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UNIVESIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA-ENERGÍA MAESTRÍA EN GERENCIA DE MANTENIMIENTO

Dr. SIXTO SARMIENTO CH. Vibration Analyst Categoría III Machinery Lubricant Analyst Level II [email protected] Bellavista, Mayo 2015

Análisis Vibracional 1. Todas las máquinas vibran

2. La “señal” de la vibración cambia cuando la condición cambia

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3. Lo que usted escucha es sólo una parte de la historia. 4. El Análisis de Vibración le puede ayudar a detectar una amplia gama de problemas de falla

¿Qué causan las vibraciones? La causa de la vibración es usualmente controlada por muchos factores tales como:

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Causas operativas para el cual a sido diseñada la máquina. Tolerancias de fabricación Tolerancias de instalación Efectos de los componentes de la máquina por fabricación Efectos de los componentes de la máquina por desgaste. La vibración puede ser utilizada para identificar los defectos por diseño, por fabricación, por instalación o por desgaste.

Análisis Vibracional

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1. Es considerada la técnica más efectiva para monitorear las condiciones de las máquinas rotativas 2. La medición de la vibración es la medida de un movimiento periódico 3. Se mide vibraciones con el objeto de detectar un exceso que pueda provocar averías. 4. Se analiza la señal y se interpreta la tendencia.

¿Qué causa la vibración?

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1. El giro del eje genera las fuerzas friccionales y rotatorias. 2. La Vibración generada por estas fuerzas es enviada a la cubierta de la máquina a través de los cojinetes

DEFINICIÓN DE LA VIBRACIÓN Es un movimiento oscilatorio de los cuerpos en la cual plasman cada una de sus características.

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Po ello, las equipos plasman su propia señal de vibración y en ella se encuentra la información de cada uno de sus componentes.

MASA SUSPENDIDA EN UN MUELLE

CONECTADO AL INSTRUMENTO SENSOR DE VIBRACIÓN

LÍMITE SUPERIOR

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POSICIÓN NEUTRAL

LIMÍTE INFERIOR

MOVIMIENTOS DE LA VIBRACIÓN

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ARMÓNICO

PERIÓDICO

ALEATORIO

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CARACTERÍSTICAS DE LA VIBRACIÓN

AMPLITUD Desplazamiento Velocidad Aceleración FRECUENCIA FASE

ANALIZANDO LA AMPLITUD Desplazamiento

•Desplazamiento

x  A sen wt •Velocidad 

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x  Aw cos wt •Aceleración 

x  - Aw sen wt

Velocidad

2

Aceleración

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Movimiento Armónico Simple

La onda de desplazamiento es sinusoidal.

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LA AMPLITUD: CARACTERÍSTICAS

Elija el Punto de medición

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Elija la dirección

Podemos medir… DESPLAZAMIENTO

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VELOCIDAD O ACELERACIÓN

En cualquier punto en el tiempo... DESPLAZAMIENTO = Distancia recorrida (miles)

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VELOCIDAD= Lectura de velocidad (mph)

ACELERACIÓN = Cómo esta el movimiento de sus pies.

DESPLAZAMIENTO

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• Movimiento físico actual de un objeto que vibra • Medido en los componentes de baja frecuencia • Medido en milésimas o micras

DESPLAZAMIENTO Medición de la trayectoria total de la masa.

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Se usa para bajas frecuencias (de 0 a 1,200 CPM) y se relaciona a los esfuerzos. Se utiliza con un acelerómetro y la señal es doblemente integrada para obtener desplazamiento

Amplitud

DESPLAZAMIENTO ES LO MÁS FÁCIL DE VISUALIZAR

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Tiempo Este es la onda en el tiempo que registra la vibración en desplazamiento

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VELOCIDAD

• Medida de la velocidad al cuál 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 Medición de la velocidad a la cuál la masa se está moviendo durante sus oscilaciones. Más rápido una máquina se flexe, más pronto fallará por fatiga.

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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 acelerómetro donde la señal es integrada para obtener velocidad.

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La velocidad es cero pues el objeto viene de una parada antes de mover en la dirección opuesta

La velocidad es la más alta aquí

ACELERACIÓN

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• Rata de cambio de velocidad • Enfatiza picos de alta frecuencia en el espectro • Medido en “g’s”

ACELERACIÓN Es la medida óptima para altas frecuencias, superiores a 60,000 CPM y se relaciona con la fuerza.

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La aceleración es mayor en el instante en que la velocidad es mínima. La aceleración es la medición más dificultosa de la amplitud de vibración, pero es el parámetro más a menudo directamente medido en el campo con el uso de un acelerómetro.

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La aceleración es la más alta cuando la velocidad es la mínima

El objeto ha desacelerado y parado y está cerca de iniciar la aceleración otra vez

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Comparación de Velocidad, Desplazamiento y aceleración

Comparación de Velocidad, Desplazamiento y aceleración

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Desplazamiento es usada para medir bajas frecuencias: Bajas RPM

Velocidad es la mejor sobre una gama de frecuencia ancha

Aceleración es usada para medir altas frecuencias: Frecuencias de rodamientos

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Cómo se mide la vibración

ANALIZANDO LA FRECUENCIA

LA FRECUENCIA

1. Número de eventos por unidad de tiempo

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2. Identifica la fuente del problema ayudándonos a detectar lo que está mal en la máquina 3. Si la frecuencia ayuda a detectar la fuente del problema, la amplitud va a indicar la severidad del problema

LA SEÑAL BÁSICA DE VIBRACIÓN  El impulsor gira 5 veces cada segundo.  Aderimos una masa el cual genera una fuerza de desbalance.

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Un segundo de tiempo

LA FRECUENCIA  Hertz = Hz = Ciclos por segundo RPM = Revoluciones por Minuto CPM = Ciclos por minuto CPM = RPM = Hz x 60  Velocidad del impulsor = 5 Hz ó 300 RPM

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Periodo = 1/Frecuencia Velocidad del impulsor = 5 Hz ó 300 RPM

La amplitud

 la altura de la onda es la “amplitud”.

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Debido al peso en un álabe, el nivel de la vibración aumenta mientras el ventilador acelera

Desplazamiento: mils o micras Velocidad: in/sec or mm/sec Aceleracion: g

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Mils

16

- 16 Tiempo en mseg 360

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)

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6.Calcular la amplitud RMS de la velocidad de la forma de onda, en pulg/seg (IPS) 7.Calcular la amplitud pico de la aceleración de la forma de onda, en g‘s

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Cómo se mide la vibración

ANALIZANDO LA FASE

LA FASE 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 términos de ángulo, en grados o radianes.

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3. Eso es una normalización del tiempo que requiere un ciclo de la onda sin considerar su verdadero período de tiempo. 4. La diferencia en fase entre dos formas de onda se llama desfase o desplazamiento de 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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Comparación de Velocidad, Desplazamiento y aceleración