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• Katty Pinto

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CARRERA: MECATRÒNICA ASIGNATURA: VIBRACIONES NIVEL: SEXTO INTEGRANTES:

PARALELO: “B” FECHA: 19 / 06 / 2013

TEMA: MEDICION DE LAS VIBRACIONES OBJETIVOS: 

Determinar los instrumentos de medición, las causas que originan y las formas de medir las vibraciones.

TEMA: MEDICION DE LAS VIBRACIONES Es el estudio de las oscilaciones mecánicas de un sistema dinámico. Las mediciones de vibración deben ser hechas con la finalidad de producir los datos necesarios, para realizar significativas conclusiones del sistema bajo prueba. INSTRUMENTOS PARA MEDIR LAS VIBRACIONES Los transductores de vibraciones (Acelerómetros, LVDTs, Sondas de Corriente Eddy) los cuales son los encargados de transformar las vibraciones en señales eléctricas. TRANSDUCTORES DE MEDICIÓN DE VIBRACIÓN Los transductores de vibración son empleados para medir la velocidad lineal, desplazamiento, proximidad, y también la aceleración de sistemas sometidos a vibración. Existen diferentes tipos de transductores usados para la medición de vibración: 

ACELERÓMETROS

Estos dispositivos convierten la aceleración de gravedad o de movimiento, en una señal eléctrica analógica proporcional a la fuerza aplicada al sistema, o mecanismo sometido a vibración o aceleración. Esta señal analógica indica en tiempo real, la aceleración instantánea del objeto sobre el cual el acelerómetro está montado. Los acelerómetros miden la aceleración en unidades “g”. Un g se define como la fuerza gravitacional.

Ilustración 1. Acelerómetro

ACELERÓMETROS PIEZOELÉCTRICOS Este tipo de acelerómetros aprovechan los fenómenos piezoeléctricos en algunos materiales, para generar una señal eléctrica proporcional, a la aceleración de la vibración a la que son sometidos. El elemento activo del acelerómetro es un cristal piezoeléctrico pegado a una masa sísmica. Comparados con otros tipos de transductores, los acelerómetros piezoeléctricos tienen las siguientes ventajas: • • • • • •

Un rango de medición bastante elevado, bajo ruido de salida Excelente linealidad en todo su rango dinámico Amplio rango de frecuencias Tamaño Compacto No lleva partes movibles Auto-generación – No se requiere alimentación externa

Ilustración 2. Acelerómetro Piezoeléctrico

TRANSDUCTORES DE PIEZOVELOCIDAD Los transductores de Piezovelocidad (PVT) funcionan de manera similar a los acelerómetros piezoeléctricos, pero están diseñados para trabajar en sistemas de baja velocidad, en el rango aproximado de 90 a 3600 rpm. El PVT incluye un convertidor de velocidad y emplea un elemento sensor piezocerámico y una masa sísmica densa para producir una carga de salida proporcional a la aceleración. TRANSFORMADOR DIFERENCIAL VARIABLE LINEAL (LVDT LINEAR VARIABLE DIFFERENTIAL TRANSFORMER) Los LVDT son dispositivos electromecánicos que producen una salida eléctrica proporcional al desplazamiento de un núcleo movible separado. Este consiste de una serie de inductores o bobinas incubadas dentro de un eje cilíndrico hueco y un núcleo cilíndrico.

TRANSDUCTOR DE DESPLAZAMIENTO (CORRIENTE EDDY) Son dispositivos de desplazamiento sin contacto, que miden directamente la posición de un eje giratorio con respecto a un punto “fijo”. El cambio en la posición de un eje provee una indicación directa de la vibración. Midiendo el valor de la corriente Eddy, se puede determinar la posición del eje y por consiguiente la vibración.

Ilustración 3. Transductor de Desplazamiento

TRANSDUCTOR DE DESPLAZAMIENTO TIPO CAPACITIVO Son dispositivos analógicos sin contacto. Un sensor capacitivo de dos electrodos consiste de dos placas que forman parte de un puente capacitivo. Una placa (sonda) esta fija, la otra placa (objetivo) está conectada al objeto a ser posicionado. Puesto que el tamaño de la placa y el medio dieléctrico (aire) no cambian, la capacitancia está directamente relacionada a la distancia entre las placas. En la práctica, se emplean sistemas electrónicos ultra precisos para convertir la información de capacitancia en una señal proporcional a la distancia. VIBRÓMETROS DOPPLER LÁSER (LDV) Es un dispositivo de medición que emplea la tecnología láser y la interferometría óptica para medir de forma remota, velocidades de superficie o vibraciones de puntos específicos en una estructura en vibración, con una alta resolución espacial, y un amplio rango de amplitud y frecuencias. CAUSAS DE LAS VIBRACIONES MECANICAS Las causas son muchas, pero básicamente las vibraciones se encuentran estrechamente relacionadas con tolerancias de mecanización, desajustes, movimientos relativos entre superficies, etc. Es decir, todo el campo de la técnica. Las causas más comunes de la vibración:  Desalineación (ejes, poleas) Es un problema muy común debido a la dificultad que supone alinear dos ejes y sus rodamientos de forma que no se originen fuerzas que produzcan vibraciones.  Desbalance Es cuando el centro de masa (centro de gravedad) de un elemento no coincide con su centro geométrico. Esta condición es causada por una distribución desigual del peso del rotor alrededor de su centro geométrico.  Solturas Mecánicas Ablandamiento o desplazamiento del pié de la máquina, por holgura en los pernos de la base o por deterioro de los componentes de la sujeción.

 Daños en Rodamientos Fallos en elementos del rodamiento dan vibración a unas frecuencias altas no relacionadas con la velocidad de rotación y de amplitud también aleatoria.  Daños en Engranajes Estos daños se pueden determinar al encontrar picos a frecuencias que coinciden con múltiplos enteros de la velocidad de giro del engranaje que falla, además existirá vibración de amplitud menor de forma simétrica a la frecuencia del engranaje. FORMAS DE MEDIR LAS VIBRACIONES Para medir las vibraciones es necesario realizar el análisis de las mismas. El análisis de datos consta de dos etapas: adquisición e interpretación de los datos obtenidos al medir la vibración de la máquina. El fin a alcanzar es determinar las condiciones mecánicas del equipo y detectar posibles fallos específicos, mecánicos o funcionales. Un sistema de medición y procesamiento de señales de vibración por computadora típico, está formado por: 1. Los transductores de vibraciones (Acelerómetros, LVDTs, Sondas de Corriente Eddy) lson los encargados de transformar las vibraciones en señales eléctricas. 2. Un sistema de acondicionamiento de señal, el cual se encarga de recoger las diferentes señales, amplificarlas y llevarlas a los niveles de tensión aceptados por el sistema de adquisición de datos. 3. La tarjeta de adquisición de datos, es la que se encarga de digitalizar la señal, realizando para ello, un muestreo discreto de la señal analógica proveniente del acondicionamiento de señal, y de introducirla al computador donde se realizan diferentes tipos de procesamiento para obtener toda la información que se requiere para el análisis y monitoreo de las vibraciones de las máquinas.

Ilustración 4. Sistema de Monitoreo y Control de Vibración en Computadora, a través de una tarjeta de Adquisición de datos, Acondicionamiento de Señal y Transductores

CONCLUSIONES:  Las mediciones de vibraciones son de mucha importancia ya que los datos obtenidos se pueden usar para minimizar o eliminar la vibración, y por tanto eliminar el ruido resultante.

 Los transductores que se emplean en el análisis de vibración, convierten la energía mecánica en energía eléctrica, lo que significa que producen una señal eléctrica la cual está en función de la vibración.  El desbalanceo, la desalineación, soltura mecánica, daños en rodamiento y engranes producen casi siempre un desplazamiento del sistema desde su posición de equilibrio, originándose así una vibración mecánica.

BIBLIOGRAFIA •

http://www.ual.es/GruposInv/Prevencion/evaluacion/procedimiento/B%20Condi ciones%20f%EDsico-ambientales/6-Vibraciones.pdf

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Introducción a la medición de Vibración Instrumentación

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http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Instituto/Noticias/Noticias_INSHT/201 1/ficheos/PINSTRUMENTACIONMedicionAinoha.pdf

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http://es.scribd.com/doc/44987329/Instrumentos-Para-Medir-LasVibraciones

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http://es.scribd.com/doc/13500991/TEMA-V-VIBRACIONES-MECANICAS

Postgrado en Automatización e