13 - Tesis final desalineamiento de ejes.pdf

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA

PROYECTO DE UN MECANISMO PARA EL ESTUDIO DE

VIBRACIONES POR DESALINEAMIENTO DE EJES

Marcelino Fernández Unda

Alfredo González Figueroa

2008

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA

PROYECTO DE UN MECANISMO PARA EL ESTUDIO DE

VIBRACIONES POR DESALINEAMIENTO DE EJES

Trabajo de Titulación presentado en conformidad a los requisitos para obtener

el título de Ingeniero Civil en Mecánica

Profesor guía: Sra. Marcela Cruchaga

Marcelino Fernández Unda

Alfredo González Figueroa

2008

ÍNDICE

RESUMEN............................................................................................................................ 3

CAPÍTULO I

INTRODUCCIÓN ............................................................................................................... 4

1.1 Motivación .............................................................................................................. 5

1.2 Objetivos generales ................................................................................................. 5

1.3 Objetivos específicos .............................................................................................. 5

CAPÍTULO II

DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA .................................................................................. 6

2.1 Estado del arte ......................................................................................................... 6

2.2 Transformada rápida de Fourier............................................................................ 13

CAPÍTULO III

DESARROLLO DEL DISPOSITIVO MECÁNICO...................................................... 18

3.1 Diseño del dispositivo mecánico........................................................................... 18

3.2 Construcción del dispositivo mecánico................................................................. 33

CAPÍTULO IV

SISTEMA DE MEDICIÓN ............................................................................................... 36

4.1 Selección del sistema de medición........................................................................ 36

4.2 Validación del sistema de medición...................................................................... 45

4.3 Protocolo de medición........................................................................................... 61

CAPÍTULO V

PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS

OBTENIDOS A 1490 RPM ............................................................................................... 66

5.1 Introducción .......................................................................................................... 66

5.2 Motor sin carga a 1490 RPM ................................................................................ 67

5.3 Posición inicial a 1490 RPM................................................................................. 70

5.4 Desalineamiento paralelo 5mm a 1490 RPM........................................................ 78

5.5 Desalineamiento paralelo 2mm a 1490 RPM........................................................ 87

5.6 Desalineamiento angular 0,9° a 1490 RPM.......................................................... 97

5.7 Desalineamiento angular 0,7° a 1490 RPM........................................................ 107

5.8 Desalineamiento mixto 0,4°-2mm a 1490 RPM ................................................. 119

5.9 Desalineamiento mixto 0,2°- 2mm a 1490 RPM ................................................ 131

2

CAPÍTULO VI

PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS

OBTENIDOS A 1200 RPM ............................................................................................. 142

6.1 Introducción ........................................................................................................ 142

6.2 Posición inicial a 1200 RPM............................................................................... 142

6.3 Desalineamiento paralelo 5mm a 1200 RPM...................................................... 149

6.4 Desalineamiento paralelo 2mm a 1200 RPM...................................................... 158





CÁPITULO VII

CONCLUSIONES............................................................................................................ 211

BIBLIOGRAFÍA.............................................................................................................. 214

3

RESUMEN

El presente trabajo aborda como tema principal el diseño, dimensionamiento,

construcción y puesta en marcha de un equipo capaz de representar un desalineamiento de

ejes como única fuente de vibración. Para esto se llevó a cabo la selección de un sistema de

medición capaz de cuantificar las aceleraciones presentes en dicho fenómeno vibratorio, las

cuales son relacionadas con algún tipo de desalineamiento, estableciéndose un protocolo de

medición para la toma de valores en el banco de pruebas.

El estudio partió con el diseño del banco de pruebas capaz de producir vibraciones a

través de un desalineamiento de ejes, en forma controlada, el cual estuvo sujeto a las

características propias de la creación de este tipo de equipos. Luego se realizó la

construcción del mecanismo, partiendo con la creación de la mesa de ensayo y terminado

con el montaje del dispositivo vibratorio que genera el movimiento característico de un

desalineamiento en particular. Posteriormente, se seleccionó un sistema de medición que

incorporase acelerómetros y su respectiva tarjeta de adquisición de datos. Finalmente se

creó un protocolo de medición acorde a la configuración del banco de pruebas, realizándose

la respectiva toma de valores y su posterior análisis.

Las metas propuestas para este trabajo fueron cumplidas en su totalidad puesto que

se construyó un banco de pruebas para análisis de vibraciones en desalineamiento de ejes

capaz de generar una amplia gamma de situaciones posibles para los distintos tipos de

desalineamientos existentes, implementado con un sistema de medición de vibraciones

idóneo para este tipo de dispositivo, pudiéndose cuantificar las aceleraciones presentes en

esta fuente de vibraciones. Por último, fue posible analizar detalladamente el

comportamiento vibratorio del banco de pruebas, identificándose, por medio de las

vibraciones, los tipos de desalineamientos realizados para este estudio.

4

CAPÍTULO I

INTRODUCCIÓN

En la actualidad, para que una empresa sea realmente competitiva, necesita cumplir

con los estándares establecidos en lo que se refiere al mantenimiento de las máquinas

presentes en sus procesos productivos. Por lo que en este escenario, la industria ha

empezado a aplicar el mantenimiento del tipo predictivo, con el fin de anticiparse a posibles

fallas, no afectar la continuidad de la producción, aumentar el rendimiento, disminuir

pérdidas por energía, incrementar la vida útil del equipo y evitar accidentes.

Una herramienta de valor para poder predecir eventuales fallas en equipos es el

análisis de vibraciones, puesto que puede detectar con anticipación algún defecto mecánico

presente en una determinada máquina.

Las vibraciones están directamente relacionadas con la vida útil de la maquinaria, ya

que pueden producir a futuro problemas tales como: Desgaste, fisuras por fatiga, pérdida de

efectividad de sellos, rotura de aislantes, ruido, etc., por lo que estudiarlas de manera

acabada, antes de producida la falla, nos da una visión anticipada del mantenimiento a

realizar.

Las vibraciones, siempre se encuentran presentes en las máquinas rotatorias, sin

embargo, está en el experto que realiza el análisis, determinar si se deben al funcionamiento

de la máquina o a posibles fallas.

Básicamente existen dos fenómenos vibratorios presentes en el montaje de

máquinas acopladas, estos son: Desalineamiento y desbalanceo, los que se pueden

encontrar en los sistemas como: Motor-bomba, motor-generador, motor-reductor etc. Estos

fenómenos pueden ser detectados mediante un eficiente análisis de vibraciones.

5

1.1 Motivación

Debido a que el desalineamiento de ejes está presente en diversos aspectos prácticos

de la ingeniería mecánica, el estudio y la posterior construcción de un sistema que permita

el análisis de esta falla, es la motivación principal de este trabajo y constituye un aporte al

aprendizaje de éste tema. Para ello se diseño y construyó una equipo con el fin de medir

vibraciones de un conjunto motor-eje, capaz de reproducir éste complejo fenómeno.

El presente trabajo comienza con una detallada descripción del problema, en el cual

se abordan temas como la teoría del desalineamiento y estudios anteriores, seguido del

desarrollo del sistema mecánico construido para la toma de mediciones. Luego se describen

los instrumentos de medición, se validan las mediciones realizadas con otras consideradas

patrones para este estudio y seguidamente se presentan los resultados y su respectivo

análisis, finalizando con las conclusiones del caso.

1.2 Objetivos generales

� Diseñar y construir un sistema motor- eje que permita medir vibraciones.

� Proponer un sistema de adquisición de datos para la toma de mediciones.

� Realizar mediciones bajo distintos escenarios para establecer una correlación entre

las causas y los registros de aceleración.

1.3 Objetivos específicos

� Construir el banco de pruebas.

� Puesta en marcha del sistema motor-eje construido.

� Creación de un protocolo para la toma de mediciones.

� Medir y analizar aceleraciones.

6

CAPÍTULO II

DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA

2.1 Estado del arte

Desde los comienzos de la industrialización los operarios han desarrollado técnicas

de verificación, con el fin de percatarse si la maquinaria funciona de forma correcta o no.

Partiendo de esta premisa se puede establecer que las vibraciones han sido utilizadas como

parámetro preponderante en el mantenimiento de los distintos sistemas productivos, por lo

que para el ingeniero mecánico contemporáneo debe tener una visión acabada del

comportamiento vibratorio de las máquinas, es fundamental para realizar un certero análisis

y en consecuencia, un buen mantenimiento.

En la industria actual la implementación de tecnologías predictivas ha provocado un

notable aumento en la productividad de las empresas, puesto que un diagnóstico a tiempo,

antes de ocurrida la falla, justifica la intervención de la máquina para que no sufra averías

significativas causando el cese en la producción.

El mantenimiento que se basa en la implementación de este tipo de tecnologías es el

mantenimiento predictivo, el cual se fundamenta en el análisis de los resultados obtenidos

de las mediciones de diferentes magnitudes. Una herramienta para llevar a cabo este tipo de

mantenimiento es el estudio de vibraciones.

Por consiguiente un buen estudio de las vibraciones presentes en una determinada

máquina, nos entrega un diagnóstico eficaz del estado técnico de ésta y de sus partes.

Según Palomino [1], vibración se define como toda variación en el tiempo, de una

magnitud que describe el movimiento o la posición de un sistema mecánico, cuando esta

magnitud es alternativamente mayor o menor que cierto valor promedio o de referencia.

Las vibraciones pueden ser clasificadas según su naturaleza en: Armónica, periódica

y aleatoria.

Las vibraciones armónicas son aquellas que se caracterizan por su comportamiento

sinusoidal, siendo la forma más simple de oscilación. Las vibraciones periódicas, como su

nombre lo indica, se repiten periódicamente, mientras que las aleatorias se manifiestan de

manera errática y están presentes en toda la banda de frecuencias.

7

)cos(0 txx ⋅⋅= ω

)cos(20 txx ⋅⋅⋅−= ωω&&

20 ω⋅−= xx&&

En lo que respecta a la teoría, la respuesta vibratoria de un determinado mecanismo

puede ser descrita por la ecuación 2.1.a, la cual representa la posición del sistema en un

determinado tiempo.

(2.1.a)

En esta ecuación es posible identificar:

=0x Máximo desplazamiento en mm

=ω Velocidad angular en rad/s

=t Tiempo en segundos

Aplicando la segunda derivada respecto del tiempo a la ecuación 2.1.a es posible

determinar la aceleración del mecanismo, representada en la ecuación 2.1.b.

(2.1.b.)

Para encontrar la aceleración máxima del sistema, es necesario que el mecanismo se

encuentre en la fase de 180°, quedando dicha aceleración representada en la ecuación 2.1.c.

(2.1.c.)

En lo que respecta a las máquinas rotatorias, una vibración se interpreta como un

movimiento físico cuyas frecuencias y amplitudes describen qué está mal y cuán severo

está, respectivamente. En donde la severidad puede ser interpretada como la gravedad que

tiene un defecto en una determinada máquina. En general las mediciones de vibraciones

globales se realizan en forma de velocidad (mm/seg) debido a que la experiencia ha

demostrado que las mediciones de velocidad son la mejor indicación para evaluar la

severidad de las vibraciones en el rango normal de frecuencias de giro de las máquinas

rotativas usuales (de 10 a 1000 Hz). El valor global de vibraciones obtenido, comparado

8

m

kn =ω

con los valores recomendados por el fabricante de la máquina, da una idea de la condición

mecánica de la misma. En ausencia de valores recomendados por el fabricante, existen

tablas y normas que pueden utilizarse al efecto. En la Tabla 1 se presentan los valores

característicos de amplitudes de vibración en maquinarias relacionadas con la condición

mecánica de la misma estipulados por la norma ISO 3945-1985.

Tabla II.1. Valores de referencia de amplitud de vibración para analizar la condición

mecánica de una máquina.

Por otra parte, en lo que respecta un sistema máquina-soporte, el cual puede ser

descrito como un sistema masa-resorte-amortiguador, se le asocian una serie de conceptos

básicos necesarios para el estudio de su comportamiento vibratorio. Dichos conceptos están

relacionados con la naturaleza estructural del mecanismo, como pueden ser: su rigidez

representando por un resorte (constante de rigidez k), un amortiguador (caracterizado por

una fuerza amortiguadora) y su respectiva masa.

El comportamiento dinámico, en el cual están presentes las características de resorte

y masa antes señalas, y prescindiendo del efecto amortiguado de los soportes de la

máquina, está representado fundamentalmente por la frecuencia natural del sistema.

Conceptualizada en la fórmula 2.1.d.

(2.1.d)

9

Definiéndose frecuencia natural como a la frecuencia que presenta cada componente

de una máquina por su propia naturaleza y características.

Sin embargo, si se toma en consideración el efecto amortiguado, es necesario

estudiar parámetros como el coeficiente de amortiguamiento crítico y la razón de

amortiguamiento, los cuales permiten desarrollar un programa de aislamiento y control de

vibraciones para una determinada máquina.

Generalmente, cuando toda maquinaria se encuentra en operación, se presentan

fuerzas externas que incitan un determinado movimiento vibratorio. Si el movimiento de

dichas fuerzas es armónico, el sistema vibrará de forma armónica en la misma frecuencia

de excitación, pero con un desfase en el tiempo. Desde este punto de vista es necesario

tomar en cuenta, que cuando alguna de estas frecuencias de excitación sintoniza con la

frecuencia natural del sistema, se produce el fenómeno denominado resonancia, el cual

puede ser perjudicial para el sistema, puesto que al sumarse las dos frecuencias existentes,

la amplitud de la vibración va aumentando progresivamente pudiendo provocar el colapso

de la máquina.

Por consiguiente, para que lo planteado anteriormente no suceda, existe mucha

información en lo que respecta a los registros vibratorios aportados por los diferentes

estudios realizados en el mundo de la industria. En ellos se menciona que todos los

componentes presentes en las máquinas vibran en frecuencias características, dependiendo

de su diseño y condiciones de operación. Dichos registros se contrastan con las mediciones

capturadas en terreno y con esto se puede identificar posibles problemas presentes en el

funcionamiento de una determinada máquina. Esto implica que una determinada frecuencia

puede identificar un problema en específico, ya sea de la máquina en sí o del montaje de la

misma.

En consecuencia, es posible identificar un sin número de escenarios en los cuales

está presente el montaje erróneo de un determinada máquina, los que pueden ser estudiados

con un exhaustivo análisis de vibraciones. Los comúnmente nombrados son el desbalanceo

y desalineamiento.

El desbalanceo, que por lo general es uno de los problemas más comunes en

vibraciones, se refleja en los espectros de vibración con una única componente en la

frecuencia de rotación de la máquina. Se reconocen dos tipos de desbalanceo: estático y

dinámico.

10

En cambio, se entiende por desalineamiento a dos máquinas rotativas acopladas en

donde sus ejes operan no colineales, debido a un mal montaje. Esta fuente de vibraciones

puede ser controlada e incluso eliminada dependiendo de un buen posicionamiento de las

máquinas.

Básicamente existen dos tipos de desalineamiento como muestra en la Fig. 2.1.

Fig. 2.1 Esquema de desalineamiento angular y paralelo

En la realidad lo más común es que los dos desalineamientos mostrados en la Fig.

2.1. se presenten combinados, ocurriendo un nuevo tipo de desalineamiento llamado mixto

presentado en la Fig.2.2.

Fig. 2.2 Esquema de desalineamiento mixto.

Desalineamiento Paralelo

Desalineamiento Angular

11

Según Saavedra [2] en el momento que los equipos trabajan bajo estas condiciones

se producen vibraciones que son nefastas para la vida útil de la maquinaria, ya que se

generan cargas adicionales: en rodamientos, sellos, ejes y acoplamientos. Produciéndose a

corto plazo fallas como: fugas de aceite en descansos y sellos, soltura de pernos basales y

de pernos del acoplamiento e incluso la rotura de ejes.

En consecuencia, es necesario determinar el grado de desalineamiento mientras las

máquinas estén operando, por lo que para esto se utilizan técnicas que nos permiten

diagnosticar el nivel y tipo de desalineamiento, como son la medición y análisis de las

vibraciones.

Estas mediciones se encuentran normadas, puesto que un análisis exitoso depende

directamente de una buena toma de valores. Por tal motivo en lo que respecta al

posicionamiento de los sensores en la máquina, se utilizaron los conceptos descritos por

Wowk [3] donde señala que la ubicación de los sensores, para una exitosa toma de valores,

deben ir posicionados de tal forma que el fenómeno vibratorio sea completamente

capturado. De manera más específica, ésta señala, que en la presencia de los distintos tipos

de desalineamientos, los sensores deben ser instalados en concordancia con el

desalineamiento que se desea medir. Por ejemplo, para un desalineamiento paralelo los

transductores van en la dirección radial al eje, mientras que para un desalineamiento

angular van en la dirección axial.

Los transductores son dispositivos que reciben energía de algún sistema para luego

emitir este mismo tipo de energía o de otro tipo a otro sistema que la recepcione, de tal

forma que la señal emitida represente el fenómeno físico el cual se desea cuantificar.

Para la medición de vibraciones los transductores más adecuados son los

acelerómetros, puesto que pueden representar, y como su nombre lo indica, la aceleración

de un determinado mecanismo, siendo también utilizada esta magnitud en el cálculo de

velocidades y desplazamientos.

Los acelerómetros piezoeléctricos se caracterizan por poseer un cristal

piezoeléctrico que produce una carga eléctrica al deformarse, bajo la acción de una

determinada fuerza. En la Fig. 2.3. se esquematiza un acelerómetro piezoeléctrico tipo, en

el cual es posible identificar: un resorte, una masa y los discos piezoeléctricos, que capturan

el movimiento de la masa producido por la vibración de la máquina. El movimiento de la

masa interna produce una fuerza que deforma a los discos piezoeléctricos, generando una

carga eléctrica capaz cuantificar la aceleración.

12

Fig. 2.3 Esquema de un acelerómetro piezoeléctrico tipo.

Para que este transductor funcione de forma correcta y pueda recepcionar el

fenómeno vibratorio, es necesario que se posicione de forma solidaria al dispositivo en el

que se desea estudiar su aceleración.

Por otra parte, en lo que respecta al análisis de vibraciones, éste es un estudio

complejo puesto que las señales capturadas por los acelerómetros por lo general son

ilegibles, ya que cargan con toda la información característica del movimiento de la

máquina. Dichas mediciones se manipulan con el fin de poder identificar a que se debe la

vibración presente en la máquina estudiada.

El método más utilizado en la ultima década, para interpretar estas señales es la

Transformada Rápida de Fourier (FFT, Fast Fourier Transform), la cual demuestra

matemáticamente que una señal periódica se puede descomponer en una suma de senos y

cosenos formando una base ortogonal. Por lo que señales vibratorias, como las presentes en

un desalineamiento, que se muestran en el dominio del tiempo, pueden ser representadas en

el dominio de la frecuencia, en donde las señales poseen amplitud y frecuencias

características.

Para poder analizar estas amplitudes y frecuencias es necesario representarlas. La

gráfica que muestra amplitud versus frecuencia se le denomina espectro. En la Fig. 2.4. se

muestra un espectro tipo en el cual se grafica una base ortogonal de tiempo versus

frecuencia con respecto a la amplitud.

13

Fig. 2.4 Gráfica de un espectro tipo.

2.2 Transformada rápida de Fourier

La Transformada de Fourier (FFT, Fast Fourier Transform), según Irarrázaval [4],

nos permite expresar una función periódica en una suma de funciones senos y cósenos, los

coeficientes de Fourier representan directamente el contenido de frecuencias de la función,

es decir expresan cuales son las armónicas que nos entregarán una mejor aproximación de

la función original.

Formalmente la transformada de Fourier se define como:

(2.2.a)

Donde u es la variable de frecuencia y tiene unidades que son reciprocas de las

unidades de x.

La Transformada de Fourier sirve para señales en las que el tiempo, la frecuencia o

ambas son variables discretas. Las distintas formas que adopta la Transformada de Fourier

esta determinada por el tipo de señales que se desean examinar, por ejemplo: para el

análisis de frecuencias de una señal de tiempo discreto es necesario definir una Transforma

de Fourier de Tiempo Discretos (DTFT), para señales en las cuales las frecuencias son

discretas se defina la Transformada de Fourier de Frecuencias Discretas (DFFT) y para

funciones donde el tiempo y la frecuencia son variables discretas se define la Transformada

de Fourier Discreta (DFT).

dxexfuF uxi π2)()( −∞

∞−∫ ⋅=

14

La DFT (Discrete Fourier Transform) se emplea para encontrar el contenido de

frecuencias de funciones que son periódicas y discretas. Esto implica que en el dominio de

la frecuencia también serán periódicas (porque en el tiempo son discretas) y discretas

(porque en el tiempo son periódicas). La expresión general de la DFT se puede obtener a

partir de la DFFT o DTFT, a continuación se obtendrá la DFT a partir de la DFFT.

Sea

f(t) Función continua en el tiempo.

f[n] Función discreta en el tiempo.

Para discretizar el tiempo de la función f(t), se propone la siguiente condición:

(2.2.b)

Entonces

(2.2.c)

La función muestreada con datos a intervalos regulares distanciados a periodo T esta

dada por la siguiente expresión:

(2.2.d)

Donde )( nTt −δ es el número de datos

Aplicando la definición de transformada de Fourier a esta función obtenemos:

(2.2.e)

Una función discreta puede ser periódica sólo si el periodo es un múltiplo entero del

intervalo de muestreo. Llamemos N a este múltiplo, en el tiempo el intervalo de muestreo

es T y el periodo es 1/U, entonces tenemos:

T

nfnTf

][~

)(~

=

T

nfnTt

][→=

)(~

][~

nTfTnf =

∑∞

∞=

−=n

S nTttfTtf )()(~

)(~

δ

∫ −⋅=U

kUti

S dtetfUkF

/1

0

2)(~

][~ π

∫ ∑∞

−∞=

−−⋅=U

n

kUti dtenTttfUTkF

/1

0

2)()(~

][~ πδ

15

∫∑∞

∞−

−

=

−−⋅=1

0

2)()(~

][~ N

n

kUti dtenTtnTfUTkF πδ

(2.2.f)

La integral de 0 a 1/U limita el número de datos con lo que se tiene:

Utilizando la expresión (2.2.c) y (2.2.f), obtenemos:

(2.2.g)

Simplificando esta expresión, haciendo el periodo T unitario obtenemos, la

Transformada Discreta de Fourier (DFT)

(2.2.h)

Así, la DFT es una aproximación de las trasformadas de Fourier continuas de una

función.

Por otra parte la transformada rápida de Fourier es un algoritmo desarrollado para

obtener la DTF (Discrete Fourier Transform) de una forma más rápida y eficiente. Donde el

tiempo de procesamiento de la FFT es considerablemente más rápido para calcular la DFT

UNT

1= 1=NTU

∑ ∫−

=

∞

∞−

−−⋅=1

0

2)()(~

][~ N

n


∑ ∫−

=

∞

∞−

−−=1

0

2)()(~

][~ N

n


∑−

=

−⋅=1

0

2)(~

][~ N

n

kUti dtenTfUTkF π

∑−

=

−

⋅=1

0

2

][~1

][~ N

n

Nkni

enfNT

kFπ

∑−

=

−

⋅=1

0

2

][~1

][~ N

n

N

kni

enfN

kFπ

16

directamente de su definición, ya que esta explota la simetría de la matriz de

transformación, reduciendo así el número de operaciones matemáticas.

La reducción en el número de operaciones se logra básicamente a través de la

descomposición del vector ][~nf sucesivamente en varias secuencias de menor tamaño

aplicándole DFT a cada una de ellas.

Una versión de la FFT consiste en separar la secuencia ][~nf de N datos en dos,

donde N es un entero potencia de 2, es decir ν2=N . La primera mitad corresponde a

aquellos puntos donde n es par y la segunda donde n es impar. Con esto de tiene

Subdividiendo ][~nf

⋅+⋅= ∑∑

−− −− 1122

][~

][~1

][~ N

nimpar

N

npar

Nkni

Nkni

enfenfN

kFππ

Mediante la sustitución de n=2r para los pares y n=2r+1 para los impares se tiene

⋅++⋅= ∑∑

−

=

−

=

+−−

12

0

12

0

)12(24

]12[~

]2[~1

][~

N

r

N

r

N

rki

Nkri

erferfN

kFππ

++= ∑ ∑

−

=

−

=

+−−1

0

1

0

12 2 )12(24

)12(~

)2(~

)(~

N N

N

rki

Nkri

r rN

erferfkFππ

+⋅+= ∑ ∑

−

=

−

=

−−−1

0

1

0

12 2 424

)12(~

)2(~

)(~

N N

Nkri

Nkri

Nkri

r rN

erfeerfkFπππ

(2.2.i)

Simplificando N

i

eWN

π2−

= , tenemos

++= ∑ ∑

−

=

−

=

1

0

1

02/2/

12 2

)12(~

)2(~

)(~

N N

r r

kr

N

k

N

kr

NNWrfWWrfkF

Por ultimo si llamamos a la DFT de los pares G(k) y a la de los impares H(k),

podemos reescribir esta expresión como:

∑−

=

−

⋅=1

0

2

][~1

][~ N

n

Nkni

enfN

kFπ

17

(2.2.j)

Con esta expresión se logra expresar la DFT de un vector de N puntos como dos

DFT de N/2 puntos, una de ellas multiplicada por un factor k

NW .

Entonces se aprecia que para el cálculo de una DFT de una vector cuyo periodo sea

de largo N a través del método directo son necesaria 2N multiplicaciones y sumas

complejas. Pero al subdividir el vector de entrada, se deben realizar ( )22N multiplicaciones y

sumas complejas, además son necesarias N sumas complejas para considerar el término

k

NW y por ultimo N sumas complejas para considerar índices pares e impares. Por lo tanto el

cálculo completo requiere a lo más de 2/2 2NN + sumas y multiplicaciones complejas.

Por otra parte si se cumple que ν2=N ,el mismos procedimiento se puede repetir

N2log=ν veces. Descomponiendo ν veces el vector de entrada, es posible realizar la DFT

en NN 2log sumas complejas e igual número de multiplicaciones complejas.

Para tener una noción de cual es la reducción efectiva de operaciones, consideremos

por ejemplo una secuencia de largo 1024210 ==N . Por el método directo tendremos que

realizar 576.048.12 2010 ==N sumas y multiplicaciones complejas, en cambio, sólo bastan

240.10log 2 =NN si se emplea la FFT.

)()()(~

kHWkGkX k

N+=

18

CAPÍTULO III

DESARROLLO DEL DISPOSITIVO MECÁNICO

3.1 Diseño del dispositivo mecánico

Como se planteó en el capítulo II, en la industria actual, es de vital importancia

tener conocimientos claros de cómo es el comportamiento vibratorio de las máquinas frente

a un determinado desalineamiento. Esto motiva a que el presente estudio se base en el

diseño, construcción y posterior análisis de un banco de pruebas, en el cual se puedan

estudiar las vibraciones provocadas por los distintos tipos de desalineamientos, ya sea

paralelo, angular y mixto.

Como primera parte fue necesario recopilar la mayor cantidad de información

posible en lo que respecta a este tipo de banco de prueba. La información no es muy amplia

pero fue posible rescatar dos diseños. Uno de éstos es descrito por González [5],

representado en la Fig. 3.1, y el otro por Wowk [3], mostrado en la Fig.3.2.

Fig. 3.1 Banco de pruebas para desalineamiento y desbalanceo, descrito por González [5]

19

Fig. 3.2 Banco de pruebas para desalineamiento y desbalanceo, descrito por Wowk [3]

En estas dos gráficas se pueden identificar las partes características de un banco de

prueba para análisis de vibraciones, como son:

� Mesa en donde se apoya el conjunto motor-eje.

� Motor.

� Acople que junta el eje del motor al eje conducido.

� Soportes que sostienen al eje.

Además se puede observar que los diseños están hechos para representar, aparte de

un desalineamiento, un desbalanceo. Ya que los discos posicionados en el eje conducido

provocan este fenómeno. Sin embargo, el presente trabajo se limita sólo al estudio de

desalineamiento de ejes por lo que, para efectos de diseño, se omitirá los discos.

20

El diseño propuesto para este estudio se presenta en la Fig. 3.3, con las

consideraciones antes expuestas.

Fig. 3.3 Diseño propuesto para el banco de pruebas

3.1.1 Mesa

Al comenzar con la creación del banco de pruebas, fue necesario diseñar una mesa

capaz de soportar el mecanismo vibratorio y que cumpliera a cabalidad los objetivos

planteados. Para esto se tuvo que tomar en consideración variados aspectos como:

� El peso del conjunto motor- eje.

� Las vibraciones producidas por el desalineamiento.

� Estructura rígida que no afecte las vibraciones propias del fenómeno en estudio.

� Que sea desplazable para poder cumplir con sus fines didácticos.

� Simple de utilizar.

21

El marco de la mesa propuesta para la maqueta de pruebas es el que se presenta en

la Fig.3.4, en la cual se puede observar una estructura rígida que posiciona al motor y al eje

en plataformas distintas, con el fin de colocar al conjunto motor-eje a nivel.

Fig. 3.4 Marco de la mesa del banco de pruebas

22

El desglose de las piezas confeccionadas para llegar a la configuración del marco

propuesto se presenta en la Fig. 3.5.

Fig. 3.5 Desglose de las piezas del marco de la mesa para el banco de pruebas

23

El perfil rectangular 20x50x1,5 mm de acero estructural utilizado, fue elegido

tomando en consideración la rigidez y peso del conjunto motor-eje, además de las

vibraciones a las que estará sometido.

En lo que respecta a las plataformas en donde van ubicados el motor y los soportes,

se diseñaron tomando en cuenta que estas superficies estarán sometidas a vibraciones

directas por causa del desalineamiento, por lo que su configuración viene dada de la

siguiente forma:

� Primero se diseñó en una base sólida, que además de soportar el peso del dispositivo

vibratorio, adicione una mayor masa evitando el fenómeno de la resonancia.

Las planchas confeccionadas se presentan en la Fig. 3.6, con un peso aproximado de

22 kg para la pancha 1 y 26 kg para la plancha 2. Estas plataformas son acero de

ASTM A-36.

Fig. 3.6 Diseño de las planchas

24

3mesapeso

Rueda =

� Luego, para controlar impacto y vibración, se propuso colocar láminas de caucho

sobre las planchas de acero, con el fin de evitar la resonancia. Dichas superficies

tienen las mismas medidas que las planchas mostradas en la Fig. 3.6 y se posicionan

sobre las dos plataformas en donde se ubica el motor y los soportes

respectivamente.

� Finalmente, para que el motor y los soportes se ubiquen sobre sólida, se determinó

colocar planchas de 1,6 mm de espesor, siendo el largo y el ancho iguales al de las

planchas mostradas en la Fig. 3.6.

En consecuencia, la plataforma en donde irá ubicado el dispositivo vibratorio,

consta de un conjunto lámina de caucho y planchas en donde se sujeta el dispositivo

vibratorio.

3.1.2 Ruedas

Para que este banco pudiera desplazarse de un lugar a otro fue necesario acoplarle

ruedas. El cálculo para determinar el modelo de dichas ruedas se muestra en la fórmula

3.1.2.a.

(3.1.2.a)

La fórmula 3.1.2.a interpreta que cuando la mesa se encuentra en movimiento el

peso se concentra en tres de sus patas, ya que por lo general los cuatros apoyos de la

estructura no quedan perfectamente nivelados. Además en la selección de las rueda se

consideró un freno capaz de detener el movimiento lineal y de rotación que realiza sobre su

propio eje. La rueda adquirida se muestra en la Fig. 3.7.

25

Fig. 3.7 Rueda seleccionada para el desplazamiento de la mesa

Las rueda esta hecha de un polímero resistente antideslizante y un marco de acero

capaz de soportar el peso al que está sometido, la que se muestran en la Fig. 3.7.

3.1.3 Motor

En lo que respecta al diseño del dispositivo vibratorio se partió seleccionado el

motor, el cual fue elegido sobre la base de la información encontrada para la fabricación de

este tipo de banco de pruebas. Tomando en consideración aspectos como: Velocidad de

giro y potencia.

El motor escogido se presenta en la tabla III.1 :

Tabla III.1 Motor trifásico

Marca Vemat

Tipo VTB 80 A

Trifásico

Potencia 0,75 HP

cos φ 0,73

RPM (nominal) 1390

26

3.1.4 Variador de frecuencia

Para fines didácticos es necesario poder regular la velocidad de giro del motor, por

lo que se seleccionó en un dispositivo que diera plena libertad en la elección de las

revoluciones por minuto. El componente más idóneo es un variador de frecuencia ya que

puede controlar la velocidad rotacional de un motor.

Las características del variador de frecuencia seleccionado se muestran en la tabla

III.2 y es el propuesto por IMATESA S.A., ya que cumple con las características del motor

trifásico escogido.

Tabla III.2 Variador de frecuencia

Marca ABB

Modelo ACS150 0,75 kW (1 HP)

Entrada Monofásica (11,4 A)

Salida Trifásica (8,2 A máx.)

Filtro EMC1 conectado Frecuencia 50 Hz

Intervalo de tensión 200 a 240 V CA

.

Además, gracias a este dispositivo, es posible generar una infinidad de escenarios

para el análisis de vibraciones, puesto que es programable. Esto nos permite estudiar las

vibraciones para distintas aceleraciones del giro del rotor, como por ejemplo, partir de una

velocidad nula hasta alcanzar una velocidad constante en un determinado tiempo. Todo esto

tomando en cuenta que la respuesta vibratoria de un mecanismo depende del

comportamiento de la fuerza que excita al sistema.

Por otra parte, en lo que respecta a la seguridad del mecanismo, fue necesario

incorporar un fusible que cortara el suministro eléctrico en caso de alzas en la tensión de la

red. El fusible seleccionado se muestra en la tabla III.3.

1 EMC: compatibilidad electromagnética

27

Tabla III.3 Fusible

Marca GE

Modelo G61- 6 kA 230/400 ~

3.1.5 Cables

Los cables seleccionados para la conexión del sistema vibratorio a la red eléctrica

fueron seleccionados para resistir un amperaje mínimo de 11,4 A, ya que ésta es la

corriente de entrada para el variador de frecuencia. Por tal motivo se eligió un cordón

engomado, de tres líneas de 1,5 mm de diámetro.

3.1.6 Acople

Para poder unir de manera firme el eje del motor al eje conducido, es necesario

contar con un dispositivo, que además de transmitir la potencia generada por el motor

pueda aferrarse fuertemente a las dos piezas en cuestión. Para ello se seleccionó un acople

elastomérico de 3 garras que sujete a ambas piezas, puesto que no existe una máquina que

utilice la potencia generada por el motor, es decir, el eje gira libremente. Además es fácil de

manipular y cumple con los requerimientos de funcionamiento.

Para la selección de dicho acople es necesario tomar en consideración: RPM del

motor, torque nominal, factor de servicio, tipo de elastómero (componente que une las

partes que se fijan a cada uno de los ejes), ángulo permisible y diámetro del eje del motor.

Como el acople que se desea utilizar para este proyecto no es con fines industriales, se

cotizó uno económico y que cumple con las características de diseño del dispositivo

vibratorio.

El machón seleccionado fue de marca Lovejoy y sus características se describen en

la tabla III.4.

28

Tablas III.4 Características del acople

Marca Lovejoy

Modelo L-090

Diámetro 19 mm

Desalineamiento max. ±1°

Paralelismo max. 3,81 mm

Torque max. 16.27 Nm

RPM max. 9000

Fig. 3.8 Acople elastomérico marca Lovejoy

3.1.7 Eje conducido

Parte importante del banco de prueba para análisis de vibraciones es el eje

conducido, puesto que la posición que este tome en la configuración del sistema genera un

determinado espectro de vibraciones.

El eje diseñado se presenta en la Fig. 3.9. Este posee un diámetro de 19 mm (3/4”)

y el material utilizado es acero SAE 1020.

29

Fig. 3.9 Eje conducido

3.1.8 Soportes o apoyos

Según la bibliografía consultada [1-3] la medición de las vibraciones debe realizarse

en los soportes o apoyos del eje conducido, por lo que para una buena toma de éstas es

necesario que los transductores queden posicionados en la dirección de la vibración.

Debido a esto se seleccionaron soportes que dieran la posibilidad de instalar los

acelerómetros de la mejor forma, ya sea para las mediciones axiales y radiales. Además de

considerar aspectos de diseño como son la geometría de la mesa y el diámetro del eje.

El soporte seleccionado es de marca Asahi modelo PH204 y se muestra en la

Fig. 3.10.

30

Fig. 3.10 Soporte

Como se puede observar en la Fig. 3.10 el soporte posee un rodamiento de bolas que

sujeta al eje conducido con prisioneros y además da un espacio para colocar el transductor

de forma radial y axial.

Pro otra parte se definió con el nombre de Apoyo 1 al soporte que se encuentra más

lejano al motor, mientras que con Apoyo 2 al más cercano. Esto se representa en la

Fig. 3.11.

Fig. 3.11 Denominación de los apoyos

31

3.1.9 Lainas

Debido a que este trabajo sólo estudia los desalineamientos típicos, como son:

Paralelo, angular y mixto. Se diseñó en un dispositivo que desplazará al eje conducido en el

plano vertical de la maqueta, posicionándolo de forma no colineal con el eje del motor.

Esto conlleva a que se generen vibraciones que posteriormente serán cuantificadas y

analizadas.

La pieza que se diseñó para cumplir con estos fines son lainas, que tienen la misma

geometría de la base de los apoyos, con el fin de colocarlas bajo los soportes

desplazándolos verticalmente.

Las lainas diseñadas poseen distintos espesores que ayudan a provocar diferentes

desalineamientos, lo que permite estudiar el comportamiento vibratorio del sistema para

diferentes escenarios.

El dispositivo se presenta en la Fig.3.12 en donde es posible identificar los

espesores de las lainas seleccionadas para el estudio.

32

Fig. 3.12 Diseño de las lainas

Finalmente, en la Fig. 3.13, se muestran las lainas fabricadas para producir los

distintos tipos de desalineamientos.

Fig. 3.13 Lainas fabricadas

33

3.2 Construcción del dispositivo mecánico

Como primera etapa de la construcción de la maqueta para análisis de vibraciones,

se partió adquiriendo todos los componentes mencionados en el diseño del dispositivo

mecánico, ya sea: perfiles, planchas, ruedas, motor, variador de frecuencia, cables, fusible,

acople, eje y soportes.

3.2.1 Construcción de la mesa

Se partió el proceso de la construcción de la mesa con el corte de los perfiles que

componen la estructura base del banco de pruebas (véase Fig. 3.4 y Fig. 3.5).

Posteriormente se soldaron dichas piezas conformando una estructura rígida.

La estructura se presenta en la Fig. 3.14.

Fig. 3.14 Estructura base de la mesa

Paso siguiente, fue el pintado de la estructura con pintura anticorrosiva, para que

aumente su vida útil. Luego se soldaron las ruedas que permiten al banco de pruebas

desplazarse.

Posteriormente se perforaron las planchas de 8 mm (Ver Fig. 3.6) para poner los

pernos que sujetan a las laminas de caucho, las planchas de 1.6 mm y el dispositivo

vibratorio.

34

Después de realizados los agujeros se soldaron la planchas en la parte superior de la

estructura, conformando una mesa. Luego se colocaron las láminas de caucho y arriba de

estas las planchas de 1.6 mm, apernándose el conjunto completo (plancha-lamina caucho-

plancha).

Luego se colocó en los bordes un perfil L de aluminio, para evitar el filo de las

planchas.

A continuación se realizó el ensamblaje del dispositivo vibratorio, partiendo por la

colocación del motor trifásico en su respectiva plataforma, quedando solidario a la mesa.

Luego se mecanizó el acople con la finalidad de poder posicionarlo en el eje del motor y el

eje conducido, este fue instalado y sujetado firmemente a los dos ejes mediante los

prisioneros que trae de fábrica. El montaje del acople elastomérico se presenta en la

Fig. 3.15.

Fig. 3.15 Montaje del acople

Seguido del montaje del acople fue el posicionamiento de los soportes que sujetan al

eje conducido. Este eje fue fabricado en el área de procesos siguiendo el diseño propuesto.

Los apoyos se aferran al eje gracias a unos prisioneros que vienen en los

rodamientos de bolas, permitiendo que el árbol sólo gire y no se desplace en su coordenada

axial. El montaje de los soportes se muestra en la Fig. 3.16.

35

Fig. 3.16 Montaje de los soportes

Después de terminada la parte mecánica del dispositivo vibratorio, se prosiguió al

armado de la parte eléctrica del banco de pruebas. Esto comenzó con la configuración de la

conexión del motor trifásico a la red, la cual fue en triángulo por motivos de seguridad con

respecto al voltaje entregado al motor. Posteriormente se instaló el variador de frecuencia

siguiendo el manual entregado por el fabricante, al cual además se le incorporó un fusible

para protegerlo de posibles sobrecargas.

El montaje del variador de frecuencia y su respectivo fusible se muestra en la

Fig. 3.17.

Fig. 3.17 Montaje del variador de frecuencia

36

CAPÍTULO IV

SISTEMA DE MEDICIÓN

4.1 Selección del sistema de medición

Para llevar a acabo una buena selección de un sistema de medición es necesario

tener bien estudiado el fenómeno físico que se desea evaluar. Puesto que en el comercio,

existe una amplia gama de instrumentos y software que pueden medir y analizar una misma

situación física, es necesario tomar en consideración el objetivo de la medición, la escala

de magnitudes que se desea cuantificar y los recursos disponibles.

Para el caso de la medición de vibraciones el transductor comúnmente utilizado es

el acelerómetro, el cual debe ir conectado a una fuente de poder que lo alimente y una

tarjeta de adquisición de datos que capture su señal.

Para el caso de este trabajo se comenzó seleccionando el acelerómetro, el cual va

directamente relacionado con el comportamiento vibratorio que se desea cuantificar. Luego

se eligió su respectiva fuente de poder y posteriormente una tarjeta de adquisición de datos

que pudiera leer correctamente el fenómeno, sin perder ninguna información entregada por

el transductor.

4.1.1 Acelerómetro

Al momento de seleccionar los acelerómetros se tomaron en consideración los

siguientes factores: su sensibilidad, cantidad de direcciones en las que puede medir,

valores máximos de aceleraciones, que en estos dispositivos generalmente se encuentran en

unidades g y los recursos disponibles.

Las vibraciones presentes en un banco de pruebas, por lo general, no tienen la

misma magnitud en comparación con las producidas en la industria, puesto que el escenario

físico es a menor escala. Sin embargo, la sensibilidad que debe tener el acelerómetro en

este caso debe ser lo mayor posible, ya que en el fenómeno en estudio pueden presentarse

órdenes de magnitudes pequeñas. No obstante, si se requiere mayor sensibilidad en un

instrumento su precio aumenta, y más aún si se desea que el acelerómetro mida en

diferentes direcciones.

37

Razón por la cual en este trabajo se seleccionó un acelerómetro multipropósito de

bajo costo, que midiera en una dirección, con la mayor sensibilidad y valores de aceleración

posibles.

Cabe mencionar que el acelerómetro entrega la señal en voltaje a la cual se le aplica

la sensibilidad del transductor para poder registrar las aceleraciones presentes en un

determinado mecanismo.

Las características de los acelerómetros seleccionados se presentan en la

tabla IV.1.

Tabla IV.1 Características de los acelerómetros

Marca Wilcoxon

Modelo 784 A

Sensibilidad 100mV/g

Rango de aceleración 50 g (peak)

Dirección de la medición Unidireccional

Voltaje de entrada 18-30 VCD

Tipo Piezoeléctrico

.

Fig. 4.1 Acelerómetros Wilcoxon

38

4.1.2 Unidad de poder

La unidad de poder se selecciona en concordancia con el voltaje de entrada que

requieran los acelerómetros. Esta se seleccionó para poder utilizar más de un acelerómetro

al mismo tiempo y para poder medir en diferentes direcciones, ya sea radial y axial.

Las características de la unidad de poder seleccionada se presenta en la tabla IV.2.,

esta posee batearías alcalinas recargables, por lo que no es necesario tenerla conectada a la

red eléctrica permanentemente, esto implica que todo el sistema de medición es autónomo,

por lo que es posible llevarlo a terreno. Además este cuenta con 3 canales que nos permite

conectar 3 transductores simultáneamente.

Tabla IV.2 Características de la unidad de poder

Marca Wilcoxon

Modelo P703B

Cantidad de canales 3

Voltaje al transductor 27 VCD

Baterías 3- 9 V alcalinas

Fig. 4.2 Unidad de poder

39

Hzfmotor 60

1490=

Hzfmotor 38,24=

motor

motorf

T1

=

sTmotor 04027,0=

4.1.3 Tarjeta de adquisición de datos

Para llevar a cabo una buena elección de una tarjeta de adquisición de datos es

necesario conocer bien el fenómeno que se desea estudiar. Por lo que para el presente

trabajo se tomaron en consideración los siguientes pasos:

i. Debido a que la máquina empleada en la maqueta es un motor, fue necesario calcular su

período de rotación, porque en este se generan las vibraciones correspondientes a una

revolución.

Para encontrar el período de rotación fue necesario medir la velocidad máxima de giro

del motor la cual fue de 1490 RPM.

(4.1.3.a.)

=motorf Frecuencia motor en Hz

Con esta igualdad se obtuvo el valor máximo de la frecuencia de giro del motor, y en la

relación 4.1.3.b. se obtiene el período rotacional del motor.

(4.1.3.b.)

ii. Paso siguiente fue la aplicación de algún criterio de medición en lo que respecta a la

cantidad de muestras o datos que se desean capturar por período de rotación.

Como el objetivo fue representar de mejor forma el movimiento sinusoidal que

describe la vibración, se utilizaron los fundamentes entregados por el teorema de

muestreo de Nyquist-Shannon, en el cual se establece que la reconstrucción exacta de

una señal en una frecuencia base, a partir de los datos obtenidos, es matemáticamente

40

posible si la señal está limitada en una frecuencia y la tasa de muestreo es superior al

doble de su frecuencia máxima.

Para este estudio la frecuencia base viene dada por la frecuencia máxima de giro del

motor, la cual fue de 24,83 Hz, por lo que la tasa de muestreo debe ser superior a 49,66

datos por segundo, obteniéndose 3 muestras por ciclo. Sin embargo, se determinó que la

cantidad mínima de datos por período a utilizar fuera de 8, ya que con esto se cumpliría

dicho teorema y se podría representar de mejor forma la curva sinusoidal.

En la Fig. 4.3 se muestra el criterio empleado, en donde es posible observar que la

cantidad mínima de muestras tomadas para representar la curva sinusoidal son ocho.

Fig. 4.3 Criterio de muestreo

iii. Finalmente fue necesario determinar la cantidad de muestras por segundo que se

requirieron emplear para llevar a cabo el criterio de medición.

Para esto se utilizó la expresión 4.1.3.c en la cual se obtiene la cantidad mínima de

datos por segundo para cumplir con el criterio.

(4.1.3.c)

11

−

⋅=N

TD motor

41

En donde:

=D Datos por segundo.

=motorT Período rotacional del motor en s

=N Cantidad de datos por período. En este caso son 8.

Obteniéndose:

sdatosD /1996,198 ≈=

En conclusión, con 199 datos por segundo obtenemos el muestreo mínimo para

determinar una curva sinusoidal representativa de la vibración. De esto se desprende que el

factor preponderante en la elección de una tarjeta de adquisición de datos, es la velocidad

máxima de muestreo, que para nuestro caso no debe ser menor a 199 datos por segundo.

Por otra parte se tomó en consideración la cantidad de canales análogos que debía

poseer la tarjeta, puesto que se adquirieron dos acelerómetros, uno para las medidas axiales

y otro para las radiales, la cantidad mínima de canales debía ser de dos.

Finalmente se pensó en una tarjeta que pudiera conectarse de fácilmente al

computador, por lo que se cotizó un que tuviera salida USB.

Las características de la tarjeta de adquisición de datos seleccionada se presentan en

la tabla IV.3 la cual permite obtener 50.000 datos por segundo.

Tabla IV.3 Características de la tarjeta de adquisición de datos

Marca Keithley

Modelo KUSB-3100

Canales de entrada 8 análogos

Velocidad máx. de muestreo 50.000 datos/s

Salida de datos USB

Counters 1

42

Fig.4.4 Tarjeta de adquisición de datos

Por otra parte, la tarjeta de adquisición de datos mostrada en la Fig.4.4, viene con su

propio software, “quickDAQ Data Collecting Software”, el cual permite recopilar la

información extraída de la señal emitida por los acelerómetros.

4.1.4 Cables

Los cables utilizados por el sistema de medición son los proporcionados por el

proveedor de los equipos, los que se presentan a continuación:

En la Fig.4.5 se muestra el cable utilizado para conectar los transductores a la

unidad de poder, este se caracteriza por ser un cable coaxial trenzado con camisa de teflón

protegido contra el polvo.

Fig.4.5 Cable que conecta el acelerómetro a la fuente de poder

43

En la Fig. 4.6 Se presenta el cable coaxial que conecta la unidad de poder con la

tarjeta de adquisición de datos.

Fig. 4.6 Cable coaxial que entrega la señal a la tarjeta de adquisición

Por último en la Fig. 4.7 se muestra el cable USB que conecta la tarjeta de

adquisición de datos al computador

Fig. 4.7 Cable USB

44

4.1.5 Programa para análisis de señales

Las señales recepcionadas por el sistema de adquisición de datos cargan con toda la

información correspondiente a la vibración, por lo que es necesario contar con un software

que pueda entregar la transformada rápida de Fourier para el posterior análisis de dichas

señales. El programa utilizado en este trabajo fue el analizador de señales SIGVIEW32

versión 1.8.9.6.

Para poder comprender el funcionamiento de dicho programa, se le aplicó una señal

ficticia, representada por la función seno descrita en la ecuación 4.1.5.a.

(4.1.5.a.)

En la ecuación 4.1.5.a. es posible identificar una amplitud de 1, una frecuencia de

0,25Hz y el tiempo t. Factores que deben estar presentes en el grafico de la FFT entregado

por el programa SIGVEW.

La Fig. 4.8 presenta la gráfica de la señal ficticia, mientras que la Fig.4.9 muestra la

FFT de la señal ficticia calculada por el software, en donde es posible observar que la

amplitud de 1 y la frecuencia de 0,25 Hz concuerdan con las especificadas por la ecuación

4.1.5.a.

Señal ficticia

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

0 1 2 3 4

Segundos

Amplitud

Fig.4.8 Grafico de la señal ficticia

( ) )25,02( tsentf ⋅⋅⋅= π

45

FFT señal ficticia

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0,00 0,25 0,50 0,76

Frecuencia (1/s)

Amplitud

Fig.4.9 FFT de la señal ficticia

4.2 Validación del sistema de medición

Cuando se adquiere un sistema de adquisición de datos es necesario validar las

mediciones que entrega, puesto que es indispensable corroborar que los datos capturados

representen correctamente al fenómeno en estudio.

Para el caso de este trabajo la comprobación se llevó a cabo en un banco de pruebas

para análisis de estructuras, que describía un movimiento sinusoidal controlado.

El banco de pruebas se muestra en la Fig. 4.10, en la que se puede identificar una

plataforma que realiza un movimiento oscilatorio controlado en el eje longitudinal del

banco.

Fig. 4.10 Banco de pruebas para análisis de estructuras

46

El procedimiento realizado para la toma de mediciones en dicho banco fue el

siguiente:

i. Se montó sobre la plataforma que describía el movimiento sinusoidal un acelerómetro,

realizándose las respetivas conexiones de nuestro sistema de medición.

ii. Luego se indujeron dos movimientos armónicos en la plataforma del banco de pruebas,

capturándose las aceleraciones existentes con nuestro sistema de adquisición de datos y

el sistema de medición propio de dicho banco.

Los movimientos sinusoidales descritos por la plataforma fueron de:

� 2,5 mm de amplitud con una frecuencia de 5 Hz

� 5 mm de amplitud con una frecuencia de 5 Hz

iii. Finalmente las aceleraciones entregadas por lo dos sistemas de medición utilizados

fueron guardadas para su posterior análisis.

4.2.1 Análisis para la validación del sistema de adquisición de datos

La validación del sistema de adquisición partió con la obtención de los resultados

teóricos calculados mediante la ecuación 2.1.c descrita en el CAPÍTULO II, para

posteriormente ser contrastados con los valores entregados por nuestro sistema de

medición.

Con dicha ecuación se logró obtener la aceleración máxima teórica para las dos

mediciones, resultando así:

� ( )2/467,2 smx =&& , para una amplitud de 2,5 mm y frecuencia de 5 Hz

� ( )2/934,4 smx =&& , para una amplitud de 5 mm y frecuencia de 5 Hz

Ambas con un periodo de 0,2 segundos.

El paso siguiente fue la obtención de las señales con nuestro sistema de adquisición

de datos mediante los acelerómetros marca Wilcoxon.

47

La velocidad de muestro utilizada para las dos mediciones fue de 1000 datos por

segundo, lográndose capturar 200 datos por periodo, cumpliéndose así con el criterio de los

8 datos como mínimo por ciclo.

La información recopilada con el acelerómetro Wilcoxon, se grafica en las Fig.

4.11 y Fig. 4.12, mostrándose las aceleraciones en función del tiempo para las dos

mediciones.

Acelerómetro Wilcoxon (2,5mm-5Hz)

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35

Segundos

m/s^2

Fig. 4.11 Señal obtenida con acelerómetro Wilcoxon para un desplazamiento de

2,5 mm y una frecuencia de 5 Hz

Aceleróemtro wilcoxon (5mm-5Hz)

-14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

0,00 0,03 0,05 0,08 0,10 0,13 0,15 0,18 0,20 0,23 0,25 0,28 0,30 0,33 0,35 0,38

Segundos

m/s^2

Fig. 4.12 Señal obtenida con acelerómetro Wilcoxon para un desplazamiento de

5 mm y una frecuencia de 5 Hz

48

En dichos gráficos es posible identificar una señal periódica poco clara con una

amplitud de aceleración fuera del rango teórico. Como no se pudo obtener mayor

información de esta señal, fue necesario procesarla para poder contrastarla con la

aceleración máxima que se obtuvo teóricamente de la plataforma oscilatoria.

A estas señales se le aplicó la transformada rápida de Fourier para poder determinar

la armónica representativa del movimiento oscilatorio, obteniéndose de esta su respectiva

amplitud de aceleración y frecuencia.

Las transformadas calculadas se presentan en las Fig. 4.13. y Fig. 4.14, para ambas

mediciones respectivamente.

.

FFT acelerómetro Wilcoxon (2,5mm-5Hz)

0

0,5

1

1,5

2

2,5

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Hz

m/s^2

Fig. 4.13 FFT de la señal obtenida con acelerómetro Wilcoxon para un

desplazamiento de 2,5 mm y una frecuencia de 5Hz

49

FFT acelerómetro Wilcoxon (5mm-5Hz)

0

1

2

3

4

5

6

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Hz

m/s^2

Fig. 4.14 FFT de la señal obtenida con acelerómetro Wilcoxon para un

desplazamiento de 5mm y una frecuencia de 5Hz

Haciendo una comparación entre los datos teóricos calculados y los valores

entregados con nuestro sistema de medición se pudo corroborar que son similares, puesto

que las aceleraciones, frecuencias y el período extraído de los gráficos muestran

equivalencia en sus magnitudes.

Cabe mencionar que la magnitud de aceleración y frecuencia representativas de la

señal emitida por el acelerómetro Wilcoxon, vienen dadas por el 1° Peak, ya que ésta es la

armónica que mejor describe al movimiento oscilatorio del banco de pruebas para

estructuras, lo cual será ratificado más adelante.

En la tabla IV.4, se presenta una comparación entre los valores teóricos y los

valores obtenidos de las FFT.

50

Tabla IV.4 Comparación entre los valores teóricos y los analizados de la señal obtenida

por el acelerómetro Wilcoxon

Datos teóricos Acelerómetro Wilcoxon

Mayor amp.

De FFT.(m/s^2)

Frecuencia (Hz)

Período (s)

Mayor amp. de

FFT.(m/s^2)

Frecuencia (Hz)

Período (s)

2,5 mm 5Hz

2,46 5 0,2 2,37 4,88 0,2

5 mm 5Hz

4,93 5 0,2 4,81 4,88 0,2

A continuación se muestran en las tablas IV.5 y IV.6, los valores de los 5 peak más

altos presentes en las transformadas de la señal obtenida con acelerómetro Wilcoxon,

entregadas por SIGVIEW, para las dos mediciones.

Tabla IV.5 Amplitud máxima de FFT, con su respectiva frecuencia, extraída de la FFT

aplicada a la señal capturada con el acelerómetro Wilcoxon para un desplazamiento de

2,5 mm y una frecuencia de 5 Hz

FFT acelerómetro Wilcoxon (2,5 mm-5 Hz) Amplitud de FFT (m/s^2) Frecuencia(Hz)

1° Peak 2,37 4,88 2° Peak 0,83 24,65 3° Peak 0,79 14,77 4° Peak 0,46 34,42 5° Peak 0,29 98,51


aplicada a la señal capturada con el acelerómetro Wilcoxon para un desplazamiento de

5 mm y una frecuencia de 5 Hz

FFT acelerómetro Wilcoxon (5 mm-5 Hz) Amplitud de FFT (m/s^2) Frecuencia(Hz)


51

Para las dos tablas anteriores es posible identificar que la mayor amplitud se da en la

frecuencia de 4,882Hz, la cual corresponde a la frecuencia 1X. Mientras que los demás

máximos se ubican en armónicas de esta, tales como 3X, 5X y 7X.

En las Fig. 4.15 y Fig. 4.16, se grafican las funciones coseno de los 5 máximos

correspondientes al desglose mediante la FFT, de la señal obtenida con nuestro sistema de

medición.

En dichas gráficas se aplica la ecuación 4.2.1.a. utilizando la información de

amplitud de aceleración y frecuencia correspondiente a los 5 máximos.

(4.2.1.a)

Desglose de la señal-wilcoxon (2,5mm-5Hz)

-3

-2

-1

0

1

2

3

0 0,1 0,2 0,3 0,4

Segundos

m/s^2

1° Peak

2° Peak

3° Peak

4° Peak

5° Peak

Fig. 4.15 Desglose de la señal capturada con el acelerómetro Wilcoxon para un

desplazamiento de 2,5 mm y una frecuencia de 5 Hz en sus respectivas armónicas

)2cos(0 txx ⋅⋅⋅= π&&&&

52

Desglose de la señal-wilcoxon (5mm-5Hz)

-6

-4

-2

0

2

4

6

0 0,1 0,2 0,3 0,4

Segundos

m/s^2

1° Peak

2° Peak

3° Peak

4° Peak

5° Peak

Fig. 4.16 Desglose de la señal capturada con el acelerómetro Wilcoxon para un

desplazamiento de 5 mm y una frecuencia de 5 Hz en sus respectivas armónicas.

Del desglose de la señal capturada se puede inferir que el 1° peak es el que

presenta la mayor amplitud, ratificándose como el representativo de la señal. Sin embargo,

la suma de los cosenos de los demás máximos serán utilizados para emular la señal inicial

obtenida de la mesa de prueba.

En la Fig.4.17. y Fig. 4.18 se presentan la suma de las armónicas correspondientes

al los 5 máximos, para las dos mediciones respectivamente.

53

Suma de armónicas- Wilcoxon (2,5mm.-5Hz)

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

0 0,1 0,2 0,3 0,4

Segundos

m/s^2

Fig. 4.17 Suma de las armónicas presentes en la señal capturada con el acelerómetro

Wilcoxon para un desplazamiento de 2,5 mm y una frecuencia de 5 Hz

Suma de armónicas-Wilcoxon (5mm.-5Hz)

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

0 0,1 0,2 0,3 0,4

Segundos

m/s^2

Fig. 4.18 Suma de las armónicas presentes en la señal capturada con el acelerómetro

Wilcoxon para un desplazamiento de 5 mm y una frecuencia de 5Hz

54

En estas gráficas es posible observar que la curva obtenida de la sumatoria de las

armónicas es muy parecida a la de las señales originales. Notándose que los períodos y

amplitudes de aceleración son los mismos.

En conclusión se pudo demostrar que los valores teóricos y los obtenidos con

nuestro sistema de medición presentan gran similitud, ya que las magnitudes de aceleración

muestran una diferencia de un ±4% mientras que para las frecuencias un ±3%, con lo cual

se pudo dar validez a los valores experimentales registrados por nuestro sistema de

medición.

A continuación se presenta los valores recepcionados por el sistema de medición

con el acelerómetro incorporado en la plataforma oscilatoria, para una velocidad de

muestreo de 2000 datos por segundo, con el fin de contrastarlos con los valores obtenidos

con nuestro sistema de medición.

A la señal obtenida con el sistema de medición propio de la banco de pruebas para

análisis de estructuras se le aplicó el mismo procedimiento al realizado a la señal capturada

por muestro sistema de medición.

En la Fig.4.19 y Fig.4.20 se presentan las aceleraciones capturadas por el

acelerómetro de la plataforma oscilatoria, para las dos mediciones realizadas.

Acelerómetro de la plataforma oscilatoria (2,5mm.-5Hz)

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35

Segundos

m/s^2

Fig.4.19 Señal obtenida con acelerómetro de la plataforma oscilatoria para un

desplazamiento de 2,5 mm y una frecuencia de 5Hz

55

Acelerómetro de la plataforma oscilatoria (5mm-5Hz)

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35

Segundos

m/s^2

Fig. 4.20 Señal obtenida con acelerómetro de la plataforma oscilatoria para un

desplazamiento de 5 mm y una frecuencia de 5 Hz

Como podemos observar en las señales descritas por las Fig.4.19 y la Fig.4.20 se

percibe una curva mucho más homogénea que las entregadas por la señal del acelerómetro

Wilcoxon (ver Fig.4.11 y la Fig.4.12), esto puede deberse a la diferencia en las

características entre el sistema de medición incorporado en el banco de pruebas y nuestro

sistema de adquisición de datos.

A continuación se presentan tablas y gráficos correspondientes al análisis hecho a

las señales emitidas por el acelerómetro de la plataforma.

Las FFT calculadas para las señales entregadas por el acelerómetro de la plataforma

se presentan en la Fig. 4.21 y la Fig.4.22 respectivamente.

56

FFT acelerómetro de la plataforma oscilatoria (2,5mm-5Hz)

0

0,5

1

1,5

2

2,5

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Hz

m/s^2

Fig. 4.21 FFT de la señal obtenida con acelerómetro de la plataforma oscilatoria para un

desplazamiento de 2,5 mm y una frecuencia de 5 Hz

FFT acelerómetro de la plataforma oscilatoria (5mm-5Hz)

0

1

2

3

4

5

6

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Hz

m/s^2

Fig. 4.22 FFT de la señal obtenida con acelerómetro de la plataforma oscilatoria para un


57

En la tabla IV.7 se presenta una comparación entre los valores teóricos y los valores

entregados por la FFT, y al igual que para el análisis realizado a las señales emitidas por el

acelerómetro Wilcoxon se tomó como valores relevantes los entregados por el 1° Peak.

Tabla IV.7 Comparación entre los valores teóricos y los analizados de la señal emitida

por el acelerómetro de la plataforma oscilatoria

Datos teóricos Acelerómetro de la plataforma

Mayor amp.

de FFT.(m/s^2)

Frecuencia (Hz)

Período (s) Mayor amp.

de FFT.(m/s^2)

Frecuencia (Hz)

Período (s)

2,5 mm 5Hz

2,467 5 0,2 2,263 4,913 0,203

5 mm 5 Hz

4,934 5 0,2 4,714 4,913 0,203

Tomando en consideración esta tabla se pudo certificar que los datos teóricos

calculados y los valores entregados por el sistema de medición del banco de prueba para

estructuras son similares, puesto que las aceleraciones, frecuencias y el período extraído de

los gráficos muestran equivalencia en sus magnitudes.

Por otra parte en las tablas IV.8 y IV.9 se presentan los valores de los 5 peak más

altos presentes en las transformadas de la señal tomada con acelerómetro de la plataforma

oscilatoria, para las dos mediciones respectivas.


aplicada a la señal capturada con el acelerómetro de la plataforma oscilatoria para un

desplazamiento de 2,5 mm y una frecuencia de 5 Hz

FFT acelerómetro de la plataforma oscilatoria (2,5 mm-5Hz) Amplitud de FFT (m/s^2) Frecuencia(Hz)


58


aplicada a la señal capturada con el acelerómetro de la plataforma oscilatoria para un


FFT acelerómetro de la plataforma oscilatoria (5 mm-5Hz) Amplitud de FFT (m/s^2) Frecuencia(Hz)


Además en las Fig. 4.23 y Fig. 4.24 se presentan las gráficas correspondientes al

desglose de las armónicas presentes en las mediciones, utilizando el mismo procedimiento

que en el desglose de las señales capturadas por nuestro sistema de adquisición.

Desgloce de la señal- acelerómetro de la plataforma (2,5mm-5Hz)

-3

-2

-1

0

1

2

3

0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40

Segundos

m/s^2

1° Peak

2° Peak

3° Peak

4° Peak

5° Peak

Fig. 4.23 Desglose de la señal capturada con el acelerómetro de la plataforma oscilatoria

para un desplazamiento de 2,5 mm y una frecuencia de 5 Hz en sus respectivas armónicas

59

Desgloce de la señal - acelerómetro de la plataforma (5mm-5Hz)

-6

-4

-2

0

2

4

6

0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40

Segundos

m/s^2

1° Peak

2° Peak

3° Peak

4° Peak

5° Peak

Fig. 4.24 Desglose de la señal capturada con el acelerómetro de la plataforma oscilatoria

para un desplazamiento de 5 mm y una frecuencia de 5Hz en sus respectivas armónicas.

Por último se presenta en las Fig.4.25 y Fig. 4.26, la suma de funciones cosenos, en

las cuales es posible observar una curva similar a la curva que representa la señal emitida

por el acelerómetro de la plataforma oscilatoria (ver Fig.4.19 y Fig.4.20).

60

Suma de armónicas- acelerómetro de la plataforma (2,5mm.-5Hz)

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

0,0 0,1 0,1 0,2 0,2 0,3 0,3 0,4 0,4

Segundos

m/s^2

Fig. 4.25 Suma de las armónicas presentes en la señal capturada con el acelerómetro de la

plataforma oscilatoria para un desplazamiento de 2,5 mm y una frecuencia de 5Hz

Suma de armónicas- acelerómetro de la plataforma (5mm.-5Hz)

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4

Segundos

m/s^2

Fig. 4.26 Suma de las armónicas presentes en la señal capturada con el acelerómetro de la

plataforma para un desplazamiento de 5 mm y una frecuencia de 5 Hz

61

Finalmente se realizó una comparación entre las magnitudes capturadas por los dos

acelerómetros, presentada en la tabla IV.10.

Tabla IV.10 Comparación entre las magnitudes capturadas por los dos acelerómetros. Acelerómetro Wilcoxon Acelerómetro de la plataforma

Mayor amp.

de FFT.(m/s^2)

Frecuencia (Hz)

Período (s)

Mayor amp. de

FFT.(m/s^2)

Frecuencia (Hz)

Período (s)

2,5 mm 5Hz

2,37 4,88 0,2 2,26 4,91 0,2

5 mm 5Hz

4,81 4,88 0,2 4,71 4,91 0,2

.

En conclusión, y tomando en cuenta el análisis realizado para los dos sistemas de

medición y los valores teóricos, se pudo corroborar que nuestro sistema de medición

cuantifica correctamente la aceleración presente en el movimiento de la plataforma del

banco de pruebas para estructuras, por lo que pudo ser utilizado en la medición de las

vibraciones presentes en el banco de pruebas para desalineamiento de ejes.

4.3 Protocolo de medición

Como bien se sabe, es posible realizar un buen análisis de vibraciones siempre y

cuando las mediciones recepcionadas representen correctamente el comportamiento

vibratorio de la máquina que se desea estudiar. Para esto es necesario llevar a cabo un

correcto protocolo de mediciones.

A continuación se presenta el protocolo para la toma de mediciones realizado al banco

de pruebas para análisis de vibraciones:

1. Montaje del sistema de medición al banco de pruebas.

Este consistió en conectar todos los dispositivos que posee el sistema, ya sea

acelerómetros, unidad de poder, tarjeta de adquisición de datos y computador. En la

Fig. 4.27. se presenta el esquema utilizado.

62

Fig. 4.27 Montaje del sistema de medición

El posicionamiento de los acelerómetros se realizó en base a la bibliografía

consultada, quedando en orientación axial y radial con respecto al motor y a los apoyos.

Además la fijación de estos fue realizada por medio de prisioneros de ¼”-14, que

permitían colocar solidariamente el acelerómetro a la superficie. En la al Fig. 4.28 se

muestra como se realizó dicho posicionamiento.

Fig.4.28 Montaje de los acelerómetros

63

2. Selección de las revoluciones por minuto aplicadas en el dispositivo vibratorio, con el

fin de generar distintos escenarios para el análisis de un determinado

desalineamiento.Para el caso de este trabajo, las velocidades utilizadas fueron de 1490 y

1200 RPM, siendo controladas por el variador de frecuencias.

3. Determinación de los desalineamientos a estudiar. Los empleados en este trabajo fueron

6, más una posición de inicio, quedando descritos de la siguiente forma:

Posición inicial: Escenario comparativo con respecto a los demás desalineamientos. Se

trató de lograr una posición del eje conducido en donde las vibraciones fueran mínimas.

Desalineamiento paralelo de 2 mm: Éste se logró colocando lainas de 2 mm en la

base de los soportes del eje conducido, provocando un desplazamiento en le plano

vertical de la mesa.

Desalineamiento paralelo de 5 mm: Para este se colocaron lainas de 5 mm

provocando el mismo efecto que el del desalineamiento de 2 mm

Desalineamiento angular de 0,7°: Se produjo haciendo un ángulo de 0,7° con respecto

al plano horizontal de la mesa con su punto de origen en el acople elastomérico,

mediante lainas colocadas en la base de los soportes del eje conducido.

Desalineamiento angular de 0,9°: Al igual que le angular de 0,7°, se provocó un

ángulo de 0,9° con respecto al plano horizontal de la mesa.

Desalineamiento mixto de 0,2°-2 mm: Se realizó colocando lainas que provocaran

simultáneamente un desalineamiento paralelo de 2 mm y un angular de 0,2°.

Desalineamiento mixto de 0,4°-2 mm: Se causo realizando el mismo procedimiento

que en el desalineamiento mixto anterior, pero el ángulo efectuado fue de 0,4°.

64

En consecuencia, al momento de realizar las mediciones, éstas se seccionaron en

tres etapas para cada velocidad de giro del motor, es decir, se tomaron las medidas

axiales y radiales para los dos apoyos más el motor, a una determinada velocidad y un

desalineamiento en particular.

Luego se varió la velocidad de giro del motor para el mismo desalineamiento, y así

sucesivamente para todos los desalineamientos, más la posición inicial. Por ende, se

tomaron dos mediciones simultáneas en cada soporte y el motor, para las cuatro

velocidades en los 7 escenarios propuestos, dando un total de 168 mediciones.

4. Determinación de la cantidad de muestras por segundo.

El muestreo mínimo, para cumplir con el criterio de 8 datos por período, se calculó en

el punto 4.1.3 dando una cantidad de 199 datos por segundo. Mientras que el muestreo

máximo viene dado por la capacidad de la tarjeta de adquisición de datos.

Para el caso de la tarjeta seleccionada la velocidad máxima de muestreo es de 50.000

datos por segundo, divididos en los canales que se estén utilizando. Debido a que al

momento de realizar las mediciones los canales utilizados fueron dos, el muestreo

máximo pudo ser de 25.000 datos por segundo.

En el presente trabajo la velocidad de muestreo utilizado fue de 2.000 datos por

segundo, pudiéndose capturar 80 datos para el período rotacional del motor.

Para aquellas vibraciones que están presentes en frecuencias mayores a las del motor, la

tarjeta logra, con la taza de muestreo seleccionada, describir la frecuencia de nueve

veces el giro del motor (9X), cumpliendo así con el criterio de ocho puntos por período.

5. Medición de las vibraciones para las distintas condiciones.

El programa de adquisición necesita como parámetros de entrada la cantidad de

muestras por segundo y la cantidad de segundos en que se realiza el muestreo, el cual

fue de 5 segundos obteniéndose 10.000 datos para una medición.

Como bien se explicó anteriormente la cantidad de mediciones que se realizaron fue de

168, las cuales fueron guardadas utilizando el software de adquisición de datos que trae

la tarjeta.

65

Luego la información recopilada por el software es guardada mediante un archivo Excel

con el formato CSV (delimitado por comas), en donde los valores de voltaje son

convertidos a aceleraciones, para poder ser exportado al programa Sigview que realiza

la FFT.

Los valores de la transformada son guardados, para posteriormente ser graficados en

Excel.

66

CAPÍTULO V

PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS

A 1490 RPM

5.1 Introducción

En el siguiente capítulo se presentan los gráficos de la señal obtenida a una

velocidad de giro del motor de 1490 RPM, con su respectivo espectros. Estos se mostrarán

ordenados de acuerdo a los distintos tipos de ensayos realizados: Posición inicial,

desalineamiento paralelo 5 mm, desalineamiento paralelo 2 mm, desalineamiento angular

0,9°, desalineamiento angular 0,7°, desalineamiento mixto (0,4°-2 mm) y desalineamiento

mixto (0,2°-2 mm). Al final de cada desalineamiento se presenta una tabla en la cual se

comparan los datos obtenidos para cada muestreo, con la posición inicial, remarcando los

valores que califican para ser analizados de acuerdo a su orden de magnitud.

Para obtener la posición inicial se midió con un nivel de burbuja la horizontalidad

del eje conducido con respecto al motor, luego se realizaron 5 mediciones de vibraciones

con el fin de alinear el eje en el plano horizontal, seleccionándose la que entregara las

menores amplitudes de la FFT. Siendo esta posición marcada en el banco de pruebas para

poder ser realizada posteriormente.

Por otra parte, para dar validez a la posición inicial se comparó con las magnitudes

de las aceleraciones obtenidas con el motor funcionando sin el eje conducido acoplado, con

el fin de obtener espectros similares a los propios del motor.

El criterio utilizado, para el análisis de este capítulo, se basa en la comparación de

las magnitudes de aceleración de los espectros del desalineamiento en estudio y la posición

inicial siendo sólo analizados los valores mayores a esta.

En lo que respecta a la escala de frecuencias llamaremos 1X a la velocidad de giro

del motor, de lo que se desprende que nX representa n veces dicha velocidad.

Además, en relación a la representación grafica de las FFT, el criterio de corte

utilizado fue hasta la armónica 9X. Puesto que frecuencias mayores no son del todo

representativas del fenómeno en estudio.

67

Cabe destacar que las mediciones realizadas en los apoyos son indirectas, puesto

que los rodamientos amortiguan la vibración.

Para simplificar la presentación de los datos obtenidos se utilizó la siguiente

nomenclatura:

� Medición axial en el apoyo 1 : A1

� Medición radial vertical en el apoyo 1 : V1

� Medición axial en el apoyo 2 : A2

� Medición radial vertical en el apoyo 2 : V2

� Medición axial en el motor : AM

� Medición radial vertical en el motor : VM

5.2 Motor sin carga a 1490 RPM

A continuación se presentan los datos obtenidos en el motor sin carga y sus

respectivas FFT, para una velocidad de giro del motor de 1490 RPM. Estos nos permitieron

dar validez a los valores de posición inicial, sirviendo esta posición de referencia para los

desalineamientos posteriormente analizados. Luego los valores rescatados de las FFT,

correspondientes a esta medición se presentan en la tabla V.1.

68

5.2.1 Señales y FFT del motor sin carga

Axial motor

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

0 1 2 3 4

s

m/s2

Fig. 5.1 Señal obtenida axialmente en motor a 1490 RPM

FFT axial motor

0

1

2

3

4

5

6

0 25 50 74 99 124 149 174 198 223 248 273 297

Hz.

m/s2

Fig. 5.2 Señal obtenida axialmente en el motor a 1490 RPM

69

Radial motor

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

0 1 2 3 4

s

m/s2

Fig. 5.3 Señal obtenida radialmente en motor a 1490 RPM

FFT radial motor

0

1

2

3

4

5

6

0 25 50 74 99 124 149 174 198 223 248 273 297

Hz.

m/s2

Fig. 5.4 Señal obtenida radialmente en el motor a 1490 RPM

70

Tabla V.1 Datos de FFT del motor sin carga para 1490 RPM

Hz AM VM 1x 24,80 0,08 0,06 2x 49,60 1,1 1,07 3x 74,40 0,09 0,11 4x 99,20 0,27 0,19 5x 124,00 0,24 0,3 6x 148,80 5,68 3,92

7x 173,60 0,23 0,21 8x 198,40 0,26 0,21

9x 223,20 0,1 0,08

5.3 Posición inicial a 1490 RPM

A continuación se presentan, en el punto 5.3.1, los datos obtenidos en la Posición

inicial con su respectivas FFT’s, para una velocidad de giro del motor de 1490 RPM. Estos

datos fueron utilizados como valores de referencia para compararlos con los distintos

desalineamientos realizados en esta velocidad de giro.

Los valores de referencia arrojados por la FFT, para las distintas mediciones, son

mostrados en la tabla V.2.

Luego en la tabla V.3 se presenta una comparación entre los valores rescatados de

las FFT de la posición inicial y los del motor sin carga.

71

5.3.1 Señales y FFT del motor a 1490 RPM

Axial apoyo 1

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

0 1 2 3 4

s

m/s2

Fig. 5.5 Señal obtenida axialmente en apoyo 1 a 1490 RPM

FFT axial apoyo 1

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

0 25 50 74 99 124 149 174 198 223 248 273 297

Hz.

m/s2

Fig. 5.6 FFT de señal obtenida axialmente en apoyo 1 a 1490 RPM

72

Radial apoyo 1

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

0 1 2 3 4

s

m/s2

Fig. 5.7 Señal obtenida radialmente en apoyo 1 a 1490 RPM

FFT radial apoyo 1

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

0 25 50 74 99 124 149 174 198 223 248 273 297

Hz.

m/s2

5.8 FFT de señal obtenida radialmente en apoyo 1 a 1490 RPM

73

Axial apoyo 2

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT axial apoyo 2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

0 25 50 74 99 124 149 174 198 223 248 273 297

Hz.

m/s2


74

Radial apoyo 2

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

0 1 2 3 4

s

m/s2

5.11 Señal obtenida radialmente en apoyo 2 a 1490 RPM

FFT radial apoyo 2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

0 25 50 74 99 124 149 174 198 223 248 273 297

Hz.

m/s2

5.12 FFT de señal obtenida radialmente en apoyo 2 a 1490 RPM

75

Axial motor

-30

-20

-10

0

10

20

30

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT axial motor

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

0 25 50 74 99 124 149 174 198 223 248 273 297

Hz.

m/s2

Fig. 5.14 FFT de señal obtenida axialmente en motor a 1490 RPM

76

Radial motor

-30

-20

-10

0

10

20

30

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT radial motor

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

0 25 50 74 99 124 149 174 198 223 248 273 297

Hz.

m/s2

Fig. 5.16 FFT de señal obtenida radialmente en motor a 1490 RPM

77

Tabla V.2 Datos de la FFT de la posición inicial para 1490 RPM

Aceleración (m/s^2) Hz A1 V1 A2 V2 AM VM 1x 24,8 0,07 0,10 0,10 0,11 0,09 0,08 2x 49,6 0,09 0,08 0,08 0,09 0,46 0,45 3x 74,4 0,07 0,10 0,10 0,18 0,14 0,09 4x 99,2 0,09 0,10 0,10 0,18 0,26 0,16 5x 124 0,15 0,08 0,08 0,16 0,14 0,13 6x 148,8 0,23 0,22 0,29 0,23 1,77 1,94 7x 173,6 0,09 0,07 0,06 0,09 0,13 0,16 8x 198,4 0,08 0,09 0,09 0,12 0,18 0,21 9x 223,2 0,08 0,10 0,10 0,07 0,11 0,08

Tabla V.3 Comparación de datos de FFT de posición inicial y motor sin carga

Aceleración (m/s^2)

Posición Inicial

Motor sin carga

Hz. AM VM AM VM 1x 24,8 0,09 0,08 0,08 0,06 2x 49,6 0,46 0,45 1,1 1,07 3x 74,4 0,14 0,09 0,09 0,11 4x 99,2 0,26 0,16 0,27 0,19 5x 124 0,14 0,13 0,24 0,3 6x 148,8 1,77 0,53 5,68 3,92 7x 173,6 0,13 0,16 0,23 0,21 8x 198,4 0,18 0,21 0,26 0,21 9x 223,2 0,11 0,08 0,1 0,08

78

5.3.2 Observaciones de la posición inicial en 1490 RPM

Para los datos de posición inicial, ya sea en la medida axial y radial del motor, la

amplitud de aceleración máxima es del orden de 1,8 m/s^2 en 6X. En los apoyos se repite

esta tendencia, pero los ordenes de magnitudes son inferiores, de manera mas especifica, en

apoyos 1 y 2, la medida axial y radial en 6X presentan un máximo del orden de 0,2 m/s^2.

Por otra parte, debido a que en posición inicial y en motor sin carga la amplitud

máxima en FFT se aprecia en 6X, se puede decir que esta frecuencia corresponde a una

frecuencia propia del motor.

Además, en las FFT se aprecian amplitudes considerables a bajas frecuencias, las

que pudieron ser originadas por condiciones estructurales.

De acuerdo a los datos obtenidos y el análisis realizados, fue posible dar valides a

los valores de posición inicial, puesto que los valores obtenidos en esta, son similares a los

capturados en el motor sin carga. Estos presentan los mismos órdenes de magnitud y las

amplitudes máximas obtenidas se dan en las mismas frecuencias para ambos casos. Por tal

motivo decidimos que estos valores fueron los de referencia para analizar lo distintos

desalineamientos realizados.

5.4 Desalineamiento paralelo 5mm a 1490 RPM

El desalineamiento paralelo de 5mm se basa en el desplazamiento del eje en el plano

vertical del banco de prueba. Este se logró posicionando lainas de 5mm en la base de los

soportes del eje. Los valores obtenidos con sus respectivas FFT, para esta velocidad de giro

del motor son presentados gráficamente en el punto 5.4.1. y comparados con los valores de

referencia en la tabla V.4.

79


Axial apoyo 1

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT axial apoyo 1

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 25 49 74 98 123 147 172 196 221 245 270 295

Hz.

m/s2


80

Radial apoyo 1

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT radial apoyo 1

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 25 49 74 98 123 147 172 196 221 245 270 295

Hz.

m/s2

Fig. 5.20 FFT de señal obtenida radialmente en apoyo 1 a 1490 RPM

81

Axial apoyo 2

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT axial apoyo 2

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 25 49 74 98 123 147 172 196 221 245 270 295

Hz.

m/s2


82

Radial apoyo 2

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT radial apoyo 2

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 25 49 74 98 123 147 172 196 221 245 270 295

Hz.

m/s2


83

Axial motor

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT axial motor

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 25 49 74 98 123 147 172 196 221 245 270 295

Hz.

m/s2


84

Radial motor

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT radial motor

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 25 49 74 98 123 147 172 196 221 245 270 295

Hz.

m/s2


Tabla V.4 Comparación de datos de FFT de posición inicial y paralelo 5 mm

Aceleración (m/s^2) Posición Inicial Paralelo 5mm

Hz A1 V1 A2 V2 AM VM A1 V1 A2 V2 AM VM

1x 24,80 0,07 0,10 0,10 0,11 0,09 0,08 0,73 0,28 0,32 0,28 1,94 0,35

2x 49,60 0,09 0,08 0,08 0,09 0,46 0,45 0,70 0,28 0,36 0,30 3,05 0,23

3x 74,40 0,07 0,10 0,10 0,18 0,14 0,09 0,71 9,38 0,56 9,30 4,83 3,51

4x 99,20 0,09 0,10 0,10 0,18 0,26 0,16 0,79 0,62 0,43 0,71 2,59 0,65

5x 124,00 0,15 0,08 0,08 0,16 0,14 0,13 0,64 0,40 0,27 0,43 1,70 0,74

6x 148,80 0,23 0,22 0,29 0,23 1,77 0.53 0,71 5,66 4,72 5,36 5,99 9,59

7x 173,60 0,09 0,07 0,06 0,09 0,13 0,16 1,00 0,69 0,48 0,78 3,25 0,65

8x 198,40 0,08 0,09 0,09 0,12 0,18 0,21 1,51 0,74 1,47 1,06 2,69 1,24

9x 223,20 0,08 0,10 0,10 0,07 0,11 0,08 7,95 33,22 11,33 10,39 19,33 11,26

5.4.2 Observaciones desalineamiento paralelo 5mm en 1490 RPM

� Espectros Axiales

Con respecto a los espectros axiales la armónica que destaca es 9X, la que se

aprecia en todos las figuras mostradas, no presentando similitud entre sus amplitudes de

aceleración. También se ve que en las medidas axiales del apoyo 2 y el motor aparece

un pick en 6X.

� Espectros Radiales

Como se puede ver en este desalineamiento todos los espectros radiales presentan

similitud, las armónicas características son: 3X, 6X y 9X.

La Frecuencia que presenta la mayor amplitud para cada apoyo y el motor es:

Apoyo 1 3X Apoyo 2 3X

Motor 6X

Para la Frecuencia 3X se obtuvo:

Apoyo 1 9,38 m/s^2 Apoyo 2 9,3 m/s^2 Motor 3,51 m/s^2

De lo que podemos inferir que mientras mas lejos del motor coloquemos el

acelerómetro, la amplitud de la frecuencia 3X es mayor

En la Frecuencia 6X se obtuvo:


Como se observó las aptitudes van aumentando a medida que nos acercamos al

motor.

87

En la Frecuencia 9X se obtuvo:


De esto podemos decir que en el apoyo más lejano al motor es el que presenta un

mayor valor.

En resumen se puede decir que en este desalineamiento existe un patrón en los

espectros radiales obtenidos. También señalar que las medidas radiales son las que entregan

mayor información.

5.5 Desalineamiento paralelo 2mm a 1490 RPM.

El desalineamiento paralelo de 2mm se basa en el desplazamiento del eje en el plano

vertical del banco de prueba. Este se logró posicionando lainas de 2mm en la base de los

soportes del eje. Los valores obtenidos con sus respectivas FFT, para esta velocidad de giro

del motor son presentados gráficamente en el punto 5.5.1. y comparados con los valores de

referencia en la tabla V.5.

88


Axial apoyo 1

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT axial apoyo 1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 25 50 74 99 124 149 174 198 223 248 273 297

Hz.

m/s2


89

Radial apoyo 1

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT radial apoyo 1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 25 50 74 99 124 149 174 198 223 248 273 297

Hz.

m/s2


90

Axial apoyo 2

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT axial apoyo 2

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 25 50 74 99 124 149 174 198 223 248 273 297

Hz.

m/s2


91

Radial apoyo 2

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT radial apoyo 2

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 25 50 74 99 124 149 174 198 223 248 273 297

Hz.

m/s2


92

Axial motor

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT axial motor

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 25 50 74 99 124 149 174 198 223 248 273 297

Hz.

m/s2


93

Radial motor

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT radial motor

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 25 50 74 99 124 149 174 198 223 248 273 297

Hz.

m/s2


Tabla V.5 Comparación de datos de FFT de posición inicial y paralelo 2 mm


Hz A1 V1 A2 V2 AM VM A1 V1 A2 V2 AM VM

1x 24,80 0,07 0,10 0,10 0,11 0,09 0,08 0,23 0,21 0,22 0,16 0,76 0,09

2x 49,60 0,09 0,08 0,08 0,09 0,46 0,45 0,32 0,19 0,14 0,29 1,20 0,51 3x 74,40 0,07 0,10 0,10 0,18 0,14 0,09 0,41 6,05 0,21 5,49 2,35 2,15 4x 99,20 0,09 0,10 0,10 0,18 0,26 0,16 0,25 0,70 0,23 1,13 0,86 0,60 5x 124,00 0,15 0,08 0,08 0,16 0,14 0,13 0,58 0,48 0,12 0,95 0,77 0,24 6x 148,80 0,23 0,22 0,29 0,23 1,77 0.53 0,30 1,54 1,91 2,56 3,55 5,27 7x 173,60 0,09 0,07 0,06 0,09 0,13 0,16 0,21 0,34 0,15 0,36 1,25 0,50 8x 198,40 0,08 0,09 0,09 0,12 0,18 0,21 1,33 3,42 1,32 1,53 2,67 1,39

9x 223,20 0,08 0,10 0,10 0,07 0,11 0,08 2,89 13,69 4,69 3,13 8,80 5,31

5.5.2 Observaciones desalineamiento paralelo 2mm a 1490 RPM

� Espectros axiales

De los espectros obtenidos axialmente podemos decir que las armónicas que

destacan son 8X y 9X, las que se aprecian en todas las figuras mostradas.

� Espectros radiales

En primer lugar se puede destacar que en los espectros radiales las frecuencias

características son: 3X, 4X, 5X, 6X, 8X y 9X, las cuales se aprecian claramente en

todos los casos.


Apoyo 1 9X Apoyo 2 3X Motor 9X

Para la frecuencia 3X se obtuvo:


De lo que podemos inferir que mientras mas lejos del motor coloquemos el

acelerómetro, la amplitud de la frecuencia 3X es mayor.

En la frecuencia 4X se obtuvo:

Apoyo 1 0,7 m/s^2 Apoyo 2 1,12 m/s^2

Motor 0,6 m/s^2

En esta frecuencia no se puede ver una relación clara pero el mayor valor se da en

apoyo 2.

96


Apoyo 1 0,48 m/s^2 Apoyo 2 0,95 m/s^2

Motor 0,24 m/s^2

Nuevamente en esta frecuencia la mayor amplitud se da en apoyo 2.



Esto nos indica que medida que nos vamos acercando al motor se aprecia un valor

mayor.



De esto podemos decir que las amplitudes aumentan a medida que nos alejamos del

motor.



De esto podemos decir que en el apoyo más lejano al motor se presenta un mayor

valor.

En resumen se puede decir que en este desalineamiento existe una correlación en las

medidas radiales para las diferentes frecuencias analizadas.

97

5.6 Desalineamiento angular 0,9° a 1490 RPM

El desalineamiento angular 0,9° se basa en provocar un ángulo entre el eje

conducido y el plano horizontal del banco de prueba. Este se logra colocando en el apoyos

2 una laina de 10mm mientras que en el apoyo 1, dos de 2mm y una de 1 mm Los valores

obtenidos con sus respectivas FFT para una velocidad de giro del motor de 1490 RPM,

presentados gráficamente en el punto 5.6.1, son comparados con los valores de referencia,

los cuales son mostrados en la tabla V.6.

98


Axial apoyo 1

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT axial apoyo 1

0

1

2

3

4

5

6

0 25 50 74 99 124 149 174 198 223 248 273 297

Hz.

m/s2


99

Radial apoyo 1

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT radial apoyo 1

0

1

2

3

4

5

6

0 25 50 74 99 124 149 174 198 223 248 273 297

Hz.

m/s2


100

Axial apoyo 2

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT axial apoyo 2

0

1

2

3

4

5

6

0 25 50 74 99 124 149 174 198 223 248 273 297

Hz.

m/s2


101

Radial apoyo 2

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT radial apoyo 2

0

1

2

3

4

5

6

0 25 50 74 99 124 149 174 198 223 248 273 297

Hz.

m/s2


102

Axial motor

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT axial motor

0

1

2

3

4

5

6

0 25 50 74 99 124 149 174 198 223 248 273 297

Hz.

m/s2


103

Radial motor

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT radial motor

0

1

2

3

4

5

6

0 25 50 74 99 124 149 174 198 223 248 273 297

Hz.

m/s2


Tabla V.6 Comparación de datos de FFT de posición inicial y angular 0,9°

Aceleración (m/s^2) Posición Inicial Angular 0,9°

Hz A1 V1 A2 V2 AM VM A1 V1 A2 V2 AM VM 1x 24,80 0,07 0,10 0,10 0,11 0,09 0,08 0,04 0,08 0,08 0,08 0,12 0,10 2x 49,60 0,09 0,08 0,08 0,09 0,46 0,45 0,09 0,09 0,07 0,08 0,23 0,61 3x 74,40 0,07 0,10 0,10 0,18 0,14 0,09 0,09 2,22 0,13 1,59 0,96 0,87 4x 99,20 0,09 0,10 0,10 0,18 0,26 0,16 0,44 1,04 0,08 1,76 0,86 0,98 5x 124,00 0,15 0,08 0,08 0,16 0,14 0,13 0,11 0,43 0,54 0,36 0,71 0,98

6x 148,80 0,23 0,22 0,29 0,23 1,77 0.53 0,24 0,57 0,48 1,02 0,93 2,48 7x 173,60 0,09 0,07 0,06 0,09 0,13 0,16 0,42 0,86 0,15 0,61 0,99 0,76

8x 198,40 0,08 0,09 0,09 0,12 0,18 0,21 0,39 0,91 0,17 0,82 0,41 0,23

9x 223,20 0,08 0,10 0,10 0,07 0,11 0,08 0,30 0,62 0,30 0,65 0,61 0,30

5.6.2 Observaciones desalineamiento angular 0,9° a 1490 RPM


Como se puede ver en los espectros axiales destaca la armónica 6X, la que se

presenta en todos los casos. Las otras armónicas que se ven son 3X, 4X, 5X, 7X y 8X

pero no existe una relación clara en los valores, puesto que no hay repetitividad en los

espectros obtenidos.

� Espectro Radiales

Con respecto a los espectros radiales se puede decir que las armónicas

características son: 3X, 4X, 5X, 6X, 7X, 8X y 9X.



Motor 9X

Para la frecuencia 3X se observó:


De los estos valores podemos señalar que los valores van aumentando a medida que

nos vamos alejando del motor.

En la frecuencia 4X se observó:


Se pude ver que en esta frecuencia la mayor amplitud se da en el apoyo 2.

106

En al frecuencia 5X se observó:

Apoyo 1 0,43 m/s^2

Apoyo 2 0,36 m/s^2 Motor 0,98 m/s^2

El mayor valor se da en el motor


Apoyo 1 0,57 m/s^2

Apoyo 2 1,02 m/s^2

Motor 1,31 m/s^2

Como se puede ver los valores van aumentando a medida que nos acercamos al

motor.



Como se puede ver los valores van aumentando a medida que nos acercamos al

motor.


Apoyo 1 0,91 m/s^2 Apoyo 2 0,82 m/s^2

Motor 0,23 m/s^2

Para esta frecuencia podemos señalar que mientras mas lejos estemos del motor los

valores de aceleración son mayores.

107


Apoyo 1 0,65 m/s^2


En esta frecuencia también se puede señalar que mientras mas lejos estemos del

motor los valores de aceleración son mayores.

Para este desalineamiento podemos concluir que los espectros axiales no entregan

información, por el contrario en los espectros radiales, pese a no existir relación entre las

magnitudes por frecuencias se pueden ver armónicas características.


El desalineamiento angular 0,7° se basa en provocar un ángulo entre el eje

conducido y el plano horizontal del banco de prueba. Este se logra colocando lainas de

5mm y 2mm en el apoyo 2 y dos de 2 mm en el apoyo 1. Los valores obtenidos con sus

respectivas FFT para una velocidad de giro del motor de 1490 RPM, presentados

gráficamente en el punto 5.7.1, son comparados con los valores de referencia, los cuales

son mostrados en la tabla V.7.

108


Axial apoyo 1

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT axial apoyo 1

0

1

2

3

4

5

6

0 25 50 74 99 124 149 174 198 223 248 273 297

Hz.

m/s2


109

Radial apoyo 1

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT radial apoyo 1

0

1

2

3

4

5

6

0 25 50 74 99 124 149 174 198 223 248 273 297

Hz.

m/s2


110

Axial apoyo 2

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT axial apoyo 2

0

1

2

3

4

5

6

0 25 50 74 99 124 149 174 198 223 248 273 297

Hz.

m/s2


111

Radial apoyo 2

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT radial apoyo 2

0

1

2

3

4

5

6

0 25 50 74 99 124 149 174 198 223 248 273 297

Hz.

m/s2


112

Axial motor

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT axial motor

0

1

2

3

4

5

6

0 25 50 74 99 124 149 174 198 223 248 273 297

Hz.

m/s2


113

Radial motor

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT radial motor

0

1

2

3

4

5

6

0 25 50 74 99 124 149 174 198 223 248 273 297

Hz.

m/s2


Tabla V.7 Comparación de datos de FFT de posición inicial y angular 0,7°



6x 148,80 0,23 0,22 0,29 0,23 1,77 0.53 0,36 0,52 0,76 1,21 0,70 1,12 7x 173,60 0,09 0,07 0,06 0,09 0,13 0,16 0,37 0,76 0,83 1,54 1,91 1,64

8x 198,40 0,08 0,09 0,09 0,12 0,18 0,21 0,52 3,47 0,29 1,39 4,21 4,16

9x 223,20 0,08 0,10 0,10 0,07 0,11 0,08 0,54 2,09 0,46 0,98 1,02 0,48



En las medidas axiales se ven todas las frecuencias: 1X, 2X, 3X, 4X, 5X, 6X, 7X,

8X y 9X.




Apoyo 1 0,38 m/s^2 Apoyo 2 0,40 m/s^2

Motor 0,55 m/s^2

De esta frecuencia podemos decir que van disminuyendo mientras mas lejos del

motor sea realizada la medida

En la Frecuencia 2X se observó:


De estos datos se puede inferir que a medida que nos acercamos al motor los valores

aumentan.



De estos datos se puede inferir que a medida que nos acercamos al motor los valores

aumentan.


116

Apoyo 1 1,17 m/s^2 Apoyo 2 0,77 m/s^2

Motor 2,38 m/s^2

El mayor valor para esta frecuencia se aprecia en el motor.

En la Frecuencia 5X se observó:


En esta frecuencia se ve que las aceleraciones aumentan a medida que nos vamos

acercando al motor.



Acá se puede observar que el mayor valor se da en el apoyo 2.

Para la Frecuencia 7X se observó:


De esta frecuencia se puede decir que las magnitudes obtenidas van disminuyendo

con relación a la distancia que se encuentren del motor.


Apoyo 1 0,52 m/s^2


En esta frecuencia la mayor aceleración se aprecia en el motor.

117


Apoyo 1 0,54 m/s^2


En esta frecuencia la mayor aceleración se da en el motor.


Las señales radiales también entregan información, en la cual en todos los apoyos

están presentes las armónicas 1X, 2X, 3X, 4X, 5X, 6X, 7X, 8X y 9X.



Para la frecuencia 1X se observo:


Con respecto a las amplitudes para esta frecuencia, podemos decir que van

aumentando mientras mas cerca del motor sea realizada la medida



En esta frecuencia se aprecia que el mayor valor se da en el motor.


118

Apoyo 1 1,88 m/s^2 Apoyo 2 1,98 m/s^2

Motor 1,43 m/s^2

En esta frecuencia se ve que la mayor aceleración se da en el apoyo 2.



Nuevamente se observa que la máxima amplitud se da en el apoyo 2



Con respecto esta frecuencia podemos decir que las magnitudes van disminuyendo a

medida que nos vamos distanciando del motor.



En esta frecuencia a mayor aceleración se ve en el apoyo 2.


Apoyo 1 0,76 m/s^2 Apoyo 2 1,54 m/s^2

Motor 1,64 m/s^2

De esta frecuencia se puede decir que los valores van aumentando a medida que nos

acercamos al motor.

119


Apoyo 1 3,47 m/s^2


El mayor valor obtenido en esta frecuencia se aprecia en el motor.


Apoyo 1 2,09 m/s^2 Apoyo 2 0,98 m/s^2

Motor 0,48 m/s^2

De esta frecuencia podemos decir que en el apoyo más lejano al motor se presenta

un mayor valor.

Por ultimo señalar que este desalineamiento tanto los espectros radiales como los

axiales entregan gran información, además de decir que existe una correlación entre las

frecuencias obtenidas.

5.8 Desalineamiento mixto 0,4°-2mm a 1490 RPM

El desalineamiento Mixto 0,4°-2mm consta de una combinación de

desalineamientos: angular 0,4° y paralelo de 2mm, ambos desalineamientos son

provocados en el plano vertical del banco de prueba. Este se pudo lograr colocando una

lainas de 10mm en el apoyo 2 y en el apoyo 1 dos de 2 mm Los valores obtenidos con sus




120


Axial apoyo 1

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT axial apoyo 1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 25 50 74 99 124 149 174 198 223 248 273 297

Hz.

m/s2


121

Radial apoyo 1

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT radial apoyo 1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 25 50 74 99 124 149 174 198 223 248 273 297

Hz.

m/s2


122

Axial apoyo 2

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT axial apoyo 2

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 25 50 74 99 124 149 174 198 223 248 273 297

Hz.

m/s2


123

Radial apoyo 2

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT radial apoyo 2

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 25 50 74 99 124 149 174 198 223 248 273 297

Hz.

m/s2


124

Axial motor

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5

s

m/s2


FFT axial motor

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 25 50 74 99 124 148 173 198 222 247 271 296

Hz.

m/s2


125

Radial motor

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5

s

m/s2


FFT radial motor

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 25 50 74 99 124 148 173 198 222 247 271 296

Hz.

m/s2


Tabla V.8 Comparación de datos de FFT de posición inicial y mixto 0,4°-2mm

Aceleración (m/s^2) Posición Inicial Mixto 0,4° - 2mm


6x 148,80 0,23 0,22 0,29 0,23 1,77 0.53 1,17 1,17 3,17 3,55 2,65 7,59 7x 173,60 0,09 0,07 0,06 0,09 0,13 0,16 1,07 1,07 0,46 0,22 2,84 0,89

8x 198,40 0,08 0,09 0,09 0,12 0,18 0,21 1,50 1,50 1,53 1,32 3,54 2,10

9x 223,20 0,08 0,10 0,10 0,07 0,11 0,08 2,65 2,65 8,53 4,82 9,33 7,46

5.8.2 Observaciones desalineamiento mixto 0,4°-2mm a 1490 RPM


En todas las mediciones se observan las armónicas 3X, 4X, 5X, 6X, 7X, 8X y

9X




Apoyo 1 0,2 m/s^2


De esta frecuencia se puede decir que los valores van aumentando a medida que

nos acercamos al motor.


Apoyo 1 1,71 m/s^2


De estos valores de puede decir que el máximo se da en el apoyo 1.



En esta frecuencia el mayor valor de aprecia en el apoyo 2

128



Para esta frecuencia nuevamente se ve el apoyo 2 presenta el mayor valor.


Apoyo 1 1,07 m/s^2 Apoyo 2 0,46 m/s^2

Motor 2,84 m/s^2

En esta frecuencia el mayor valor de da en el motor.



En esta frecuencia se puede ver que los valores van disminuyendo a medida que

nos alejamos del motor.



En esta frecuencia se aprecia que los valores van aumentando a medida que nos

acercamos al motor.

129


Para este desalineamiento, en las medidas radiales, las frecuencias

características son: 3X, 4X, 5X, 6X, 7X, 8X y 9X




Apoyo 1 7,71 m/s^2


De esta armónica se puede decir que los valores van disminuyendo a medida

que nos acercamos al motor.


Apoyo 1 2,78 m/s^2


El mayor valor obtenido en esta frecuencia se presenta en el apoyo 2.

130


Apoyo 1 1,5 m/s^2


El mayor valor obtenido en esta frecuencia se presenta en el apoyo 2.


Apoyo 1 3,16 m/s^2 Apoyo 2 3,55 m/s^2

Motor 7,59 m/s^2

En esta frecuencia se ve que a medida que nos acercamos al motor los valores

aumenta.


Apoyo 1 2,04 m/s^2 Apoyo 2 0,22 m/s^2

Motor 0,89 m/s^2





El mayor valor en esta frecuencia se da en el apoyo 1.



131

En esta frecuencia nuevamente apreciamos que el mayor valor se da en el apoyo

1.

Por ultimo señalar que en este desalineamiento, tanto los espectros radiales

como los axiales entregan gran información, además señalar que en ambos casos las

armónicas presentes son las mismas.

5.9 Desalineamiento mixto 0,2°- 2mm a 1490 RPM

El desalineamiento Mixto 0,2°-2mm consta de una combinación de

desalineamientos: angular 0,2° y paralelo de 2mm, ambos desalineamientos son

provocados en el plano vertical del banco de prueba. Este se pudo lograr colocando lainas

de 5mm y 2mm en el apoyo 2 y dos de 2 mm en el apoyo 1. Los valores obtenidos con sus




132


Axial apoyo 1

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT axial apoyo 1

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

0 25 50 74 99 124 149 174 198 223 248 273 297

Hz.

m/s2


133

Radial apoyo 1

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT radial apoyo 1

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

0 25 50 74 99 124 149 174 198 223 248 273 297

Hz.

m/s2


134

Axial apoyo 2

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT axial apoyo 2

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

0 25 50 74 99 124 149 174 198 223 248 273 297

Hz.

m/s2


135

Radial apoyo 2

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT radial apoyo 2

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

0 25 50 74 99 124 149 174 198 223 248 273 297

Hz.

m/s2


136

Axial motor

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT axial motor

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

0 25 50 74 99 124 149 174 198 223 248 273 297

Hz.

m/s2


137

Radial motor

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT radial motor

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

0 25 50 74 99 124 149 174 198 223 248 273 297

Hz.

m/s2


Tabla V.9 Comparación de datos de FFT de posición inicial y mixto 0,2°- 2 mm

Aceleración (m/s^2) Posición Inicial Mixto 0,2° - 2


6x 148,80 0,23 0,22 0,29 0,23 1,77 0.53 0,21 0,40 0,39 0,27 1,48 4,87 7x 173,60 0,09 0,07 0,06 0,09 0,13 0,16 0,08 0,38 0,05 0,13 0,45 0,34

8x 198,40 0,08 0,09 0,09 0,12 0,18 0,21 0,24 0,60 0,21 0,11 0,90 0,71

9x 223,20 0,08 0,10 0,10 0,07 0,11 0,08 0,15 0,77 0,32 0,11 0,53 0,34

5.9.2 Observaciones de desalineamiento mixto 0,2°-2mm a 1490 RPM

� Espectros Axiales.

Los espectros axiales no presentan relación entre ellos, ya que sólo en las medidas

obtenidas en el motor se aprecian armónicas claras, además no existe relación entre las

frecuencias obtenidas en el apoyo 1 con las obtenidas en el apoyo 2. Sin embargo la

máxima amplitud se ve en el motor en la frecuencia 6X y no verifica.

Las frecuencias en las que se presentan las mayores amplitudes para cada apoyo

son:



En estas medidas las armónicas características son: 3X, 4X, 5X, 6X, 7X, 8X y 9X.








140

Apoyo 1 0,84 m/s^2 Apoyo 2 1,94 m/s^2

Motor 0,91 m/s^2

De esta armónica se puede decir que los valores van disminuyendo a medida que



Apoyo 1 0,32 m/s^2 Apoyo 2 0,44 m/s^2

Motor 0,63 m/s^2

En esta frecuencia vemos que los valores van aumentando a medida que nos

acercamos al motor.


Apoyo 1 0,40 m/s^2 Apoyo 2 0,51 m/s^2

Motor 1,42 m/s^2

En esta frecuencia vemos que los valores van aumentando a medida que nos

acercamos al motor.



Nuevamente se pude apreciar que los valores van aumentando a medida que nos

acercamos al motor.

141


Apoyo 1 0,6 m/s^2


En esta frecuencia vemos que el mayor valor se presenta en el motor.


Apoyo 1 0,77 m/s^2 Apoyo 2 0,11 m/s^2

Motor 0,34 m/s^2

En esta frecuencia se aprecia que le mayor valor se da en el apoyo mas alejado del

motor.

En este desalineamiento los valores axiales no entregaron información, ya que no

existe una relación clara con respecto a los espectros. Por otra parte los valores radiales si

presentan relación entre ellos de los cuales se pueden sacar información.

142

CAPÍTULO VI

PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS

A 1200 RPM

6.1 Introducción

En el siguiente capítulo se presentan los gráficos de la señal obtenida a una

velocidad de giro del motor de 1200 RPM, con su respectivo espectros. Estos se mostrarán

ordenados de acuerdo a los distintos tipos de ensayos realizados: posición inicial,

desalineamiento paralelo 5mm, desalineamiento paralelo 2mm, desalineamiento angular

0,9°, desalineamiento angular 0,7°, desalineamiento mixto (0,4°-2mm) y desalineamiento

mixto (0,2°-2mm). Al final de cada desalineamiento se presenta una tabla en la cual se

comparan los datos obtenidos para cada muestreo, con la posición inicial, remarcando los

valores que califican para ser analizados de acuerdo a su orden de magnitud.

El criterio utilizado, para el análisis de este capítulo, se basa en la comparación de

las magnitudes de aceleración de los espectros del desalineamiento en estudio y la posición

inicial siendo sólo analizados los valores mayores a esta.

En lo que respecta a la escala de frecuencias llamaremos 1X a la velocidad de giro

del motor, de lo que se desprende que nX representa n veces dicha velocidad.

Además, en relación a la representación grafica de las FFT, el criterio de corte

utilizado fue hasta la armónica 9X. Puesto que frecuencias mayores no son del todo

representativas del fenómeno en estudio.

6.2 Posición inicial a 1200 RPM

En el punto 6.2.1 se presentan los datos obtenidos en la Posición inicial con su

respectivas FFT’s, para una velocidad de giro del motor de 1200 RPM. Estos datos fueron

utilizados como valores de referencia para compararlos con los distintos desalineamientos

realizados en esta velocidad de giro.

Los valores de referencia arrojados por la FFT, para las distintas medidas, son

mostrados en la tabla VI.1.

143


Axial apoyo 1

-30

-20

-10

0

10

20

30

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT axial apoyo 1

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Hz.

m/s2


144

Radial apoyo 1

-30

-20

-10

0

10

20

30

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT radial apoyo 1

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

0 21 41 62 82 103 123 144 164 185

Hz.

m/s2


145

Axial apoyo 2

-30

-20

-10

0

10

20

30

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT axial apoyo 2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

0 21 41 62 82 103 123 144 164 185

Hz.

m/s2


146

Radial apoyo 2

-30

-20

-10

0

10

20

30

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT radial apoyo 2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

0 21 41 62 82 103 123 144 164 185

Hz.

m/s2


147

Axial motor

-30

-20

-10

0

10

20

30

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT axial motor

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

0 21 41 62 82 103 123 144 164 185

Hz.

m/s2


148

Radial motor

-30

-20

-10

0

10

20

30

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT radial motor

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

0 21 41 62 82 103 123 144 164 185

Hz.

m/s2


149

Tabla VI.1 Datos de la FFT de la posición inicial para 1200 RPM

Aceleración (m/s^2) Hz A1 V1 A2 V2 AM VM 1x 24,8 0,08 0,07 0,11 0,11 0,11 0,08 2x 49,6 0,10 0,08 0,09 0,11 0,44 0,28 3x 74,4 0,07 0,08 0,09 0,08 0,09 0,07 4x 99,2 0,09 0,10 0,04 0,07 0,22 0,25 5x 124 0,06 0,16 0,07 0,14 0,14 0,10

6x 148,8 0,13 0,26 0,27 0,25 1,82 1,30 7x 173,6 0,10 0,08 0,09 0,08 0,14 0,08

8x 198,4 0,09 0,07 0,09 0,08 0,24 0,14

9x 223,2 0,07 0,16 0,06 0,08 0,09 0,09

6.2.2 Observaciones posición inicial a 1200 RPM

Para los datos de posición inicial, en la medida axial la amplitud de aceleración

máxima se aprecia en la armónica 6x, con un valor de 1,8 m/s^2, al igual que la medida

radial con un valor de 0,65m/s^2 . En los apoyos se repite esta tendencia, pero los ordenes

de magnitudes son inferiores, de manera mas especifica, en apoyos 1 y 2, la medida axial y

radial en 6X presentan un máximo del orden de 0,25 m/s^2.

Por otra parte, con respecto a las otras frecuencias no se pude decir mucho ya que

solo en el motor se aprecian otros armónicas, que son 2X, 4X y 8X.

Además, en las FFT a 1200RPM se aprecia que presentan gran similitud con las

obtenidas a 1490RPM.

6.3 Desalineamiento paralelo 5mm a 1200 RPM.

A continuación se presentan en el punto 6.3.1 los valores obtenidos con sus

respectivas FFT’s en un desalineamiento paralelo de 5 mm a 1200 RPM. Luego estos

valores son contrastados con al posición inicial para esta velocidad de giro del motor, en la

tabla VI.2

150


Axial apoyo 1

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT axial apoyo 1

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 21 41 61 82 102 122 143 163 184

Hz.

m/s2


151

Radial apoyo 1

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT radial apoyo 1

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 21 41 61 82 102 122 143 163 184

Hz.

m/s2


152

Axial apoyo 2

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT axial apoyo 2

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 21 41 61 82 102 122 143 163 184

Hz.

m/s2


153

Radial apoyo 2

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT radial apoyo 2

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 21 41 61 82 102 122 143 163 184

Hz.

m/s2


154

Axial motor

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT axial motor

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 21 41 61 82 102 122 143 163 184

Hz.

m/s2


155

Radial motor

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT radial motor

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 21 41 61 82 102 122 143 163 184

Hz.

m/s2


Tabla VI.2 Comparación de datos de FFT de posición inicial y paralelo 5mm



6x 122,31 0,13 0,26 0,27 0,25 1,82 1,30 2,25 2,94 1,13 4,91 4,33 5,55 7x 142,70 0,10 0,08 0,09 0,08 0,14 0,08 0,68 0,38 0,55 0,70 1,40 0,83

8x 163,09 0,09 0,07 0,09 0,08 0,24 0,14 0,68 0,52 0,27 0,99 2,55 0,47

9x 183,47 0,07 0,16 0,06 0,08 0,09 0,09 8,26 21,74 4,95 9,44 29,58 17,57

6.3.2 Observaciones desalineamiento paralelo 5 mm a 1200 RPM


En los espectros axiales sólo destaca la amónica 9X, la que se aprecia en todas las

figuras mostradas, no existiendo similitud en las amplitudes.


Apoyo 1 9X

Apoyo 2 9X Motor 9X


En este desalineamiento las armónicas características son: 3X, 6X y 9X.



Motor 9X



En esta frecuencia se aprecia que el mayor valor se da en el apoyo 2


Apoyo 1 2,94 m/s^2 Apoyo 2 4,91 m/s^2

Motor 5,55 m/s^2

158

Como vemos, las amplitudes para esta frecuencia van aumentando a medida que




De esta frecuencia podemos decir que en el apoyo más lejano al motor se presenta

un mayor valor.

Por ultimo destacar que los espectros obtenidos, son muy parecidos a los obtenidos

a 1490RPM.

6.4 Desalineamiento paralelo 2mm a 1200 RPM


respectivas FFT’s en un desalineamiento paralelo de 2 mm a 1200 RPM. Luego estos

valores son contrastados con al posición inicial, para esta velocidad de giro del motor, en la

tabla VI.3.

159


Axial apoyo 1

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT axial apoyo 1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Hz.

m/s2


160

Radial apoyo 1

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT radial apoyo 1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 21 41 62 82 103 123 144 164 185

Hz.

m/s2


161

Axial apoyo 2

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT axial apoyo 2

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 21 41 62 82 103 123 144 164 185

Hz.

m/s2


162

Radial apoyo 2

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT radial apoyo 2

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 21 41 62 82 103 123 144 164 185

Hz.

m/s2


163

Axial motor

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT axial motor

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 21 41 62 82 103 123 144 164 185

Hz.

m/s2


164

Radial motor

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT radial motor

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 21 41 62 82 103 123 144 164 185

Hz.

m/s2


Tabla VI.3 Comparación de datos de FFT de posición inicial y paralelo 2mm



6x 122,31 0,13 0,26 0,27 0,25 1,82 1,30 0,27 0,25 0,32 0,68 1,23 0,80 7x 142,70 0,10 0,08 0,09 0,08 0,14 0,08 0,08 0,40 0,43 0,50 0,83 1,03

8x 163,09 0,09 0,07 0,09 0,08 0,24 0,14 0,24 0,42 0,28 0,55 0,67 0,50

9x 183,47 0,07 0,16 0,06 0,08 0,09 0,09 0,64 1,74 0,23 0,56 1,40 0,77

6.4.2 Observaciones desalineamiento paralelo 2mm a 1200 RPM


En las medidas axiales las frecuencias que se aprecian son 6X, 7X, 8X, 9X, en

donde estas no presentan similitud.



Motor 9X


En las posiciones radiales las frecuencias más considerables son: 3X, 4X, 5X, 6X,

7X, 8X y 9X, las cuales se aprecian claramente en todos los casos.


Apoyo 1 3X

Apoyo 2 3X Motor 3X



De estos datos podemos inferir que mientras mas lejos del motor coloquemos el

acelerómetro, la amplitud de la frecuencia 3X es mayor


Apoyo 1 0,28 m/s^2 Apoyo 2 0,7 m/s^2

Motor 0,86 m/s^2

167

En esta frecuencia se ve que a medida que nos acercamos al motos los valores son

mayores.



En esta frecuencia el mayor valor se registra en el apoyo 2.


Apoyo 1 0,25 m/s^2 Apoyo 2 0,68 m/s^2

Motor 0,8 m/s^2

En esta frecuencia se puede inferir a medida que nos vamos alejando del motor los

valore son mayores.



Al igual que en la frecuencia anterior, se aprecia que lo valores van aumentado a

medida que nos acercamos al motor.



En esta frecuencia el mayor valor se da en el apoyo 2.

168


Apoyo 1 1,74 m/s^2


De esto valores podemos decir que en el apoyo más lejano al motor se presenta la

magnitud mayor.

En resumen se puede decir que en este desalineamiento existe una correlación para

las diferentes frecuencias obtenidas radialmente. También señalar que las magnitudes de

amplitud para las distintas frecuencias, presentan gran similitud con los presentados a

1490RPM.



respectivas FFT’s en un desalineamiento angular de 0,9° a 1200 RPM. Luego estos valores

son contrastados con al posición inicial, para esta velocidad de giro del motor, en la tabla

VI.4

169

6.5.1 Señales y FFT del motor a 1200 RPM.

Axial apoyo 1

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT axial apoyo 1

0

1

2

3

4

5

6

0 21 41 62 82 103 123 144 164 185

Hz.

m/s2


170

Radial apoyo 1

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT radial apoyo 1

0

1

2

3

4

5

6

0 21 41 62 82 103 123 144 164 185

Hz.

m/s2


171

Axial apoyo 2

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT axial apoyo 2

0

1

2

3

4

5

6

0 21 41 62 82 103 123 144 164 185

Hz.

m/s2


172

Radial apoyo 2

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT radial apoyo 2

0

1

2

3

4

5

6

0 21 41 62 82 103 123 144 164 185

Hz.

m/s2


173

Axial motor

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT axial motor

0

1

2

3

4

5

6

0 21 41 62 82 103 123 144 164 185

Hz.

m/s2


174

Radial motor

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT radial motor

0

1

2

3

4

5

6

0 21 41 62 82 103 123 144 164 185

Hz.

m/s2


Tabla VI.4 Comparación de datos de FFT de posición inicial y angular 0,9°


Hz A1 V1 A2 V2 AM VM A1 V1 A2 V2 AM VM 1x 20,39 0,08 0,07 0,11 0,11 0,11 0,08 0,05 0,09 0,09 0,08 0,09 0,12

2x 40,77 0,10 0,08 0,09 0,11 0,44 0,28 0,09 0,08 0,07 0,07 0,13 0,58

3x 61,16 0,07 0,08 0,09 0,08 0,09 0,07 0,09 0,87 0,09 0,39 0,12 0,29

4x 81,54 0,09 0,10 0,04 0,07 0,22 0,25 0,11 0,20 0,09 0,19 0,26 0,53

5x 101,93 0,06 0,16 0,07 0,14 0,14 0,10 0,40 0,86 0,21 1,65 0,66 0,43

6x 122,31 0,13 0,26 0,27 0,25 1,82 1,30 0,18 0,59 0,27 0,99 0,56 1,61

7x 142,70 0,10 0,08 0,09 0,08 0,14 0,08 0,06 0,19 0,31 0,73 0,68 0,52

8x 163,09 0,09 0,07 0,09 0,08 0,24 0,14 0,12 0,11 0,10 0,39 0,26 0,27

9x 183,47 0,07 0,16 0,06 0,08 0,09 0,09 0,31 0,85 0,24 0,99 0,49 0,39



En este desalineamiento en los espectros axiales, destacan las armónicas 5X, 6X,

7X, 8X y 9X, no existiendo relación entre ellas.



Motor 7X

� Espectros Radiales.

Con respecto a los espectros radiales se puede decir que las armónicas

características son: 3X, 4X, 5X, 6X, 7X, 8X y 9X.



Motor 6X



En donde se aprecia que los valores va disminuyendo a medida que nos acercamos

al motor.


Apoyo 1 0,2 m/s^2


En esta frecuencia las mayor magnitud de obtuvo en el motor.

177



De esta frecuencia se puede ver que el mayor valor se da en el apoyo 2.


Apoyo 1 0,59 m/s^2 Apoyo 2 0,99 m/s^2

Motor 1,61 m/s^2

Como se aprecia en esta frecuencia los valores van aumentando a medida que nos

vamos acercando al motor.



El mayor valor en esta armónica se presenta en el apoyo 2.



En esta frecuencia nuevamente se aprecia la mayor magnitud en el apoyo 2.



En esta frecuencia se aprecia que el máximo se da en el apoyo 2.

178

En resumen señalar que los espectros radiales no presentan relación entre ellos,

además de no existir repetitividad en sus frecuencias. Por el contrario en los espectros

radiales se aprecian frecuencias típicas, también presentan relación en sus magnitudes.



respectivas FFT’s en un desalineamiento angular de 0,7° a 1200 RPM. Luego estos valores

son contrastados con al posición inicial, para esta velocidad de giro del motor, en la tabla

VI.5.

179


Axial apoyo 1

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT axial apoyo 1

0

1

2

3

4

5

6

0 21 41 62 82 103 123 144 164 185

Hz.

m/s2


180

Radial apoyo 1

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT radial apoyo 1

0

1

2

3

4

5

6

0 21 41 62 82 103 123 144 164 185

Hz.

m/s2


181

Axial apoyo 2

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT axial apoyo 2

0

1

2

3

4

5

6

0 21 41 62 82 103 123 144 164 185

Hz.

m/s2


182

Radial apoyo 2

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT radial apoyo 2

0

1

2

3

4

5

6

0 21 41 62 82 103 123 144 164 185

Hz.

m/s2


183

Axial motor

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT axial motor

0

1

2

3

4

5

6

0 21 41 62 82 103 123 144 164 185

Hz.

m/s2


184

Radial motor

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT radial motor

0

1

2

3

4

5

6

0 21 41 62 82 103 123 144 164 185

Hz.

m/s2


Tabla VI.5 Comparación de datos de FFT de posición inicial y angular 0,7°


Hz A1 V1 A2 V2 AM VM A1 V1 A2 V2 AM VM 1x 20,39 0,08 0,07 0,11 0,11 0,11 0,08 0,19 0,11 0,25 0,71 0,39 0,85

2x 40,77 0,10 0,08 0,09 0,11 0,44 0,28 0,15 0,33 0,15 0,26 0,52 0,27

3x 61,16 0,07 0,08 0,09 0,08 0,09 0,07 0,05 1,06 0,10 0,99 0,75 1,21

4x 81,54 0,09 0,10 0,04 0,07 0,22 0,25 0,11 0,36 0,11 1,34 0,45 1,27

5x 101,93 0,06 0,16 0,07 0,14 0,14 0,10 0,24 1,27 0,71 2,49 1,77 2,34

6x 122,31 0,13 0,26 0,27 0,25 1,82 1,30 0,16 0,41 0,39 1,18 1,27 1,13

7x 142,70 0,10 0,08 0,09 0,08 0,14 0,08 0,49 1,08 1,14 2,60 2,16 1,56

8x 163,09 0,09 0,07 0,09 0,08 0,24 0,14 0,35 0,65 0,32 1,09 1,56 1,34

9x 183,47 0,07 0,16 0,06 0,08 0,09 0,09 0,49 1,34 0,27 2,48 2,44 2,10

6.6.2 Desalineamiento angular 0,7° a 1200 RPM


En este desalineamiento en las medidas axiales las frecuencias que características

son: 1X, 5X, 6X, 7X, 8X y 9X.



Para las frecuencias 1X se obtuvo


Con respecto a esta frecuencia podemos decir que los valores van aumentando a

medida que nos acercamos al motor.



En esta frecuencia los valores son mayores a medida que nos acercamos al motor.



Nuevamente se aprecia que los valores van aumentando a medida que nos

acercamos al motor.


Apoyo 1 0,49 m/s^2


Con respecto a esta frecuencia los valores van aumentando ministras mas cercana al

motor se realice la medición.

187


Apoyo 1 0,35 m/s^2 Apoyo 2 0,32 m/s^2

Motor 1,56 m/s^2 En esta frecuencia se puede observar que el mayor valor se da en el motor.



Esta frecuencia presenta la misma relación de la frecuencia 8X, en donde el mayor

valor se da en el motor.


En estos espectros están presentes todas las armónicas en todos los apoyos y el

motor.



Motor 5X


Apoyo 1 0,11 m/s^2 Apoyo 2 71 m/s^2

Motor 0,85 m/s^2

En esta frecuencia se puede ver que los valores vana aumentando mientras mas

cercana al motor se realice la medición.



El mayor valor en esta frecuencia se presenta en el apoyo 1.

188


Apoyo 1 1,06 m/s^2 Apoyo 2 0,99 m/s^2

Motor 1,21 m/s^2 En esta frecuencia se ve que el mayor valor se da en el motor.



En esta frecuencia se ve que el mayor valor se da en el apoyo 2.



El mayor valor en esta frecuencia se aprecia en el apoyo 2.


Apoyo 1 0,41 m/s^2


En esta frecuencia nuevamente se aprecia que el mayor valor se da en el apoyo 2.



En esta frecuencia se aprecia que en el apoyo 2 se da el mayor valor.



En esta frecuencia nuevamente se repite le mayor valor en el apoyo 2.



En esta frecuencia el valor mayor se da en el apoyo 2.

189

Por ultimo señalar que este desalineamiento tanto los espectros radiales como los axiales

entregan información.



respectivas FFT’s en un desalineamiento mixto de 0,4°-2 mm a 1200 RPM. Luego estos


tabla VI.6.

190


Axial apoyo 1

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT axial apoyo 1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 21 41 62 82 103 123 144 164 185

Hz.

m/s2


191

Radial apoyo 1

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT radial apoyo 1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 21 41 62 82 103 123 144 164 185

Hz.

m/s2


192

Axial apoyo 2

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT axial apoyo 2

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 21 41 62 82 103 123 144 164 185

Hz.

m/s2


193

Radial apoyo 2

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT radial apoyo 2

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 21 41 62 82 103 123 144 164 185

Hz.

m/s2


194

Axial motor

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT axial motor

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 21 41 62 82 103 123 144 164 185

Hz.

m/s2


195

Radial motor

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT radial motor

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 21 41 62 82 103 123 144 164 185

Hz.

m/s2


Tabla VI.6 Comparación de datos de FFT de posición inicial y mixto 0,4°-2 mm



6x 122,31 0,13 0,26 0,27 0,25 1,82 1,30 1,21 0,18 1,23 2,04 2,50 3,57 7x 142,70 0,10 0,08 0,09 0,08 0,14 0,08 0,60 1,43 0,73 1,76 1,90 1,32

8x 163,09 0,09 0,07 0,09 0,08 0,24 0,14 0,91 0,98 0,56 0,60 0,96 0,42

9x 183,47 0,07 0,16 0,06 0,08 0,09 0,09 0,21 4,50 0,94 5,46 5,36 3,09



En los espectros axiales las armónicas características son: 3X, 4X, 5X, 6X, 7X, 8X

y 9X.





En esta frecuencia se aprecia que los valores van aumentando mientras la medida se

realice más cerca del motor.


Apoyo 1 0,41 m/s^2


En esta frecuencia se aprecia que los valores van aumentando mientras mas nos

acercamos al motor.



El mayor valor en esta frecuencia se aprecia en el motor.


Apoyo 1 1,21 m/s^2


En esta frecuencia se ve que los valores van aumentando al acercarnos al motor.



198

En esta frecuencia nuevamente se ve que los valores van aumentando a medida que




El mayor valor en esta frecuencia se aprecia en el motor.



En esta frecuencia en el motor se presenta el mayor valor.

� Espectro Radiales

En los espectros radiales, las armónicas características son: 3X, 4X, 5X, 6X, 7X, 8X

y 9X.





En esta frecuencia se aprecia que los valores van aumentando mientras mas cercano

al motor se realice la medida.


Apoyo 1 0,59 m/s^2 Apoyo 2 0,34 m/s^2

Motor 1,27 m/s^2

199


Apoyo 1 2,04 m/s^2 Apoyo 2 3,89 m/s^2

Motor 0,86 m/s^2

El mayor valor en esta frecuencia de presenta en el apoyo 2.



En esta frecuencia se aprecia que los valore van aumentado a medida que nos

acercamos al motor.



El mayor valor en esta frecuencia se da en el apoyo 2.


Apoyo 1 0,98 m/s^2


En esta frecuencia se aprecia que los valor van disminuyendo mientras mas cerca

del motor se realice la medición.



En esta frecuencia se ve que el mayor valor se da en el apoyo 2.

Por ultimo señalar que en este desalineamiento los espectros axiales y radiales

entregan información y relación en sus magnitudes, además señalar que en ambos casos las

armónicas presentes son las mismas.

200



respectivas FFT’s en un desalineamiento mixto de 0,2°-2 mm a 1200 RPM. Luego estos


tabla VI.7.

201


Axial apoyo 1

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT axial apoyo 1

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

0 21 41 62 82 103 123 144 164 185

Hz.

m/s2


202

Radial apoyo 1

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT radial apoyo 1

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

0 21 41 62 82 103 123 144 164 185

Hz.

m/s2


203

Axial apoyo 2

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT axial apoyo 2

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

0 21 41 62 82 103 123 144 164 185

Hz.

m/s2


204

Radial apoyo 2

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT radial apoyo 2

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

0 21 41 62 82 103 123 144 164 185

Hz.

m/s2


205

Axial motor

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT axial motor

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

0 21 41 62 82 103 123 144 164 185

Hz.

m/s2


206

Radial motor

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

0 1 2 3 4

s

m/s2


FFT radial motor

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

0 21 41 62 82 103 123 144 164 185

Hz.

m/s2


Tabla VI.7 Comparación de datos de FFT de posición inicial y mixto 0,2°-2 Mm



6x 122,31 0,13 0,26 0,27 0,25 1,82 1,30 0,28 0,15 0,25 0,26 0,74 1,42 7x 142,70 0,10 0,08 0,09 0,08 0,14 0,08 0,14 0,12 0,18 0,25 0,27 0,35

8x 163,09 0,09 0,07 0,09 0,08 0,24 0,14 0,06 0,10 0,09 0,33 0,25 0,18

9x 183,47 0,07 0,16 0,06 0,08 0,09 0,09 0,43 1,41 0,13 0,41 1,50 1,04



En los espectros axiales, las frecuencias que destacan en este desalineamiento son:

5X, 6X, 7X y 9X.



Para las frecuencias 5X se obtuvo:


De esta frecuencia se aprecia que los valores van disminuyendo mientras mas cerca




De esta frecuencia se puede decir que el mayor valor se registró en el motor.



En esta frecuencia se aprecia que los valores van aumentando al acercarnos al

motor.



En esta frecuencia se ve que el mayor valor se da en el motor.

209


En estos espectros las armónicas características son: 3X, 5X, 6X, 7X y 9X




Apoyo 1 0,57 m/s^2


En esta frecuencia se ve que los valores van disminuyendo mientras mas cerca del

motor se realice la medición.



En esta frecuencia el mayor valor se presento en el apoyo 2.



En esta frecuencia se puede apreciar que el mayor valor se da en el apoyo 2.



En esta frecuencia se aprecia que los valores van aumentando mientras mas cerca




210

En esta frecuencia se aprecia que la mayor amplitud se da en el apoyo 1.

En resumen se puede señalar que en este desalineamiento los espectros axiales y

radiales entregan información y relación en sus magnitudes.

211

CÁPITULO VII

CONCLUSIONES

El presente trabajo abordó como tema principal el diseño, dimensionamiento y

construcción de un banco de pruebas capaz de representar desalineamiento de ejes como

única fuente de vibración, con el fin de comprender el comportamiento vibratorio presente

en el mal montaje de máquinas rotativas acopladas.

Para llevar a cabo el análisis de vibraciones, se adquirió un sistema de adquisición

de datos con sus respectivos acelerómetros, los cuales fueron chequeados para comprobar

su óptima calibración de fábrica y así certificar que las mediciones registradas

representasen correctamente el fenómeno vibratorio.

Con respecto a las mediciones realizadas al banco de pruebas se pudo obtener

señales periódicas en la posición radial del motor y en las posiciones radial y axial para los

dos apoyos, en cambio en la posición axial del motor se obtuvieron señales aleatorias.

Dichas mediciones representan el comportamiento vibratorio global del banco de pruebas,

ya que no se pudo llevar a cabo un adecuado procedimiento de isolación entre el dispositivo

vibratorio y la mesa, produciéndose transmisibilidad entre dichos componentes. Debido a

que la mesa no era infinitamente rígida.

Por otra parte, las vibraciones medidas tienen directa relación con el tipo de

acoplamiento y apoyos utilizados, que en este estudio fue un acoplamiento de tres garras y

apoyos con rodamientos de bola.

Con respecto al análisis de vibraciones realizado al banco de pruebas se pudo

establecer que existe una relación entre la magnitud de aceleración y la velocidad de giro

del motor, es decir, a mayor velocidad mayor amplitud de aceleración. Sin embargo, la

amplitud de aceleración no esta directamente relacionada con el tipo de desalineamiento.

En lo que respecta a los desalineamientos paralelos fue posible identificar

frecuencias típicas con un patrón de magnitudes de aceleración. Mientras que para los

desalineamientos angulares sólo se pudo encontrar armónicas características, ya que es

imposible posicionar el transductor en la línea de acción axial del eje conducido no

cuantificándose del todo la amplitud de la vibración en ese sentido.

212

En los desalineamientos mixtos fue posible identificar una combinación de

desalineamientos paralelos y angulares.

Más específicamente se pudo establecer que:

� Posición inicial.

En las velocidades de 1490 RPM y 1200 RPM los espectros obtenidos de las

señales capturadas presentan gran similitud, ya sea en la medidas axiales y radiales.

Destacándose en ambas la frecuencia de 6X, presentando una mayor amplitud de

aceleración en los datos axiales.

� Desalineamientos paralelos (5 mm y 2 mm)

Las medidas radiales para ambos desalineamientos, en 1490 RPM y 1200

RPM, muestran similitud en sus armónicas, donde las frecuencias típicas fueron:

3X, 6X y 9X, siendo las magnitudes de estas menores en 1200 RPM.

En 3X se pudo observar que para los dos desalineamientos y en ambos

apoyos las amplitudes son similares, mientras que en el motor es menor. Por otra

parte en 6X las magnitudes de aceleración aumentan progresivamente desde el

apoyo 1 hasta el motor. Mientras que en 9X la mayor amplitud se presenta en el

apoyo 1 seguido el motor y luego del apoyo 2. Siendo lo anteriormente descrito

como el patrón típico para este desalineamiento.

Cabe desatacar que en el desalineamiento paralelo de 2 mm se observan otras

frecuencias como 4X, 5X, 7X y 8X.

� Desalineamientos angulares (0,9° y 0,7°)

Para ambos desalineamientos en las medidas axiales, en 1490 RPM y 1200

RPM, las frecuencias típicas fueron: 5X, 6X, 7X y 8X. No pudiéndose identificar un

patrón a seguir en lo respecta a sus órdenes de magnitud.

En el desalineamiento angular de 0,7°, para ambas velocidades de giro del

motor, se aprecia en el espectro la frecuencia 1X claramente, que corresponde a la

velocidad de rotación del eje.

En los espectros radiales, en los dos desalineamiento y velocidades, se pudo

establecer que las frecuencias típicas fueron: 3X, 4X, 5X, 6X, 7X, 8X y 9X.

213

� Desalineamientos mixtos (0,4°-2 mm y 0,2°-2 mm)

En los desalineamientos mixtos, para ambas velocidades, es posible

identificar las todas las armónicas presentes entre 3X y 9X, viéndose una

combinación de frecuencias típicas de los desalineamientos paralelos y angulares

Además en los espectros de los desalineamientos mixtos se pudo verificar la

existencia de patrón propio de los desalineamientos paralelos.

Finalmente, se puede destacar que la implementación de un banco de prueba para

mediciones de vibraciones producto de desalineamiento de ejes es útil para el estudio de

este fenómeno.

214

BIBLIOGRAFÍA

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