Diagnóstico de fallas en rodamientos mediante técnicas de análisis de vibraciones
INTRODUCCIÓN
Hoy en día la mayoría de las industrias modernas dentro de sus programas de mantenimiento predictivo, utilizan el monitoreo y análisis de las vibraciones con el fin de establecer cuál es el estado de salud mecánica de las máquinas y en particular de sus elementos más críticos como son los rodamientos, descansos y engranajes, y de esta manera prevenir fallas catastróficas. Sin embargo cuando las máquinas giran a baja velocidad, el análisis se complica debido principalmente a que la magnitud de las fuerzas dinámicas que generan las vibraciones decrece con la velocidad de rotación. Por ejemplo, el desbalanceamiento genera una fuerza centrífuga proporcional al cuadrado de la velocidad. Adicionalmente, las máquinas de baja velocidad típicamente son de mayor tamaño y peso, por lo tanto, la señal de vibración medida sobre el alojamiento de los descansos es frecuentemente de muy baja amplitud y con una baja razón señal-ruido.
Hoy en día la mayoría de las industrias modernas dentro de sus programas de mantenimiento predictivo, utilizan el monitoreo y análisis de las vibraciones con el fin de establecer cuál es el estado de salud mecánica de las máquinas y en particular de sus elementos más críticos como son los rodamientos, descansos y engranajes, y de esta manera prevenir fallas catastróficas. Sin embargo cuando las máquinas giran a baja velocidad, el análisis se complica debido principalmente a que la magnitud de las fuerzas dinámicas que generan las vibraciones decrece con la velocidad de rotación. Por ejemplo, el desbalanceamiento genera una fuerza centrífuga proporcional al cuadrado de la velocidad. Adicionalmente, las máquinas de baja velocidad típicamente son de mayor tamaño y peso, por lo tanto, la señal de vibración medida sobre el alojamiento de los descansos es frecuentemente de muy baja amplitud y con una baja razón señal-ruido.
OBJETIVO GENERAL
Diagnosticar la falla de rodamientos en un Motor de Inducción Jaula de Ardilla WEG MOTORES LTDA modelo 112M-990 aplicando técnicas de análisis de vibración.
PRÁCTICAS REALIZADAS.
1-. Severidad de la vibración de acuerdo a IRD Mechanalisys.
Donde estos valores se buscaron en la grafica de severidad de la vibración de acuerdo a IRD Mechanalisys, mosnstrandonos la severidad de la vibración presentes en nuestra maquina
De todo lo hecho obtuvimos que la severidad de la vibracion en este motor es suave teniendo en cuenta los valores de las rpm y de las rms del motor.
2.- Diagnostico de fallas por el criterio de las vibraciones acorde con ISO 10816-1.
En este caso se implemento la instalación del analizador; para el cual nos permitiría observar el espectro del la frecuencia natural y dar un diagnostico correcto sobre el equipo en este caso el motor que estuvo sometido a prueba. Para esto el analizador CSI 2120 se alimento, luego se colocó el cable amortiguado (UPR) al analizador y en el otro extremo al acelerómetro.
El acelerómetro se instaló en el motor de forma cuidadosa talque en una parte plana del motor (encima del rodamiento) quedara firme y libre de inestabilidad; paso a seguir fue el encendido del analizador lo que con lleva a la configuración de este mismo para hacer la medición correspondiente.
A continuación se puso en marcha el motor por lo cual nos arrojo los siguientes resultados.
Velocidad efectiva RMS mm/s con un valor tal de 0.7366 mm/s.
Una ves obtenido la velocidad efectiva, se puede diagnosticar que nuestra maquina se encuentra en la clasificación “B”; lo que quiere decir: satisfactoria, siendo este nivel de vibración aceptable operado por tiempos indeterminados. Esto fue con respecto a la tabla 3-2 (ver anexo 2).
3.- Las frecuencias fundamentales de deterioro de un rodamiento.
Un rodamiento tiene un defecto tal como una grieta en una de sus pistas, habrá un impacto cada vez que uno de los elementos rodantes pase sobre ella . Esos impactos excitan los modos de vibración del rodamiento y del bloque que lo soporta, de la misma forma que una campana suena cuando es golpeada y la vibración obtenida se ve amortiguada en dependencia de las características del sistema mecánico en cuestión. Esto resulta en una serie de “golpes resonantes” muy cortos que suceden a la velocidad de paso de las bolas.
4.- Método de aproximación para los cálculos de las frecuencias que determinar fallas en los cojinetes.
Cuando no se conoce que cojinetes están instados en la maquinaria ala cual se analizaran las frecuencias para determinar fallas en los cojinetes se usan las siguientes formulas para ayudarse a calcular las frecuencias aproximadas para determinar fallas en los cojinetes.
En este caso se hará una interacción en la cual el valor n que es igual al numero de rodillos, se hará varíar su valor dependiendo de las proporciones físicas de las maquina a analizar. Determinadas por las siguientes notas.
Notas:
1.- Para motores, bombas, ventiladores, compresores, etc. Estime 7 a 16 rodillos.
2.- Para cojinetes grandes de rodillos, estime más de 16.
A lo cual, en nuestro caso caerá en el primer punto de las notas, ya que nuestra maquina es una bomba de proporciones físicas medianas.
Por lo que nuestros valores de “n”, los haremos variar en un rango de 7 a 16 rodillos.
Video de la realización de las prácticas, donde se muestra brevemente como se debe de instalar el análizador de vibraciones, utilizado en las practicas.
PRÁCTICAS REALIZADAS.
- Severidad de la vibración de acuerdo a IRD Mechanalisys.
- Diagnostico de fallas por el criterio de las vibraciones acorde con ISO 10816-1.
- Las frecuencias fundamentales de deterioro de un rodamiento.
- Método de aproximación para los cálculos de las frecuencias que determinar fallas en los cojinetes.
1-. Severidad de la vibración de acuerdo a IRD Mechanalisys.
Se obtuvo de la placa característica de un motor trifásico de inducción de jaula de ardilla las rpm que fueron de 3480 y ademas de un acelerómetro obtuvimos las rms del mismo motor para poder así obtener la severidad de la vibración con un valor tal de 0.7369 mm/seg.
Donde estos valores se buscaron en la grafica de severidad de la vibración de acuerdo a IRD Mechanalisys, mosnstrandonos la severidad de la vibración presentes en nuestra maquina
De todo lo hecho obtuvimos que la severidad de la vibracion en este motor es suave teniendo en cuenta los valores de las rpm y de las rms del motor.
2.- Diagnostico de fallas por el criterio de las vibraciones acorde con ISO 10816-1.
En este caso se implemento la instalación del analizador; para el cual nos permitiría observar el espectro del la frecuencia natural y dar un diagnostico correcto sobre el equipo en este caso el motor que estuvo sometido a prueba. Para esto el analizador CSI 2120 se alimento, luego se colocó el cable amortiguado (UPR) al analizador y en el otro extremo al acelerómetro.
El acelerómetro se instaló en el motor de forma cuidadosa talque en una parte plana del motor (encima del rodamiento) quedara firme y libre de inestabilidad; paso a seguir fue el encendido del analizador lo que con lleva a la configuración de este mismo para hacer la medición correspondiente.
A continuación se puso en marcha el motor por lo cual nos arrojo los siguientes resultados.
Velocidad efectiva RMS mm/s con un valor tal de 0.7366 mm/s.
Una ves obtenido la velocidad efectiva, se puede diagnosticar que nuestra maquina se encuentra en la clasificación “B”; lo que quiere decir: satisfactoria, siendo este nivel de vibración aceptable operado por tiempos indeterminados. Esto fue con respecto a la tabla 3-2 (ver anexo 2).
3.- Las frecuencias fundamentales de deterioro de un rodamiento.
Un rodamiento tiene un defecto tal como una grieta en una de sus pistas, habrá un impacto cada vez que uno de los elementos rodantes pase sobre ella . Esos impactos excitan los modos de vibración del rodamiento y del bloque que lo soporta, de la misma forma que una campana suena cuando es golpeada y la vibración obtenida se ve amortiguada en dependencia de las características del sistema mecánico en cuestión. Esto resulta en una serie de “golpes resonantes” muy cortos que suceden a la velocidad de paso de las bolas.
4.- Método de aproximación para los cálculos de las frecuencias que determinar fallas en los cojinetes.
Cuando no se conoce que cojinetes están instados en la maquinaria ala cual se analizaran las frecuencias para determinar fallas en los cojinetes se usan las siguientes formulas para ayudarse a calcular las frecuencias aproximadas para determinar fallas en los cojinetes.
En este caso se hará una interacción en la cual el valor n que es igual al numero de rodillos, se hará varíar su valor dependiendo de las proporciones físicas de las maquina a analizar. Determinadas por las siguientes notas.
Notas:
1.- Para motores, bombas, ventiladores, compresores, etc. Estime 7 a 16 rodillos.
2.- Para cojinetes grandes de rodillos, estime más de 16.
A lo cual, en nuestro caso caerá en el primer punto de las notas, ya que nuestra maquina es una bomba de proporciones físicas medianas.
Por lo que nuestros valores de “n”, los haremos variar en un rango de 7 a 16 rodillos.
Video de la realización de las prácticas, donde se muestra brevemente como se debe de instalar el análizador de vibraciones, utilizado en las practicas.
Si desea bajar detalladamente las praticas realizadas, Reporte.doc
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