Universidad Politécnica de MadridUniversidad Politécnica de MadridEscuela Universitaria de Ingeniería Técnica Industrial

Mantenimiento de máquinas mediante el nivel de vibraciones

José Antonio Lozano Ruiz

Mantenimiento de máquinas

OBJETIVOS

A) Medida del nivel de vibración en máquinas.

B) Mantenimiento de máquinas mediante la medida y estudio del nivel de vibraciónestudio del nivel de vibración.

Mantenimiento de máquinas

Contenido:8.1. Introducción

8 2 Definición de nivel de vibración8.2. Definición de nivel de vibración.

8.3. Captadores de vibraciones.

8.4. Analizadores de vibraciones.

8 5 Aplicación de la medida de vibraciones al8.5. Aplicación de la medida de vibraciones al

mantenimiento de máquinas.

Medida de las VibracionesMedida de las Vibraciones

Medida de las vibracionesMedida de las vibraciones

Nivel de vibración

- Amplitud

- Velocidad (mm/s ó dB)- Aceleración

( )( )s/mmv

s/mmvlg20)dB(v =

Aceleración

( )s/mmvo

∑=n

ivn

V1

21R.M.S.=in 1

Medida de las vibracionesMedida de las vibraciones

C) Análisis de las vibraciones

Captadores

v(t)

Electrodinámico

e(t)

Medida de las vibracionesMedida de las vibraciones

C) Análisis de las vibraciones

Captadores

v(t)

Electromagnético e(t)

Medida de las vibracionesMedida de las vibraciones

C) Análisis de las vibraciones

Captadores

K

e(t)m

Piezoeléctrico

v(t)v(t)

Medida de las vibracionesMedida de las vibraciones

Analizador de vibraciones

Conmutador

1

2 Puente

3 AmplificadorIndicador

DemoduladorRegistradorOsciloscopio

Medida de las vibracionesMedida de las vibraciones

Pasos:

A) Selección de los puntos de captaciónB) Medida del nivel de vibraciónB) Medida del nivel de vibración

C) Análisis

D) Detección de las causas

E) A t ióE) Actuación

Medida de las vibracionesMedida de las vibraciones

A) Selección de los puntos de captación

Medida de las vibracionesMedida de las vibraciones

D) Detección de las causas

K (<15 Kw) T (>300 Kw)G (75-300 Kw)M (15-75 Kw)

ISO 2372 clase 4

R.M.S. V (dB) R.M.S. V (mm/s)K (<15 Kw) T (>300 Kw)G (75-300 Kw)M (15-75 Kw)

NONO

PERMISIBLE

NOPERMISIBLE

125 18LIMITE

TOLERABLE

ADMISIBLELIMITE

NOPERMISIBLE

PERMISIBLELIMITE

TOLERABLE

PERMISIBLE 125 121 117 113

18 11,2 7,1

4 5 ADMISIBLE

BUENAADMISIBLEADMISIBLE

ADMISIBLELIMITETOLERABLE

TOLERABLE3

109 105 101

4,5 2,8 1,8

1,12

BUENA

BUENAADMISIBLE

BUENA 97

1,12 0,71

Análisis del nivel de vibracionesAnálisis del nivel de vibraciones100

AR

c ión

( g)

10REEMPLAZAR

EFECTUOSOe

la v

ibra

c

1

DEF

REGULAR

EPTABLE

e ler

ació

n d

0.1

ACEPT

BIEN

Ace

100 1.000 10.000 100.0000.01

r.p.m.

10010 1000 Hz.

Velocidad de funcionamiento del rodamiento

Análisis del nivel de vibracionesAnálisis del nivel de vibracionesFrecuencia de la vibración, (Hz)

1 10 100 10001000

co1000

, pic

o a

pic

100 MUY SEVERASEVERA

TOLERA

i ent

o (μ

m)

10 RMS, V(mm/s)16

RALERABLEACEPTABLE

BUENAMUY BUENSUAMEX

Des

pla z

ami

18

4

ENASUAVE

MUY SUAVE

EXTREMADAMENTE SD

0.1 0.5

2

1

TE SUAVE

0.125

0.25

Medida de las vibracionesMedida de las vibraciones

D) Detección de las causas

Análisis de las causasAnálisis de las causas*CAUS A AMPLITUD FRECUENCIA * OBS ERVACIONES

Desequilibrio Proporcional al desequilibrio.

Dirección rad ial ω Es la causa más frecuente de vibraciones en

máquinas

En engranajes, la vibración mayor se produce en

Excentricidad Normalmente pequeña ω . la dirección de la línea de centros. Si se trata de

motor o generador la vibración desaparece con la desconexión.

Rodamientos d f Pequeña

Muy alta. ω x N/2

defectuosos PequeñaN = nº de elementos

rodantes. Falta de

alineación en acoplamientos o

ji t j

Componente axial mayor que la rad ial

en un 50%1 a 3 veces ω

Es la causa más fácil de detectar, por ser la componente axial muy superior a la radial. Si no hay desalineación y los cojinetes son de fricción,

l d d ilib icojinetes y ejes la causa puede ser desequilibrio.Cojinetes

antifricción defectuosos

Variable Muy alta. Múltiplo

alto de ω .

El cojinete causante suele ser el más próximo al punto donde se produce mayor vibración de alta

frecuencia. Engranajes d f t Pequeña

Muy alta. Múltiplo lt ddefectuosos q

alto de ω .

Holguras 2 x ω . Generalmente va acompañada de desequilibrio o falta de alineación.

Correas de transmisión en

malas condiciones

Imprecisa o

p lsante

1 a 4 veces la ω de las correas

La verificación de las correas debe efectuarse con luz estroboscópicamalas condiciones pulsante de as co eas p

Eléctrica Desaparece al desconectar

ω ó

1-2 x frecuencia síncrona

Se detecta fácilmente, pues la vibración cae instantáneamente al desconectar la máquina de la

red.

FFuerzas aerodinámicas e

hidráulicas

nº de álabes del ventilador x ω .

Causa peligrosa en zonas próximas a la resonancia.

*ω = velocidad angular del elemento o máquina

Medida de las vibracionesMedida de las vibraciones

dB

E) ActuaciónRotura

Máquina nuevaReparación efectuadaNivel de

vibración

dB

Orden de reparaciónPeriodo de rodaje

Orden de reparación

Nuevo periodo demantenimiento 6÷10 dB

Nivel de vibraciónde referencia

Tiempo

M t i i t d l á i- Pequeñas modificaciones en los elementos.

f

- Mantenimiento de las máquinas.

- Modificaciones de diseño.