laboratorio 1 analisis de vibraciones

7/26/2019 Laboratorio 1 Analisis de Vibraciones.

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Anlisis

De

Vibraciones

LABORATORIO 1

Anlisis de Vibraciones en banco de prueba

NOMBRE: Vladimir Gutirrez Mendoza

CARRERA: Ingeniera Mecnica en Mantenimiento IndustrialASIGNATURA: Anlisis de VibracionesPROFESOR: Francisco DazFECHA: 21 de abril de 2016


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ndice:

1. Introduccin. Pg. 3

2. Objetivos. Pg. 4

3. Caractersticas Tcnicas. Pg. 5

4. Descripcin del mtodo de anlisis Pg. 9

5. Norma ISO 10816-3. Pg. 11

6. Informe de Mediciones. Pg. 137. Conclusiones. Pg. 21

8. Cotizaciones. Pg. 22

9. Anexos. Pg. 26

10. Bibliografa y Web grafa. Pg. 29


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1 Introduccin

Hoy en da la mayora de las industrias modernas dentro de sus programas de

mantenimiento predictivo, utilizan el monitoreo y anlisis de las vibraciones con el fin deestablecer cul es el estado de salud mecnica de las mquinas y en particular de suselementos ms crticos.

Como son los rodamientos, descansos y engranajes, y de esta manera prevenir fallascatastrficas. Sin embargo, cuando las mquinas giran a baja velocidad, el anlisis secomplica debido principalmente a que la magnitud de las fuerzas dinmicas que generanlas vibraciones decrece con la velocidad de rotacin. Por ejemplo, el desbalanceo generauna fuerza centrfuga proporcional al cuadrado de la velocidad. Adicionalmente, las

mquinas de baja velocidad tpicamente son de mayor tamao y peso, por lo tanto, laseal de vibracin medida sobre el alojamiento de los descansos es frecuentemente demuy baja amplitud y con una baja razn seal-ruido.

Para analizar vibraciones provenientes de las mquinas de baja velocidad se requiere deuna adecuada seleccin y uso de los componentes que conforman la cadena de medicincon el objeto de obtener la mejor razn seal-ruido posible


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2 Objetivos

1. Conocer la metodologa de trabajo para realizar diagnstico de falla a travs deanlisis de vibraciones.

2. Identificar el instrumento analizador de vibraciones y su acelermetro

3. Aprender la manipulacin e instalacin del instrumento analizador de vibracionesaplicado al equipo a medir, dominar la correcta manera de realizar una medicin,considerando factores como: posicin correcta del instrumento, calibracin del equipo, lasinstrucciones de uso.

4. Conocer el software de gestin de anlisis de vibraciones, su instalacin en pc y sucorrecta aplicacin.

5. Interpretar los grficos, las formas de ondas y los espectros vertidos al programa.

6. Como resultado, poder otorgar soluciones aplicadas al diagnstico de falla.


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3 Caractersticas tcnicas.

BANCO DE PRUEBA.

a) MOTOR ELCTRICO.

b) BANCO DE ESTRUCTURAMETLICA SIN FIJACIN ALPISO.

c) VARIADOR DE FRECUENCIA.d) ACOPLAMIENTO MOTOREJE.e) DOS EJE DE TRANSMISIN DE

POTENCIA.f) SOPORTES DE RODAMIENTOS.g) DOS RUEDAS DENTADAS

(ENGRANAJE RECTO).h) DOS POLEAS DE TRANSMISIN

DE POTENCIA.i) INSTRUMENTO DE MEDICION.

MOTOR ELCTRICO.

Motor elctrico monofsico marca Vemat,de fabricacin italiana. Modelo VMB808,motor asincrnico.

Potencia: 0.79 kW - 1,07Hp

Cos : 0.95T Ambiente: 22CRPM: 1350Hz: 50Voltaje: 220VAmperaje: 5-60Peso: 1,51 kg


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BANCO METLICO

Banco de estructura metlica sin fijacin al piso.

VARIADOR DE FRECUENCIA.

Variador de frecuencia Marca Danfoss.

Un variador de frecuencia (siglas VFD,del ingls: Variable Frequency Drive obien AFD Adjustable Frequency Drive) esun sistema para el control de la velocidadrotacional de un motor de corrientealterna (AC) por medio del control de lafrecuencia de alimentacin suministradaal motor. Permite:

(a) Reduccin de picos de demandaelctrica.(b) Prolongar la vida til de la maquinaal no verse sometida a partidas bruscas.(c) Reduccin de estrs mecnico

ACOPLE MOTOREJE.

Los acoplamientos tipo muelas, son dispositivosque permiten la transferencia de la potencia deun motor, para este caso elctrico y un ejetransmisor.

Las ventajas de este tipo de acoples que es defcil y rpido ensamble, pero las desventajas esque su unin tiene ciertas holguras quefinalmente con los giros o partidas repentinas delmotor comienzan a transferir desalineacionesentre ambos elementos y vibracionesindeseable


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EJES DE TRANSMISIN DEPOTENCIA.

Vstago metlico, que gira sobre supropio asiento (cojinete), que seconsidera fijo, cumple la funcin

transmitir un par motor.

Los ejes en estudio tienen 25,1 0,01mm. Giran sobre 4 soportes quecontienen rodamientos y por su interior sealoja el eje transmisor.

SOPORTES DE RODAMIENTOS

Los soportes son los alojamientos de losrodamientos que para esta mquinapueden ser del tipo bola o de rodillo.

Un rodamiento radial es el que soportaesfuerzos radiales, que son esfuerzos dedireccin normal a la direccin que pasapor el centro de su eje, como por ejemplouna rueda; es axial si soporta esfuerzos

en la direccin de su eje, como porejemplo en los quicios o bisagras depuertas y ventanas; y axial-radial si lospuede soportar en los dos, de formaalternativa o combinada.

DOS RUEDAS DENTADAS(ENGRANAJE-RECTO).

Dos ruedas dentadas de 205 mmy 145dientes se comunican a travs de sudimetro exterior y sus dientes los

que transmiten el movimiento de una a laotra, esto se conoce como ruedaconductora y rueda conducida.

DOS POLEAS DE TRANSMISIN DEPOTENCIA

Nota: Una de las poleas se encuentrarota


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INSTRUMENTO DE MEDICION

Fag detector III.Este equipo en su interior incorpora:(i) Unidad base con acumulador.(ii) Acelermetro con base magntica

para asegurar su fijacin.(iii) Sensor de temperatura infrarrojo.(iv) Cargador de batera.(v) Cable de conexin al computador.(vi) Manual de operacin.(vii) Software del equipo trendline.(viii) Maleta.


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4 Descripcin del mtodo de anlisis.

a) Paso 1: Cargar programa Detector Flash Updater 3 en PC.

b) Paso:2 Crear la base de datos de los puntos de medicin.}

c) Paso 3: Traspasar la base de datos al equipo


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d) Paso 4: Se calibra el variador de frecuencia velocidad a 60 Hz. Y se da encendidoal banco de prueba

e) Paso 5: Se mide el rpm con un tacmetro, la medicin arroja 1080 rpm, medidosen la polea conductora.

f) Paso 6: Medicin.

Para cada uno de los soportes se mide: (Vertical, Horizontal, Axial)

Medicin Vertical Medicin Horizontal Medicin Axial


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g) Paso 7: Se traspasa los datos del instrumento medidor al software, para comenzaranalizar las formas de ondas y espectros, luego de contrasta segn normaISO10816-3

5 Norma ISO10816-3

Tabla de severidad de daos por vibracin


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CONSIDERACIONES DE LA ISO 10816-1

Para conocer la necesidad, se debe llevar a cabo un anlisis adecuado, permitir valorarsi las vibraciones producidas son elevadas, en cuyo caso habr que conocer el tiempomximo que nos permite trabajar bajo esas condiciones o s, por otro lado, se encuentradentro de los parmetros de tolerancia o normalidad.

Existen diversas tcnicas que se utilizan para realizar el estudio previo. En este sentido,se puede realizar un anlisis del historial del funcionamiento dela maquina durante unperiodo relativamente extenso con la finalidad de encontrar patrones de frecuencia defallas. De no contar con este historial lo ms adecuado ser homologar el tipo demquina y su funcin a otra y determinar si est operando de patrones conocidos deforma de evaluar los niveles de vibraciones o si existen diferencias.

NORMA ISO 10816-3

Sin embargo, para cuando no se puede llevar a cabo ninguna de las opcionesanteriores, el especialista debe recurrir a la norma ISO10816-3 para limitar los valoresde sus vibraciones. En ella, los estndares que se aplican vienen regidos por una tablasegn la cual se tiene en cuenta una serie de parmetros relacionados con las diferentestipologas de mquinas, su rigidez o flexibilidad y el valor RMS de la velocidad devibracin.


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6 Informe de Mediciones a 1080 RPM

Espectro:

Interpretacin:

Holgura Mecnica de tipo B


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El Tipo B se produce generalmente debido a pernos de soportes de pie flojos, fisuras enla estructura del bastidor o en el soporte.

Espectro:


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Interpretacin:

Desalineacin Paralela

La desalineacin paralela tiene unos sntomas de vibracin similares a la desalineacinangular, pero muestra una alta vibracin radial que se aproxima a un desfase de 180 en

el acoplamiento. 2X frecuentemente mayor que 1X, pero su altura relativa con 1X vienedada con frecuencia por el tipo y construccin del acoplamiento. Cuando ladesalineacin angular o radial llega a ser severa, puede generar unos elevados picos deamplitud a unos armnicos mucho ms altos (4X-8X), o incluso una serie completa dearmnicos de alta frecuencia similar en aspecto a la holgura mecnica. El tipo y materialdel acoplamiento tendr frecuentemente una fuerte influencia en la totalidad del espectrocuando la desalineacin es severa. Generalmente no tiene un ruido de fondo elevado


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Espectro:

Interpretacin:

Holgura Mecnica de tipo C

Se genera por un ajuste inadecuado entre los componentes, lo cual ocasiona muchosarmnicos debido a una respuesta no lineal de las piezas flojas o fuerzas dinmicas delrotor. Ocasiona un truncamiento de la forma de onda del tiempo y un ruido de fondoelevado en el espectro. Se produce frecuentemente por un aro de rodamiento que estflojo en su soporte, un rodamiento flojo y girando su aro en el eje, una holgura excesivaen un manguito de fijacin o en un cojinete, un rodete flojo en un eje, etc. La fase en elTipo C es generalmente inestable y puede variar mucho de una medicin a la siguiente,en especial si el rotor cambia de posicin en el eje de una puesta en marcha a lasiguiente. La holgura mecnica suele ser altamente direccional y puede producir lecturas

muy diferentes al comparar niveles en incrementos de 30 en sentido radial alrededor detoda la periferia del soporte de un rodamiento. La holgura ocasionar frecuentementemltiplos sub armnicos exactamente a 1/2 1/3 r.p.m. (0.5X, 1.5X, 2.5X, etc.).


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Espectro:

Interpretacin:

Rodamiento desalineado en el eje


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El rodamiento desalineado generar una considerable vibracin axial. Ocasionarmovimiento de torsin con un desplazamiento de fase de aproximadamente 180 de laparte superior a la inferior y/o de un lado a otro, tal como se mide en sentido axial en elsoporte del mismo rodamiento. Los intentos por alinear el acoplamiento o equilibrar elrotor no aliviarn el problema. Normalmente ser necesario desmontar el rodamiento yvolverlo a instalar correctamente.

Espectro:


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Interpretacin:

Holgura Mecnica de tipo B

El Tipo B se produce generalmente debido a pernos de soportes de pie flojos, fisuras en

la estructura del bastidor o en el soporte.


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Espectro:

Interpretacin:

Problemas de Desgaste/Holgura

Las ltimas etapas del desgaste de un cojinete liso se manifiestan normalmente por lapresencia de una serie completa de armnicos de la velocidad de funcionamiento (hasta10 20). Los cojinetes lisos permitirn frecuentemente unas altas amplitudes verticalesen comparacin con las horizontales, aunque pueden mostrar solamente un picopronunciado en 1X r.p.m. Los cojinetes lisos con una holgura excesiva pueden permitirque un pequeo desequilibrio y/o desalineacin ocasionen una alta vibracin, que seramucho menor si las holguras del rodamiento se hubiesen ajustado segn lasespecificaciones.


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7 Conclusiones:

De acuerdo a los objetivos planteados y la experiencia en taller podemos aseverar conocerla metodologa para un correcto anlisis de vibraciones, identificando claramente elinstrumento y su acelermetro, reconociendo su modo de aplicacin en cada medicin.

Se adquiri el conocimiento suficiente para la instalacin y manejo del software de gestin,adems de estudiar y analizar en su contexto los resultados de los grficos, los cuales nosllevan a la siguiente conclusin diagnostica y presentar su potencial solucin

Para el soporte 1, segn espectro y comparativo se encuentra en buenas condiciones,con velocidad ajustada a norma en parmetros normales, de acuerdo al espectro sesugiere revisar sus soportes y pernos por posibles holguras mecnicas de baja intensidad.

Para el soporte 2, se detect desalineacin paralela, se sugiere revisar la alineacin de

adecuada del eje. Su velocidad est ajustada a los parmetros normales segn norma.

Para el soporte 3, segn espectro y comparativo se encuentra en buenas condicionescon holguras mecnicas del tipo B, debiendo entonces revisar y ajustar sussuportaciones de base, pernos etc. Su velocidad es normal y dentro de los parmetrosestablecido por la norma. A su vez en el plano Horizontal se detecta Rodamientodesalineado en el eje. Ser necesario desmontar el rodamiento y volverlo a instalarcorrectamente.

Para el soporte 4, segn espectro y comparativo se encuentra en buenas condiciones con

holguras mecnicas del tipo B se sugiere revisar sus soportes y pernos por posiblesholguras mecnicas de baja intensidad.


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8 Cotizaciones:


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9 Anexos:COSNIDERACIONES DE SEGURIDAD

Para el desarrollo de la experiencia es estrictamente necesario considerara los siguientes

aspectos de seguridad.1. Realizar el trabajo con mucha concentracin, ya que existe la posibilidad de

atrapamiento por equipo en movimiento.2. El acercamiento del acelermetro debe realizarse de forma pausada y procurando

que el cable no tenga contacto con las partes en movimiento, pudiendo esteenrollarse en el eje que gira.

3. Esta operacin no se puede ejecutar con ropa suelta y con accesorios colgantesde mueca o brazo, por el potencial riesgo de atrapamiento por equipo enmovimiento.

4. Para la ejecucin de la medicin es necesario proteger manos con guanteadecuado para evitar cortes, golpes o raspaduras por equipamiento enmovimiento.

5. La manipulacin del variador de frecuencia, se debe ejecutar con guantesdielctricos, por potencial de electrocucin con equipo energizado


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FALLAS TIPICAS DE RODAMIENTOS

El dao a los rodamientos en su manejo antes o durante su instalacin y los deterioroscausados por el montaje, ajuste y condiciones de servicio indebido son el origen de lamayora de las fallas prematuras. En los ejemplos siguientes vers los daos ms

frecuentes y sus principales causas.

En muchos casos el dao se identifica fcilmente por el aspecto del rodamiento, pero estono es sencillo y algunas veces no es posible determinar la causa exacta del deterioro. Porejemplo, un rodamiento con las cabezas de los rodillos y rebordes quemados es fcilmenteidentificado, sin embargo, la causa del quemado o dao puede obedecer a diferentesrazones: como una lubricacin inadecuada o insuficiente, que ests usando un tipo delubricante o sistema de alimentacin equivocado o quiz, que necesites un lubricante msfluido o ms espeso, o bien, un lubricante de extrema presin en lugar de un aceite mineralnormal y requerir un sistema de circulacin de aceite mejor que un sistema de nivel o desalpicadura. Este tipo de dao puede ser causado por un montaje del cono o la taza

excesivamente apretado o por un ajuste entre cono y taza demasiado fuerte.

De esto se deduce que el simple examen de un rodamiento no te revelar la causa de lafalla. Puede poner de manifiesto si el rodamiento es til para servicio posterior, perofrecuentemente ser necesario hacer una concienzuda y completa investigacin delmontaje, instalacin, lubricacin y piezas anexas que afectan el servicio del rodamientopara determinar el origen del dao. Salvo que se encuentre y corrija la verdadera causade la avera, los rodamientos nuevos que instales se daarn de la misma manera y serepetir el dao prematuramente.

Esta informacin no pretende hacerte perito en fallos, o experto en rodamientos.Queremos advertirte sobre posibles causas de avera y alertarte para tomar accionespreventivas.

Con las adecuadas precauciones durante el manejo, montaje, servicio de los rodamientos,casi todas las averas se pueden evitar.

Es mucho ms fcil y menos costoso prevenir daos que determinar y corregir su causadespus de que la mquina o equipo entr en servicio.

Causas ms comunes de fallas en rodamientos:

Materias Extraas

Indentaciones- Partculas de metal de otras partes fatigadas, sellado inadecuado omantenimiento inadecuado. (1)


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Surcos- Contaminacin de partculas grandes incrustadas en el material blando de la jaula.(2)

Corrosin/Oxidacin

Manchas- Mancha superficial sin mucha corrosin debido a la exposicin a la humedad.(3)


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10 Bibliografa y web grafa

MANTENIMIENTO INDUSTRIAL

Interpretacin de Espectros (ESCUELA POLITCNICA SUPERIOR DEINGENIERA DE GIJN)

TUTORIAL DE VIBRACIONES PARA MANTENIMIENTO MECNICO

REALIZADO POR A-MAQ S.A. ANLISIS DE MAQUINARIA ENERO 2005

www.a-maq.com

CURSO DE ANALISIS DE VIBRACIONESLa medicin y el anlisis de vibracin en el diagnstico de mquinas rotativasDr. Evelio Palomino Marn.

Variador de Frecuencia Danfoss.

http://www.rein.cl/web/index.php?option=com_k2&view=item&layout=item&id=55&Itemid=70
http://www.a-maq.com/http://www.a-maq.com/http://www.rein.cl/web/index.php?option=com_k2&view=item&layout=item&id=55&Itemid=70http://www.rein.cl/web/index.php?option=com_k2&view=item&layout=item&id=55&Itemid=70http://www.rein.cl/web/index.php?option=com_k2&view=item&layout=item&id=55&Itemid=70http://www.rein.cl/web/index.php?option=com_k2&view=item&layout=item&id=55&Itemid=70http://www.rein.cl/web/index.php?option=com_k2&view=item&layout=item&id=55&Itemid=70http://www.a-maq.com/

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