquina es una medida del nivel

de vibraciones producido porde vibraciones producido por sta.sta.

Se cuantifica lapropagacin de laonda vibroacsticaa travs del aire.

Medicin acstica

Ventaja de la medicin acstica Desventaja de la medicin acstica


56/97

2


La mediciLa medicin de sonido permiten de sonido permitecuantificar el nivel de vibraciones quecuantificar el nivel de vibraciones queestestn produciendo simultn produciendo simultneamente,neamente,todos y cada uno de los puntos quetodos y cada uno de los puntos que

integran la mintegran la mquina objeto de anquina objeto de anlisis.lisis.

j


En el mbitoindustrial, en la

inmensa mayora delos casos, el sonido

circundante escomparable con el

sonido generado porla mquina objeto de

anlisis.

j


No confundir la medicin de sonido con laseal acstica que entregan instrumentos

ultrasnicos, especializados en eldiagnstico de cojinetes de rodamientos.

Cuidado


Se cuantifica la vibracin de lasuperficie de la mquina.

Medicin de superficie

Es una medicin discreta Es una medicin directa


57/97

3


La medicin tiene lugar en un nmero finito depuntos, pertenecientes a la mquina o al entorno.


En la mayora de los casos, la medicin tiene

lugar por contacto directo del sensor con lasuperficie de medicin.


En algunos casosparticulares, la

medicin tiene lugar sinque exista contactoentre el sensor y la

superficie de medicin.

Puede ser una medicin indirecta


5mm/s p @ 125 Hz

Dominio del tiempo

Dominio de la frecuencia Onda rectangular


58/97

4


5 mm/s p @ 125 HzEvelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I

0.5 V p


fo = 400 Hz

Espectro de una onda rectangular


0.5 V p

2.5 ms

Onda rectangular

Vibraciones en el dominio del tiempo Y su espectro


59/97

5



FFT

El anlisis FFT


El anlisis FFT

FFT

El anlisis FFT Un poco de historia


60/97

6


FFT


Fourier (siglo XIX)

La matemtica

James W. Cooley

IBM Watson Research Center

John W. TukeyBell Laboratories

Serie y Transformada

Transformada Discreta deFourier, DFT

Algoritmo eficiente

para el clculo de laDFT. Nace la FFTFFT


La Transformada RLa Transformada Rpida de Fourier, espida de Fourier, esunun algoritmo eficientealgoritmo eficiente para el cpara el clculolculo

computarizado de la Transformadacomputarizado de la TransformadaDiscreta de Fourier.Discreta de Fourier.

Es el cerebro de los modernosanalizadores de vibraciones

Qu es la FFT?


Valor Pico

ValorPico

-Pico

Valor RMS

Observacin temporal de vibraciones

Root Mean Square De las vibraciones qu se mide?


61/97

7


En el caso de unaEn el caso de una vibracivibracin armn armnicanica,,elel RMS = 0.707 x Valor PicoRMS = 0.707 x Valor Pico..

Es la raEs la raz cuadrada de la media aritmz cuadrada de la media aritmticatica

de un conjunto de valores instantde un conjunto de valores instantneosneoselevados al cuadrado. Se usa paraelevados al cuadrado. Se usa paracuantificar amplitudes.cuantificar amplitudes.

RMS = T1

V2(t) dt

0

T


Desplazamiento (Desplazamiento (ss).).

Velocidad (Velocidad (vv).).

AceleraciAceleracin (n (aa).).


El DESPLAZAMIENTO es unaEl DESPLAZAMIENTO es unacantidad vectorial, que describe elcantidad vectorial, que describe el

cambio de posicicambio de posicin de un cuerpo on de un cuerpo opartpartcula con respecto a un sistemacula con respecto a un sistema

de referencia.de referencia.

Segn NC-ISO 2041


La VELOCIDAD es un vector queLa VELOCIDAD es un vector queespecifica la derivada del desplazamientoespecifica la derivada del desplazamiento

en el tiempo.en el tiempo.

La VELOCIDAD es un vector queLa VELOCIDAD es un vector querefleja la variacirefleja la variacin del desplazamienton del desplazamiento

por unidad de tiempo.por unidad de tiempo.

Segn NC-ISO 2041

Segn NC-ISO 2041 Unidades segn ISO 1000


62/97

8


La ACELERACILa ACELERACIN es un vector queN es un vector queespecifica la derivada de la velocidad enespecifica la derivada de la velocidad en

el tiempo.el tiempo.

La ACELERACILa ACELERACIN es un vector queN es un vector que

refleja la variacirefleja la variacin de la velocidad porn de la velocidad porunidad de tiempo.unidad de tiempo.


MAGNITUD UNIDADES

Desplazamiento m

Velocidad mm/s

Aceleracin m/s2


MAGNITUD UNIDADES

Desplazamiento mils

Velocidad i.p.s.Aceleracin Gs

Unidades segn el Sistema Imperial


NaciNaci en los Laboratoriosen los Laboratorios BellBell de lade laAT&TAT&T para cuantificar la transmisipara cuantificar la transmisin den de

potencia en las telecomunicacionespotencia en las telecomunicaciones

refP

PdB 10log10=

Alexander Graham Bell(1847-1922)

Inventor de origen ingls

El deciBell

El deciBell Por qu el cambio?


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9


Muy utilizado actualmenteMuy utilizado actualmentepara cuantificarpara cuantificar nivel sonoronivel sonoro yy

nivel de vibracionesnivel de vibraciones

refM

MdB 10log20=


refPPdB 10log10=

IVP = RV

P

2

=


R

VR

V

dBref2

2

10log10=

Por qu el cambio?


2

2

10log10refV

VdB=

2

10log10

=

refV

VdB

Por qu el cambio?

Por qu el cambio? Cmo adquirir los datos del evento dinmico?


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10


refVVdB 10log20=

refMMdB 10log20=

?


El TRANSDUCTOR es un dispositivo diseEl TRANSDUCTOR es un dispositivo diseado para recibirado para recibir

energenerga de un sistema y suministrar energa de un sistema y suministrar energaa --de igual ode igual odiferente naturalezadiferente naturaleza-- a otro sistema, de forma tal que a laa otro sistema, de forma tal que a lasalida del transductor aparezca la caractersalida del transductor aparezca la caracterstica de interstica de inters des de

la energla energa de entrada.a de entrada.

Punto de medicin

Instrumento

EnergaMecnica

EnergaElctrica

Transductor


refV

VdB 10log20=

refM

MdB 10log20=

||

Equivalentes


MAGNITUD REFERENCIA

Aceleracin 10 -6 m /s2

Velocidad 10 -9 m/s

Referencias segn ISO R1683

Un ejemplo Referencias segn ISO R1683


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11


CuCul es el nivel de vibraciones quel es el nivel de vibraciones querepresenta una lectura de 128representa una lectura de 128 dBdB dede

Velocidad RMS, de acuerdo con la normaVelocidad RMS, de acuerdo con la normaISO R 1683?ISO R 1683?


MAGNITUD REFERENCIA

Aceleracin 10 -6 m /s2

Velocidad 10 -9 m/s



Velocidad RMS, de acuerdo con la normaVelocidad RMS, de acuerdo con la norma

ISO R 1683?ISO R 1683?

[ ][ ]smv

dB/10

log20128910 =

Un ejemplo


El nivel de vibraciones que representa unaEl nivel de vibraciones que representa unalectura de 128lectura de 128 dBdB de Velocidad RMS, dede Velocidad RMS, de

acuerdo con la norma ISO R 1683 es deacuerdo con la norma ISO R 1683 es de2,512,51 mmmm/s RMS/s RMS..

Solucin

Otro ejemplo Solucin


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12



Velocidad RMS relativos a 3x10Velocidad RMS relativos a 3x10--66

mmmm/s RMS?/s RMS?

128128 dBdB re. 3x10re. 3x10--66 mmmm/s RMS/s RMS


[ ][ ]smm

vdB

/103log20128

610 =

El nivel de vibraciones que representaEl nivel de vibraciones que representauna lectura de 128una lectura de 128 dBdB de Velocidadde Velocidad

RMS relativos a 3x10RMS relativos a 3x10--66 mmmm/s RMS es/s RMS esdede 7,537,53 mmmm/s RMS/s RMS..


4.3 mm/s

Filtro

Detector

Registrador

Transductor

Pre amplificador

Elementos funcionales en un sistema de medicin


Sistema concebido para convertir unaSistema concebido para convertir unamagnitud fmagnitud fsica en una sesica en una seal deal de

salida, susceptible de ser visualizada,salida, susceptible de ser visualizada,monitorada y analizada.monitorada y analizada.

Transductor

Los transductores Los transductores son como ventanas

E s p e c t r o R e a l


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13


Son como ventanas, a travSon como ventanas, a travs de lass de lascuales scuales slo se puede observar unalo se puede observar una

porciporcin del rango de frecuencias deln del rango de frecuencias delespectro general.espectro general.


E s p e c t r o M e d i d o

frecuencia

amplitud

amp

litud

frecuencia


E s p e c t r o M e d i d o

Los transductores son como ventanas

frecuencia

amplitud

amplitud

frecuencia



Espectro

Medido

Los transductores son como ventanas

frecuencia

amplitud

amplitud

frecuencia


El registro es bueno Para que el registro sea bueno


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14


Si refleja la condiciSi refleja la condicin real de lan real de lammquina.quina.


El tipo de mEl tipo de mquina.quina.

La zona de colocaciLa zona de colocacin del transductor.n del transductor.

La forma de fijaciLa forma de fijacin del transductorn del transductor

El o los parEl o los parmetros que se deseanmetros que se deseanmedir y evaluar.medir y evaluar.

Se deberSe deber tener en cuenta:tener en cuenta:


Describe la salida elDescribe la salida elctrica de unctrica de untransductor, por unidad de variacitransductor, por unidad de variacin de lan de lamagnitud mecmagnitud mecnica objeto de medicinica objeto de medicin.n.

entrada

salidaS= S Cunto se est midiendo?

Sensibilidad


Comportamiento de la sensibilidad delComportamiento de la sensibilidad deltransductor en funcitransductor en funcin de la variacin de la variacinn

de la frecuencia de la entrada.de la frecuencia de la entrada.

Dentro de qu rango de frecuencias seest midiendo correctamente?

Respuesta de frecuencias

Medicin de vibraciones Tipos de transductores


69/97

15


Vibracin Absolutaen Cojinete

Vibracin Relativadel Eje

Vibracin Absoluta

del Eje

Rotor

Pedestales

Fundamento


De proximidadDe proximidad:

SSsmicos:smicos:

No hacen contacto con la superficie demedicin y generalmente cuantifican elmovimiento relativo entre la superficievibratoria y el transductor.

Hacen contacto con la superficie demedicin y cuantifican el movimiento

absoluto de la superficie vibratoria en lacual se colocan.


CapacitivosCapacitivos

Reluctancia variableReluctancia variable

Corrientes parCorrientes parsitassitas

Transductores de proximidad


Transductores de corrientes parsitas

Diseo Transductores de corrientes parstitas


70/97

16


Circuitoacondicionador

Punta decermica

Tuercas defijacin

Cuerpo


Demodulador

Transductor


Superficie

vibratoria

1.5 MHz

Principio de operacin

Demodulador


Demodulador

Superficie

vibratoria

1.5 MHz

Principio de operacin

~Sp-p

Aplicaciones Aplicaciones


71/97

17



Medicin de la rbita


SeSeal de referencia de fase que tiene lugar unaal de referencia de fase que tiene lugar unavez por vuelta.vez por vuelta.

Es una marca registrada de la CompaEs una marca registrada de la CompaaaNorteamericana Bently Nevada.Norteamericana Bently Nevada.

El Keyphasor

Aplicaciones del Keyphasor Ploteo polar


72/97

18


0

-V una vuelta

Y

X



Tensin

elct

rica

desalida

eo

Distancia entre transductor y superficie de medicin X

Compo

rtamien

toLine

al

x

eS od

=

SSdd = (4 a 8)= (4 a 8) mVmV//mm

X = (250 a 2250)X = (250 a 2250) mm

Sensibilidad


Conductividad del material de lasuperficie vibratoria.

Temperatura. Presencia de campos magnticos.

Acabado superficial.

Factores que afectan la sensibilidad

Limitaciones en el uso Limitaciones en el uso


73/97

19


El sistema no puede establecer diferenciasentre los desplazamientos del eje o rbol

debido a sus vibraciones y lasirregularidades de la superficie, sobre todo

cuando estas vibraciones sean de bajo nivel.

Vibraciones en ejes oVibraciones en ejes o rboles comorboles comoobjeto de mediciobjeto de medicinn


Las variaciones en la permeabilidadmagntica de la superficie de medicin

introducir errores en los niveles registrados.

Vibraciones como objeto de mediciVibraciones como objeto de medicin en ejesn en ejes

oo rboles recuperados por recubrimientorboles recuperados por recubrimientometmetlico.lico.


Pueden ser empleados en la mediciPueden ser empleados en la medicin den de

desplazamiento de vibraciones cuyasdesplazamiento de vibraciones cuyasfrecuencias sean inferiores a 1000frecuencias sean inferiores a 1000 HzHz..

Limitaciones en el uso


B01

Frecuencia deresonancia

fssmica

El movimiento ssmico

A

B

A-BA

frecuencia

El movimiento ssmico Efecto piezo elctrico


74/97

20


B0

A-B

A

frecuencia

1

Frecuencia deresonancia

fssmica



Cargaelctrica

Fuerza

Fuerza

Efecto piezo elctrico


Eo

a

Eoa

f

Zona de operacin


75/97

21


Eoa

f

Sa

fr

Sa

fr



RV

RH

A

Acelermetro. Ubicacin


SoporteMagntico

PernoRoscado

Puntero

Acelermetro. Ubicacin

M di iM di i d ib i b d d ltd ib i b d d lt

Fijacin con perno de acero

Montaje con dispositivo magntico


76/97

22


Requiere de cierto tiempo para la preparaciRequiere de cierto tiempo para la preparacin de lan de lasuperficie de montaje assuperficie de montaje as como, para el taladrado ycomo, para el taladrado y

roscado del agujero.roscado del agujero.

MediciMedicin de vibraciones en banda de altasn de vibraciones en banda de altas

frecuencias.frecuencias.

Monitorado permanente de vibraciones.Monitorado permanente de vibraciones.

DesempeDesempeoo ptimo del acelerptimo del acelermetro.metro.

No limita el rango de temperatura del acelerNo limita el rango de temperatura del acelermetro.metro.

MediciMedicin de niveles altos de vibraciones.n de niveles altos de vibraciones.



No garantizaNo garantiza repetitividadrepetitividad de las mediciones,de las mediciones,pudipudindose presentar el efecto de carga en sistemasndose presentar el efecto de carga en sistemas

relativamente ligeros.relativamente ligeros.

Exige limpieza total y baja rugosidad de laExige limpieza total y baja rugosidad de lasuperficie de montaje.superficie de montaje.

til para la realizacitil para la realizacin de mediciones preliminaresn de mediciones preliminaresdurante la seleccidurante la seleccin de los posibles puntos den de los posibles puntos demedicimedicin.n.

La frecuencia de resonancia se reduce a un 22%La frecuencia de resonancia se reduce a un 22%con respecto al perno roscado.con respecto al perno roscado.

Montaje con dispositivo magntico


Mediciones con el empleo del puntero

Mediciones con el empleo del puntero Un ejemplo


77/97

23


La frecuencia de resonancia decae drLa frecuencia de resonancia decae drsticamente a unsticamente a un6% con respecto a la obtenida con perno roscado,6% con respecto a la obtenida con perno roscado,recomendrecomendndose el uso de un filtro pasa bajo.ndose el uso de un filtro pasa bajo.

Mayor facilidad y rapidez para la mediciMayor facilidad y rapidez para la medicin den devibraciones.vibraciones.

FFcil acceso a espacios reducidos.cil acceso a espacios reducidos.

Debe ser empleado sDebe ser empleado slo para chequeos rlo para chequeos rpidos depidos deNIVEL TOTALNIVEL TOTAL, en un rango de hasta 500, en un rango de hasta 500 HzHz..



Un ejemplo

El Analizador de vibraciones Vibrotest 60 del consorciodans - alemn Brel &am

Evaluacion Categoria I-Vibraciones

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