Análisis de Maquinaria Nivel 1 SKF

Análisis de Vibraciones I

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Programa Del Curso 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Vibración: Principios básicos Configuración de las mediciones: consideraciones físicas Configuración de las mediciones Configuración de alarmas y manejo de datos Análisis espectral y de fase Análisis de problemas típicos de maquinaria Monitoreo de rodamientos

8.

Tabla de diagnóstico de vibraciones

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1 Vibración: Principios Básicos

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Introducción La medición y análisis de vibraciones es utilizada, en conjunto con otras técnicas predictivas, como técnica de diagnóstico de fallas y evaluación de la integridad de máquinas y estructuras. En el caso de los equipos rotatorios, la ventaja que presenta el análisis vibratorio respecto a otras técnicas como tintas penetrantes, radiografía, ultrasonido, etc., es que la evaluación se realiza con la máquina funcionando, evitando con ello la pérdida de producción que genera una detención.

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Qué Es Vibración? Todas las máquinas Vibran, aún en condiciones óptimas de Mantenimiento y Operación. La vibración es una forma de disipación de energía. Las vibraciones de máquinas son producto del movimiento oscilante de los componentes mecánicos de un lado hacia el otro alrededor de su punto neutro, y como resultado de la reacción a fuerzas internas o externas. La Vibración Cambia, cuando la condición de la maquina cambia. Lo que podemos Escuchar o Sentir, de la máquina, es solo “parte de la historia”. álisis dede Vibraciones Vibraciones, , sedepuede Mediante una ampliaAnvariedad Condiciones Falla.detectar

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Parámetros Que Definen La Vibración La Amplitud de Vibración nos permite conocer el CUÁNTO del movimiento vibratorio. La Frecuencia de Vibración nos permite conocer el CUÁL de la Vibración, es decir: Cuál problema (p. Ej: Desalineamiento o Falla en Rodamientops), o Cuál componente es el causante del cambio en el comportamiento (p. Ej: Engranaje o Acople). La Fase de la Vibración nos responde el CÓMO de la Vibración, es decir que nos entre cosas,a una conocer Có Cómo se mueven los permite apoyos de unaotras máquina frecuencia determinada. 2012-02-15 ©SKF Slide 7 [Code] SKF [Organisation]

Vibración

resorte

límite superior

Un ciclo desplazamiento

Posición neutral masa

límite inferior tiempo

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Algunos Conceptos Periodo

Ángulo de fase Límite superior

Desplazamiento amplitud pico

1 seg....

tiempo

Señal de referencia

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Amplitud Debido a la adición de masa en el punto indicado, el nivel de Vibración aumenta, a medida que aumente la velocidad de giro. ón de la (mils, La máxima onda micras), es la Amplitud, se puede expresar en elongaci Desplazamiento Velocidady (pulg/seg, mm/seg), o Aceleración (G´s).

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Amplitud Cuando se comparan valores globales de amplitudes, ambas señales se deben medir en el mismo rango de frecuencias y con el mismo factor de escala. RMS

PICO PICO A PICO

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Frecuencia Es el número de eventos que suceden en una escala de tiempo. Este Ventilador gira cinco veces cada segundo; Es decir, que su Frecuencia de giro es de 5 Hertz, o de 300 CPM (5 x 60). Período y Frecuencia son parámetros inversos

Un Segundo de Tiempo

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Período = 1/Frecuencia

Amplitud Y Frecuencia

La amplitud de la vibración indica la severidad del problema.  La frecuencia de la vibración indica la fuente del problema. 

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Aumento De Frecuencia Y Amplitud Al duplicar el giro del ventilador, las ondas se aprecian más cercanas unas a otras, y la frecuencia de giro pasa a ser 10 hertz o 600 CPM. Al aumentar la masa en el punto indicado, la altura de la onda se incrementa.

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Vibración: Qu é Medimos? • Desplazamiento: es la amplitud del movimiento/onda. • Velocidad: es la cantidad de desplazamiento en un tiempo. • Aceleración: es el cambio de velocidad en el tiempo. 0 90 180 270 360 Acceleration

aceleración

velocidad

Tiempo 2012-02-15 ©SKF Slide 15 [Code] SKF [Organisation]

Velocity

Displacement

desplazamiento

Desplazamiento Es la distancia que viaja un objeto desde su punto de equilibrio. Movimiento de la máquina o estructura relacionado con el esfuerzo. Es la medida dominante a bajas frecuencias (inferiores a

1200 cpm).

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Velocidad Es la rata de cambio del desplazamiento con respecto al tiempo y está relacionado con la fatiga (es el mejor indicador de la energía destructiva total). Es la medida dominante en el rango de frecuencias desde 600 cpm hasta 60.000 cpm.

Eventos en bajas y medias frecuencias (desbalanceo, desalineación, etc.) se aprecian mejor en velocidad. 2012-02-15 ©SKF Slide 17 [Code] SKF [Organisation]

Aceleración Se define como la rata de cambio de la velocidad con respecto al tiempo y esta relacionado con las fuerzas de impacto y/o choques presentes en los componentes de la máquina. Es la medida dominante dominante en altas frecuencias superiores a 60.000 cpm.

Nos indica problemas causados por impactos/choques. Eventos de altas frecuencias (rodamientos, engranajes, lubricación, etc.) se aprecian mejor en aceleración. 2012-02-15 ©SKF Slide 18 [Code] SKF [Organisation]

Cómo Medimos La Vibración? engranaje rodamiento Rotor

Vibración Global

af Alt

T IE MP

tiO me

TIEMPO

ONDA COMPLEJA EN EL TIEMPO

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ja Ba

fre

c..

rec

..

a ci en u c fre

Las señales individuales se combinan en una vibración compleja en el tiempo, denominada Vibración Espectral

Vibración Global

Es la energía vibratoria total en un rango de frecuencia: • Incluye la combinación de todas las señales vibratorias dentro de un rango de frecuencia. • No incluye las señales vibratorias fuera del rango de frecuencia especificado. • Lo representa un valor numérico en mm/s, in/s, g ´s, gE. 2012-02-15 ©SKF Slide 20 [Code] SKF [Organisation]

Onda En El Tiempo

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Vibración Espectral d a d ir e v e S = d u ti l p m A

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Frecuencia = Tipo de Problema

Análisis de Espectros FFT Engranaje Rodamiento

a alt

Desbalanceo Titeime mp o

Espectro FFT

a ci en frecu

Muestra las en componentes de lasfrecuencias vibraciones sus respectivas (dominio de frecuencias)

j ba

re aF

c..

...

fre

q.

ia nc e cu fr e

d u t li p m a

frecuencia 2012-02-15 ©SKF Slide 23 [Code] SKF [Organisation]

Unidades De Medición

Inglés

Métrico

Desplazamiento

Mils: pico/pico (p-p)

Micrones: pico/pico (p-p)

Velocidad

in/sec: rms o pico (p)

mm/seg: rms

G: pico (p)

G: rms ó mm/ sec2 : pico

Aceleracion

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Conversión Entre Medidas Para un movimiento armónico los valores pico para desplazamiento, velocidad y aceleración pueden ser calculados con las siguientes fórmulas: Velocidad = 2πf * D Aceleración = 2πf * V. = (2πf )² D. D: desplazamiento pico (pulg).

1mil pp =0,001” pp = 25,4 micras pp

F : frecuencia (ciclos/seg).

1hz.(Ciclo/seg) = 60 ciclos/min.

V: velocidad (pulg/seg).

1pulg/seg = 25,4 mm/seg.

A: aceleración (pulg/seg²)

1g = 386,1 pulg/seg² = 9,8 mm/seg²

Π

: 3,1416

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2 Configuración De Las Mediciones: Consideraciones Físicas

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Configuración De Las Mediciones Consideraciones físicas: •

Seleccionar las máquinas

•

Seleccionar los planos de medición

•

Seleccionar la posición del sensor

•

Preparar las superficies

•

Seleccionar la técnica de montaje del sensor

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Registro De Planta Es un listado de toda la planta, los equipos y los edificios que pertenecen o se usan como factoria y que est án mantenidos ún si es subcontratado. por el personal mantenimiento, Incluye las máde quinas ó equiposa que intervienen en el proceso productivo. Estas deben estar correctamente identificadas indicando su posición, tipo, consecutivo entre otros aspectos. También, es de igual manera importante, contar con un diagrama de flujo de proceso que indique las unidades ó lineas de proceso que constituyen el proceso productivo.

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Registro De Planta

Planta Unidad/Área/Línea Activos

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Matriz De Criticidad Provee una herramienta para establecer los niveles de criticidad de los equipos en la planta del cliente, en funci ón de los impactos globales en cuanto a: • Seguridad y Medio Ambiente. • Calidad y Productividad. • Tiempos operacionales y/o de Ocupaci ón. • Oportunidad de Producción. • Frecuencia de Falla. • Costos de reparación.

Esto se efect úde a con el objetivo de facilitar la toma de prioridades mantenimiento al momento de decisiones iniciar lay implementación de un programa PdM. 2012-02-15 ©SKF Slide 30 [Code] SKF [Organisation]

Matriz De Criticidad

In vem opo no rien es es .on A El Apy/cc or id co osm sde penre rsdpa ra alcies ón , aso nuc elevados iocine al me .l a ve dioloam bidenotedey ldaañ maciteón rial Ni-vve 1tihRA ó Pr uc to co ef ec to s, rgr edes óns de cida pros oduc . es. 2el 4l te oal rA ato s-me ood d ast .6te PA do el pr oce so pro duct ivo. E pem oBrn m dy/ uho nió apr zaad p oie rcprod aalni ñra ostci .ad B El ln2tisRA po Ex o po co si st cinvón ooce rre pa sg os ón ac so nlaen suportables s al me .o. ambiente o del patrimonio. Ni-vve el órtu -eos Va ac la id do.e.id prteod utiv iddi ad Do ra riede ode mi rade tiovo PA pa rt eiouri del so uctiv Ra me nt eel re .e.nsde C Ni-vel eEl l 3tira ófe po -aNo Nlme y/inoc opaf gnt co úur n st rio . pa ón so Ni Cct ec ta No Oc asi aem ona ro ece o so ogpr hore ac od eucra pa tici vrto. e de l pnroirrelevantes ceso produ.ctivo.

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Selección De Las Máquinas: Análisis De Criticidad Críticas - Si la falla o parada ocurre, se para la producción o crea serio riesgo para la seguridad. Equipos esenciales - Si la falla o parada ocurre, la producción es detenida Equipos no esenciales - Si la falla o parada ocurre, puede haber pérdida de producción, sin embargo una unidad de repuesto puede operar simultáneamente, o la reparación no afecta demasiado a la producción.

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Pensando En El Futuro

Rutas de mediciones Planillas de máquinas

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Planos De Medición





Radial – Vertical: reacción del anclaje. – Horizontal: reacción del rodamiento/soporte. Axial: En la trayectoria del eje. Empuje del eje.

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Localización Del Sensor MOTOR

Los puntos siguen la cadena cinemática:

BOMBA Motor lado libre 1 Motor lado acople 2 Caja lado acople 3 - 4 Caja Eje intermedio 5 - 6 Caja Eje Salida 7– 8 Bomba Lado Acople 9 Bomba Lado Libre 10 2012-02-15 ©SKF Slide 35 [Code] SKF [Organisation]

Acelerómetros • Dispositivos resistentes • Operan en bandas de frecuencias (desde cerca de 0 anchas Hz hasta 40 kHz o más) • Buena respuesta en altas frecuencias • Algunos modelos son aptos para altas temperaturas • Requieren electrónica adicional (puede estar dentro del mismo)

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Sensores De Velocidad • Usualmente para medir la vibración del cuerpo de la máquina o soporte. • • •

Efectivos el arango de baja frecuencia en (10 Hz aprox. 1.500 Hz) a media Generan su propia señal. Realmente, es un Acelerómetro Piezoeléctrico • Tiene un “integrador” interno, para convertir la señal a Velocidad.

•• Entrega una señal muy limpia. Útil en aplicaciones On-Line. • También en balanceo de rotores 2012-02-15 ©SKF Slide 37 [Code] SKF [Organisation]

Construcción Básica De Un Sensor Sísmico 6

3 2

5

4 1

1.CAJADELCAPTADOR 2.BOBINADEALAMBRE 3.AMORTIGUADOR

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4.MASA 5.RESORTE 6.IMAN

Sensor de Desplazamiento por Corrientes Parásitas

• Miden distancias relativas entre dos superficies •• Respuesta exactitud a bajas frecuencias Sensibilidadcon limitada en alta frecuencia • Requieren de fuente externa de alimentación 2012-02-15 ©SKF Slide 39 [Code] SKF [Organisation]

Monitoreo De Parámetros Múltiples: Velocidad Y Aceleración Espectro en Velocidad

Espectro en Aceleración

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Aplicación De Sensores 100 Desplazamiento (mils)

10

Amplitud (mils, in/sec, g’s)

1.0

Aceleración (g's)

velocidad (in/sec...)

0.1

Rango normal de operación

1 0.01 10

100

1, 000

Frecuencia (Hz)

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10,000

Disco Para Montaje Magnético De Sensores Vista Superior

Vista Lateral El disco se monta con adhesivo

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Montaje De Los Discos Para Sensores Bien

El perfil cóncavo permite el ingreso de aceite.

Mal

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Métodos De Montaje Es rápido y muy sencillo, pero esta sujeto a varias fuentes de error. Es por esto que se deben tener en cuenta los siguientes paraconfiable: garantizar una correcta medicion y la obtencionfactores de un dato • Orientación del sensor • Fuerza ejercida sobre el sensor • Posicionamiento del sensor

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Montaje Con Sensor Manual

Es rápido y muy sencillo, pero está sujeto a varias fuentes de error. Usar únicamente como último recurso en condiciones de difícil acceso.

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Montaje Con Base Magnética

Conveniente para proveer un montaje rápido y temporal. Reduce la respuesta en frecuencia en una relación de aprox. 50 % respecto de la atorn.

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Montaje Con Cemento Adhesivo

Cemento Adhesivo Epóxico

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Montaje Atornillado

mal

mal

Correcto

bien

mal

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mal

Rangos De Operación En Acelerómetros Según Tipo De Montaje

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Fijación Del Cable Protección por Salpicado Sujeción del cable

Superficie de la Máquina Protección

Fijo a la Máquina en Movimiento 2012-02-15 ©SKF Slide 50 [Code] SKF [Organisation]

Fijo

3 Configuración De Las Mediciones

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Resolución En Un Espectro De Vibración • Un Colector de Datos ¨muestrea¨

ñalsensor eléctrica provenienteladeseun de vibración. • La Rata de Muestreo, el Número de Muestras,y la longitud del Registro de Tiempo, determinan ¨Resolución¨y ¨Frecuencia

Máxima¨.

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Determinación De Fmax Velocidad Eje

Velocidad, fmax

(RPM)

Hz

RPM

100 200 500

6.000 12.000 30.000

2.400

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Aceleración, fmax Hz

CPM

Khz 60 Kcpm 21Khz 120 Kcpm 5Khz 300Kcpm

R a n g o D e F r ec u en c i a s D e A c u er d o A l Tipo De Componente

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Cálculo De La Frecuencia Maxima Ejercicio Motor: Velocidad Motor: 3585 rpm Rodamientos: 6312 y 6314 Reductor: Velocidad Entrada: 3585 rpm Velocidad Intermedia: 1800 rpm Velocidad Salida: 900 rpm Engranajes: Z1 30, Z2 50, Z3 25, Z4 60. Bomba: Velocidad Bomba: 900 rpm Número de Pistones: 9

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Características Del Espectro De Vibración • A la señal en el dominio de la Frecuencia se le denomina espectro.

numero deomuestras • El Resolución, Ancho detomadas Banda. en el tiempo determina la • La Resolución es la menor diferencia en frecuencia que puede ser detectada entre dos componentes cercanos. • En un analizador de vibraciones el ancho de banda esta determinado por el Numero de Líneas escogido. • Una Línea es el lugar de un dato en el dominio de la frecuencia. Resolución es igual a la banda base dividida entre el • La numero de líneas. 2012-02-15 ©SKF Slide 56 [Code] SKF [Organisation]

4 Configuración De Alarmas Y Manejo De Datos

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Tipos De Alarmas



Límites de valores globales Envolventes de espectros Bandas espectrales Alarmas de fase

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Norma ISO 10816 (Severidad)

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Criterios De Evaluación De Severidad • Existen criterios Generales, que aplican para gran parte de equipos. • Si se cuenta con historia confiable, se pueden ¨crear¨los niveles de Normalidad y de Alarma para cada máquina en particular. • Los programas para PdM cuentan con herramientas estadísticas para estos fines.

) k a e p ( c e s / in d a d i c o l e V

Frecuencia r.p.m. 2012-02-15 ©SKF Slide 60 [Code] SKF [Organisation]

Criterios De Evaluación De Severidad • Las Tendencias son una buena base para establecer periodicidad en las También permiten optimizar los • mediciones. tiempos para intervención de maquinaria. • En un programa de PdM deben establecerse Tendencias para múltiples parámetros: Velocidad, Aceleración, Señal Demodulada, SEE. • Los niveles de Alerta y Peligro deben ajustarse estadísticamente. 2012-02-15 ©SKF Slide 61 [Code] SKF [Organisation]

REPARAR

ALERTA

NORMAL

Tendencia Del Valor Global dd aa dd ve e S = aa bb oo GG ao V

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Fecha

Tendencia Del Valor Global

Ajuste de Curva

2012-02-15 ©SKF Slide 63 [Code] SKF [Organisation]

Envolvente De Espectro

Disparo de alarma

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Bandas Espectrales

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Alarmas De Fase

2012-02-15 ©SKF Slide 66 [Code] SKF [Organisation]

Detección vs. Análisis 



Detección Los límites de alarmas son establecidos para cada medición. Cuando el valor medido supera este límite programado, el software de mantenimiento predictivo o el colector de datos avisa al analista del problema. Análisis El análisis de las medidas de excepción proveen información sobre el problema, y sobre la causa raíz de fallas.

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5 Análisis Espectral y Análisis de Fase

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Análisis De Espectros FFT Engranaje Rodamientos

a alt

Desbalanceo Tietime mp o

j ba

re aF

c..

...

fre

q.

ia nc e cu fr e

Espectro FFT

muestra las componentes de las a ci vibraciones en sus respectivas frecuencias en e c u fr (dominio de frecuencias)

d u t li p m a

frecuencia 2012-02-15 ©SKF Slide 69 [Code] SKF [Organisation]

Funciones Forzantes En Un Espectro De Vibración • Mediante algunos cálculos, se establecen puntos específicos en un espectro, en los cuáles se centra gran parte del análisis. • La identificación de componentes dentro de un espectro, inicia al establecer la Frecuencia Fundamental, y a partir de allí, las frecuencias Sincrónicas, No-Sincrónicas, y Sub-Sincrónicas.

•

•

•

• •

•

•

6 5 4 3 2 1 0 0

2012-02-15 ©SKF Slide 70 [Code] SKF [Organisation]

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

Análisis Espectral

Colectar información de equipos Análisis (La calidad del diagnóstico será mejor cada vez que se tenga la mayor información posible de la máquina analizada)

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Técnicas De Análisis Espectral • Obtener los datos históricos de las máquinas.

Motor: Velocidad Motor: 3585 rpm

• Identificar la frecuencia de rotación de las máquinas.

Rodamientos: 6312 y 6314 Reductor: Velocidad Entrada: 3585 rpm Velocidad Intermedia: 1800 rpm Velocidad Salida: 900 rpm Engranajes: Z1 30, Z2 50, Z3 25, Z4 60.

Bomba: Velocidad Bomba: 900 rpm Número de Pistones: 9

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Técnicas De Análisis Espectral

Un análisis eficiente requiere: • Adquirir datos de vibraciones en Velocidad en tres planos, en cada cojinete (H, V, A). • Cuando sea posible, adquirir medición de fase relativa. Esto suele tener gran importancia en el diagnóstico. • Evaluar las vibraciones globales de toda la máquina:  Dónde está la fuente de vibración (mayor amplitud)  Qué dirección de medición es más importante  La frecuencia dominante tiene relación con los elementos rotantes?

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Técnicas de Análisis Espectral • Una vez identificada la frecuencia de rotación,

1X

el rango de frecuencias de delfallas, espectro, • determinar Verifique frecuencias sospechosas • Determine la severidad de la falla. d u ti l p m a

2X

3X

RPM x No. Elementos Asociados 4X

frecuencia 2012-02-15 ©SKF Slide 74 [Code] SKF [Organisation]

Modelo Espectral (Velocidad) d a d i ri e v Baja Frecuencia Media Frecuencia Alta Frecuencia e •Cavitación •Rodamientos S •Desbalanceo •Turbulencia •Engranajes = •Desalineación d •Eléctricos •Rodamientos •Lubricación u ti •Transmisión •Desajustes l p m Frecuencia = Tipo de Problema A

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Ejemplos De Espectros 1 baselinede espe ctro (norm) Espectro referencia, normal

1X 2X

3X

bearing freq..

gearmesh freq.

Firma del equipo: Colectar mediciones cuando se sabe que la máquina está en buenas condiciones.

2 Mayor que lo no normal higher than rmal en vibración signal 1 x1X r.p.m.

3

1 X velocidad de rotación es mayor que lo normal. Indica que la señal ocurre una vez por cada revolución. Típicamente causada por desalineación o desbalanceo.

Un pico mayor que lo normal, en 1X er than normal Mayor que lo ynormal en hi 1 gh xar.p.m. 1X nd bearin g frecuencia cojinete vibraciónde signals

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r.p.m., y frecuencia de falla de cojinete, indica que la frecuencia rotacional ya ha causado daño en éste.-

Armónicas

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Bandas Laterales (Sidebands) Se ubican simétricamente, a lado y lado de una frecuencia determinada, y son factor clave en la determinación de la severidad y naturaleza de una falla

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Diagrama En Cascada

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Monitoreo De Parámetros Múltiples: Velocidad Y Aceleración Espectro en Velocidad Eventos en bajas frecuencias, (desbalanceo, desalineación, etc) se aprecian mejor en el espectro en velocidad. En tanto para las fallas de altas frecuencias genera das por rodamientos o engranajes, es mejor el espectro en aceleración.

Espectro en Aceleración

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Análisis De Fase: Concepto Es la posición de una pieza que vibra en un instante dado respecto a un punto fijo o a otra pieza que vibra.

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Análisis De Fase Periodo

Ángulo de fase Límite superior

Desplazamiento amplitud pico

1 seg....

tiempo

Señal de referencia

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Análisis De Fase

Referencia angular Sensor de fase

Punto pesado

270º

Acelerómetro 0º

f

e u

r

180 º

tiempo

90 º

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360 º

a z

Interpretación De La Fase

1

4

2

5 En el transcurso de 360° de revolución del

3 2012-02-15 ©SKF Slide 84 [Code] SKF [Organisation]

eje, el cuando sensor elmide fuerza positiva punto la pesado estámáxima a 90 ° de su posición inicial (esta posición inicial fue determinada por el tacómetro). El ángulo de fase es = 90 °.

Análisis De Fase Relación de fase entre planos vertical y horizontal de un cojinete

El equipo colector normalmente capturará el paso del punto pesado, con una diferencia angular equivalente al ángulo en que están dispuestos los sensores de vibración. Relación de fase entre ambos planos radiales: “90 grados” 2012-02-15 ©SKF Slide 85 [Code] SKF [Organisation]

Análisis De Fase Relación de fase en el plano axial de dos cojinetes

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Medición De Fase (Dirección Del sensor) Figura 1

En la misma dirección la medición de fase es real

En dirección opuesta, las fases medidas se oponen 180º a la real.º .

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Figura 2

Tabla De Análisis De Fase Plano primario Masa

Radial

Masa voladizo Ax ial y radial Eje torcido Axial y radial

Frecuencia Relación de fase Dominante DESBALANCEO 1X 90°cuandoelsensorsemuevede la posición hor a la vert.. 1X

180° de cambio en elsentido axial, radial en fase DESALINEACION Angula r Axial 1X,2X 180°dediferenciaenelsentido axial y entre ambos equipos Pa ralela Radial 1X, 2X 180° de diferencia en el sentido radial, en ambos lados del acople. De vertical a horizontal, en el mismo cojinete mostrará 0° o 180° Combinación Axia l y 1X, 2X Diferencia de 180° radial y axial a radial ambos lados del acoplamiento FLOJEDADES MECANICAS Est ructura l Radial 1X Cambiodefasede180°entrela pata de la.máquina, fundación, base Patafloja Radial 1X,2X Lafasecambiacuandose aprietan los bulones Roce Axialy 1X , 2X ….10X La fase es inestable entre una radial lectura y otra

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1X

Lecturaaxialenfase

6 Análisis De Problemas Típicos De . Máquinas

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Desbalanceo

Estático

En cupla

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Desbalanceo - Diagnóstico

Desbalanceo estático vibración en toda la máquina “en fase”

Desbalanceo en cupla vibración en toda la máquina “desfasada 180 grados 2012-02-15 ©SKF Slide 91 [Code] SKF [Organisation]

Desbalanceo - Causa Y Efecto

1x Alta 1 x

Armónicas de 1 x bajas

2x

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3x

Desalineación Desalineación Angular

Desalineación Paralela

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Desalineación - Causa Y Efectos Desalineación angular

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Desalineación paralela

Desalineación - Diagnóstico

Alta 1X y-o 2X, 3X

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Desalineación - Resúmen Desalineación Angular

Mediciones axiales en los cojinetes, a ambos lados del acoplamiento, desfasadas 180 grados Desalineación Paralela

Mediciones radiales en los cojinetes, en ambos lados del acoplamiento, desfasadas 180 grados.

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Cojinetes Desalineados

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Soltura Mecánica

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Soltura Mecánica - Diagnóstico

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La Fase En La Soltura Estructural

Comportamiento Normal:

Mediciones verticales entre soporte, base metálica, y base de concreto, desfasadas menos de 30 grados. Comportamiento Anormal: Mediciones verticales entre soporte, base metálica, y base de desfasadas entre 0 y concreto, 180 grados.

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Eje Torcido

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Eje Torcido - Diagnóstico 1 - Las mediciones axiales en los extremos de la máquina, tienen típicamente 180 de desfasaje, 2 - Las mediciones radiales están típicamente en fase.

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Resonancia Margen de Separación

Primer crítica

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Velocidad de operación

Segunda crítica

7 Monitoreo De Rodamientos -Métodos de Procesamiento-

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¿Porqué Fallan Los Rodamientos? Lubricación inadecuada - excesiva - insuficiente - contaminada

Excesiva carga causada por: - desalineación - desbalanceo - eje tor cido excentricidad - e tc .

Impronta en pista exterior 2012-02-15 ©SKF Slide 105 [Code] SKF [Organisation]

Incorrecto manipuleo o montaje Tiempo

Curva Típica De Falla De Rodamientos Vibración Período de alarma

Falla del rodamiento

Detección por emisión acústica Detección por ruido

Inicio de la falla Detección vibracionespor

Tiempo

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Etapas De La Avería Eta1pa

Eta2pa Aparecen armónicas de frecuencias de defectos

No hay cambio aparente en el espectro de velocidad Rango de Frec. Fundamentales

Rango de Armónicas

Etapa 3 Aparecen frecuencias fundamentales de defectos, y pueden tener bandas laterales

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Etapa 4 Las armónicas de defectos desarrollan múltiples bandas laterales. La frecuencia fundamental crece, también con b.l.

Frecuencias De Fallas De Rodamientos BPFO Frecuencia de falla en pista exterior BPFI Frecuencia de falla en pista interior BSF Frecuencia de rotación de los elementos rodantes FTF Frecuencia de rotación de la jaula

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Espectro De Frecuencias De Fallas

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Procesamiento De Señales 

Envolvente

 SEE 

(spectral emitted energy)

HFD (high frequency detection)

Valor global de vibraciones ( incluida la señal de falla del rodamiento)

señal de falla del rodamiento

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Envolvente 1 - Espectro típico en velocidad

2 - Proceso de envolvente en aceleración

El filtro pasabanda especificado teniendo en cuenta es la frecuencia armónica de falla que sea de interés.

3 - Proceso de envolvente de aceleración Los eventos en bajas frecuencias son filtrados (eliminados). Se hace un zoom en las armónicas de alta frecuencia, dado que bajas dentroydel ruido. Estasson luego sonseñales, demoduladas expresadas en la frecuencia del defecto fundamental.

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4 - Espectro de envolvente de aceleración Frecuencia del defecto fundamental

Señal resultante de envolvente medida en gE Armónicas de la fundamental

Filtro De Envolvente Filtro Pasabanda

acelerómetro

Detector de envolvente

Espectro FFT

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Tablas De Severidad Envelope

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SEE Technology: Energía Espectral Emitida

Detección de: • Problemas de lubricación • Defectos incipientes en rodamientos y engranajes

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SEE

Análisis Numérico

0 – 3 No identifica problemas 3 – 20 Problema de lubricación, contaminación, defecto de rodamiento con poca carga, o pequeña avería con carga normal. 2 0 - 10 0 Defecto de rodamiento o contaminación del lubricante > 100 Problema severo de rodamiento “Se recomienda que use esta carta solamente como guía. Su experiencia en la tendencia de las mediciones determinará el camino válido”.

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Zona de carga de rodamiento

SEE

Análisis De Espectros

La medición SEE monitorea la frecuencia ultrasónica en que ocurre esta emisión (150 - 500 kHz) y filtra todos los eventos rotacionales. Las señales acústicas provenientes de defectos de rodamientos incipientes son resaltados y mostrados como picos a la frecuencia de defecto.

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HFD - High Frequency Detection Monitoreo en el rango de alta frecuencia (defectos de rodamientos)  Usa sensor en resonancia para amplificar la señal de baja energía Indica con un valor numérico el estado bueno-malo 

frecuencia

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8 Tablas de Diagnóstico de . Vibraciones

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ISO 10816: Tabla De Diagnóstico De Vibraciones (Eje Horizontal)

Desbalanceo

Excesiva Excesiva Excesiva Excesiva vibración vibración vibración vibración horizontal vertical axial estructural indica: indica: indica: indica: SI NO NO NO HORIZ.>AXIAL

Desa lineación Flojedades Fallas eléctricas

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.

NO

SI

SI

NO

AXIAL>HORIZ.

SI

SI

NO

SI

VERT.=HORIZ.

.

.

.

Corltaa r alimentación eléc. Si la vibración cesa el srcen es eléctrico

ISO 10816: Tabla De Diagnóstico De Vibraciones (Cantilever)

Desbalanceo Desalineación Flojedades Fallas eléctricas

Excesiva Excesiva Excesiva Excesiva vibración vibración vibración vibración horizontal vertical axial estructural indica: indica: Indica: indica: SI NO SI NO HORY . AXIAL> VERTICAL SI NO SI NO HORIZ.YAXIAL > VERTICAL SI SI NO SI VERT.=HORIZ. .

.

.

.

Corltaar alimentación eléc. Si la vibración cesa el srcen es eléctrico

Usar fase para diferenciar desbalanceo de desalineación 2012-02-15 ©SKF Slide 120 [Code] SKF [Organisation]

ISO 10816: Tabla De Diagnóstico De Vibraciones (Eje Vertical)

Desbalanceo

Excesiva

Excesiva

vibración radial 1 Indica: SI

vibración vibración vibración radial 2 axial estructural indica: Indica: indica: NO NO NO RADIAL>AXIAL

Excesiva

Excesiva

Desalineación

SI

NO

SI

NO

Flojedades

SI

NO

NO

SI

Fallas eléctricas

.

.

.

.

RADIAL>AXIAL

Corltaar alimentación eléc. Si la vibración cesa el srcen es eléctrico

RADIAL 1 Y RADIAL 2 DIFIEREN EN 90 GRADOS 2012-02-15 ©SKF Slide 121 [Code] SKF [Organisation]

Plano primario M asa

Radial

Masa v oladizo Axial y radial Eje torcido Axial y radial

Frecuencia Relación de fase Dominante DESBALANCEO 1X 90°cuandoelsensorsemuevede la posición hor a la vert.. 1X

180° de cambio en el sentido axial, radial en fase DESALINEACION Angular Axia l 1X,2X 180°dediferenciaen elsentido axial y entre ambos equipos Para lela Radial 1X, 2X 180° de diferencia en elsentido radial, en ambos lados del acople. De vertical a horizontal, en el mismo cojinete mostrará 0° o 180° Combinación Axial y 1X, 2X Diferencia de 180° radial y axial a radial ambos lados del acoplamiento FLOJEDADES MECANICAS Est ructural Radial 1X Cambiodefasede180°entrela pata de la.máquina, fundación, base Patafloja Radial 1X,2X Lafasecambiacuandose aprietan los bulones Roce Axia ly 1X , 2X ….10X La fase es inestable entre una radial lectura y otra

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1X

Lecturaaxia lenfase

Práctica 1

Medición de la amplitud global producida por el desbalanceo

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Práctica 2

Toma de espectros FFT Utilización del colector analizador

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Fase - Revisión 1

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Fase - Revisión 2

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Fase - Revisión 3

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Revisión

.

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