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Centro de EstudiosIngeniera de Mantenimiento
Curso de InstruccinISO 18436-2, Categora I
Material de apoyo elaborado expresamente para el curso de instruccinISO 18436-2, Categora I, confeccionado a partir de una seleccin rigurosa de las diapositivas
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Copyright 2007
Centro de Estudios en Ingeniera de MantenimientoAve. 114 No. 11901. Edificio 12. Campus CUJAE.
Marianao. Ciudad de la Habana. Cuba.
Palomino M., Evelio.
Curso de Instruccin ISO 18436-2, Categora I.
Vibrasoftes una marca registrada del
Centro de Estudios de Ingeniera deMantenimiento, CEIM - CUJAE
Todos los derechos reservados. Prohibida
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CURSO DE INSTRUCCIN ISO 18436-2, Categora I
Evelio Palomino Marn, Doctor en Ciencias Tcnicas, Ingeniero Mecnico
PROFESOR DE VIBROACSTICA APLICADA
CEIM Centro de Estudios Ingeniera de MantenimientoAve. 114 No. 11901. Edificio 12. Campus CUJAE.Marianao. Ciudad de la Habana. CUBA
Tel: +(537) 266.36.42E-mail: [email protected]
EVELIO PALOMINO MARN, La Habana, Cuba 1957. IngenieroMecnico 1981, Universidad Politcnica de la Habana Jos A.Echeverra (CUJAE), Centro Rector de la enseanza de laIngeniera y la Arquitectura en Cuba. Grado Cientfico de Doctor en
Ciencias Tcnicas, CUJAE, Cuba. Profesor de Condition Monitoringy Alineacin Lser, CUJAE, Cuba. Adiestrado en el Instituto deVibroacstica Aplicada, Politcnica de Pznan, Polonia 1988-89 yen el Instituto de Investigaciones de la Construccin de Maquinarias,
Academia de Ciencias, Mosc 1990-91. Ms de veinticinco aos deexperiencia profesional ejerciendo ctedra universitaria y
participando en la solucin de problemas de investigacin y desarrollo en las ramas delAzcar, el Petrleo, la Generacin Elctrica, la Pesca, el Cemento, la Salud, el Turismo,la Sideromecnica, las Fuerzas Armadas y el Nquel entre otras, incluyendo la formacin
de personal tcnico especializado. Profesor Invitado, Universidad Nacional ExperimentalPolitcnicaAntonio Jos de Sucre, Puerto Ordaz, Venezuela 1993-94, Universidad delos Andes (UNIANDES), Santa Fe de Bogot, Colombia 1998, Universidad Tcnica deOruro, Universidad Mayor de San Andrs y Universidad Mayor de San Simn, Bolivia2000-2007. Premio Anual de la Comisin Nacional de Grados Cientficos por Mejor Tesisde Doctorado en Ciencias Tcnicas. Tres veces Distincin Especial del Ministro deEducacin Superior de la Repblica de Cuba por Trabajo Distinguido en la Enseanzade Postgrado y las Investigaciones Cientficas. Premio Anual de la Academia de
Ciencias de Cuba por sus aportes cientficos en el campo de las Vibraciones y elDiagnstico Mecnico. Premio Relevante en el XIV Forum Cubano de Ciencia y Tcnicapor sus aportes durante ms de 25 aos a la Industria Cubana. Jefe de la Divisin deIngeniera de las Vibraciones, Ruido y Diagnstico del Centro de Estudios en Ingenierade Mantenimiento, CEIM. Miembro del Tribunal Nacional y de la Comisin Nacional deGrado Cientfico. Presidente del Comit Tcnico de Normalizacin en Vibraciones y
Acstica de la Repblica de Cuba. Consultor de Condition Monitoringy Alineacin Lser
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Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
ISO 18436 Condition monitoring and diagnosticsof machines Requirements fortraining and certification of personnel
NC-ISO 18436MONITORADO DE ESTADO Y DIAGNSTICO DE MQUINAS
REQUERIMIENTOS PARA EL ADIESTRAMIENTO Y LACERTIFICACIN DEL PERSONAL
NC-ISO 18436MONITORADO DE ESTADO Y DIAGNSTICO DE MQUINAS
REQUERIMIENTOS PARA EL ADIESTRAMIENTO Y LACERTIFICACIN DEL PERSONAL
Certificacin del personal
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
Parte 1: Requerimientos para las entidadescertificadoras y el proceso de certificacin.
Parte 2: Monitorado de estado y diagnstico porvibraciones.
Parte 3: Requerimientos para las entidadesentrenadoras.
Parte 4: Gestin y anlisis de la lubricacin. (DIS)
Parte 5: Termografa. (DIS)
Parte 6: Diagnstico y pronstico. (DIS)
Parte 7: Especialistas en el monitorado de estado.(DIS)
NC/ISO 18436-2
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
Categora I: Preparado para medir vibracionescorrectamente.
Categora II: Anlisis bsico espectral de vibraciones
a un canal.
Categora III: Tcnicas avanzadas de diagnstico a doscanales y establecimiento de programasde monitorado.
Categora IV: Anlisis multicanal y dinmica de rotores.
Categoras
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
50 Preguntas50 Preguntasde seleccide seleccin mn mltipleltiple
Aprobado 75%Aprobado 75%
Examen final Categora I, ISO 18436-2
2 Horas de Duraci2 Horas de Duracinn
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Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
Elementos de MediciElementos de Medicinny Any Anlisis de Vibracioneslisis de Vibracionesen Men Mquinas Rotatoriasquinas Rotatorias
Evelio PalominoEvelio Palomino
Literatura bsica
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
Tema I
Fundamentos del MantenimientoFundamentos del Mantenimiento
DivisiDivisin de Ingeniern de Ingeniera de las Vibraciones, Ruido y Diagna de las Vibraciones, Ruido y Diagnsticostico
Curso para CertificaciCurso para Certificacin Categorn Categora Ia I NC/ISO 18436NC/ISO 18436--22
Dr. Ing. Evelio Palomino MarnPRESIDENTE
Comit Tcnico Cubano de NormalizacinVibraciones y Acstica NC/CTN-98
Centro de EstudiosIngeniera de Mantenimiento
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
OrganizaciOrganizacin.n.
UbicaciUbicacin geogrn geogrfica de la instalacifica de la instalacin.n.
RRgimen de produccigimen de produccin.n.
Edad tEdad tcnica y estado de las mcnica y estado de las mquinas.quinas.
TecnologTecnologa y grado de automatizacia y grado de automatizacin.n.
FormaciFormacin del personal.n del personal.
xito del mantenimiento
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
Reducir las paradas imprevistas.Reducir las paradas imprevistas.
Conservar la capacidad de trabajo de lasConservar la capacidad de trabajo de lasinstalaciones.instalaciones.
Reducir las pReducir las prdidas econrdidas econmicas.micas.
Objetivos generales del mantenimiento
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Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
Conciencia acercade los equipos del
entorno
PROTECCIPROTECCIN AUDITIVA!!!N AUDITIVA!!!
Condiciones de operacin no habituales
Acceso a equipos
Exposicin a elementos rotatoriosTemperaturas extremas
MantMantngase alejado de los ejesngase alejado de los ejes
Seguridad ante todo
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
ReactivoReactivo
PROACTIVOPROACTIVO
Contra AverContra Averaa
SS
DefectoDefecto--Causa?Causa?
CorrectivoCorrectivoPreventivoPreventivo
Sin identificarSin identificar IdentificadoIdentificado
NoNo
AverAvera?a?
La accin de mantenimiento
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
Contra AverContra Averaa
SSReactivoReactivo
DefectoDefecto--Causa?Causa?
PREDICTIVOPREDICTIVO
PreventivoPreventivo
Sin identificarSin identificar IdentificadoIdentificado
Fabricante
Estadstica y fiabilidad
Diagnstico
PROACTIVOPROACTIVO
NoNo
AverAvera?a?
La planificacin del mantenimiento
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
Forma de planificar y organizar elForma de planificar y organizar el
mantenimiento, en virtud de la evolucimantenimiento, en virtud de la evolucin deln delcomportamiento meccomportamiento mecnico de la maquinarianico de la maquinariaindustrial.industrial.
El Mantenimiento Predictivo
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Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
Es una forma deEs una forma de
GERENCIAR LA ACTIVIDAD DEGERENCIAR LA ACTIVIDAD DEMANTENIMIENTOMANTENIMIENTO
El Mantenimiento Predictivo
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
Mantenimiento ineficaz
t
A
Reemplazo
Servicio peridico
- Daos / averas muy severos- Estado de alerta necesario las 24 horas del da- Es necesario un stock de piezas de repuesto
muy grande- Paradas de las mquinas dilatadas y no
planificadas
+ Uso de toda la vida til de la maquinaria
1
2 3
Mantenimiento Contra Avera
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
+ Daos / averas menores+ Paradas de maquinaria planificadas
- No se aprovecha del todo la vida til de la mquina- Demasiadas reparaciones (innecesarias)
intervalo inadecuado
A
Servicio peridico
Reparacin
intervalo adecuado
t
1
2 3
Mantenimiento Preventivo Planificado
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
1
2 3
+ Piezas de repuesto y reparaciones basadas en condicin+ Aprovecha la vida til de la maquinaria al 100%+ No existen daos por reaccin en cadena+ Confiabilidad en el proceso productivo
- Esfuerzos / costos en chequeo de condicin
A
Servicioperidico
Servicioperidico
Mantenimiento basado en condicin
t
Alerta
Alarma
Localizacin de fallos y eliminacin del defecto
Mantenimiento Basado en Condicin
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Se logra el ahorro de los recursos alSe logra el ahorro de los recursos al planificarplanificarlas intervencioneslas intervenciones de acuerdo con elde acuerdo con el estadoestadode las mde las mquinasquinas..
Conociendo con anterioridad laConociendo con anterioridad la causa de loscausa de los
defectosdefectos, se elaboran y planifican los, se elaboran y planifican losvolvolmenes de trabajo y las necesidades demenes de trabajo y las necesidades depiezas de repuesto.piezas de repuesto.
Con el Mantenimiento Predictivo
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
Conocimiento necesario para pronosticar elConocimiento necesario para pronosticar elcomportamiento meccomportamiento mecnico de la maquinarianico de la maquinariaindustrial.industrial.
Se nutren de las tSe nutren de las tcnicas de diagncnicas de diagnstico.stico.
Las Tecnologas Predictivas
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
DiagnDiagnstico por vibraciones.stico por vibraciones.
AnAnlisis de aceite.lisis de aceite.
DiagnDiagnstico por temperatura.stico por temperatura.
AnAnlisis de corriente y parlisis de corriente y parmetrosmetroselelctricos.ctricos.
ENDEND
Procedimientos encaminados a
identificar las causas del problema
Tcnicas de diagnstico
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
Anlisis deVibraciones
Anlisis deCorriente
Termo VisinENDEND
AnAnlisis delisis deLubricanteLubricante
Tool Kit de diagnstico
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Prdida de funcionesPrdida de funciones
Obsolescencia(15%)
Obsolescencia(15%)
Accidentes(15%)
Accidentes(15%)
Degradacin desuperficie
(70%)
Degradacin desuperficie
(70%)
Desgastemecnico
(50%)
DesgasteDesgastemecmecniconico
(50%)(50%)
Corrosin(20%)
CorrosiCorrosinn(20%)(20%)
FatigaFatigaFatigaAbrasinAbrasiAbrasinn AgarramientoAgarramientoAgarramiento
Prof. E. Rabinowicz (M.I.T)
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PP
Punto dondePunto dondese inicia el fallose inicia el fallo
FF
FalloFallo
Fallo potencialFallo potencial(Punto donde el fallo(Punto donde el fallo
es diagnosticable)es diagnosticable)
El intervalo PEl intervalo P--F es el tiempo que media entre laF es el tiempo que media entre laidentificaciidentificacin del fallo y el momento en que este tiene lugarn del fallo y el momento en que este tiene lugar
TiempoTiempo
El Intervalo P-F
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
Tiempo calendario
Parmetrosntoma
Inicio deldefecto
Ruidoperceptible al
odo
BCU,Impulsos de
Choque
Vibraciones
El intervalo P-F en cojinetes de rodamientos
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
Es aquella que permita maximizar el intervalo PEs aquella que permita maximizar el intervalo P--FF
AnAnlisis delisis deVibracionesVibraciones
La mejor tecnologa de diagnstico
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Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
Es aquella que permita maximizar el intervalo PEs aquella que permita maximizar el intervalo P--FF
AnAnlisis delisis deLubricanteLubricante
La mejor tecnologa de diagnstico
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
Es aquella que permita maximizar el intervalo PEs aquella que permita maximizar el intervalo P--FF
TermovisiTermovisinn
La mejor tecnologa de diagnstico
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
Es aquella que permita maximizar el intervalo PEs aquella que permita maximizar el intervalo P--FF
Ensayos NoEnsayos No
DestructivosDestructivos
La mejor tecnologa de diagnstico
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
Es aquella que permita maximizar el intervalo PEs aquella que permita maximizar el intervalo P--FF
AnAnlisis delisis deIntensidad deIntensidad deCorrienteCorriente
La mejor tecnologa de diagnstico
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CAUSACAUSA
PROBLEMAPROBLEMA
PROBLEMAPROBLEMA
Todo problema tiene su causa
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
PROBLEMAPROBLEMA
CAUSACAUSA
PROBLEMAPROBLEMA
Todo problema tiene su causa
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
PROBLEMAPROBLEMA
CAUSACAUSA
PROBLEMAPROBLEMA
Todo problema tiene su causa
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
CAUSACAUSA
PROBLEMAPROBLEMA
Todo problema tiene su causa
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Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
DESALINEAMIENTODESALINEAMIENTO
Fallo prematuro y reiteradoFallo prematuro y reiteradodel rodamientodel rodamiento
Por ejemplo
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
DESBALANCEDESBALANCE
Fallo prematuro y reiteradoFallo prematuro y reiteradodel rodamientodel rodamiento
Y por ejemplo
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
L10: Vida nominal expresada [h].
C: Capacidad de carga dinmica [N].
P: Carga dinmica equivalente [N].
p: Exponente del tipo de elementorodante. (3 - bolas, 10/3 - rodillos)
p
P
C
RPML
=
66616
10
Vida til
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
R.P.M. : 2220 r.p.m.
C : 87100 [N].
P : 4358 [N].
p : 3.
LL1010 = 59933 horas= 59933 horas
p
P
C
RPML
=
66616
10
3
104358
87100
2220
66616
=L
Por ejemplo
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Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
: 1200 [mm]
md: 20 [g].
M : 95 [kg].
r : 600 [mm].
U = 126.3 [gU = 126.3 [g--mm/mm/kgkg]]
Fd = md2 r
Fd = 0.02 [(2220)(2/60)]2 0.6
FFdd= 648 [N]= 648 [N]
Desbalance y fuerza dinmica
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
R.P.M. : 2220 r.p.m.
C : 87100 [N].
P : (4358 + 648) [N].
p : 3.
LL1010 = 39542 horas= 39542 horas
p
P
C
RPML
=
66616
10
3
10 6484358
87100
2220
66616
+
=
L
Vida til del rodamiento. Sobrecarga
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
LL1010 = 59933 horas= 59933 horas
LL1010 = 39542 horas= 39542 horas
Por diseo
Con un desbalance de 20 g @ 600 mm (95 kg)
Afectacin de un 34% (20391 horas)
Afectacin en la vida til del rodamiento
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
Desde finales de la dDesde finales de la dcada del 40 y principiocada del 40 y principiode los ade los aos 50, las vibraciones comenzaron aos 50, las vibraciones comenzaron a
ser utilizadas como parser utilizadas como parmetro smetro sntoma delntoma del
estado testado tcnico de la maquinaria industrial.cnico de la maquinaria industrial.
Hasta hoy dHasta hoy da,a,las vibraciones mantienen el liderazgo dentro delas vibraciones mantienen el liderazgo dentro de
los parlos parmetros smetros sntomas empleados en elntomas empleados en eldiagndiagnstico de la maquinaria industrial.stico de la maquinaria industrial.
El parmetro sntoma
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Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
Diagnstico de estadoCon mediciones analticas de las vibraciones y un rgimenmulti-funcional de monitorado con evaluacin automatizadade valores lmites y diagnstico de defectos.
desde aprox.1985
Monitorado Convencional del estado de la mquina
Con mediciones globales de las vibraciones y comparandocon valores lmites.
desde aprox.1960
Evalucin Subjetiva de la condicin de la mquina
Escuchando, observando e incluso palpando (al tacto).hasta aprox.
1960
Desarrollo histrico
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
Carcter de las vibraciones
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
Fallos por fatiga.Fallos por fatiga.
Afectaciones a construcciones civiles.Afectaciones a construcciones civiles.
DisminuciDisminucin de la calidad del producto.n de la calidad del producto.
Afecciones a los seres humanos.Afecciones a los seres humanos.
Carcter perjudicial
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
Carcter perjudicial de las vibraciones
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Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
ModelaciModelacin del cuerpon del cuerpohumano para el estudio delhumano para el estudio delcomportamiento decomportamiento de ste anteste antelas vibracioneslas vibraciones
Carcter perjudicial de las vibraciones
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
Hotel de lujo
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
Hotel de lujo
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
Inti Raymi
Bolivia
Bombas Transferen Mina de Oro
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Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
Bombas Transferen Mina de Oro
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
Bombas Transferen Mina de Oro
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
Bombas Transferen Mina de Oro
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
Noviembre 7 de 1940
64 km/h
No hay dudas!!!
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Zarandas,Zarandas, cribascribas y transportadoresy transportadoresvibratorios.vibratorios.
Alivio de tensiones.Alivio de tensiones.
Ensayos acelerados de fatiga.Ensayos acelerados de fatiga.
CalibraciCalibracin de dispositivos e instrumentosn de dispositivos e instrumentos
para la medicipara la medicin de vibraciones.n de vibraciones.
Carcter beneficioso de las vibraciones
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
Alivio de TensionesAlivio de Tensionespor Vibracionespor Vibraciones
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
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Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
DiagnDiagnsticostico vibroacvibroacsticostico de lade lamaquinaria industrial.maquinaria industrial.
DiagnDiagnsticostico vibroacvibroacsticostico de estructurasde estructurasportantes.portantes.
Carcter informativo de las vibraciones
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
ESTUDIO DE TENDENCIAS de niveles de la vibracin,BCU, temperatura, presin, caudal,... Anuncia la aparicinde defectos.
ESTUDIO DE TENDENCIAS de niveles de la vibracin,BCU, temperatura, presin, caudal,... Anuncia la aparicinde defectos.
ANLISIS ESPECTRAL, posibilita la identificacin del
defecto.
ANLISIS ESPECTRAL, posibilita la identificacin del
defecto.
OTRAS TCNICAS, como el anlisis de lubricantes,ultrasonidos, termografa,...
OTRAS TCNICAS, como el anlisis de lubricantes,ultrasonidos, termografa,...
TCNICAS ESPECIALES DE ANLISIS DE VIBRACIONES,tales como el anlisis de envolvente, cepstrum, anlisis defase, forma de onda,...
TCNICAS ESPECIALES DE ANLISIS DE VIBRACIONES,tales como el anlisis de envolvente, cepstrum, anlisis defase, forma de onda,...
Tcnicas para determinar estado
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
Mediciones periMediciones peridicas.dicas.
DetecciDeteccin del problema.n del problema.
IdentificaciIdentificacin del defecto y su causa.n del defecto y su causa. PronPronstico de fallo.stico de fallo.
PlanificaciPlanificacin de la intervencin de la intervencin.n.
CorrecciCorreccin del problema y eliminacin del problema y eliminacin den de
su causa.su causa.
Control de calidad.Control de calidad.
El Programa de Mantenimiento Predictivo
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Mediciones periMediciones peridicas.dicas.
DetecciDeteccin del problema.n del problema.
IdentificaciIdentificacin del defecto y su causa.n del defecto y su causa.
PronPronstico de fallo.stico de fallo.
PlanificaciPlanificacin de la intervencin de la intervencin.n.
CorrecciCorreccin del problema y eliminacin del problema y eliminacin den desu causa.su causa.
Control de calidad.Control de calidad.
El Programa de Mantenimiento Predictivo
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
Mediciones peridicas. El Vibrmetro
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
La medicin de vibracionesse realiza colocando lossensores en los soportesde los cojinetes.
La medicin de vibracionesse realiza colocando lossensores en los soportesde los cojinetes.
Dnde medir?
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
Vibracin: Para controlarel estado general de lasmquinas.
Vibracin: Para controlarel estado general de lasmquinas.
BCU: Para controlar elestado de los rodamientos.
BCU: Para controlar elestado de los rodamientos.
Otros parmetros:Temperatura, presin,caudal,...
Otros parmetros:Temperatura, presin,caudal,...
Parmetros
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Mediciones periMediciones peridicas.dicas.
DetecciDeteccin del problema.n del problema.
IdentificaciIdentificacin del defecto y su causa.n del defecto y su causa.
PronPronstico de fallo.stico de fallo.
PlanificaciPlanificacin de la intervencin de la intervencin.n.
CorrecciCorreccin del problema y eliminacin del problema y eliminacin den desu causa.su causa.
Control de calidad.Control de calidad.
El Programa de Mantenimiento Predictivo
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
Relacin vibraciones - estado
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
Tiempo Calendario
Vibracion
es
AVERA
REFERENCIA
ALERTA
ALARMA
Anlisis de tendencias
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
Los valores de alarma deben reajustarse conforme sevaya conociendo mejor cada mquina.
Los valores de alarma deben reajustarse conforme sevaya conociendo mejor cada mquina.
Tiempo Calendario
Vib
raciones
Alerta
Alarma
Referencia
Alarma = 10 x Referencia
Alerta = 2.5 x Referencia
Referencia = Valor medio
Cmo evaluar la severidad?
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20
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Mediciones periMediciones peridicas.dicas.
DetecciDeteccin del problema.n del problema.
IdentificaciIdentificacin del defecto y su causa.n del defecto y su causa.
PronPronstico de fallo.stico de fallo.
PlanificaciPlanificacin de la intervencin de la intervencin.n.
CorrecciCorreccin del problema y eliminacin del problema y eliminacin den desu causa.su causa.
Control de calidad.Control de calidad.
El Programa de Mantenimiento Predictivo
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Alcance del diagnAlcance del diagnstico.stico.
Rapidez y precisiRapidez y precisin del diagnn del diagnstico.stico.
AutomatizaciAutomatizacin del procesamiento de lan del procesamiento de lainformaciinformacin.n.
Cantidad y complejidad de las mCantidad y complejidad de las mquinasquinas
a monitorar.a monitorar. Efectividad econEfectividad econmica.mica.
Sistema de diagnstico competente
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Analizadores de vibraciones
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Relacin vibraciones - estado
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Desbalance, desalineamiento,holguras excesivas, roces,excentricidad, ejes flexados,defectos en rodamientos,deterioro de engranajes, montajesincorrectos problemaselectromecnicos, resonancias,problemas en mquinas de flujo,etc.
Deteccin y diagnstico preciso
de:
Deteccin y diagnstico preciso
de:
Los picos pronunciados en losespectros corresponden a lasfuentes de vibracin, identificndoseas el origen de los problemas.
Los picos pronunciados en losespectros corresponden a lasfuentes de vibracin, identificndoseas el origen de los problemas.
Espectros
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Cuando sedesarrolla unproblemamecnico,aparecen uno ovarios picosasociados, querevelan el origen
del problema.
Cuando sedesarrolla unproblemamecnico,aparecen uno ovarios picosasociados, querevelan el origen
del problema.
Frecuencia
Amplituddelavibracin
Relacin vibraciones - estado
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Mediciones periMediciones peridicas.dicas.
DetecciDeteccin del problema.n del problema.
IdentificaciIdentificacin del defecto y su causa.n del defecto y su causa. PronPronstico de fallo.stico de fallo.
PlanificaciPlanificacin de la intervencin de la intervencin.n.
CorrecciCorreccin del problema y eliminacin del problema y eliminacin den de
su causa.su causa.
Control de calidad.Control de calidad.
El Programa de Mantenimiento Predictivo
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Pronstico de fallo
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Mediciones periMediciones peridicas.dicas.
DetecciDeteccin del problema.n del problema.
IdentificaciIdentificacin del defecto y su causa.n del defecto y su causa.
PronPronstico de fallo.stico de fallo.
PlanificaciPlanificacin de la intervencin de la intervencin.n.
CorrecciCorreccin del problema y eliminacin del problema y eliminacin den desu causa.su causa.
Control de calidad.Control de calidad.
El Programa de Mantenimiento Predictivo
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Causas ms importantes
Dao enacoplamiento
Desgasteen sellos
Vibraciones
Dao en rodamientos
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Balanceo de masa
MUY IMPORTANTE
Confirmar que elproblema realmentees desbalance
Ejecutar diferentestipos de correcciones:por grados, masa fija,
por localizaciones,medicin con cintamtrica, eliminacin demasa
Grados de calidadsegn ISO 1940
MUY IMPORTANTE
Confirmar que elproblema realmentees desbalance
Ejecutar diferentestipos de correcciones:por grados, masa fija,
por localizaciones,medicin con cintamtrica, eliminacin demasa
Grados de calidadsegn ISO 1940
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Alineacin por rayo lser
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Alineacin por rayo lser
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Alineacin por rayo lser
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Parmetros de medicin
VibracionesMecnicas
Estado del cojinete
Vibracionesabsolutas en cojinete
Vibracionesrelativas en eje
Expansin relativa del eje
Desplazamiento relativo del eje
Expansin absoluta en carcaza
Propagacin sonora
Desplazamiento
Temperatura
Velocidad
Valores de proceso(p.e. temperatura, flujo
desempeo, etc.)
Parmetros de medicin en el diagnstico de mquinas
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Seales de Vibraciones
Estacionaria No-estacionaria
Determinstica Aleatoria
Peridica Casi-peridica
Continua Transi toria
Seales de vibraciones. Tipos
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T f = [Hz]1T
t
X
Vibraciones Armnicas
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Composite vibrationsX
t
f
t
X
+2f
t=
f + 2f
X
Vibraciones complejas
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2
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^Amplitud x (p-p)
Perodo T (sec.)
Frecuencia f (Hz)
Frecuencia angular = 2f (s-1)
ngulo de fase o (Radian)
ngulo de fase nulo o when t = 0
Caractersticas de las vibraciones armnicas
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Amplitud xx
ngulo de Fase
0
0
x(t) = x cos (o + t)^
T
Frecuencia f = 1T
Caractersticas de las vibraciones armnicas
Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora IEvelio Palomino Marn
x
t
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
x
fx
t
x
f1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
x
f1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
x
t
Vibraciones peridicas
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Vibraciones determinsticas - Beat
El efecto beat se presenta cuando se superponen dos vibracionescon frecuencias ligeramente diferentes .
Tipos especiales de vibraciones
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Es una vibracion no-peridica que describe la transicin entre doscondicones diferentes.
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
Tipos especiales de vibraciones
Vibraciones determinsticas - Transitorias
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Vibraciones libres
Ejemplo 1
Un pndulo que oscila con sufrecuencia natural, siendo:
n = frecuencia naturall = longitudg = aceleracin de la gravedad
Clasificacin Vibracin propia
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Vibraciones libres
Ejemplo 2
Un sistema masa-resorte que vibra a unafrecuencia especfica, siendo:
n = frecuencia naturalc = rigidez del resortem = masa
Clasificacin Vibracin propia
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Ejemplo
Turbulencias en lubricante
La cua de lubricante rota dentro dela superficie interna del cojinete a unavelocidad ligeramete menor que dela velocidad de rotacin del eje
Clasificacin Vibracin autoexcitada
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Vibracin forzada
Ejemplo
El desbalance en un disco demasa m, eje de rotacin W yvelocidad , causado por undesplazamiento del centro demasas S
siendoF = fuerza centrfugae = desplazamiento del centro demasas expresado en m
Clasificacin Vibracin excntrica
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Vibracin paramtricaexcitada
Ejemplo
Rotores de generadoressincrnicos de 2 polos condiferencia significativa de rigidezen los ejes A y B
Durante la rotacin, la rigidezvertical del eje cambia en el
tiempo en un sistema decoordenadas espaciales,resultando en dos frecuencias deresonancia diferentes
Clasificacin Vibracin excntrica
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Anlisis en banda estrecha- Descomposicin en sus componentes armnicas(p.e. a travs de analizadores de frecuenciao filtros de seguimiento)
Anlisis en banda ancha- A travs de una formacin aditiva en determinado rango
de frecuencia (p.e. 10 . 1,000 Hz)
Caractersticas de las vibraciones complejas
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so = spico
su = spico
spico-pico = spps
rms= s
effSaverage
t
s
Caracterizacin en amplitud
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Valor pico-pico
describe eldescribe el desplazamientodesplazamiento mmximoximo totaltotal
valor picodescribe el desplazamiento mximo referido a cero
Factor de Crestaes una medida del contenido pico de la seal
valor efectivo (rms)tiene en cuenta el contenido energtico en determinado lapso de tiempo
Valor mediotiene en cuenta el desplazamiento en determinado intervalo de tiempo
Valor pico equivalentese conoce como valor picocalculado
Caracterizacin en amplitud
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Factor de
conversin
Valor
Pico-
Pico
Valor
Pico
Valor
rms
Valor
Promedio
Valor Pico-Pico 1 0 ,5 0,35 0,32
Valor Pico 2 1 0,71 0,64
Valor rms 2,83 1,41 1 0,90
ValorPromedio
3,14 1,57 1,11 1
Factores de conversin
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Perceptibles y medibles en la superficie de las partesconstructivas y la fundacin
Tambin se describe como sonido estructural
Producidas por partes rotatorias u oscilatorias, e incluso porfluidos o gases en contacto con partes slidas
Proporcionan caractersticas para evaluar:
Bases prcticas para el diagnstico y eliminacin de fallos
Requerimientos dinmicos de la fundacin y el entorno
Estado de la mquina
Vibraciones mecnicas en mquinas
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Desplazaimento d e vibracin s en [m] o [mil]= desviacin del punto de medicin
de la posicinde reposo
Velocidad de vibracin v en [mm/s] o [ips]= velocidad con la cual el punto de medicin
se mueve respecto a la posicin de reposo
Aceleracin de la vibracin a en [m/s2] o [Gs]= aceleracin con la cual el punto de medicin
se mueve respecto a la posicin de reposo
Parmetros de medicin
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Conversin Desplazamiento
s [mm]
Velocidad
v [mm/s]
Aceleracin
a [m/s]
Desplazamiento
s=1
v
a
Velocidad
v=
s
1
2
a
Aceleracin
a=
2s v 1
Conversiones
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Nomograma para conversiones
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Desplazamiento s = s sen( t)
Velocidad v = s cos( t)
Aceleracin a = s -2 sen( t)
s = 0
v = s + 90
a = v + 90
-1
-0,5
0
0,5
1
0 45 90 135
180
225
270
315
360
s
v
a
Influencia de la integracin Teora
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Espectro de velocidad
Espectro de aceleracin
Espectro de desplazamiento
Influencia de la integracin Prctica
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Desplazamiento:
Mquinas con velocidades inferiores a 600 rpm (10 Hz)
Vibraciones estructurales o
Vibracin relativa (vibraciones en ejes) en cojinetes dedeslizamiento a cualquier velocidad
Velocidad:
Mquinascon velocidades superiores a 600 rpm(10 1,000 Hz)
Aceleracin:
Vibraciones con frecuencias de inters superiores a 2,000 Hz
Seleccin del parmetro de medicin
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Si se pretende identificar defectos cuyasSi se pretende identificar defectos cuyasvibraciones se manifiestan a bajasvibraciones se manifiestan a bajas
frecuencias . . .frecuencias . . .
SE DEBE MEDIRSE DEBE MEDIR
DESPLAZAMIENTODESPLAZAMIENTO
No obstante
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DesbalancesDesbalances de masa.de masa.
DesalineamientosDesalineamientos..
Solturas.Solturas.Deformaciones permanentes enDeformaciones permanentes en rbolesrbolesy ejes.y ejes.
Excentricidades en transmisionesExcentricidades en transmisionespoleaspoleas--correas.correas.
InestabilidadInestabilidad subsincrsubsincrnicanica
Algunos defectos de bajas frecuencias
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Si se pretende identificar defectos cuyasSi se pretende identificar defectos cuyasvibraciones se manifiestan a altasvibraciones se manifiestan a altas
frecuencias . . .frecuencias . . .
SE DEBE MEDIRSE DEBE MEDIRACELERACIACELERACINN
Y
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Transmisiones por engranajes.Transmisiones por engranajes.
DinDinmica de rodetes de ventiladores.mica de rodetes de ventiladores.
DinDinmica de impelentes de bombas.mica de impelentes de bombas.
Estado de rodamientos.Estado de rodamientos.
Rozaduras rotorRozaduras rotor--estatorestator
Algunos defectos de altas frecuencias
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Si se pretende evaluar de forma generalSi se pretende evaluar de forma generalel comportamiento dinel comportamiento dinmico de lamico de la
mmquina . . .quina . . .
SE DEBE MEDIRSE DEBE MEDIR
VELOCIDADVELOCIDAD
Y finalmente
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Vibracin Absoluta
en Cojinete
Vibracin Relativa
del Eje
Vibracin Absolutadel Eje
Medicin de vibraciones
Rotor
Pedestales
Fundamento
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La magnitud de las vibraciones transmitidasdepende de:
Propiedades de la sub-fundacin
Masa del rotor, cojinetes y fundacin
Amortiguamiento en fundacin
Amortiguamiento en cojinetes y la pelcula de lubricante
Rigidez del elemento vibratorio
Vibraciones en mquinas
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Regla 1: Debe medirse en aquel lugar donde se obtengala mejor informacin
Regla 2: De no haber experiencia, la mejor informacin seobtendr midiendo:
Vibraciones absolutas cuando hay cojinetesde rodamientos
Vibraciones relativas en ejes cuando hay cojinetesDe deslizamiento
Dnde medir? Cojinete o Eje
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Vibraciones en mquinas
Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora IEvelio Palomino Marn
Vibraciones en mquinas
Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora IEvelio Palomino Marn
coupling
Apoyo B
Apoyo C
Rodete
Masadesbalanceada
Vibraciones en mquinas
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Exceso de masa enuna paleta
Vibraciones en mquinas
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Fd Fdy
Fdx
r
Fd = md2 rmd
Generacin de vibraciones
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coupling
Apoyo B
Apoyo C
Rodete
Masadesbalanceada
Vibraciones en mquinas
Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora IEvelio Palomino Marn
coupling
Apoyo B
Apoyo C
Rodete
Masadesbalanceada
Vibraciones en mquinas
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11
Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora IEvelio Palomino Marncoupling
Apoyo B
Apoyo C
Rodete
Masadesbalanceada
Vibraciones en mquinas
Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora IEvelio Palomino Marn
Apoyo B
Apoyo C
FdyFdx
Fd
RCy
RCxRBy
RBx
RB
RCCoupling
Distribucin de fuerzas
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Apoyo B
Apoyo C
FdyFdx
RCy
RBx
Coupling
Distribucin de fuerzas
RBy RCx
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Apoyo B
Apoyo C
FdyFdx
RCy
RCxRBx
Coupling
Distribucin de fuerzas. Plano vertical
RBy
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12
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Fdy
RCy
RBy
coupling
apoyo B
apoyo C
Rotordesbalanceado
Fuerzas dinmicas. Plano vertical
Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora IEvelio Palomino Marn
Apoyo B
Apoyo C
FdyFdx
RCyCoupling
Distribucin de fuerzas. Plano horizontal
RBx
RByRCxRBx
Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora IEvelio Palomino Marn
Fdx
RCx
RBx
RBx
coupling
apoyo B
apoyo C
Rotor
desbalanceado
Isaac Newton (1642-1727)Matemtico y fsico britnico
Fuerzas dinmicas. Plano horizontal
Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora IEvelio Palomino Marn
RBx
Fuerzas dinmicas. Plano horizontal
Fdx
coupling
apoyo B
apoyo C
Rotor
desbalanceadoRCx
RBx
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Fdxcoupling
apoyo B
apoyo C
Rotordesbalanceado
RBx
Fuerzas dinmicas. Plano horizontal
RCx
RBx
Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora IEvelio Palomino Marn
Fuerzas dinmicas. Plano horizontal
RBx
Fdx
coupling
apoyo B
apoyo C
Rotordesbalanceado
RCx
RBx
Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora IEvelio Palomino Marn
Fdxcoupling
apoyo B
apoyo C
Rotor
desbalanceado
Fuerzas dinmicas. Plano horizontal
RCx
RBxRBx
Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora IEvelio Palomino Marn
Fuerzas dinmicas. Plano horizontal
RBx
Fdx
coupling
apoyo B
apoyo C
Rotor
desbalanceadoRCx
RBx
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Fdxcoupling
apoyo B
apoyo C
Rotordesbalanceado
Fuerzas dinmicas. Plano horizontal
RCx
RBxRBx
Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora IEvelio Palomino Marn
Fuerzas dinmicas. Plano horizontal
RBx
Fdx
coupling
apoyo B
apoyo C
Rotordesbalanceado
RCx
RBx
Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora IEvelio Palomino Marn
Fdxcoupling
apoyo B
apoyo C
Rotordesbalanceado
Fuerzas dinmicas. Plano horizontal
RCx
RBxRBx
Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora IEvelio Palomino Marn
Xb(t)
Repetir
Fuerzas dinmicas. Plano horizontal
RBx
Fdx
coupling
apoyo B
apoyo C
Rotordesbalanceado
RCx
RBx
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Fdxcoupling
apoyo B
apoyo C
Rotordesbalanceado
Xb(t)
Fuerzas dinmicas. Plano horizontal
RCx
RBxRBx
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CCmo varmo vara el desplazamiento dela el desplazamiento delapoyo B en el plano horizontal?apoyo B en el plano horizontal?
Vibraciones en el plano horizontal
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RepresentaciRepresentacin grn grfica que muestrafica que muestrala distribucila distribucin de las amplitudes den de las amplitudes de
las vibraciones en funcilas vibraciones en funcin de lan de la
frecuencia defrecuencia de stas.stas.
frecuencia
amplitud
f
Espectro de vibraciones
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t
s(t)
0
S
CICLO
CICLO
CICLO = 1f
FASE =AMPLITUD = S
Vibracin armnica
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Son siempre de carSon siempre de carcter armcter armnico?nico?
Vibraciones en la maquinaria industrial
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Cualquier funciCualquier funcin matemn matemtica, portica, pormuy compleja que sea, puede sermuy compleja que sea, puede ser
conseguida sumando infinitasconseguida sumando infinitasfuncionesfunciones senoidalessenoidales con amplitudes,con amplitudes,
frecuencias y fases dadas.frecuencias y fases dadas.
vibracin
descompuesta envibraciones armnicas
Jean Baptiste Fourier(1768-1830)
Matemtico francs
Una afirmacin matemtica
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Cualquier vibraciCualquier vibracin, por muy compleja quen, por muy compleja quesea, puede ser descompuesta en infinitassea, puede ser descompuesta en infinitas
vibraciones armvibraciones armnicas con amplitudes,nicas con amplitudes,frecuencias y fases dadas.frecuencias y fases dadas.
Anlisis de vibraciones Punto de vista
Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora IEvelio Palomino Marn
Cuando sedesarrolla un
problemamecnico,
aparecen uno ovarios picos
asociados, que
revelan el origendel problema.
Cuando sedesarrolla un
problemamecnico,
aparecen uno ovarios picos
asociados, que
revelan el origendel problema.
Frecuencia
Amplituddelavibracin
Vibraciones en mquinas rotatorias
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Componente a 50 Hz
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Componente a 50 Hz
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Componentes a 50 Hz y 80 Hz
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Componentes a 50 Hz, 80 Hz y 120 Hz
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Componentes a 50 Hz, 80 Hz, 120 Hz y 180 Hz
Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora IEvelio Palomino Marn
Componentes a 50 Hz, 80 Hz, 120 Hz y 180 Hz
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Dominios del tiempo y de la frecuencia
Amplitud
Tiempo
Frecue
ncia
[Hz]
Amplitud
Frecue
ncia
Amplitud
Tiempo
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Dominios del tiempo y de la frecuencia
Frecue
ncia
[Hz]
Amplitud
Frecue
ncia
Amplitud
Tiempo
Tiempo
Amplitud
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Dominios del tiempo y de la frecuencia
Amplitud
Tiempo
Frecuencia
[Hz]
Amplitud
Frecue
ncia
Amplitud
Tiem
po
11
22
33
44
11
22
3344
11
22
3344
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Generadas: Frecuencias forzadas o de diagnstico. Songeneradas por la mquina durante sufuncionamiento habitual, debido a desbalances,a fuerzas aerodinmicas, engranajes, etc.
Frecuencias excitadas debido a resonancias delos elementos de mquina, estructuras portantesy elementos no rotatorios en general.
Frecuencias falsas o fuera de ubicacin debido
a insuficiencias propias del procesamientodigital de las mediciones o a problemas denaturaleza electrnica.
Excitadas:
Electrnicas:
Componentes de frecuencias en los espectros
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VIBRACIVIBRACIN es toda variaciN es toda variacin en el tiempo, de unan en el tiempo, de unamagnitud que describe el movimiento o la posicimagnitud que describe el movimiento o la posicin de unn de un
sistema mecsistema mecnico, cuando esta magnitud esnico, cuando esta magnitud esalternativamente mayor o menor que cierto valor promedioalternativamente mayor o menor que cierto valor promedio
o de referencia.o de referencia.
Definiciones segn NC-ISO 2041
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VIBRACIVIBRACIN LINEAL es una vibraciN LINEAL es una vibracin en la cual lan en la cual latrayectoria vibratoria de un punto tiene lugar segtrayectoria vibratoria de un punto tiene lugar segn unan una
llnea recta.nea recta.
FRECUENCIA es el inverso del perFRECUENCIA es el inverso del perodo fundamentalodo fundamental(tiempo de repetici(tiempo de repeticin de un fenn de un fenmeno perimeno peridico). Sedico). Se
expresa enexpresa en HertzHertz [[HzHz]], lo cual se corresponde con un ciclo, lo cual se corresponde con un ciclopor segundopor segundo
Definiciones segn NC-ISO 2041
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Frecuencia AngularFrecuencia Angular radianes/segundoradianes/segundo 1/s1/s
FrecuenciaFrecuencia ciclos/segundociclos/segundo HertzHertz
FrecuenciaFrecuencia ciclos/minutociclos/minuto c.p.mc.p.m..
Unidades para expresar la frecuencia
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Frecuencia AngularFrecuencia Angular = 2= 2 / T/ T
FrecuenciaFrecuencia = 1= 1 / T/ T
HzHz xx 22 == radrad / s = 1 / s/ s = 1 / s
c.p.mc.p.m xx 22 / 60/ 60 == radrad / s = 1 / s/ s = 1 / s
HzHz xx 6060 == c.p.mc.p.m
c.p.mc.p.m / 60 =/ 60 = HzHz
Algunas relaciones importantes
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TT = 1 / 29.6 = 0.0338 [s] = 33.8 [= 1 / 29.6 = 0.0338 [s] = 33.8 [msms]]
CuCul es el perl es el perodo de una vibraciodo de una vibracinnarmarmnica si su frecuencia es de 29.6 [nica si su frecuencia es de 29.6 [HzHz]?]?
Ejemplo No.1
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ff = 1 / 0.050 = 20 [= 1 / 0.050 = 20 [HzHz]]
CuCul es la frecuencia de una vibracil es la frecuencia de una vibracin armn armnicanicacuyo percuyo perodo es de 50 [odo es de 50 [msms]?]?
Ejemplo No.2
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ff = 20 x 60 = 1200= 20 x 60 = 1200 c.p.mc.p.m..
Exprese en [Exprese en [c.p.mc.p.m.] el resultado del Ejemplo No. 2.] el resultado del Ejemplo No. 2
Ejemplo No.3
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Frecuencia de VibraciFrecuencia de Vibracinn = Velocidad de Rotaci= Velocidad de Rotacinn
SOLO NUMERICAMENTESOLO NUMERICAMENTE
c.p.mc.p.m.. r.p.mr.p.m..
CONCEPTUALMENTECONCEPTUALMENTE
Si pero no
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Una motoUna moto--bomba opera a 1750bomba opera a 1750 r.p.mr.p.m.. CuCul es lal es lafrecuencia de rotacifrecuencia de rotacin de esta mn de esta mquina?quina?
17501750 c.p.mc.p.m..
29.1629.16 HzHz
Ejemplo No.4
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Mquina real
Modelomquina - soportes
Simplificacin mquina soportes
m
k
Vib i lib i ti i t F i t l
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Tn
nn
fT
1=
Vibracin libre sin amortiguamiento
m
kk
m
k
m
Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora IEvelio Palomino Marn
Tn
m
kfn
2
1=
Frecuencia natural
mm
kk
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En realidad
Mquina real
Modelomquina - soportes
m
k c
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En realidad
Ta
mm
kk cc
a
af
T 1=
21 = na ff
Vibracin forzada
Frecuencia fundamental
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Vibracin forzada
c
m
To
oo
fT
1=
m
k
m
ck
m
ck
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En mEn mquinas rotatorias se definequinas rotatorias se define
como la frecuencia de rotacicomo la frecuencia de rotacin deln delrotor, pudirotor, pudindose identificar comondose identificar como ffoo
o comoo como 1x1x. Sus arm. Sus armnicasnicassuperiores se identifican comosuperiores se identifican como 2x2x,,
3x3x,, 4x4x, ...,, ..., 10x10x, ..., ...
Frecuencia fundamental
Las componentes noLas componentes no--armarmnicas senicas se
identifican comoidentifican como nxnx dondedonde nn es unes unnnmero fraccionario menor o mayor quemero fraccionario menor o mayor que
la unidad (la unidad (0.480.48,, 1.51.5).).
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En mEn mquinas rotatorias se define como laquinas rotatorias se define como lafrecuencia de rotacifrecuencia de rotacin del eje, pudin del eje, pudindosendose
identificar comoidentificar como ffoo o comoo como 1x1x..
Frecuencia fundamental
fo
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Se define como la frecuencia de mayor amplitudSe define como la frecuencia de mayor amplituden el espectro.en el espectro.
Frecuencia dominante
fdominante
Frecuencia fundamental Ejemplo No 5
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Frecuencia
Amplituddelavibracin
1750 r.p.m.1750 r.p.m.
800 r.p.m.800 r.p.m.
Frecuencia fundamental
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nn = 59 x 60 = 3540= 59 x 60 = 3540 r.p.mr.p.m..
CuCul es la velocidad de operacil es la velocidad de operacin de una mn de una mquinaquinaque genera una frecuencia fundamental de 59 [que genera una frecuencia fundamental de 59 [HzHz]?]?
Ejemplo No.5
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ffoo = 1180 / 60 = 19.7 [= 1180 / 60 = 19.7 [HzHz]]
CuCul serl ser el valor de la frecuencia fundamental deel valor de la frecuencia fundamental delas vibraciones generadas por una mlas vibraciones generadas por una mquina quequina que
opera a 1180 [opera a 1180 [r.p.mr.p.m.]?.]?
Ejemplo No.6
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Componentes armnica
En mEn mquinas rotatorias se definen comoquinas rotatorias se definen comommltiplos enteros de una frecuencialtiplos enteros de una frecuencia
especespecfica. En el caso particular de lafica. En el caso particular de lafrecuencia fundamentalfrecuencia fundamental ffoo, sus arm, sus armnicasnicas
serser
n,n,
2x2x
ffoo,,
3x3x
ffoo,,
4x4x
ffoo, ...,, ...,
10x10x
ffoo, ..., ...
Para referirse a una componentePara referirse a una componentearmarmnica de cierta frecuencia sernica de cierta frecuencia ser
suficiente con la simbologsuficiente con la simbologa,a,2x2x,, 3x3x,, 4x4x, ...,, ..., 10x10x, ..., ...
Componentes armnicas de la frecuencia fundamental
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Componentes armnicas de la frecuencia fundamental
1x
2x
3x 4x
5x
6x7x
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Muy importante!!! Imprescindible
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SSlo conocemos bien, aquello quelo conocemos bien, aquello quesomos capaces de medir y cuantificar.somos capaces de medir y cuantificar.
Albert Einstein(1879-1955)
Fsico alemn
y p
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El especialista en anEl especialista en anlisis delisis devibraciones tiene que estudiar tantavibraciones tiene que estudiar tantainformaciinformacin como sea posible, paran como sea posible, para
poder emitir un diagnpoder emitir un diagnstico preciso enstico preciso enrelacirelacin con el estado de lan con el estado de la
maquinaria industrialmaquinaria industrial
p
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MediciMedicin acn acstica.stica.
MediciMedicin de superficie.n de superficie.
Dos formas de medir vibraciones
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La mediciLa medicin del sonido producido porn del sonido producido poruna muna mquina es una medida del nivelquina es una medida del nivel
de vibraciones producido porde vibraciones producido por sta.sta.
Se cuantifica lapropagacin de laonda vibroacsticaa travs del aire.
Medicin acstica
Ventaja de la medicin acstica Desventaja de la medicin acstica
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La mediciLa medicin de sonido permiten de sonido permitecuantificar el nivel de vibraciones quecuantificar el nivel de vibraciones queestestn produciendo simultn produciendo simultneamente,neamente,todos y cada uno de los puntos quetodos y cada uno de los puntos que
integran la mintegran la mquina objeto de anquina objeto de anlisis.lisis.
j
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En el mbitoindustrial, en la
inmensa mayora delos casos, el sonido
circundante escomparable con el
sonido generado porla mquina objeto de
anlisis.
j
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No confundir la medicin de sonido con laseal acstica que entregan instrumentos
ultrasnicos, especializados en eldiagnstico de cojinetes de rodamientos.
Cuidado
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Se cuantifica la vibracin de lasuperficie de la mquina.
Medicin de superficie
Es una medicin discreta Es una medicin directa
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La medicin tiene lugar en un nmero finito depuntos, pertenecientes a la mquina o al entorno.
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En la mayora de los casos, la medicin tiene
lugar por contacto directo del sensor con lasuperficie de medicin.
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En algunos casosparticulares, la
medicin tiene lugar sinque exista contactoentre el sensor y la
superficie de medicin.
Puede ser una medicin indirecta
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5mm/s p @ 125 Hz
Dominio del tiempo
Dominio de la frecuencia Onda rectangular
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5 mm/s p @ 125 HzEvelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
0.5 V p
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fo = 400 Hz
Espectro de una onda rectangular
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0.5 V p
2.5 ms
Onda rectangular
Vibraciones en el dominio del tiempo Y su espectro
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FFT
El anlisis FFT
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El anlisis FFT
FFT
El anlisis FFT Un poco de historia
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FFT
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Fourier (siglo XIX)
La matemtica
James W. Cooley
IBM Watson Research Center
John W. TukeyBell Laboratories
Serie y Transformada
Transformada Discreta deFourier, DFT
Algoritmo eficiente
para el clculo de laDFT. Nace la FFTFFT
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La Transformada RLa Transformada Rpida de Fourier, espida de Fourier, esunun algoritmo eficientealgoritmo eficiente para el cpara el clculolculo
computarizado de la Transformadacomputarizado de la TransformadaDiscreta de Fourier.Discreta de Fourier.
Es el cerebro de los modernosanalizadores de vibraciones
Qu es la FFT?
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Valor Pico
ValorPico
-Pico
Valor RMS
Observacin temporal de vibraciones
Root Mean Square De las vibraciones qu se mide?
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En el caso de unaEn el caso de una vibracivibracin armn armnicanica,,elel RMS = 0.707 x Valor PicoRMS = 0.707 x Valor Pico..
Es la raEs la raz cuadrada de la media aritmz cuadrada de la media aritmticatica
de un conjunto de valores instantde un conjunto de valores instantneosneoselevados al cuadrado. Se usa paraelevados al cuadrado. Se usa paracuantificar amplitudes.cuantificar amplitudes.
RMS = T1
V2(t) dt
0
T
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Desplazamiento (Desplazamiento (ss).).
Velocidad (Velocidad (vv).).
AceleraciAceleracin (n (aa).).
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El DESPLAZAMIENTO es unaEl DESPLAZAMIENTO es unacantidad vectorial, que describe elcantidad vectorial, que describe el
cambio de posicicambio de posicin de un cuerpo on de un cuerpo opartpartcula con respecto a un sistemacula con respecto a un sistema
de referencia.de referencia.
Segn NC-ISO 2041
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La VELOCIDAD es un vector queLa VELOCIDAD es un vector queespecifica la derivada del desplazamientoespecifica la derivada del desplazamiento
en el tiempo.en el tiempo.
La VELOCIDAD es un vector queLa VELOCIDAD es un vector querefleja la variacirefleja la variacin del desplazamienton del desplazamiento
por unidad de tiempo.por unidad de tiempo.
Segn NC-ISO 2041
Segn NC-ISO 2041 Unidades segn ISO 1000
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La ACELERACILa ACELERACIN es un vector queN es un vector queespecifica la derivada de la velocidad enespecifica la derivada de la velocidad en
el tiempo.el tiempo.
La ACELERACILa ACELERACIN es un vector queN es un vector que
refleja la variacirefleja la variacin de la velocidad porn de la velocidad porunidad de tiempo.unidad de tiempo.
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
MAGNITUD UNIDADES
Desplazamiento m
Velocidad mm/s
Aceleracin m/s2
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MAGNITUD UNIDADES
Desplazamiento mils
Velocidad i.p.s.Aceleracin Gs
Unidades segn el Sistema Imperial
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NaciNaci en los Laboratoriosen los Laboratorios BellBell de lade laAT&TAT&T para cuantificar la transmisipara cuantificar la transmisin den de
potencia en las telecomunicacionespotencia en las telecomunicaciones
refP
PdB 10log10=
Alexander Graham Bell(1847-1922)
Inventor de origen ingls
El deciBell
El deciBell Por qu el cambio?
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Muy utilizado actualmenteMuy utilizado actualmentepara cuantificarpara cuantificar nivel sonoronivel sonoro yy
nivel de vibracionesnivel de vibraciones
refM
MdB 10log20=
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refPPdB 10log10=
IVP = RV
P
2
=
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
R
VR
V
dBref2
2
10log10=
Por qu el cambio?
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
2
2
10log10refV
VdB=
2
10log10
=
refV
VdB
Por qu el cambio?
Por qu el cambio? Cmo adquirir los datos del evento dinmico?
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refVVdB 10log20=
refMMdB 10log20=
?
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El TRANSDUCTOR es un dispositivo diseEl TRANSDUCTOR es un dispositivo diseado para recibirado para recibir
energenerga de un sistema y suministrar energa de un sistema y suministrar energaa --de igual ode igual odiferente naturalezadiferente naturaleza-- a otro sistema, de forma tal que a laa otro sistema, de forma tal que a lasalida del transductor aparezca la caractersalida del transductor aparezca la caracterstica de interstica de inters des de
la energla energa de entrada.a de entrada.
Punto de medicin
Instrumento
EnergaMecnica
EnergaElctrica
Transductor
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refV
VdB 10log20=
refM
MdB 10log20=
||
Equivalentes
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MAGNITUD REFERENCIA
Aceleracin 10 -6 m /s2
Velocidad 10 -9 m/s
Referencias segn ISO R1683
Un ejemplo Referencias segn ISO R1683
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CuCul es el nivel de vibraciones quel es el nivel de vibraciones querepresenta una lectura de 128representa una lectura de 128 dBdB dede
Velocidad RMS, de acuerdo con la normaVelocidad RMS, de acuerdo con la normaISO R 1683?ISO R 1683?
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MAGNITUD REFERENCIA
Aceleracin 10 -6 m /s2
Velocidad 10 -9 m/s
Evelio Palomino Marn Curso para Certificacin NC/ISO 18436-2, Categora I
CuCul es el nivel de vibraciones quel es el nivel de vibraciones querepresenta una lectura de 128representa una lectura de 128 dBdB dede
Velocidad RMS, de acuerdo con la normaVelocidad RMS, de acuerdo con la norma
ISO R 1683?ISO R 1683?
[ ][ ]smv
dB/10
log20128910 =
Un ejemplo
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El nivel de vibraciones que representa unaEl nivel de vibraciones que representa unalectura de 128lectura de 128 dBdB de Velocidad RMS, dede Velocidad RMS, de
acuerdo con la norma ISO R 1683 es deacuerdo con la norma ISO R 1683 es de2,512,51 mmmm/s RMS/s RMS..
Solucin
Otro ejemplo Solucin
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CuCul es el nivel de vibraciones quel es el nivel de vibraciones querepresenta una lectura de 128representa una lectura de 128 dBdB dede
Velocidad RMS relativos a 3x10Velocidad RMS relativos a 3x10--66
mmmm/s RMS?/s RMS?
128128 dBdB re. 3x10re. 3x10--66 mmmm/s RMS/s RMS
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[ ][ ]smm
vdB
/103log20128
610 =
El nivel de vibraciones que representaEl nivel de vibraciones que representauna lectura de 128una lectura de 128 dBdB de Velocidadde Velocidad
RMS relativos a 3x10RMS relativos a 3x10--66 mmmm/s RMS es/s RMS esdede 7,537,53 mmmm/s RMS/s RMS..
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4.3 mm/s
Filtro
Detector
Registrador
Transductor
Pre amplificador
Elementos funcionales en un sistema de medicin
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Sistema concebido para convertir unaSistema concebido para convertir unamagnitud fmagnitud fsica en una sesica en una seal deal de
salida, susceptible de ser visualizada,salida, susceptible de ser visualizada,monitorada y analizada.monitorada y analizada.
Transductor
Los transductores Los transductores son como ventanas
E s p e c t r o R e a l
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Son como ventanas, a travSon como ventanas, a travs de lass de lascuales scuales slo se puede observar unalo se puede observar una
porciporcin del rango de frecuencias deln del rango de frecuencias delespectro general.espectro general.
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E s p e c t r o M e d i d o
frecuencia
amplitud
amp
litud
frecuencia
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E s p e c t r o M e d i d o
Los transductores son como ventanas
frecuencia
amplitud
amplitud
frecuencia
E s p e c t r o R e a l
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Espectro
Medido
Los transductores son como ventanas
frecuencia
amplitud
amplitud
frecuencia
E s p e c t r o R e a l
El registro es bueno Para que el registro sea bueno
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Si refleja la condiciSi refleja la condicin real de lan real de lammquina.quina.
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El tipo de mEl tipo de mquina.quina.
La zona de colocaciLa zona de colocacin del transductor.n del transductor.
La forma de fijaciLa forma de fijacin del transductorn del transductor
El o los parEl o los parmetros que se deseanmetros que se deseanmedir y evaluar.medir y evaluar.
Se deberSe deber tener en cuenta:tener en cuenta:
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Describe la salida elDescribe la salida elctrica de unctrica de untransductor, por unidad de variacitransductor, por unidad de variacin de lan de lamagnitud mecmagnitud mecnica objeto de medicinica objeto de medicin.n.
entrada
salidaS= S Cunto se est midiendo?
Sensibilidad
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Comportamiento de la sensibilidad delComportamiento de la sensibilidad deltransductor en funcitransductor en funcin de la variacin de la variacinn
de la frecuencia de la entrada.de la frecuencia de la entrada.
Dentro de qu rango de frecuencias seest midiendo correctamente?
Respuesta de frecuencias
Medicin de vibraciones Tipos de transductores
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Vibracin Absolutaen Cojinete
Vibracin Relativadel Eje
Vibracin Absoluta
del Eje
Rotor
Pedestales
Fundamento
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De proximidadDe proximidad:
SSsmicos:smicos:
No hacen contacto con la superficie demedicin y generalmente cuantifican elmovimiento relativo entre la superficievibratoria y el transductor.
Hacen contacto con la superficie demedicin y cuantifican el movimiento
absoluto de la superficie vibratoria en lacual se colocan.
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CapacitivosCapacitivos
Reluctancia variableReluctancia variable
Corrientes parCorrientes parsitassitas
Transductores de proximidad
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Transductores de corrientes parsitas
Diseo Transductores de corrientes parstitas
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Circuitoacondicionador
Punta decermica
Tuercas defijacin
Cuerpo
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Demodulador
Transductor
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Superficie
vibratoria
1.5 MHz
Principio de operacin
Demodulador
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Demodulador
Superficie
vibratoria
1.5 MHz
Principio de operacin
~Sp-p
Aplicaciones Aplicaciones
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Medicin de la rbita
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SeSeal de referencia de fase que tiene lugar unaal de referencia de fase que tiene lugar unavez por vuelta.vez por vuelta.
Es una marca registrada de la CompaEs una marca registrada de la CompaaaNorteamericana Bently Nevada.Norteamericana Bently Nevada.
El Keyphasor
Aplicaciones del Keyphasor Ploteo polar
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0
-V una vuelta
Y
X
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Tensin
elct
rica
desalida
eo
Distancia entre transductor y superficie de medicin X
Compo
rtamien
toLine
al
x
eS od
=
SSdd = (4 a 8)= (4 a 8) mVmV//mm
X = (250 a 2250)X = (250 a 2250) mm
Sensibilidad
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Conductividad del material de lasuperficie vibratoria.
Temperatura. Presencia de campos magnticos.
Acabado superficial.
Factores que afectan la sensibilidad
Limitaciones en el uso Limitaciones en el uso
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El sistema no puede establecer diferenciasentre los desplazamientos del eje o rbol
debido a sus vibraciones y lasirregularidades de la superficie, sobre todo
cuando estas vibraciones sean de bajo nivel.
Vibraciones en ejes oVibraciones en ejes o rboles comorboles comoobjeto de mediciobjeto de medicinn
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Las variaciones en la permeabilidadmagntica de la superficie de medicin
introducir errores en los niveles registrados.
Vibraciones como objeto de mediciVibraciones como objeto de medicin en ejesn en ejes
oo rboles recuperados por recubrimientorboles recuperados por recubrimientometmetlico.lico.
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Pueden ser empleados en la mediciPueden ser empleados en la medicin den de
desplazamiento de vibraciones cuyasdesplazamiento de vibraciones cuyasfrecuencias sean inferiores a 1000frecuencias sean inferiores a 1000 HzHz..
Limitaciones en el uso
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B01
Frecuencia deresonancia
fssmica
El movimiento ssmico
A
B
A-BA
frecuencia
El movimiento ssmico Efecto piezo elctrico
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B0
A-B
A
frecuencia
1
Frecuencia deresonancia
fssmica
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Cargaelctrica
Fuerza
Fuerza
Efecto piezo elctrico
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Eo
a
Eoa
f
Zona de operacin
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Eoa
f
Sa
fr
Sa
fr
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RV
RH
A
Acelermetro. Ubicacin
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SoporteMagntico
PernoRoscado
Puntero
Acelermetro. Ubicacin
M di iM di i d ib i b d d ltd ib i b d d lt
Fijacin con perno de acero
Montaje con dispositivo magntico
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Requiere de cierto tiempo para la preparaciRequiere de cierto tiempo para la preparacin de lan de lasuperficie de montaje assuperficie de montaje as como, para el taladrado ycomo, para el taladrado y
roscado del agujero.roscado del agujero.
MediciMedicin de vibraciones en banda de altasn de vibraciones en banda de altas
frecuencias.frecuencias.
Monitorado permanente de vibraciones.Monitorado permanente de vibraciones.
DesempeDesempeoo ptimo del acelerptimo del acelermetro.metro.
No limita el rango de temperatura del acelerNo limita el rango de temperatura del acelermetro.metro.
MediciMedicin de niveles altos de vibraciones.n de niveles altos de vibraciones.
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No garantizaNo garantiza repetitividadrepetitividad de las mediciones,de las mediciones,pudipudindose presentar el efecto de carga en sistemasndose presentar el efecto de carga en sistemas
relativamente ligeros.relativamente ligeros.
Exige limpieza total y baja rugosidad de laExige limpieza total y baja rugosidad de lasuperficie de montaje.superficie de montaje.
til para la realizacitil para la realizacin de mediciones preliminaresn de mediciones preliminaresdurante la seleccidurante la seleccin de los posibles puntos den de los posibles puntos demedicimedicin.n.
La frecuencia de resonancia se reduce a un 22%La frecuencia de resonancia se reduce a un 22%con respecto al perno roscado.con respecto al perno roscado.
Montaje con dispositivo magntico
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Mediciones con el empleo del puntero
Mediciones con el empleo del puntero Un ejemplo
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La frecuencia de resonancia decae drLa frecuencia de resonancia decae drsticamente a unsticamente a un6% con respecto a la obtenida con perno roscado,6% con respecto a la obtenida con perno roscado,recomendrecomendndose el uso de un filtro pasa bajo.ndose el uso de un filtro pasa bajo.
Mayor facilidad y rapidez para la mediciMayor facilidad y rapidez para la medicin den devibraciones.vibraciones.
FFcil acceso a espacios reducidos.cil acceso a espacios reducidos.
Debe ser empleado sDebe ser empleado slo para chequeos rlo para chequeos rpidos depidos deNIVEL TOTALNIVEL TOTAL, en un rango de hasta 500, en un rango de hasta 500 HzHz..
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Un ejemplo
El Analizador de vibraciones Vibrotest 60 del consorciodans - alemn Brel &am