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  • Ing. Cesar Lpez Lamadrid Analista Cat. II

  • Por qu llevar el curso?

    Las mquinas y estructuras vibran en respuesta a una o ms fuerzas excitadoras. La magnitud de la vibracin no solamente depende de la fuerza sino tambin de las propiedades del sistema (masa, rigidez y amortiguacin) y ambas dependen de la velocidad de la mquina.

    Hablar de anlisis vibracional en la actualidad se relaciona a un ahorro significativo en una parada de planta, implementacin de programas de mantenimiento, identificar problemas por diseo, por fabricacin, por instalacin, desgaste, y ayuda a establecer causas de fallas crnicas.

  • Una vibracin es el cambio de posicin de un cuerpo (mecnico o estructural) en el tiempo respecto a una posicin de equilibrio, generada por una o varias fuerzas oscilatorias llamadas fuerzas excitadoras.

    Qu es vibracin?

    Vibracin = Fuerza Dinmica / Resistencia Dinmica

    Qu es el anlisis vibracional?

    Se define el anlisis vibracional, como al conjunto de tcnicas que

    permite el diagnstico de mquinas y sistemas a partir de la evaluacin de la seal vibracional que provienen de estas mquinas y sistemas

  • Por qu es til en la industria?

    En una industria se busca aumentar la eficiencia de una mquina, logrando aumentar el rendimiento de produccin y mantener o mejorar la calidad de los productos. Las vibraciones son una forma de energa que se desperdicia, en la prctica se busca que la vibracin en una maquina sea la menor posible, ya que siempre habrn vibraciones producto de la transmisin de fuerzas cclicas a travs de los mecanismos, los mismos que presentaran desgaste por su funcionamiento normal, aumentando el nivel vibracional del equipo.

    El anlisis vibracional tambin juega un papel muy importante en la evaluacin de condicin para el mantenimiento predictivo, es mejor corregir un problema antes que falle la maquina. Eficiencia

    Vibraciones

  • Donde encontramos las vibraciones?

  • Steam Trap .- trampas de vapor

    Herramientas para realizar un mantenimiento predictivo

  • Grados de conocimientos de un analista de vibraciones

    Analista Categora IV

    A. Avanzado ( ODS y AME) Uso de funciones cruzadas

    Analista Categora III

    A. Forma de Onda A. Orbitas

    Analista Categora II

    A. Espectral Diagnostico

    Analista Categora I

    Fundamentos Criticidad

  • ORIGEN DE LAS VIBRACIONES Y SU

    UTILIDAD (I)

  • La vibracin es el movimiento repetitivo de una mquina o estructura que visualmente no es detectable (si los valores son pequeos), pero s es perceptible al tocar y a veces puede orse. Muchas de las vibraciones de mquina son peridicas.

    Una amplitud diferente de vibracin podra ser medida en el eje, cojinetes y chumaceras, ya que depende mucho de la localizacin del sensor.

    El anlisis de vibracin juega un rol importante en el Programa de Mantenimiento Predictivo, en la cual se detectan fallas incipientes, para planificar la reparacin en el momento ms adecuado.

  • Registro del movimiento vibratorio

    del rotor descrito en la figura 1.1 en

    la direccin vertical.

    Se puede apreciar un sensor

    uniaxial, el cual genera una

    respuesta en la direccin que es

    montado.

  • Qu es un patrn de vibracin?

    Comnmente llamada firma vibracional , es un

    indicativo de la condicin de la maquina, por medio

    de el se puede afirman una condicin normal o

    descubrir y evaluar las fallas sin necesidad de parar

    mi maquina.

    Qu tipos de vibracin puedo encontrar en las maquinas?

    Buenas: Zarandas, fajas, estabilizadores, etc.

    Malas: Toda vibracin en mquinas estacionarias.

  • Es un movimiento peridico que queda descrito en funcin del tiempo por una funcin

    armnica (seno o coseno).

    Si se desplaza la masa, hasta una cierta distancia del punto de equilibrio, y despus se

    suelta, el resorte la regresar al equilibrio. Para entonces, la masa tendr algo de

    energa cintica y rebasar la posicin de equilibrio y desviar el resorte en la direccin

    opuesta, si no hubiera friccin en el sistema, la oscilacin continuara en la misma

    proporcin y en la misma amplitud para siempre.

    Movimiento armnico simple

  • Vibracin compleja

    En el anlisis de maquinarias,

    estas formas de ondas son muy

    comunes, ya que una maquina

    posee varios componentes

    girando a diferentes frecuencias,

    lo que fsicamente se tendra son

    varias frecuencias forzadas, que

    ocurren al mismo tiempo,

    entonces la vibracin resultante

    ser una suma de las vibraciones

    a cada frecuencia

  • Fuentes de Vibracin

    Funcin que realiza (bombas, motores, ventiladores, etc.)

    Diseo Inadecuado (FN, sobrecargas, sobredimensionamiento)

    Fabricacin (porosidades, imperfecciones)

    Proceso (cavitaciones, reflujos, etc.)

    Montaje o Instalacin (patas cojas, desalineamiento, etc.)

    Desgaste y sobrecarga

    Mala Operacin

    Mal Mantenimiento

    Toda vibracin es causada esencialmente por fuerzas que se

    generan en el interior de la mquina o por fuerzas externas aplicadas

    sobre la mquina.

  • Tipos de Vibracin

    Hay cinco tipos de fuerzas que causan vibraciones: armnicas, peridicas,

    impulsivas, pulsaciones y aleatorias

    Fuerzas que causan vibraciones peridicas son los ms comunes, y se dan a la velocidad de operacin (Desbalance generalmente).

    La vibracin impulsiva se relaciona a las fallas de los rodamientos o engranajes con dientes rotos. La vibracin aleatoria se relaciona a los problemas de flujos en las bombas, cavitacin y recirculacion. Las vibraciones pulsantes son causadas por la suma de dos vibraciones cuyas frecuencias son similares no iguales, deslizamientos en los motores elctricos con la FL.

  • Fuerzas Vibratorias

    Las fuerzas vibratorias, ocasionan los problemas de excesiva vibracin, identificando estas fuerzas podremos realizar un buen anlisis, los problemas frecuentes son: Mala Calidad de la Mquina ( fallas de fabricacin ) Errores de Montaje

    Desalineamiento Excentricidad Distorsin Soltura

    Defectos Estructurales y de Materiales Distorsin Trmica Lubricacin Pobre Desbalance

    Otros problemas que se encuentran son los defectos metlicos en los rodamientos, estas fallas son localizadas, adems una mala lubricacin con presencia de impurezas pueden ocasionar trabaduras o bloqueos, tales vibraciones son impulsivas y causan aumento de temperatura. La operacin y la falta de mantenimiento son fuentes de vibracin .

  • Efectos de la Vibracin

    Falla por Fatiga .- Un ejemplo claro son las tuberas, ductos o estructuras soportes. (V>F o F>V)

    Perdida de la Calidad del Producto .- Un ejemplo claro son las maquinas de precisin, fresa, torno o imprentas.

    Molestias al Personal .- Un ejemplo podra ser el ruido, o el nerviosismo que causa trabajar en un edificio que tiene excesiva vibracin. (ISO-2631)

    Se pueden entender el termino efectos, como los resultados de las vibraciones indeseadas

  • Usos de la Vibracin

    Pruebas de Aceptacin

    Mantenimiento Predictivo

    Fabricacin

    La gran ventaja se da, en que no se pierde tiempo desmontando la

    maquina, y al ser un mtodo no invasivo puede ejecutarse en cualquier

    momento.

    Las pruebas de aceptacin de equipos nuevos o reparados es uno de

    los usos ms antiguos de las vibraciones.

    El mantenimiento predictivo, ejecuta varias tcnicas, pero dependen del

    uso de las vibraciones como tecnologa principal para evaluar la

    condicin de una mquina.

    En la fabricacin es muy importante, ya que el fabricante tiene unos

    parmetros de diseo, los cuales deben ser respetados antes de

    entregar un equipo.( Frecuencias Naturales)

  • Mantenimiento Predictivo

    Monitoreo Diagnstico de Fallas Evaluacin de la Severidad

    El patrn de vibracin medido es un indicativo de la condicin de la mquina, este utilizado para; afirmar la condicin normal, descubrir y evaluar la severidad de las fallas. Esta informacin se usa para; evaluar la calidad de mquinas nuevas o reparadas y para programar los mantenimiento basados en una baja de la eficiencia o el peligro de una falla inminente. La evaluacin de severidad es basado en la coleccin de datos y a la experiencia del analista.

    La evaluacin proporciona informacin para planificar el mantenimiento y determinar el mejor momento para detener la fabricacin y arreglar el problema.

  • Se obtiene de procesar la onda en el tiempo con la

    funcin FFT (Transformada rpida de Fourier).

    El espectro presenta la amplitud vibracional en el eje

    y y la frecuencia en el eje x.

    La amplitud indica cuanto le duele a la mquina,

    mientras la frecuencia, donde le duele.

    Mayormente se mide en modo velocidad, pero

    tambin puede ser medido en desplazamiento o

    aceleracin (baja/alta frec.)

    Anlisis del Espectro Frecuencial

  • Forma de onda compleja y el espectro de frecuencias

  • Medicin y Anlisis

    Tigger, angulo de fase

  • El grfico superior se llama un espectro. El espectro es la descomposicin de la seal de vibracin en el dominio del tiempo a un grafico en el dominio de la frecuencias (en la escala horizontal).

  • El colector de datos es pre programado y cargado en una computadora para aceptar y almacenar los datos adquiridos de las mquinas en una ruta. Despus de la adquisicin, los datos son descargad