PT 500 Sistema de Diagnóstico de Máquinas, Unidad Básica...1 Introducción La Unidad Básica PT...

Manual de experimentos

PT 500 Sistema de Diagnóstico deMáquinas, Unidad Básica

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Manual de experimentos

Estas instrucciones se tienen que guardar junto con el equipo.Antes de poner en servicio el equipo:- Leer estas instrucciones.- Todos los participantes tienen que ser instruidos en lo que concierne al

manejo del equipo y, si procede, en cuanto a los aspectos de seguridad.

Version: 1.2 Reservado el derecho a realizar modificaciones técnicas

PT 500 SISTEMA DE DIAGNÓSTICO DE MÁQUINAS, UNIDAD BÁSICA

PT 500

System zur Maschinendiagnostik

Speed

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1.2342500

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Autores: Dr.-Ing. Detlef Abraham

Dipl.-Ing. Jack Boxhammer

Dipl.-Ing. Peter Mittasch

Indice General

1 Introducción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1.1 Uso previsto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

2 Seguridad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

2.1 Peligros para la salud . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2.2 Peligros para el equipo y la función. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

3 Descripción del equipo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

3.1 Construcción del equipo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

3.2 Importante para el montaje de un ensayo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

3.3 Montaje y desmontaje de tacos de corredera en las ranuras en T . . 12

3.4 Fijar el disco de masa con el juego de sujeción . . . . . . . . . . . . . . . 12

3.5 Anillos de ajuste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

3.6 Acoplamiento elástico de garras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

3.7 Acoplamiento elástico de anillo intermedio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

3.8 Conectar la unidad de accionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

3.9 Cambiar el sentido de giro. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

3.10 Dispositivo de reajuste para la alineación horizontal del motor . . . . 15

3.11 Poner fuera de servicio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3.12 Lista de juegos de accesorios para PT 500. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

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SISTEMA DE DIAGNÓSTICO DE MÁQUINAS, UNIDAD BÁSICA

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4 Fundamentos de la medición de vibraciones . . . . . . . . . . . . . 17

4.1 Medición de vibraciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

4.1.1 Vibraciones en máquinas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

4.1.1.1 Causas de vibraciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

4.1.1.2 Observación de vibraciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

4.1.1.3 Magnitud característica Vibración absoluta decojinetes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

4.1.2 Medición de vibraciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

4.1.3 Sensores de valores medidos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

4.1.3.1 Sensor de desplazamiento (accesorio PT 500.41) . . . . . 24

4.1.3.2 Sensor de velocidad (no se utiliza para PT 500) . . . . . . 25

4.1.3.3 Sensor de aceleración (PT 500) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

4.2 Análisis de vibraciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

4.2.1 Medición de amplitudes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

4.2.2 Análisis en el campo de tiempo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

4.2.3 Análisis en el campo de la frecuencia. . . . . . . . . . . . . . . . . 32

4.2.3.1 Comparación de señales de amplitud, velocidad yaceleración en el espectro de frecuencia . . . . . . . . . . . . 35

4.2.3.2 Particularidades de la transformación rápida deFourier (FFT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

4.2.3.3 Teorema de la exploración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

4.2.3.4 Promediaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

4.2.3.5 Uso de ventanas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

4.3 Análisis especiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

4.3.1 Análisis de órbita . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

4.3.2 Análisis de seguimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

4.3.3 Análisis de envolventes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

4.3.4 Medición de daños en rodamientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

4.4 Efectos especiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

4.4.1 Resonancias estructurales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

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4.5 Equilibrado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

4.5.1 Equilibrado en funcionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

4.5.2 Equilibrado en un plano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

4.5.3 Equilibrado en dos planos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

4.5.4 Evaluación de la calidad del equilibrado segúnISO 1940 parte 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

4.5.5 Observaciones especiales para el equilibrado . . . . . . . . . . 59

4.5.5.1 Constancia del número de revoluciones. . . . . . . . . . . . . 59

4.5.5.2 No-linealidad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

4.5.5.3 Equilibrado de rotores elásticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

5 Ensayos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

5.1 Medición de vibraciones en una máquina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

5.1.1 Ensayo a realizar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

5.1.2 Accesorios necesarios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

5.1.3 Preparación y montaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

5.1.4 Ejecución del ensayo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

5.1.5 Análisis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

5.2 Equilibrado en un plano con la máquina en funcionamiento . . . . . . 71

5.2.1 Ensayo a realizar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

5.2.2 Accesorios necesarios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

5.2.3 Preparación y montaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

5.2.4 Ejecución del ensayo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

5.2.5 Evaluación manual de los valores de medición . . . . . . . . . 86

5.2.5.1 Excentricidad residual del centro de gravedad odesequilibrio residual referido a la masa . . . . . . . . . . . . 89

5.2.5.2 Determinar el desequilibrio residual . . . . . . . . . . . . . . . . 89

5.2.5.3 Evaluación de la calidad del equilibrado(ISO 1940 parte 1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

5.3 Propuesta de montaje para el ensayo del equilibrado en dosplanos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

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6 Anexo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

6.1 Hoja de trabajo para medición de la vibración de cojinetes. . . . . . . 91

6.2 Datos técnicos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

6.3 Propuestas para montaje y fotos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

6.4 Tablas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

6.4.1 Límites de diagnóstico para la intensidad de vibraciónen la construcción general de máquinas según ladirectiva VDI 2056 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

6.4.2 Desequilibrio residual admisible referido la masa enfunción del régimen de funcionamiento máximo paradiversos grados de calidad del equilibrado (ISO 1940/1) . . 101

6.4.3 Tabla de identificación de vibraciones . . . . . . . . . . . . . . . 103

6.4.4 Símbolos en las fórmulas y términos . . . . . . . . . . . . . . . . 105

6.5 Referencias bibliográficas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

6.6 Volumen de suministro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

6.7 Indice. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

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1 Introducción

La Unidad Básica PT 500 permite realizar, juntocon el Analizador de Vibraciones Asistido porPC PT 500.04, un gran número de ensayosrelacionados con el tema del diagnóstico y el con-trol de máquinas.

El diagnóstico de máquinas adquiere unaimportancia cada vez mayor. El objetivo esdetectar lo antes posible los eventuales dañospara poder realizar un mantenimiento y unasreparaciones acordes con la demanda y reducirasí a un mínimo los tiempos de inmovilización delas máquinas. Como medida del estado de lamáquina se emplean las vibraciones producidaspor la máquina. Una variación de estasvibraciones significa que empeora el estado de lamáquina. Al respecto es importante saber cómoinfluyen los diversos defectos en el espectro devibraciones. Con el sistema para diagnóstico demáquinas se pueden simular determinadosdaños y estudiar sus repercusiones en el espectrode vibraciones.

Con la unidad básica se pueden realizar no sóloejercicios de simple medición de las vibraciones(en los que se miden la amplitud de la vibración, lavelocidad de la vibración y la aceleración de lasvibraciones en el margen de tiempo y frecuencia),sino que también se pueden hacer prácticas deequilibrado de rotores rígidos en funcionamiento.La estructura modular permite la adaptación a lasituación concreta.

Numerosos accesorios permiten la simulaciónreproducible de los diferentes daños.

Para la medición y el análisis se utiliza el accesorioPT 500.04 Analizador de Vibraciones Asistido porPC.

1 Introducción 1


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Contenido didáctico / Ensayos

– Introducción a la medición de vibraciones ensistemas rotativos de las máquinas

• Fundamentos de la medición devibraciones en árboles y cojinetes.

• Magnitudes básicas y parámetros.

• Sensores y aparatos de medición.

• Influencia del número de revolucionesy la disposición de los árboles.

• Influencia de la posición de lossensores.

– Equi l ibrado de árboles rígidos enfuncionamiento.

– Influencia de la alineación entre el motor y elacoplamiento.

– Entender e interpretar espectrosde frecuencia.

– Uso de un analizador de vibraciones asistidopor PC.

Indicaciones didácticas:

– No hay ningún peligro en caso de manejocorrecto.

– Resultados básicos reproducibles.

– Ahorro de tiempo.

Apropiado para el trabajo individual o en gruposreducidos. Es perfectamente posible lapresentación a grupos mayores por medio deordenador y beamer. Gracias a las buenasposibilidades de transporte, se puede utilizartambién como medio auxiliar en las clasesteóricas.

1.1 Uso previsto

El equipo de la serie PT 500 se ha previstoexclusivamente para fines didácticos.

2 1 Introducción

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2 Seguridad

Antes de poner en funcionamiento el equipo se deben leer atentamente lasinstrucciones para ensayos, sobre todo las indicaciones de seguridad. Antesde iniciar el ensayo, las personas que vayan a participar en él deben conocerlos aspectos de seguridad y conocer el correcto manejo del equipo. Laspalabras de señalización PELIGRO, ADVERTENCIA o ATENCIÓN indican laprobabilidad y la gravedad posible de las lesiones. Otro símbolo explica, siprocede, el tipo de peligro.

Palabra deseñalización

Explicación

PELIGRO Señaliza una situación que, si no se evita,causará la muerte o lesiones graves.

ADVERTENCIA Señaliza una situación que, si no se evita, puedecausar la muerte o lesiones graves.

ATENCIÓN Señaliza una situación que, si no se evita, puedecausar lesiones leves o de gravedad media.

AVISO Señaliza una situación que puede causar dañosen los equipos o bien informa sobre el manejo delaparato.

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Símbolo Explicación

Tensión eléctrica

Árboles en rotación

Punto de peligro general

Aviso

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2.1 Peligros para la salud

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Tensión eléctrica

En la unidad de mando abierta hay conexioneseléctricas al descubierto. Puede sufrir unadescarga eléctrica.

• Los trabajos en equipos eléctricos sólopueden realizarlos personal con formaciónelectrotécnica.

• Desconectar siempre el equipo de la redeléctrica antes de abrir la unidad de mando yrealizar trabajos en el sistema eléctrico.

• Proteger la instalación eléctrica del agua y lahumedad.

ADVERTENCIA

Tensión eléctrica

Existe peligro de sufrir una descarga eléctrica.

• No usar el equipo sin el conductor de puestaa tierra correctamente instalado. En caso deincumplimiento no queda garantizada unaprotección suficiente para las personas y elequipo.

• En caso de peligro debe separarse lainstalación de la red desconectando elenchufe de red.

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ADVERTENCIA


Es posible sufrir lesiones.

• Prestar atención a que las piezas en rotaciónno atrapen cabellos largos, barbas largas,collares o similares, corbatas y vestuarioholgado o suelto.

• La unidad sólo debe funcionar con lacubierta protectora cerrada. De esto seexceptúa la medición de vibraciones conpalpador.

• Desconectar el motor antes de realizartransformaciones.

ADVERTENCIA


Se pueden sufrir lesiones graves a causa demasas de equilibrado (piezas de masa) sujetasinsuficientemente.

• Controlar la sujeción firme de todas lasmasas de equilibrado antes de conectar elmotor.

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2.2 Peligros para el equipo y la función

AVISO

Antes de cambiar de posición de enchufe el cablede alimentación o cables de mando, desconectarsiempre primero los aparatos.

AVISO

Cambiar el sentido de giro sólo estando parada launidad.

Tras desconectar el motor con el pulsador se tieneque poner a cero el mando de ajuste del númerode revoluciones, para así poder volver a ponerluego en marcha el motor.

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3 Descripción del equipo

La Unidad Básica PT 500 - Sistema deDiagnóstico de Máquinas es una placa parasujeción de aluminio con ranuras en T. Sobre estaplaca para sujeción se pueden montar de formasencilla las diversas construcciones para losensayos. El montaje de las construcciones deensayo se realiza con tornillos de hexágono inte-rior M8 y los correspondientes tacos de corredera.

• Módulo motor

Formado por un motor de corriente trifásica contransmisor de giro montado en el segundoextremo del árbol.

El motor está montado sobre una placa de basecon dispositivo de alineación. El dispositivo dealineación permite alinear el eje del motor ensentido horizontal.

• Unidad de mando

La activación del motor corre a cargo de la unidadde mando. En la unidad de mando se encuentra unconvertidor de frecuencia para regular el númerode revoluciones sin escalonamientos.

Además, en la unidad de mando se encuentra elindicador del número de revoluciones y unindicador del consumo de potencia del motor.

Para simular vibraciones con la unidad básica ypoder realizar ensayos relacionados con el tema“Equilibrado y alineación”, se incluyen lassiguientes piezas en el suministro:

1 acoplamiento elástico de garras

1 acoplamiento elástico de anillo intermedio

1 árbol largo

1 árbol corto

2 caballetes completos con cojinetes

2 discos de masa con juegos de sujeción

- Pequeñas piezas como piezas de masa paraequilibrar

3 Descripción del equipo 9


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3.1 Construcción del equipo

10 3 Descripción del equipo

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Fig. 3.1 Vista general de la unidad básica PT 500

1 Transmisor de giro

2 Unidad de accionamiento con motor trifásico

3 Dispositivo de reajuste para la alineación hori-zontal del accionamiento (véase el cap. 3.10)

4 Tornillos de fijación de la unidad de acciona-miento (véase la fig. 3.11)

5 Acoplamiento elástico de garras

6 Anillo de ajuste para fijación axial

7 Caballete de cojinete con rosca de conexión

M8x1.25

8 Juego de sujeción

9 Discos de masa

10 Árbol largo (árbol corto no representado)

11 Tornillos para fijación al caballete de cojinetes

12 Pies de goma

13 Placa para sujeción con ranuras en T(de aluminio)

14 Cable de retención de la cubierta protectora

15 Cubierta protectora

16 Asa de la cubierta protectora

*) no están representadas las piezas pequeñaspara el equilibrado (véanse los datos técnicos)

1 2 3 4 5 6 7 6 8 9 8 10 11

16 15 14 13 12

Detalle de la vista en planta

Vista lateral

Conexión a la unidad de mando Fig. 3.2Pos.8 Pos.6

3.2 Importante para el montaje de un ensayo

AVISOAl realizar el montaje para los ensayos se debeatender a que se dejen las distancias suficientespara poder cerrar la cubierta protectora.

Antes de cada montaje del ensayo se tiene queestablecer la posición de los componentes. Setiene que garantizar así que más tarde se puedacerrar la cubierta protectora. Además de lalimitación básica de la superficie por la cubiertaprotectora a cerrar, se debe tener en cuenta queen la zona delantera no se puede aprovechar todala altura.

Para compensar la holgura en las ranuras defijación, todos los elementos a sujetar se deberíandesplazar hasta el tope en un extremo de la ranuraantes de atornillarlos. De este modo se consigueuna alineación axial exacta de los diversoscomponentes.



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Engine Speedsensor Power

Fig. 3.2 Unidad de mando

1 Interruptor de conexión del motor

2 Interruptor de desconexión delmotor

3 Indicación del número de revolu-ciones

4 Conmutador del sentido de giro

5 Botón para ajuste del número derevoluciones

6 Conexión del motor

7 Indicación de consumo de poten-cia

8 Conexion de conductor de tierra(por PT500.04)

9 Conexión de sensor del númerode revoluciones

10 Interruptor de parada de emer-gencia

11 Conexión de alimentación eléctri-ca con interruptor de red

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

3.3 Montaje y desmontaje de tacos de corredera en las ranuras en T

Los tacos de corredera tienen una forma de romboy se pueden colocar en el perfil desde arriba, enposición girada. Al apretar el tornillo gira el taco decorredera hasta el tope y se fija.

Se debe prestar atención a que se usen en cadacaso los tornillos adecuados. Tornillos demasiadolargos no producen el efecto de fijación deseadopara el montaje. Los tornillos excesivamente lar-gos someten a tensión y deforman el taco decorredera debido a que se apoyan en el fondo,dañando el perfil de aluminio.

3.4 Fijar el disco de masa con el juego de sujeción

Para fijar un disco de masa en un extremo de árbolcon el juego de sujeción, se debe proceder delsiguiente modo.

– Desconectar el accionamiento.

– Abrir la cubierta protectora.

– Introducir el juego de sujeción en el orificiopara el árbol del disco de masa de maneraque quede enrasado con el disco de masa.

– Colocar el disco de masa junto con el juegode sujeción en el árbol previsto.

– Apretar por el hexágono interior (A) mientrasse retiene, si es necesario, por el hexágonoexterior (B). El hexágono interior hace entrarcon su rosca un cono (C) en el casquillo delhexágono exterior. Con esto se sujetan entresí el árbol y el disco de masa.

– Cerrar la cubierta protectora.

– Continuar el trabajo.


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Fig. 3.3 Taco de corredera, formade rombo; en la ranura en T

colocar fijado por giro

0°

45°

90

°

135°

180°

225°

27

0°

315°

Fig. 3.4 Disco de masa con juego desujeción

A B C

3.5 Anillos de ajuste

La misión de los anillos de ajuste es fijaraxialmente el árbol en un alojamiento.

Por esto se deben emplear siempre que no seaposible conseguir una fijación axial del árbol sinanillos de ajuste. Los anillos de ajuste se fijansobre el árbol.

AVISOLos acoplamientos de PT 500 no fijan el árbol endirección axial.

3.6 Acoplamiento elástico de garras

Cada mitad de este acoplamiento elástico degarras se fija en un extremo del árbol con untornillo de hexágono interior. Se caracteriza por supequeño tamaño, pero sólo puede compensar unapequeña desalineación del árbol.

Observación para el montaje

Al montar el acoplamiento se debe prestaratención a que cada extremo de árbol termineenrasado con el semiacoplamiento.

Tras el montaje, la corona dentada debería quedarentre los semiacoplamientos con una holgura talque se pueda ver a cada lado una separaciónentre los semiacoplamientos y la corona dentada.



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011 Fig. 3.5 Anillo de ajuste con tornillo

de apriete

Fig. 3.6 Acoplamiento de garras

Fig. 3.7 Montaje del acoplamientode garras

3.7 Acoplamiento elástico de anillo intermedio

El acoplamiento elástico de anillo intermedio sefija en los extremos de árbol. Por su forma especialy el anillo intermedio, resulta particularmenteapropiado para compensar una grandesalineación del árbol.

3.8 Conectar la unidad de accionamiento

Los cables de conexión de la unidad deaccionamiento se tienen que conectar en la parteposterior de la unidad de mando.

– Conexión de alimentación del motor, 4 polos(fig. 3.2 - pos. 6).

– Conexión del transmisor de giro, 7 polos(fig. 3.2 - pos. 8).

3.9 Cambiar el sentido de giro

El sentido de giro sólo se puede cambiar estandodesconectado el motor.

Cambiar el sentido de giro:

– Desconectar el motor con el pulsador (2).

– Poner a cero el número de revoluciones (5).

– Cambiar el sentido de giro (4).

– Conectar denuevoelmotor conelpulsador (1).

– Ajustar el número de revoluciones (5).


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Speed

Engine

Ein / On

Aus / Off

Speed

2500

Direction

Fig. 3.8 Unidad de mando delmotor

1

2

5 4

Fig. 3.9 Acoplamiento de anillointermedio

AVISO

Para evitar una aceleración no intencionada tras laconexión, se tiene que poner a cero el número derevoluciones del motor antes de poder volver aponerlo en marcha.

3.10 Dispositivo de reajuste para la alineación horizontal del motor

Para ensayos en los que se necesite unaalineación incorrecta de los árboles, se puededesplazar el motor en sentido horizontal con dostornillos de reajuste. El desplazamiento máximoes de +/- 0.5 mm.

Una raya de la escala equivale a 0.02 mm.

Procedimiento:

– Para realizar un reajuste tienen que estarapretados los tornillos de fijación (B).

– Aflojar los cuatro tornillos de apriete (C) (enla foto no se ven los tornillos de detrás).

– Desplazar el motor cono husillos de reajuste (A)en contra de la fuerza del muelle.

– Al desplazar en la dirección de la fuerza delmuelle, controlar la posición.

– Apretar luego de nuevo los cuatro tornillos (C).



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Fig. 3.10 Dos husillos de reajuste (A)para desplazar radialmente elmotor

A

Fig. 3.11 Motor con tornillos de fijación(B) y tornillos de apriete (C)del dispositivo de reajuste

B

C CA

B

3.11 Poner fuera de servicio

AVISO

Tras desconectar el motor con el pulsador, setiene que poner a cero el número de revolucionesen el potenciómetro, pues de lo contrario no sepuede volver a poner en marcha el motor.

3.12 Lista de juegos de accesorios para PT 500

PT 500 Sistema de Diagnóstico de Máquinas,Unidad Básica

PT 500.01 Mesa móvil

PT 500.04 Analizador de Vibraciones Asistido por PC

PT 500.05 Equipo de Frenado y Carga

PT 500.10 Kit de Árbol Elástico

PT 500.11 Kit de Árbol con Fisura

PT 500.12 Kit de Defectos en Rodamientos

PT 500.13 Kit de Acoplamientos

PT 500.14 Kit de Transmisión por Correa

PT 500.15 Kit de Defectos en Engranajes

PT 500.16 Kit de Mecanismo de Biela y Manivela

PT 500.17 Kit de Cavitación en Bombas

PT 500.18 Kit de Vibraciones en Ventiladores

PT 500.19 Kit de Vibraciones Electromecánicas

PT 500.41 Dos Sensores de Desplazamiento


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4 Fundamentos de la medición de vibraciones

Este capítulo comunica fundamentos yconocimientos básicos relacionados con el temade las vibraciones, su medición y su análisis.

En primera línea debe ser una introducción altrabajo con el Analizador de VibracionesAsistido por PC PT 500.04. A la información se leha dado en todo caso un carácter tan neutral, quefomenta también la comprensión en caso deutilizar otras técnicas de medición.

Esta recopilación relativa al tema de la mediciónde vibraciones no pretende ser en modo algunocompleta, cosa que tampoco sería posibleconsiderando la complejidad de este campo. Perorefleja las experiencias hechas hasta el momentocon este tema.

4 Fundamentos de la medición de vibraciones 17


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4.1 Medición de vibraciones

4.1.1 Vibraciones en máquinas

4.1.1.1 Causas de vibraciones

Una máquina ideal no debería generarvibraciones, ya que éstas siempre significan unapérdida de energía. En la práctica, las vibracionesson causadas por la transmisión de fuerzascíclicas.

En una buena construcción se originan sóloescasas vibraciones. Con el paso del tiempo seasientan los fundamentos, se deforman partes dela máquina y cambian así las propiedadesdinámicas de la misma. Se presentan defectos dealineación y desequilibrios, se desgasten piezas yaumenta la holgura de los cojinetes. Estosprocesos se reflejan en un aumento de la energíade las vibraciones que se transmiten a la máquina.La energía de las vibraciones excita la frecuenciaresonante de distintas partes de la máquina, loque origina una considerable carga dinámicaadicional.

Se presentan vibraciones en:

– rodamientos y cojinetes

– ruedas dentadas en engranajes

– defectos de alineación o árboles deformados

– desequilibrio en piezas rotativas

– holgura en cojinetes de fricción

– transmisiones por correa

– mecanismos de biela y manivela

– acoplamientos

18 4 Fundamentos de la medición de vibraciones

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4.1.1.2 Observación de vibraciones

Toda máquina con piezas de movimientoper iódico (rotación, traslación) generavibraciones:

Causas de las vibraciones son:

• fuerzas de masa rotativas y oscilantes(desequilibrio)

• golpes

• fuerzas de gas

• fuerzas de flujo

• fuerzas electromagnéticas

Las diversas fuerzas mueven masas directamente(componentes rígidos) o excitan vibracionesperiódicas (componentes elásticos).

Por regla general no es posible medirdirectamente la causa, sino sólo los efectos.

Las vibraciones son movimientos de una parte oun elemento de la máquina.

Las vibraciones pueden ser transmitidas comoruido propagado por estructuras sólidas.

Las vibraciones pueden generar ruidos en formade ruido aéreo.

Mientras las fuerzas excitadoras sean constanteso se muevan dentro de ciertos límites, también lasvibraciones medidas serán constantes o variarándentro de los límites correspondientes. Si están enperfecto estado, la mayoría de las máquinastienen un nivel de vibraciones típico y unespectro de frecuencias con una formacaracterística.



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El espectro de frecuencias (espectrograma) seobtiene a través de un análisis de frecuencias de laseñal de vibración y es en cierto modo el “sello” dela máquina, la signatura de vibraciones. En elespectro de frecuencias se registran las ampli-tudes de las vibraciones en función de lafrecuencia.

Si se presenta un daño, no cambian sólo losprocesos dinámicos en la máquina, sino tambiénlas fuerzas a que se ven sometidos los elementosde la máquina. Esto influye a su vez en el nivel devibraciones y en el espectro de frecuencias.

Mediciones periódicas de las vibraciones enmáquinas permiten sacar conclusiones sobre elestado de la máquina e informan sobre una even-tual necesidad de mantenimiento.


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4.1.1.3 Magnitud característica Vibración absoluta de cojinetes

Un indicador de probada eficacia del estado gen-eral de una máquina es la vibración absoluta decojinetes como magnitud característica. Esrelativamente fácil y rápida de medir y se empleacon éxito para diagnosticar el estado de lasmáquinas. Existe toda una serie de normas ydirectivas para estandarizar y hacer comparableslas mediciones. Fijan como valor característicovinculante el valor efectivo de la velocidad devibración, a formar en una margen de frecuenciade 10 a 1000 Hz. Las normas definen larealización de la medición, la selección de lospuntos de medición, las condiciones de lamedición y los límites de diagnóstico. Todas lasnormas prescriben que el valor efectivo de lavelocidad de vibración se debe medirpreferentemente en los puntos de cojinete de lamáquina, a saber en dirección horizontal, vertical yaxial en cada uno de ellos.

Se da el nombre de intensidad de vibración almáximo valor efectivo de la velocidad de vibraciónmedido en una máquina, y se indica en mm/s.

Para la evaluación de la intensidad de vibración,véase también el cap. 6.4.



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Fig. 4.1 Puntos de medición recomendados pararegistrar la vibración de cojinetes en el motor

4.1.2 Medición de vibraciones

Lamediciónde lasvibracionespuede tener lugar por:

• medición del desplazamiento (absoluto orelativo)

• medición de la velocidad

• medición de la aceleración

Los tres procedimientos de medición tienenpropiedades distintas en lo que concierne a laampl i tud y la frecuencia (ventajas einconvenientes).

Adecuación de los procedimientos de medición

Procedimiento de medición Alta frecuencia Gran amplitud

Desplazamiento - +

Velocidad o o

Aceleración + -

Debido a las fuerzas de masa que aumentan enrelación cuadrát ica con el número derevoluciones, las vibraciones son en las máquinasde alta velocidad un problema mayor que en lasmáquinas de baja velocidad. Además, lasvibraciones de alta frecuencia causan ruidosmolestos y producen una sensacióndesagradable.

Por lo tanto:

Las mediciones de vibraciones se realizangeneralmente con sensores de aceleración. Laseñal de velocidad necesaria (p. ej. para la calidaddel equilibrado) se puede obtener fácilmente através de una integración electrónica o numérica.

Excepciones:

Mediciones sísmicas (sensores de velocidad demuy alta sensibilidad). Para las mediciones dedesplazamiento relativo (ranura o intersticio decojinete) se tiene que realizar una medición deldesplazamiento.


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+ : bien adapto

o : neutral

- : no bien adapto

En función del origen de las vibraciones existendiversos métodos de análisis para evaluar elestado de las máquinas.

En el caso de vibraciones armónicas serecomiendan la medición de la velocidad devibración y el análisis del espectro de frecuencias.

Para todas las vibraciones originadas por golpesse recomienda el análisis de envolventes.

Véase también la tabla de identificación devibraciones. Cap. 6.4.3.

Defectos en rodamientos:

Análisis de envolventes**

Ruedas dentadas desgastadas


Defectos de alineación:

Análisis espectral

Desequilibrio:

Análisis espectral

Defectos en transmisiones por correa:


Mecanismos de biela y manivela con holgura yfuerzas cambiantes:


Fisura en el árbol:

Análisis de marcha en inercia de 2° orden



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4.1.3 Sensores de valores medidos

4.1.3.1 Sensor de desplazamiento (accesorio PT 500.41)

Para la medición del desplazamiento en la técnicade medición de vibraciones se ut i l izangeneralmente sensores de corrientes parásitassin contacto. Éstos miden el intersticio entre lacabeza del sensor y la superficie a medir. Sólo sepueden medir superficies conductoras de laelectricidad.

Dado que el principio de las corrientes parásitasnecesita una frecuencia portadora, que debe sermuy superior a la máxima frecuencia de señal, lafrecuencia límite superior de la medición sesitúa como máximo en algunos kHz. Pero como, almismo tiempo, las amplitudes de vibración a medirde máquinas que funcionen en la gama defrecuencia alta se hacen muy pequeñas, setrabaja en un rango de hasta 250 Hzaproximadamente. La frecuencia límite inferiorse sitúa alrededor de cero, por lo que también sepueden efectuar mediciones estáticas.

La distancia de medición depende del diámetrodel sensor y se sitúa entre algunas décimas demilímetro y 5 milímetros. La medición se efectúacon carácter relativo entre el sensor dedesplazamiento y la superficie.

El sensor de desplazamiento es un sensorpasivo que necesita alimentación eléctrica.


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Fig. 4.2 Sensor de desplazamientoPT 500.41 con conector

4.1.3.2 Sensor de velocidad (no se utiliza para PT 500)

Para la medición de la velocidad se utilizansensores sísmicos. En ellos, una masa (llamadamasa sísmica) está suspendida de muellesblandos en una carcasa, con un reglaje bajo. Encaso de producirse vibraciones, la masapermanece en reposo absoluto y la carcasa semueve relativamente respecto a la masa. Unsistema de bobina móvil (como el de los altavoces)convierte el movimiento relativo en una tensiónproporcional a la velocidad, según el principioelectrodinámico.

Los sensores de medición de la velocidad sonsensores activos que generan la tensión deseñal sin suministro de energía auxiliar. Lafrecuencia límite superior es de unos pocos kHzy es limitada por las propiedades del sistema debobina móvil. La frecuencia límite inferior es dealgunos Hz y es limitada por la frecuenciaresonante de la suspensión de la masa sísmica.

En el caso casi-estático, la masa sísmica semueve sincronizada con la carcasa y no se inducetensión. La medición de la velocidad tiene lugarcon carácter absoluto.



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4.1.3.3 Sensor de aceleración (PT 500)

Para la medición de la aceleración se utilizangeneralmente sensores de mediciónpiezoeléctricos. En ellos, una masa está unida ala carcasa a través de un piezocristal. La unión esmuy rígida, de manera que la frecuencia deresonancia es de hasta 35 kHz. Al acelerarse lamasa, ésta ejerce una fuerza sobre el piezocristal.Debido a la solicitación, éste genera undesplazamiento eléctrico de la carga en susuperficie. Este desplazamiento puede serconvertido en una señal de tensión proporcional ala aceleración por medio de un amplificador decarga especial o de un amplificador de tensión demuy alta ohmicidad.

En el sensor de aceleración se encuentra por lotanto, con el piezoelemento, un sensor activoque genera una tensión.

Actualmente, los amplificadores de tensión de altaohmicidad se integran directamente en el sensorde medición. En el caso de los sensores IEPE*utilizados en el PT 500.04, la alimentación de esteamplificador de tensión tiene lugar por medio deuna corriente constante superpuesta a la señal demedición.

La respuesta de frecuencia se extiende aquídesde 0.2 Hz hasta 45 kHz, existiendo unaresonancia en 31.2 kHz. La respuesta lineal defrecuencia alcanza así hasta 25 kHzaproximadamente.


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*IEPE-Sensoren �� Integrated Electronics Piezo Electric

Fig. 4.3 Sensor de aceleración dePT 500.04 con conectorcoaxial

4.2 Análisis de vibraciones

En el análisis de vibraciones se trata decaracterizar la señal de vibración y conocer suspropiedades. Con esto se puede reconocer laseñal de vibración y detectar una variación de laseñal. Esto es importante en caso de unempeoramiento lento del estado de vibración,debido por ejemplo a desgaste.

Además, de la señal de vibración se puedeobtener información sobre la causa de lasvibraciones, por ejemplo el tipo y la magnitud deun eventual daño.

A continuación se presentan los análisis estándar.



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4.2.1 Medición de amplitudes

El análisis más sencillo es la medición de laintensidad de la vibración, la amplitud a.

Aquí se distingue entre el valor de pico bilateral(peak-peak, p-p), el valor de pico unilateral (peak,p) y el valor efectivo (valor medio cuadrático,*rms).

Para el contenido de energía de una vibración y,en consecuencia, su efecto, es determinante elvalor rms. Los valores de pico pueden provocarsobrevaloraciones en el caso de señales en formade aguja (golpes).

Para la evaluación objetiva de las vibraciones dela máquina se recurre a la señal de velocidad devibración como valor rms en una gama defrecuencia de 10...1000 Hz. La gama defrecuencia se asegura por medio de filtrosdispuestos en la ruta de la señal.

Un aumento de la amplitud con el paso del tiempopuede ser síntoma de un daño creciente.

En la práctica, la medición sencilla de la amplitudde la señal de la velocidad de vibración se utilizacon frecuencia para evaluar el estado delequilibrado. La señal de la velocidad de vibraciónes una medida directa del estado de equilibrado,ya que la calidad del equilibrado se indica comovelocidad del centro de gravedad del rotor.


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a

tap-p

ap a

rms= 0.707 a

p

Fig. 4.4 Valor de pico (p, p-p) y valorefectivo (rms)

*rms �� root mean square

V

f10 Hz 1000 Hz

1

0.1

0.01

Fig. 4.5 Curva característica de filtropara vibraciones de máquinas

En la fig. 4.6 puede verse la ventana de laintensidad de vibración. En el gráfico superior serepresentan las aceleraciones de la vibraciónentre las frecuencias límite ajustadas.

En el gráfico inferior se puede visualizar, según elajuste (modo), la amplitud de vibración efectivacorrespondiente al gráfico superior o la velocidadde vibración efectiva. Los valores numéricos de laaceleración, la velocidad y la amplitud (eldesplazamiento) son valores efectivos.



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Fig. 4.6 Ventana de intensidad de vibración del software PT 500.04

4.2.2 Análisis en el campo de tiempo

La señal de vibración medida a (amplitud,velocidad, aceleración) se representa en funcióndel tiempo t . Esto tiene lugar en una grabadora(frecuencia baja) o en un osciloscopio(frecuencia alta).

Las amplitudes máximas (ap-p) se puedenconstatar muy bien con el osciloscopio. En el casode señales sinusoidales (o de referencia), el valorefectivo se puede calcular a partir de la mediciónde p-p. Esto es difícil o incluso imposible paraotras formas de señales.

Las mediciones de frecuencia sólo son posiblescon señales limpias (seno, rectángulo, sólo unafrecuencia) por determinación del tiempo deperiodo.

En caso de mezclas de frecuencias y niveles deruido, apenas es posible un análisis reproducible.


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a

t

Fig. 4.7 Representación de una señalde vibración en el campo detiempo

a

t

ap-p

Fig. 4.8 Determinación del valor depico (p-p)

a

t

T= 1/f

T= 1/f

Fig. 4.9 Determinación de la frecuen-cia f a partir del tiempo de pe-riodo T

En la figura se puede ver la ventana delosciloscopio del software PT 500.04 para análisisen el campo de tiempo. De las tres fuentes deseñal de entrada posibles (canal 1, canal 2 y señalde referencia) se pueden representar dossimultáneamente (A y B). La amplificaciónmostrada en la parte superior de la ventana(“Amplification”) se ajusta en el amplificador demedición.

Con los botones de ajuste para tensión y tiempo sepueden ajustar los valores para cada unidad(Volts/Div, Sec/Div). En el menú desplegable quese abre a través de la opción “?” de la barra demenús se puede obtener ayuda.



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Fig. 4.10 Ventana de osciloscopio del software PT 500.04

4.2.3 Análisis en el campo de la frecuencia

Para esto se realiza un análisis espectral de laseñal de vibración (siglas inglesas FFT: Fast-Fou-rier-Transformation). El resultado es un espectrode frecuencia en el que se registran las fraccionesde señal en función de la frecuencia.

En el caso de mezclas de frecuencia a partir devibraciones sinusoidales , las dist intasfrecuencias se pueden reconocer perfectamenteen forma de curvas de frecuencia con susfracciones de amplitud.

En el caso de formas de vibración no armónicas(rectángulo, triángulo, etc.), las armónicas sereconocen perfectamente como armónicassuperiores.

Fracciones de señal de naturaleza estocástica(ruidos) no proporcionan curvas de frecuenciadiscretas, sino gamas de frecuencia continuas,más anchas.

Golpes o choques con señales breves en forma deimpulsos (impulsos Dirac) proporcionan tambiénespectros de frecuencia continuos.


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a

f1 f

Fig. 4.11 Representación de una señalde referencia en el campo dela frecuencia

a

f1 f

f2 f

3f4

Fig. 4.12 Mezcla de diversas vibracio-nes sinusoidales

a

f

Fig. 4.13 Espectro continuo de frecuen-cia de una señal de ruidos ogolpes

a

f f3f 5f 7f

1

1/3

1/51/7

Fig. 4.14 Armónica superior de unaseñal rectangular

La amplitud y la frecuencia se pueden escalar deforma lineal o logarítmica.

Si se deben identificar curvas de frecuenciaaisladas, se elige una representación lineal de laamplitud.

El escalado lineal de la frecuencia es también másapropiado para la búsqueda de fracciones dearmónica superior de la frecuencia.

Si, por el contrario, se debe representar unarespuesta de frecuencia en combinación con unfiltro o si se debe evaluar la generación de ruidos,es más ventajoso el escalado logarítmico de laamplitud en dB.

Para curvas (características) de frecuencia seelige también un escalado logarítmico del eje defrecuencia. De este modo, la pendiente de un filtrose puede leer muy bien en dB/oct o dB/dec.

Para mediciones del nivel de ruido y evaluacionesse elige también la representación logarítmica, yaque ésta se corresponde mejor con la capacidadauditiva humana.



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a

f

-30dB/dec30dB/dec

20

30

40

50

60

1 10 100 1k 10k

Fig. 4.15 Curva característica de unfiltro de paso de banda

Ventana de espectro de frecuencia para análisisen el campo de la frecuencia. De las tres fuentesde señal de entrada posibles (canal 1, canal 2 yseñal de referencia) se pueden representar dossimultáneamente.


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Fig. 4.16 Ventana de espectro de frecuencia del software PT 500.04

4.2.3.1 Comparación de señales de amplitud, velocidad y aceleración en elespectro de frecuencia

Estos tres tipos de señales se pueden transformarentre sí por medio de las operacionesmatemáticas de derivación e integración. Laderivación destaca fracciones de frecuencia másalta en la señal, mientras que la integración lassuprime.

De este modo, la misma vibración se puederepresentar de manera muy distinta en el espectrode frecuencia, dependiendo del tipo de señal.

Movimientos con frecuencia de rotación deárboles y otros elementos de máquinas se puedenobservar muy bien en la señal de amplitud.Vibraciones por desequilibrio se ven muy bienen la señal de velocidad y los golpes se ponenclaramente de manifiesto en la señal deaceleración.

Por lo demás, esto también es válido para larepresentación en el campo de t iempo.Precisamente aquí es donde las señales deaceleración son muy confusas. Las interesantesvibraciones por desequilibrio suelen ser ocultadastotalmente por un gran número de señalesinterferentes.



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s

f f3f

Fig. 4.17 Espectro de desplazamiento

v

f f3f

Fig. 4.18 Espectro de velocidad

a

f f3f

Fig. 4.19 Espectro de aceleración

a

t

Fig. 4.20 Señal de aceleración en elcampo de tiempo

s

t

Fig. 4.21 Señal de desplazamiento en elcampo de tiempo; integrada a partirde la señal de aceleración

4.2.3.2 Particularidades de la transformación rápida de Fourier (FFT)

La FFT es una forma especial de la DFT (DiscreteFourier Transformation = transformación discretade Fourier). Para la FFT se utiliza un esquema decálculo especial (algoritmo Butterfly), que reduceel número de operaciones matemáticasnecesarias y se puede ejecutar así con rapidez.

La FFT necesita una señal de entrada discretaen cuanto al tiempo. Una señal discretizada setiene automáticamente tras una digitalización, porlo que una FFT se puede ejecutar en elprocesamiento digital de señales (PC) sin trabajosadicionales especiales. Una FFT se aplica a unaserie de datos de medición de una longituddeterminada.

La serie de datos de medición está caracterizadapor dos valores:

• Cantidad de valores medidos n

• Distancia temporal entre los valoresmedidos dt

De esto resulta un tiempo de medición T= n � dt,que se tiene que registrar y almacenar enmemoria.

El valor inverso de la distancia temporal dt sedenomina también frecuencia de exploración ft .


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n

n-1

dt

Fig. 4.22 Señal de tiempo continua(arriba) y señal de tiempodiscreta (bajo)

Discreta en cuanto al tiempo significaque una señal sólo se registra con unritmo determinado. La señal se exploraen determinados momentos deexploración. Entre los momentos deexploración no se conoce la señal.

La FFT calcula a partir de los valores de mediciónreales y con la cantidad n el espectro complejon/2 curvas de frecuencia. Cada curva defrecuencia consta de una parte real y una parteimaginaria. A partir de éstas se puede calcularfácilmente el valor y la fase del espectro defrecuencia. Para las aplicaciones de PT 500.04sólo se visualiza el valor. Debido al algoritmo decálculo, la cantidad de datos de medición tieneque ser una segunda potencia, por ejemplo 512,1024, 4096.

Si se elige una cantidad diferente de valores, sereduce a la siguiente segunda potencia más baja.

Debe tenerse en cuenta que el espectro defrecuencia no es continuo, sino discreto. Lascurvas de frecuencia representadas tienen unadistancia df entre sí, que corresponde al valorinverso del tiempo de medición (Scan-Time*)durante la adquisición de valores. Esto es almismo tiempo la mínima frecuencia representadaen el espectro de frecuencia. La máximafrecuencia representada es igual a n/2(Scan-Time � Scan-Rate/2) multiplicado por lafrecuencia mínima (1/Scan-Time).

Si la distancia de las curvas de frecuencia df esdemasiado grande (tiempo de medición pequeñoT; Scan-Time pequeño), puede suceder que unafrecuencia realmente existente caigaexactamente entre las curvas de frecuencia y nose represente a pesar de existir.

Por regla general, las frecuencias a medir no sontotalmente constantes durante la adquisición devalores, es decir, durante el tiempo de medición.Debido a esto, una curva de frecuencia se“emborrona” formando una banda de frecuencia.Esta banda es siempre bien visible, ya que cubrevarias curvas de frecuencia.



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f

f1

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Fig. 4.23 Curva de frecuencia suprimidapor una distancia excesivaentre curvas de frecuencia

a (f)

f

Fig. 4.24 Representación de una bandade frecuencia en la FFT

a (f)

f1 2 n/2

df

Fig. 4.25 Curvas de frecuencia en laFFT

* Las designaciones en inglés están tomadas del software PT 500.04.

4.2.3.3 Teorema de la exploración

Una vibración completa sólo se puede representarcon al menos dos puntos de exploración. De estoresulta que la máxima frecuencia medible sesitúa a la mitad de la frecuencia de exploración.Si está más arriba, se pueden producir resultadosinesperados y totalmente incorrectos. Porejemplo, una oscilación puede hacer que la señalde alta frecuencia se transforme a una gama defrecuencia más baja. Por esta razón, la señal sefiltra con un filtro pasabajos antes de laexploración.

Con el PT 500.04 se procede de una forma algodiferente. La señal se digitaliza con una tasa deexploración muy elevada. La FFT se ejecuta luegocon una segunda tasa de exploración claramenteinferior. Un filtro pasabajos digital, adaptado a esteprocedimiento, elimina por filtrado las fraccionesde frecuencia más altas antes de la FFT.

4.2.3.4 Promediaciones

Si la fracción estocástica (ruidos) de la señal demedición es muy grande, espectros consecutivosson con frecuencia muy diferentes a pesar detener la misma señal útil periódica.

En este caso ayuda la promediación de losespectros. Con esto se compensan resultadoscasuales y sólo se representan las señalesperiódicas. Debe observarse que la promediaciónhace que aumente también el tiempo necesariopara una medición. Por ejemplo, 16promediaciones necesitan también 16 veces mástiempo.


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t

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Fig. 4.26 Teorema de la exploración(arriba)Oscilación por exploracióninsuficiente (bajo)

Filtro pasabajos

Un filtro pasabajos ideal deja pasar sinatenuación frecuencias inferiores a lafrecuencia límite y elimina frecuenciassuperiores a la frecuencia límite.

4.2.3.5 Uso de ventanas

Una FFT sólo muestra resultados correctos si lasseñales son cero al principio y al final de la ventanade tiempo de medición. Pero esto sería por meracasualidad.

Por esta razón, las señales se multiplican en laventana de tiempo de medición por una asíllamada función de ventana, por ejemplo una me-dia función seno. Con esto se obl igaartificialmente a que la señal sea cero al principio yal final de la ventana de tiempo de medición.

Existen diversas funciones de ventana, comoHamming, Hanning, Blackman, Flat Top, etc., condiferentes ventajas e inconvenientes. Este temano lo trataremos aquí.



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t

a

t

Fig. 4.27 Uso de la ventana de señales

Sin uso de ventana, señalexactamente adaptada

Sin uso de ventana, saltos alprincipio y al final

Uso de ventana, no haysaltos al principio y al final

4.3 Análisis especiales

4.3.1 Análisis de órbita

En el análisis de órbita se registran una sobreotra en el plano x-y dos señales deposición/distancia medidas con un desfase de90°.

El análisis de órbita se utiliza con frecuencia en lamedición del desplazamiento de árboles.

El desplazamiento de árboles se determina, porregla general, con una medición relativa de ladistancia entre el árbol y la carcasa.

AVISO para PT 500.04:

El desplazamiento del árbol no se puedeaveriguar mediante una medición de laaceleración en la carcasa fija de la máquina. Eneste caso se recomienda utilizar el sensor dedesplazamiento PT 500.41.

Se muestran de forma ilustrativa fenómenosespeciales, como limitaciones del movimiento porroce del árbol.

Igualmente se pueden identificar fácilmentefracciones de armónica superior en losmovimientos del árbol.

La mayoría de los osciloscopios pueden funcionarcon la representación orbital si el eje de tiempo tse reemplaza por el eje de desplazamiento x.

Se trata de una representación en el campo detiempo, pero sin eje de tiempo. En consecuencia,la representación orbital no proporcionainformación sobre frecuencias o números derevoluciones.


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x

y

x

Fig. 4.28 Medición del desplazamientode árbol en dirección x e y

y

x

Fig. 4.29 Roce de un árbol en lacarcasa

y

x

Fig. 4.30 Órbita con fracciones de 2°orden

Con el PT 500.04 se tiene la posibilidad deobservar individualmente los órdenes contenidosen la señal.

Esto permite deducir la causa de las señales apartir de la forma y el tamaño.

Por ejemplo, se generan el ipses comoconsecuencia de una anisotropía o unano-linealidad.

Las señales de segundo orden hacen suponer queexiste una anisotropía rotativa. Por ejemplo, setrata de un árbol excéntrico o de un árbol confisura.



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x

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x

y

x

1. + 2. Order

1. Order

2. Order

Fig. 4.31 Órbita con fracciones de 1° y2° orden

Anisotropía: dependencia de la dirección

Análisis de órbita con el software PT 500.04 y dossensores de desplazamiento de PT 500.41. Laimagen muestra el desplazamiento de un árbolelástico que gira a 3000 rpm aproximadamente.


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Fig. 4.32 Ventana de análisis de órbita del software PT 500.04

4.3.2 Análisis de seguimiento

Si bien el análisis de seguimiento es unarepresentación en el campo de la frecuencia, nose realiza por medio de una FFT. En el análisis deseguimiento se representa la amplitud de lasvibraciones en función del número derevoluciones.

Para esto se incrementa lenta y continuamente elnúmero de revoluciones de la máquina por mediodel motor, y se miden la amplitud y el número derevoluciones.

La curva de arranque que se origina representael comportamiento dinámico de la máquina. Losmárgenes de resonancia están caracterizadospor grandes amplitudes (curva de resonancia). Lavariación del número de revoluciones se debeefectuar muy lentamente, para que las señales devibración muestren sólo las vibraciones forzadas yno contengan fenómenos de régimen transitorio.

Se obtiene más información separando lasseñales de vibración en armónicas básicas ysuperiores con un filtro sincronizado. Algunosdaños, como por ejemplo “Fisura en el árbol”,presentan a determinados números derevoluciones un aumento de las señales devibración de segundo orden.

También se puede util izar el análisis deseguimiento para encontrar un número derevoluciones óptimo para el equilibrado. Elnúmero de revoluciones de equilibrado debe estaren una parte plana de la curva de arranque y conamplitudes no demasiado pequeñas.



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Fig. 4.33 Curva de arranque según elnúmero de revoluciones n

a

n

1

2b

2a

Fig. 4.34 Árbol sin fisura (1, 2a) y confisura (1, 2b)

a

n

Fig. 4.35 Gama de números derevoluciones apropiada parael equilibrado

Análisis de seguimiento con el software PT 500.04antes del equilibrado de un disco de masa. Losvalores se han registrado a mano como “SingleValue” con un reajuste uniforme (= 0.1 unidades)mediante el botón de número de revoluciones dela unidad de control.


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Fig. 4.36 Análisis de seguimiento con PT 500.04

4.3.3 Análisis de envolventes

El análisis de envolventes es una forma especialde representación en el campo de la frecuencia. Elanálisis de envolventes es muy apropiado paraidentificar golpes en la máquina. Otros métodosde análisis resultan aquí infructuosos en granmedida.

Los golpes generan un amplio espectro defrecuencias. Dado que la energía del golpe sereparte en una amplia gama de frecuencia, ladensidad de potencia espectral es muy baja. Losefectos del golpe en la gama de frecuencia queinteresa de la excitación de golpes son tan débiles,que los ocultan otras vibraciones, como porejemplo vibraciones por desequilibrio en elespectro de frecuencia de la FFT, por lo que no sepueden descubrir.

En el análisis de envolventes se aprovecha elhecho de que en la gama de frecuencia más altano están representadas otras causas de vibración,como vibraciones por desequilibrio. Por lo tanto,aquí no se ocultan las fracciones de frecuencia delos golpes.

Para poder evaluar mejor las señales, que sonmuy pequeñas, se utiliza como amplificación lafrecuencia resonante del sensor de aceleración,que se sitúa en el intervalo de 20 kHz...30 kHz.



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ta(f)

f

Fig. 4.37 Golpe en función del tiempo(arriba) y en el espectro defrecuencia (bajo)

a(f)

f20 kHz 30 kHz

Fig. 4.38 Uso de la frecuenciaresonante del sensor

Para excluir señales de baja frecuencia se utilizaun filtro pasaalto, que sólo deja pasar señales demás de 20 kHz. Estas señales de alta frecuenciason de amplitud modulada en el ritmo de losgolpes.

Las señales se rectifican a continuación y sefiltran con un filtro pasabajos. Se forma unacurva envolvente de las señales de altafrecuencia.

Esta señal de envolventes se somete a una FFT,para poder representar las frecuencias deexcitación de golpes en un espectro deenvolventes.

Este espectro de frecuencia muestra únicamentela frecuencia de la sucesión de golpes f yninguna otra señal, como por ejemplo las devibraciones por desequilibrio. Debido a la forma noarmónica de la envolvente, se generan otrascurvas de frecuencia f1, f2 , etc. de las armónicas.

El análisis de envolventes es por lo tanto unaherramienta muy sensible para estudiar efectosde los golpes que se producen, por ejemplo, encaso de daños en ruedas dentadas, daños encojinetes o bien un juego de cojinete excesivo.


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t

a(t)

t

a(t)

t

a(f)

f

T =1/f

f 2f 3f

Fig. 4.39 Formación de una envolventey un espectro de envolventes

Rectificación

Filtrado pasabajoscon envolvente

Señal de alta frecuencia

Espectro de envolventes

f0

f1 f2

Filtro pasaalto:

Un filtro pasaalto ideal deja pasar sinatenuación frecuencias superiores a lafrecuencia límite y elimina frecuenciasinferiores a la frecuencia límite.

4.3.4 Medición de daños en rodamientos

Por su elevada sensibilidad, el análisis deenvolventes es muy apropiado para detectardaños en la superficie de rodadura de losrodamientos.

La frecuencia de golpes está al respecto en unarelación fija respecto al número de revolucionesdel rodamiento. Esta relación es diferente para lasdiversas superf ic ies de rodadura de unrodamiento. Se distingue entre:

• Anillo exterior

• Anillo interior

• Elemento rodante

• Jaula

Esto permite sacar conclusiones sobre la piezadañada del rodamiento sobre la base de lafrecuencia de golpes. Las frecuencias de golpesse pueden calcular a partir de las dimensionesgeométricas del rodamiento, o bien se puedenconsultar en tablas. Para el rodamientoNU 204 E TVP2 utilizado en combinación con elPT 500.12 rigen las siguientes relaciones:

• Anillo exterior 4.676

• Anillo interior 7.324

• Elemento rodante 4.313

• Jaula 0.390

Pero la frecuencia de golpes sólo está en unarelación fija con el número de revoluciones si loselementos rodantes ruedan limpiamente y no sedeslizan. Esto significa que el rodamiento tieneque estar sometido a una carga suficiente duranteel análisis.



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f

3.5f

f

7f10.5f

14f17.5f

Fig. 4.40 Espectro de envolventes,daños en rodamientos, anilloexterior con armónicassuperiores

En caso de existir daños en las bolas (elementosrodantes) aún se produce otro efecto. Dado queuna bola tiene un contacto puntual, puede sucederque el daño no se manifieste a cada vuelta. Por lotanto, el espectro de envolventes no es constanteen el tiempo. Sin embargo, el defecto se podrádescubrir eventualmente repitiendo el registro.Aunque esto no es seguro.

Al evaluar espectros de envolventes se presentacon frecuencia el siguiente efecto:

En el caso de daños que se manifiesten duranteuna vuelta con carga cambiante (p. ej. anillo inte-rior con carga exterior fija), la sucesión de golpesse somete a una modulación de amplitud con lafrecuencia del número de revoluciones. Asíresulta una muestra especial de curvas defrecuencia en el espectro de envolventes.

Cada curva de frecuencia de golpes, también lasde las armónicas, posee una o varias curvaslaterales a la distancia de la frecuencia de giro.Esto puede hacer que el espectro de envolventesresulte muy confuso. Ante todo si existen daños enotras superficies de rodadura.


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x(f)

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5.5f

f

11f16.5f

f f f f

Fig. 4.41 Espectro de envolventes,daños en rodamientos, anillointerior con curvas lateralesde número de revoluciones

Registro de un espectro de envolventes a unnúmero de revoluciones de 1500 rpm y con undefecto de cojinete (D) en los elementos rodantes.Para el eje x se ha elegido la representación de lafrecuencia. Pueden verse claramente lafrecuencia por daño del elemento rodante a117 Hz y las vibraciones de primer, segundo ytercer orden. Además de las frecuencias por dañodel elemento rodante se aprecian bandaslaterales con la distancia de la frecuencia de jaula.Típico de este daño es que la intensidad de lafrecuencia de jaula es para 10 Hz mayor que elvalor de pico del propio daño del elementorodante.



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Fig. 4.42 Ventana de análisis de envolventes del software PT 500.04

4.4 Efectos especiales

4.4.1 Resonancias estructurales

Resonancias estructurales en la máquina puedenactuar como filtros pasabanda de banda estrechaen la ruta de la señal, falseando en gran medidalos resultados. Especialmente se puede falsearmucho la amplitud de armónicas de señalessincronizadas con las revoluciones. Señales de unorden superior se representan entoncesexcesivamente elevadas, existiendo el peligro deuna evaluación incorrecta. (Ejemplo: PT 500.17Kit de Cavitación en Bombas, frecuencia depaletas y 2ª armónica)

Una resonancia estructural fR (gris en larepresentación) se suele detectar en el espectrode frecuencia a través de un nivel de ruidoelevado. Si al variar luego el número derevoluciones las diversas armónicas (2f, 3f)alcanzan exactamente en este margen ampli-tudes muy aumentadas, esto es un buen indicio deque existe una resonancia estructural.

Pero vibraciones de la estructura también puedencausar señales de medición pequeñas, débiles.La estructura que vibra en resonancia sóloamplifica las señales en sus vientres deoscilación. En determinadas circunstancias puedeocurrir que en los nudos de oscilaciones no existaninguna señal de medición. En tal caso se tieneque cambiar de posición el sensor de medición.


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fa(f)

f

a(f)

f

fR

f 2f 3f

f 2f 3f

Fig. 4.43 Elevación de armónicas poruna resonancia estructural fR

n n1 10� �.

n n2 15� �.

a(f,x)

f

x

Fig. 4.44 Dependencia del espectro de frecuencia del lugar demedición, en el ejemplo de una viga oscilante.

Nudo

Nudo

amplitudes muy pequeñas

Filtro pasabanda

Un filtro pasabanda sólo deja pasarfrecuencias que estén en un margendeterminado (banda). Frecuencias queestén por encima o por debajo de esemargen se bloquean o se atenúan.

4.5 Equilibrado

Un rotor no equilibrado genera fuerzascentrífugas que inducen vibraciones en lamáquina. Las fuerzas centrífugas se generanporque el centro de gravedad o el eje de inerciaprincipal no coinciden con el eje de rotación. Conel equilibrado se eliminan del rotor masas o seañaden masas al mismo, de manera que el centrode gravedad o el eje de inercia principal coincidande nuevo con el eje de rotación.

Dado que las fuerzas centrífugas aumentan enrelación cuadrát ica con el número derevoluciones, han de estar bien equilibradasespecialmente las máquinas de alta velocidad.

Aquí tratamos ante todo el equilibrado de rotoresrígidos. Un rotor se considera rígido si su régimende servicio no es superior al 50% de su velocidadde resonancia, por lo que tiene un funcionamientosubcrítico. En los rotores elásticos, lasrelaciones son, en general, más complicadas. Enel caso de rotores elásticos sencillos, con una solavelocidad de resonancia, se pueden obtenertambién resul tados út i les apl icando elprocedimiento del rotor rígido.

4.5.1 Equilibrado en funcionamiento

A diferencia del equilibrado con máquinasequilibradoras especiales, que se realiza, porejemplo, ya durante la fase de fabricación, aquíconsideraremos el equilibrado de la máquina yaterminada, en el lugar de trabajo, lo que se conocecomo equilibrado en funcionamiento. Para estono se necesita ninguna máquina equilibradora,sino sólo un medidor de vibraciones capaz demedir la amplitud y la fase de la señal de vibración.

Para la medición de fase se necesita una señalde referencia sincronizada con las revoluciones yla fase. Esta señal es generada por un sensorfotoeléctrico de reflexión y una marca reflectantedispuesta sobre el rotor o el árbol rotativo. La



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posición angular absoluta es irrelevante, pero nodebe cambiar durante el proceso de equilibrado.

Para la medición de la amplitud es importanteque se mida sólo la armónica básica. Armónicassuperiores y otras señales interferentes seeliminan por ello con un así llamado filtrosincronizado.

Dado que las vibraciones a medir son producidaspor la fuerza centrífuga, que aumenta con elnúmero de revoluciones, para el equilibrado no sedebería elegir un número de revolucionesdemasiado bajo. De lo contrario, las señales amedir serán demasiado pequeñas y seráncubiertas en una medida excesiva por señalesinterferentes.

La calidad de la señal depende también de laspropiedades dinámicas de la máquina (véasetambién 4.4.1 Resonancia estructural).

Las vibraciones se miden en general en lasproximidades del plano de equilibrado. Peroesto no es forzosamente necesario. Si otro lugarde medición, situado a una mayor distancia,proporciona buenas señales, también se puedeutilizar.

Igualmente se debería probar la dirección demedición del sensor (horizontal o vertical).También en este caso se puede obtener una mejorseñal trabajando en otra dirección.

Antes de iniciar el proceso de equilibradopropiamente dicho, se deben comprobar lasseñales con la función de osciloscopio. Laamplificación con el amplificador de medición delPT 500.04 se debería ajustar lo mayor posible,pero no se debería sobremodular la señal. En elcaso de niveles de señal demasiado bajos, laseñal es falseada por la resolución limitada de losconvertidores AD.

Es muy importante que tras determinar el lugar demedición se realicen todas las mediciones delproceso de equilibrado exactamente en el mismolugar.


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4.5.2 Equilibrado en un plano

El desequilibrio a compensar se determina con untruco. No se puede deducir directamente de laseñal de vibración. Como ya se ha dicho, sólo sepuede medir el efecto del desequilibrio. En la señalde medición se incluye también la vía detransmisión de la señal desde la masa dedesequilibrio hasta el sensor de medición. Esto seconoce como la función de transmisión de lamáquina, dependiente de la frecuencia. La funciónde transmisión falsea la amplitud y la fase de laseñal en función del número de revoluciones. Paraun determinado número de revoluciones fijo, lafunción de transmisión se convierte en un índicede influencia complejo. Por ello es importanteque el número de revoluciones sea siempre elmismo durante todo el proceso de equilibrado.

Si se conoce este índice de influencia, se puedecalcular el desequilibrio buscado a partir de laseñal de vibración. El índice de influencia dependede las propiedades geométricas y dinámicas de lamáquina y sólo se puede calcular directamente enlos casos más sencillos. En el caso del equilibradoen funcionamiento, se determinametrológicamente por medio de una prueba.

El índice de influencia también depende dellugar de medición. Por esta razón, y como ya seha dicho al principio, el mismo no se debecambiar durante el proceso de equilibrado.



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E1

S

Fig. 4.45 Equilibrado en un plano E1

Fig. 4.46 Equilibrado en un plano con elsoftware PT 500.04

En esta prueba se genera en el rotor undesequilibrio conocido (desequilibrio de prueba)que se agrega al desequilibrio primarioexistente. El efecto de este desequilibrio adicionalen la señal de medición permite calcular el índicede influencia. Es importante advertir de que eldesequilibrio de prueba se debe establecer en elmismo plano en que tendrá lugar más tarde elequilibrado. Esto es necesario, ya que en el índicede influencia participan también los datosgeométricos de la máquina. Por eso se tiene quemedir siempre, naturalmente, en el mismo lugar.

Para equilibrar en un plano se mide por lo tantoprimero la señal de desequilibrio original en el asíllamado ciclo de desequilibrio primario.

Luego se fija el desequilibrio de prueba demagnitud y posición angular conocidas en el queluego será el plano de equilibrado, y se vuelve amedir, con el mismo número de revoluciones, laseñal de desequilibrio ahora modificada (ciclo deprueba). A partir de estos dos resultados demedición complejos se calcula el índice deinfluencia y con ello el desequilibrio desconocido.

La magnitud del desequilibrio de pruebadebería estar en el margen del desequilibrioprimario. Dado que el desequilibrio primario sedesconoce, se observa la variación del vector dedesequilibrio en el programa de equilibrado. Elvector debería haber cambiado bien visiblementetras montar el desequilibrio de prueba.

Se quita de nuevo el desequilibrio de prueba.El programa de equilibrado calcula ahora lamagnitud de la masa de compensación (ocontrapeso) así como la posición angular. En laposic ión angular se monta la masa decompensación, o bien se retira una masacorrespondiente de una posición desplazada180°.

Después de esto está equilibrado el rotor.


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180°

uur

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270°

180°

uur + test

utest

uwu

Fig. 4.47 Ciclo de desequilibrio primario(arriba)Ciclo de desequilibrio deprueba (centro)Ciclo equilibrado (bajo)

Para determinar la posición angular se ha de teneren cuenta el sentido de giro. El ángulo se cuentade manera que aumente al pasar por delante delsensor de referencia. Esto se debe tener encuenta también al leer la escala angular en eldisco. Es posible que se tenga que cambiar elsentido de giro del motor o que el disco se tengaque colocar en posición inversa.

El procedimiento de equilibrado se ha descritoaquí para el equilibrado en un plano, que permitela compensación de un desequilibrio estático. Enmuchas máquinas que sólo tienen un gran discorotativo montado sobre un árbol (bombascentrífugas monoetapa, ventiladores) basta esteprocedimiento.



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30

4560

75 90 105120

Fig. 4.48 Sentido de giro del ángulo

4.5.3 Equilibrado en dos planos

En el caso del equilibrado en dos planos senecesitan en total cuatro índices de influencia.Para tener suficientes coeficientes para el sistemade ecuaciones aplicado en el cálculo de losdesequilibrios, se tienen que realizar dos ciclos deprueba con dos puntos de medición cada uno.

De esto resultan los siguientes pasos: (todas lasmediciones con dos puntos de medición)

– Ciclo de medición con desequilibrio primario(ciclo de desequilibrio primario).

– MontareldesequilibriodepruebaenelplanoE1.

– 1er. ciclo de prueba.

– Quitar el desequilibrio de prueba del planoE1 y montar el desequilibrio de prueba en elplano E2.

– 2° ciclo de prueba.

– Retirar el desequilibrio de prueba del plano E2.

– Calcular los equilibrados y colocar masas deequilibrio en los planos E1 y E2.

– Por último, realizar un ciclo de control ocomprobación para documentar la calidaddel equilibrado.

Si los resultados no son aún suficientemente bue-nos, es decir, si las vibraciones son aún excesivas,se puede repetir el proceso.

Teóricamente se pueden elegir posiciones y mag-nitudes distintas para los desequilibrios de pruebade ambos planos. Esto tiene sentido, por ejemplo,si los desequilibrios primarios de ambos planosdifieren mucho.

Normalmente, los desequilibrios de prueba seeligen de igual magnitud, para una mayor claridad.Con dos planos de equilibrado se puedencompensar tanto desequilibrios estáticos comodesequilibrios dinámicos en un rotor rígido.


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E2

S

E1

Fig. 4.49 Equilibrado en dos planosE1 y E2

Fig. 4.50 Equilibrado en dos planos conel software PT 500.04

4.5.4 Evaluación de la calidad del equilibrado según ISO 1940 parte 1

Como regla general, el desequilibrio residualadmisible puede ser tanto mayor cuanto máspesado sea el rotor. Por esta razón, eldesequilibrio residual admisible

�

Uzul se refiere a la

masa del rotor.�

�

eUmzulzul�

�ezul : excentricidad admisible del centro del

gravedad�

Uzul : desequilibrio residual admisible

m: masa del rotor

Experiencias adquiridas del análisis estadístico dedaños demuestran que también el número derevoluciones desempeña un papel importante. Undaño se produce en un determinado tipo demáquina cuando se t iene un productoaproximadamente igual entre

�ezul y el número de

revoluciones. Esto se corresponde con lavelocidad del centro de gravedad (

�ezul ��). Siendo

�e constzul � �� ., la carga del coj inete esaproximadamente igual. Aquí se tiene en cuentapor un lado que números de revoluciones máselevados causan mayores fuerzas dedesequilibrio, pero por otro también que cojinetesque giran a velocidades más altas tienen mayorescapacidades portantes. Por esta razón, en ISO1940 se fija, dependiendo del tipo de máquina, unvalor límite para la velocidad del centro degravedad

�e const

n nzul � � �

� ��

�,

260

110s

1 (rad)s

n: régimen de servicio en rpm

(véase también el cap. 6.4.2)



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El calculo del desequilibrio admisible�

Uzul se

muestra a continuación en un ejemplo:

Masa del rotor: m = 4 kg

Número de revoluciones máximo: nmáx = 3000 rpm

Clase de calidad: G16 (ver Anexo)

Clase de calidad G16 => ezul �� = 16 mm/s

� �� 23000 1

9549300 1

16300

n ezul

/.

/min min

ss

mm / s�

10053

/.

s� mm

� �U e mzul zul� � � � �0053 4 0212. .mm kg kg mm

Si el rotor se equilibra por el procedimiento de losdos planos, se plantea la pregunta de cómo sedebe repartir

�

Uzul entre los dos planos.

El problema se describe con detalle en ISO 1940.En general,

�

Uzul se debería repartir entre los

planos de compensación de manera que larelación entre los desequilibrios residuales esté enla misma proporción que las cargas dinámicasadmisibles de los cojinetes. La suma de losdesequilibrios residuales admisibles es igual a�

Uzul . Un método aproximativo para un rotor cuyos

planos de compensación se encuentren entre loscoj inetes dice que la relación entre losdesequilibrios residuales admisibles es igual a larelación entre las distancias de cada plano decompensación al centro de gravedad del rotor. Undesequilibrio residual no debería ser, no obstante,menor que el 30% de

�

Uzul .

Si el centro de gravedad está en el centro de losplanos de compensación, el desequilibrio residualserá simplemente la mitad de

�

Uzul .


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Fig. 4.51 Relación del desequilibrioresidual en caso de equilibradoen dos planos

S

h1 h2b

l

4.5.5 Observaciones especiales para el equilibrado

4.5.5.1 Constancia del número de revoluciones

Casi cada máquina, también las equipadas con unasí llamado rotor rígido, presenta resonanciasmás o menos marcadas en el régimen defuncionamiento.

Para el equilibrado con PT 500 se debería elegirun número de revoluciones donde la señal demedición no varíe mucho en función del númerode revoluciones, es decir, que no esté próximo auna resonancia. En otro caso, pequeñasdesviaciones del número de revoluciones en losdiversos ciclos de equilibrado causarían grandeserrores en los índices de influencia. El equilibradosería inexacto.

Naturalmente, esto sólo es posible allí donde elnúmero de revoluciones se pueda elegirlibremente, por ejemplo mediante un convertidorde frecuencia. En el caso de números derevoluciones fijos, como suele ser usual en lapráctica para el accionamiento con motoresasíncronos, se tiene que trabajar forzosamentecon el número de revoluciones establecido.

Por principio se debería intentar equilibrar siempreen las proximidades del ulterior régimen deservicio. Puede suceder que la máquina funcionecon suavidad al número de revoluciones deequilibrado, pero que más tarde se presentengrandes vibraciones al trabajar con un régimen deservicio diferente. Esto se debe a que los índicesde inf luencia de la máquina t ienen uncomportamiento dependiente de la frecuencia, porlo que la máquina se comporta como un rotorelástico con campos de resonancia. Un cambiodel lugar de medición puede servir aquí de ayuda.



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n

Fig. 4.52 Gama de números derevoluciones apropiada parael equilibrado

Fig. 4.53 Análisis de seguimiento antesdel ensayo de equilibrado.Amplificación = 10; sensor deaceleración montado horizontal,Modo = velocidad

Puede verse pues que un equilibrado óptimo enfuncionamiento exige la consideración de factorescon frecuencia contradictorios y una granexperiencia.

Si se equilibra con máquinas equilibradorasespeciales es mucho más fácil alcanzar buenascalidades de equilibrado reproducibles.

4.5.5.2 No-linealidad

En el caso de un comportamiento no lineal,como el que se presenta con frecuencia en lapráctica, los índices de influencia dependentambién, además del número de revoluciones, dela magnitud absoluta de la amplitud de vibración.En este caso no es posible conseguir la exactitudde equilibrado óptima en un solo ciclo. Repitiendovarias veces el proceso de equilibrado se lograaproximarse entonces iterativamente al resultadoóptimo.

No-linealidades pueden deberse, por ejemplo, aranuras de unión y juego de cojinetes. En amboscasos aumenta la rigidez del sistema al aumentarla carga debido a un gran desequilibrio.


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4.5.5.3 Equilibrado de rotores elásticos

El equilibrado de rotores elásticos es mucho máscomplicado que el equilibrado de rotores rígidos.Por regla general se equilibra modalmente, lo quesignifica que las distintas formas propias seequilibran por separado con sus frecuenciasresonantes. Al elegir los planos de equilibrado ylos juegos de piezas de equilibrado es importanteque equilibrados posteriores con formas propiasmayores no destruyan el equilibrado de las formaspropias ya equilibradas. Se dice que los juegos depiezas de equilibrado han de estar en posiciónortogonal entre sí. El reparto de los juegos depiezas de equilibrado y la posición de los planosde equilibrado sólo se pueden determinar a travésde un cálculo muy complejo de las formas devibración o por un análisis modal experimental.Esto no se puede realizar con PT 500.

El equilibrado del rotor elástico de PT 500.10 no esun equilibrado auténtico de un rotor elástico. Dadoque el rotor sólo posee una forma propia, equivaleal equilibrado de un rotor rígido.



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Ortogonal:

Perpendicular, o formando ángulo rectoentre sí

Análisis modal:

El análisis modal es un método parainvestigar el comportamiento de vibración

5 Ensayos

La selección de ensayos no pretende ser exhaus-tiva, sino que más bien se trata de una sugerenciapara crear ensayos propios. Los resultados cita-dos deben considerarse sólo a título orientativo.En función de la ejecución de los distintos compo-nentes, de la habilidad en el campo de la técnicade ensayo y de las condiciones del entorno, pue-den presentarse divergencias en el experimentopropio. No obstante, se pueden demostrar clara-mente las leyes de la física. El ensayo "5.2 Equili-brado en un plano con la máquina en funciona-miento" se lleva a cabo con la masa antigua. Noobstante, esto no influye en el éxito del ensayoporque la unidad a equilibrar (estructura formadapor el árbol y el disco de masa) siempre muestradesequilibrios diferentes y, por tanto, ofrece resul-tados individuales no transferibles. La forma de laspiezas de masa que se deben montar esirrelevante, pero no así el valor de la masa.

5.1 Medición de vibraciones en una máquina

5.1.1 Ensayo a realizar

En una máquina se deben registrar los valorescaracterísticos numéricos de las vibraciones(vibraciones de cojinetes absolutas). Colocandoun contrapeso se puede alterar el comportamientode la máquina y estudiar la influencia que tiene enlas vibraciones de la máquina.

5.1.2 Accesorios necesarios

PT 500.04Analizador de Vibraciones Asistidopor PC

5 Ensayos 63


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5.1.3 Preparación y montaje

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Fig. 5.1 Ensayo para medir vibraciones con el palpador en los puntos de medición A hasta E

A

B

C

D

E

1 2 3 4 3 5 6 7 8 9

10 11 al PC

1 Unidad de accionamiento


3 Anillo de ajuste

4 Caballete de cojinete

5 Árbol largo

6 Disco de masa

7 Palpador


9 Sensor de aceleración

10 Amplificador de medición

11 Caja de medición USB

A, B, C, D, E Puntos de medición

Montaje según un esquema o los puntossiguientes:

– Montar la unidad de accionamiento (1) sobrela placa para fijación.

– Conectar la unidad de accionamiento a launidad de mando. Conectar la unidad demando a la alimentación eléctrica.

– Montar el árbol largo (4) con dos caballetesde cojinetes (4+8), dos anillos de ajuste (3) yun disco de masa (6) alineado con la unidadde accionamiento, sin fijar definitivamente laposición.

– Unir la unidad de accionamiento (1) y el árbollargo (5) con el acoplamiento de garraselástico (2).

– Alinear y fijar la unidad de accionamiento ylos caballetes de cojinetes. Para laalineación sobre la placa de fijación,desplazar todos los elementos a sujetartransversalmente respecto a las ranurashacia adelante o hacia atrás para reducir aun mínimo un posible desplazamiento lat-eral. Fijar los caballetes de cojinetes a unadistancia de aproximadamente 10 mm deltalón del árbol.

– Fijar el árbol a un caballete de cojinetes conlos anillos de ajuste.

– Fijar el disco de masa (6) con un juego desujeción.

– Conectar el amplificador de medición (10) alPC con el cable sub-D de 37 polos y a travésde la caja de medición USB (11). Instalaciónde hardware y software PT 500.04 - véanselas instrucciones específicas.

– Unir un sensor de aceleración (9) con elpalpador (7) y conectarlo en el canal 1 delamplificador de medición.

– Activar el amplificador de medición desde lacara frontal.

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– Poner en marcha el software PT 500.04.Seleccionar el sensor y controlar los ajustesefectuados para el sensor en el menú“Sensor”.Sensor: Acceleration

Scale: 100 mV/gOffset: 0.0Factor: 1.0

– Ajuste de la ampl i f icación correcta(1, 10, 100) en el amplificador de medición.La amplificación se debería ajustar tangrande como sea posible, pero sinsobrepasar el rango de medición. El límitedel rango de medición es � 10 V y en caso desobremodulación se indica con una línea detrazos roja en la ventana del osciloscopio. Enel ensayo se ha elegido aquí la amplificaciónV = 10.

AVISO

La amplificación no se puede ajustar en elsoftware, sino sólo en el amplificador demedición.

– En el software PT 500.04 se tiene queseleccionar la ventana de la intensidad devibración. El valor numérico de la velocidadde vibración efectiva se puede leer en laparte inferior derecha de la ventana, véase lamarca en la fig. 5.3.

– Para visualizar la evolución de la velocidadde vibración con el tiempo, se tiene queelegir en “Mode” el modo de funcionamiento“Velocity”.

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Fig. 5.2 Menú de calibración desensores

5.1.4 Ejecución del ensayo

ATENCIÓN


Es posible sufrir lesiones graves.

• Prestar atención a que las piezas en rotaciónno atrapen cabellos largos, barbas largas,collares o similares, corbatas y vestuarioholgado o suelto.

• La unidad sólo debe funcionar con lacubierta protectora cerrada.

• Desconectar el motor antes de realizartransformaciones.

– Controlar la fijación firme de todas las piezasdel montaje para el ensayo.


– Conectar la unidad de mando del motor.

– Ajustar el sentido de giro deseado (fig.3.2-4).

– Poner a cero el número de revoluciones (fig.3.2-5).

– Poner en marcha el motor (fig. 3.2-1).

– Ajustar el número de revoluciones del motora, por ejemplo, 1000 rpm.

– Presionar el sensor de aceleración con elpalpador perpendicularmente sobre el puntode medición. Prestar atención a que el sen-sor de aceleración haga contactoconstantemente y evitar movimientosadicionales del sensor de aceleración.Anotar el valor medido en estado estable.

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– Si las señales de vibración aumentanmucho, controlar si se ha sobrepasado elrango de medición del amplificador demedición. Si es necesario, adaptar laamplificación en el amplificador de medición.

– Registrar los valores medidos en los puntosde medición A hasta E. Repetir estaoperación para otros números derevoluciones.

– Tras registrar los valores efectivos de lavelocidad de vibración a diversos númerosde revoluciones, parar el motor.

– Poner a cero el número de revoluciones.

– Transformación de la máquina por montajede un contrapeso de desequilibrio (p. ej.11.27 g �� 1 taco de corredera, 3 arandelas y1 M4x16) en el disco de masa.

– Nuevo registro de valores en los puntos demedición A hasta E con diferentes númerosde revoluciones.

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Ventana para medición de la intensidad devibración con el software PT 500.04. El valornumérico de la velocidad de vibración efectiva sepuede leer en el campo marcado. Dependiendo dela aplicación, se puede elegir el “Mode” de la curvade tiempo.

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Fig. 5.3 Ventana para medición de la intensidad de vibración. ¡Atención! Evitar sin falta unasuperación del rango de medición. Tal superación causa valores de mediciónincorrectos. Control en la ventana de osciloscopio

5.1.5 Análisis

Valores efectivos adquiridos para la velocidad devibración con el software PT 500.04 (en la opciónde menú para intensidad de vibración).

Medición de la velocidad de vibración en mm/s sin desequilibrioadicional en el disco de masa

Punto demedición

Número de revoluciones en rpm

1000 1500 2000 2500 3000

A 0.32 0.48 0.48 0.61 0.82

B 0.22 0.43 0.43 0.74 1.15

C 0.38 0.39 0.68 0.58 1.20

D 0.26 0.33 0.41 0.87 1.30

E 0.43 0.51 0.70 0.83 1.28

Intensidad de vibración: 1.30 mm/s

Medición de la velocidad de vibración con desequilibrio adicional(11.27 g) en el disco de masa

Punto demedición

Número de revoluciones en rpm

1000 1500 2000 2500 3000

A 2.48 3.90 3.15 3.01 5.72

B 1.29 1.41 1.98 2.59 3.60

C 2.58 2.76 3.05 4.25 7.32

D 0.90 0.75 2.54 3.05 3.50

E 0.73 0.36 0.97 1.65 1.94

Intensidad de vibración: 7.32 mm/s

Evaluaciónde losvaloresmedidossegúnelcap.6.4.1.

En el ensayo 1 con 1.3 mm/s y grupo K, el estadoes “admisible”

En el ensayo 2 con 7.32 mm/s y grupo K, el estadoes “inadmisible”

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5.2 Equilibrado en un plano con la máquina en funcionamiento

5.2.1 Ensayo a realizar

Equilibrado de un disco de masa colocado en elextremo del árbol corto. Este montaje representael modelo simplificado de una bomba centrífuga oun ventilador con un rodete alojado en voladizo, uncaso frecuente en la práctica. La impulsión debetener lugar con la unidad de accionamiento y elacoplamiento de garras elástico. La captación y elanálisis de las señales se deben efectuar con elaccesorio PT 500.04. Para finalizar se tiene queevaluar la calidad del equilibrado.

5.2.2 Accesorios necesarios

PT 500.04Analizador de Vibraciones Asistidopor PC

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5.2.3 Preparación y montaje

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Fig. 5.4 Ensayo para equilibrar un rotor en un plano

BA

1 2 3 4 3 5 6 7 8 9

11

10al PC

12 13



3 Anillo de ajuste


5 Árbol corto


7 Disco de masa

8 Transductor de referencia

9 Amplificador de medición

10 Caja de medición USB

11 Sensor de aceleración

12 Marca reflectante

13 Soporte magnético con placa de acero

A Plano de medición

B Plano de equilibrado

Montaje según un esquema o los puntossiguientes:

– Montar la unidad de accionamiento (1) sobrela placa para fijación.

– Conectar la unidad de accionamiento a launidad de mando. Conectar la unidad demando a la alimentación eléctrica.

– Montar el árbol corto (5) con dos caballetesde cojinetes (4+6) y los anillos de ajuste (3)alineado con la unidad de accionamiento, sinfijar definitivamente la posición. Alinear loscaballetes de cojinetes de manera que losorificios roscados horizontales (14) para lossensores de vibraciones estén dirigidosunificadamente hacia delante.

– Unir la unidad de accionamiento (1) y el árbolcortoconelacoplamientodegarraselástico (2).

– Alinear y fijar la unidad de accionamiento y loscaballetes de cojinetes. Para la alineaciónsobre la placa de fijación, desplazar todos loselementos a sujetar transversalmenterespecto a las ranuras hacia adelante o haciaatrás para reducir a un mínimo un posibledesplazamiento lateral.

– Fijar el árbol al caballete de cojinetes con losanillos de ajuste.

– Montar el disco de masa (7) con el juego desujeción en el extremo aún libre del árbol,enrasadoconel talóndelárbol (véaseelcap.3.4)

– Conectar el amplificador de medición (9) alPC con el cable sub-D de 37 polos y a travésde la caja de medición USB (10) dispuestapara el funcionamiento. Instalación de hard-ware y software PT 500.04 - véanse lasinstrucciones específicas.

– Fijar el sensor de aceleración (11) p. ej. en elorificio roscado dirigido hacia adelante (14)del caballete de cojinetes y conectarlo al ca-nal 1 del amplificador de medición (fig. 5.4).

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Fig. 5.5 Disposición del sensor deaceleración (11) en el caballetede cojinete y marcasreflectantes (12) para el sensorde referencia óptico. Para unsentido de giro en el sentido delas agujas del reloj, visto desdeel lado de accionamiento

12 0° 11

90°

14

0°

45°

90°

135

25°

270°

315°

Fig. 5.6 Disco de masa con escalagraduada y dos marcasreflectantes posibles (aumentode flanco en 0° grados). Vista deldisco de masa al descubierto.

12

0°-Markierung

– Pegar la marca reflectante (12) para el sen-sor de referencia (8) sobre el disco de masade manera que en la posición de 0° seproduzca un ascenso pronunciado del flanco(fig. 5.6).

– Conectar el sensor de referencia alamplificador de medición y fijar el soportemagnético sobre la placa para fijación conayuda de la placa de acero. Alinearaproximadamente el sensor de referenciarespecto a la marca reflectante.

– Poner en marcha el software PT 500.04.Seleccionar el sensor y controlar los ajustesefectuadosparael sensor enelmenú “Sensor”.Sensor: Acceleration

Scale: 100 mV/g (con g= m/s²)Offset: 0.0Factor: 1.0

– Antes de la medición propiamente dicha setiene que controlar la señal de referencia conla ventana del osciloscopio. El sensor dereferencia se tiene que alinear de maneraque se visualice una señal rectangularinequívoca. Ha probado ser eficaz un ángulode aproximadamente 45° respecto a lasuperficie (tangente) sobre la que estáaplicada la marca reflectante. En caso deincidencia perpendicular de la luz de lásersobre una superficie metálica, se producenmediciones incorrectas debido a lasreflexiones de la superficie.

– Ajuste de la amplificación correcta en elamplificador de medición. La amplificaciónse debería ajustar tan grande como seaposible, pero sin sobrepasar el rango demedición. El límite del rango de medición es� 10 V y se indica con una línea de trazos rojaen la ventana del osci loscopio.

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Fig. 5.7 Menú de calibración desensores

0°

315°

Fig. 5.8 Alineación del sensor dereferencia respecto a la marcareflectante

45°

45°Tangente

Normal a la superficie

Superaciones del rango de medición causanresultados de medición incorrectos y sedeben evitar. Para comprobar si laamplificación es correcta, se debe realizarun ciclo de prueba con el número derevoluciones de equilibrado en la ventanadel osciloscopio.

– Al seleccionar el número de revoluciones y elpunto de medición se ha de prestar atencióna que no se produzca ninguna irregularidaden cuanto a la amplitud o a la posición defase en las vibraciones. Para la evaluaciónes conveniente aplicar el análisis deseguimiento con sensor de aceleraciónmontado en posición vertical y horizontal enel caballete de cojinete; véase la fig. 5.9 y lafig. 5.10. En el análisis de seguimiento seregistran las velocidades de vibración(Mode: Velocity) a lo largo de toda la gamade regímenes de servicio. Durante lamedición se aumenta el número derevoluciones lentamente a mano.

– En el software PT 500.04 se tiene que elegirla ventana “Equilibrado en un plano”.Para el siguiente equilibrado en un plano seha elegido el sensor de aceleracióndispuesto en posición vertical. (Véase la fig.5.9 y 5.10). Para continuar el proceso setiene que seguir el diálogo relativo alequilibrado.

AVISOAntes de cada medición es convenienterealizar un ciclo de prueba en toda la gamade números de revoluciones. En estaoperación se debe comprobar si todofunciona correctamente, si todas las piezasestán fijadas firmemente y si las señalesestán en orden.

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Fig. 5.9 Análisis de seguimiento con sensor de aceleración dispuesto horizon-tal en el caballete de cojinete

Fig. 5.10 Análisis de seguimiento con sensor de aceleración dispuesto verticalen el caballete de cojinete (punto de medición elegido)

5.2.4 Ejecución del ensayo

AVISO

Antes de cada conexión de la unidad deaccionamiento se debe comprobar si todos lostornillos y las masas de equilibrado están fijados ysi la cubierta protectora está cerrada.

Las vibraciones causadas por desequilibrio semiden en el plano del punto de cojinete (B) (puntode medición) y el desequilibrio determinado secompensa en el plano del centro de gravedad (A)(plano de compensación - fig. 5.4).

Dado que los discos de masa están relativamentebien equilibrados, se tiene que montar uncontrapeso de desequilibrio (p. ej. 11.76 g, ��1 tacode corredera con 1 M4x16 y 1 arandela).

Posición elegida: en 240° de la escala

– Controlar la fijación firme de todas las piezasdel montaje para el ensayo.


– Conectar la unidad de mando del motor.

– Establecimiento del sentido de giro: en elsentido de las agujas del reloj, mirandodesde el lado de accionamiento.

– Poner a cero el número de revoluciones.

– Conectar el motor, ajustar el número derevoluciones a 2400 rpm.

– Los ajustes y las entradas se efectúan, através de un diálogo, en la máscara de pantalladel software PT 500.04 para el equilibrado enun plano. Tras el inicio del programa se tieneque seleccionar la opción de menú“Equilibrado en un plano”. Los sensoresutilizados son sensores de aceleración conuna sensibilidad de “100 mV/g”.

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– Ciclo de desequilibrio primario (Initial Run)

Con el software PT 500.04 se capta yregistra el vector de vibración (valor y fase)del desequilibrio primario desconocido(2.97 mm/s, 312.23°).

– Una vez estabilizados los valores demedición, pulsar la tecla “Next”. Aparece lasiguiente ventana.

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Fig. 5.11 Ciclo de desequilibrio primario con valores de medición del desequilibrio primario yrepresentación gráfica del valor de la velocidad de vibración y de la fase. En eldiagrama de arriba se pueden ver la señal de número de revoluciones del sensorde referencia (señal rectangular blanca) y la velocidad de vibración, derivada de laseñal del sensor de aceleración. A través del diagrama se puede ajustar el canalutilizado por el sensor de aceleración.

– Desconectar el motor, poner a cero elnúmero de revoluciones.

– Colocar un peso de prueba adicional en eldisco de masa (10.74 g ��1 taco de correderacon 1 M4x16 y 1 arandela en 315°) eindicarlo en el programa.

– Poner en marcha el motor, ajustar el mismonúmero de revoluciones y el mismo sentidode giro que para el ciclo de desequilibrioprimario.

– Ciclo de prueba (Trial Run).

Registrar el vector de vibración (valor y fase)del desequilibrio primario con peso deprueba (4.62 mm/s, 347.20°, véase la copiaimpresa de la fig. 5.16).

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Fig. 5.12 Ventana tras confirmar el ciclo de desequilibrio primario. El peso de prueba y laposición se introducen a mano.

Debe prestarse atención a que el vector dedesequilibrio del ciclo de prueba forme unángulo lo mayor posible respecto al vector dedesequi l ibr io pr imario del c ic lo dedesequilibrio primario. En caso de un ángulodesfavorable, cambiar de posición el pesode prueba y repetir la medición.

– Al pulsar la tecla “Next”, el programa procesalos valores de medición y se determinan lamasa y el ángulo para la compensación (elequilibrado).

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Fig. 5.13 Ventana para el ciclo de prueba. La velocidad de vibración (valor) y la fase semiden.

– Desconectar el motor, poner a cero elnúmero de revoluciones

– Retirar el peso de prueba.

– A partir de las dos mediciones anteriores sepuede determinar la compensación, seamanualmente o con ayuda del software PT500.04.Resultado del software: (11.47 g, 62.11° ocon referencia a la graduación especificada9.89 g, 60° y 1.63 g ,75°).Elegido: (9.89 g, 60° y 1.63 g, 75°)

– Montar en el disco de masa las masas decompensación (contrapesos) asídeterminadas.

– Poner en marcha el motor, ajustar el mismonúmero de revoluciones y el mismo sentidode giro.

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Fig. 5.14 Tras el ciclo de prueba con los valores obtenidos por medio del peso de pruebapara una compensación (resultado: masa de compensación, ángulo y reparto en ladivisión de 15°)

– Ciclo de comprobación (Checkup Run)

– Ejecutar el c ic lo de comprobación(0.18 mm/s, 274.56°).

– Imprimir una copia a través de la opción demenú “Print” (véase la copia impresa en lapágina siguiente).

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Fig. 5.15 Ciclo de comprobación con la velocidad de vibración (valor) y la fase tras elequilibrado

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03.0

2.20

09

14:

31:4

8

PT 5

00.0

4

1 P

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Bal

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ng

* I

nitia

l Run

*

Mag

ni.

[mm

/s]:

2,9

7Ph

ase

[°]:

312

,23

* T

rial

Run

*

Wei

ght

Tes

t [g

]: 1

0,70

Posi

tion

Tes

t [°

]: 3

15,0

0M

agni

. [m

m/s

]: 4

,62

Phas

e [°

]: 3

47,2

0

* R

esul

t *

Wei

ght

[g]:

11,

47Po

siti

on [

°]:

62,1

1

* C

ompo

nent

s *

1st

Wei

ght

[g]:

9,8

91s

t Po

siti

on [

°]:

60,0

02n

d W

eigh

t [g

]: 1

,63

2nd

Posi

tion

[°]

: 75

,00

* C

heck

up R

un

*M

agni

. [m

m/s

]: 0

,18

Phas

e [°

]: 2

74,5

6

Chan

nel

: C

han

nel

1Spee

d [

1/m

in]:

240

2,61

Freq

uen

cy [

Hz]

: 40,0

4#

Of

Mea

ns:

4,0

0

Onlin

e

Init

ial R

un

Tri

al R

un

5 -3-2-101234

Tim

e [s

]

10

0,2

0,4

0,6

0,8

Cha

nnel

1|2

Ref

eren

ce

Che

ckup

Run

Initia

l un

bala

nce:

10,

76 g

- 2

40°;

V'=

100

Tes

t R

un:

10,7

4 g

- 31

5°;

n=24

00

Co

mm

en

t

Fig. 5.16 Copia impresa tras el primer proceso de equilibrado

– Para determinar la excentricidad residual delcentro de gravedad o el desequilibrio resid-ual referido a la masa, se necesita la masade compensación a obtener en otro procesode equilibrado. Un segundo proceso deequilibrado subsiguiente se puede utilizarpara mejorar aún más la calidad delequilibrado o para determinar la masa decompensación después del último ciclo decomprobación.

– Segundo ciclo de desequilibrio primario conel disco de masa equilibrado en el primerciclo. Con los valores de mediciónVelocidad de vibración: 0.19 mm/sFase: 276.01°

– Segundo ciclo de prueba con el objetivo dedeterminar la masa de compensación res-tante.Peso de prueba: 1.40 gÁngulo: 315°

Resultado del ciclo de pruebaMasa de compensación: 0.64 gÁngulo: 32.12°

AvisoEn el segundo proceso de equilibrado puedesuceder que la velocidad de vibraciónadopte valores muy pequeños. Valores demedición demasiado pequeños hacen quelas agujas indicadoras den grandes saltos enla representación gráfica.

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Fig. 5.17 Segundo ciclo de desequilibrioprimario

Fig. 5.18 Segundo ciclo de prueba

Fig. 5.19 Segunda determinación de lamasa de compensación

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2.20

09

15:

05:4

4

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00.0

4

1 P

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Bal

anci

ng

* I

nitia

l Run

*

Mag

ni.

[mm

/s]:

0,1

9Ph

ase

[°]:

276

,01

* T

rial

Run

*

Wei

ght

Tes

t [g

]: 1

,40

Posi

tion

Tes

t [°

]: 3

15,0

0M

agni

. [m

m/s

]: 0

,43

Phas

e [°

]: 3

52,6

9

* R

esul

t *

Wei

ght

[g]:

0,6

4Po

siti

on [

°]:

32,1

2

* C

ompo

nent

s *

1st

Wei

ght

[g]:

0,5

51s

t Po

siti

on [

°]:

30,0

02n

d W

eigh

t [g

]: 0

,09

2nd

Posi

tion

[°]

: 45

,00

* C

heck

up R

un

*M

agni

. [m

m/s

]: 0

,04

Phas

e [°

]: 2

04,8

9

Chan

nel

: C

han

nel

1Spee

d [

1/m

in]:

240

3,42

Freq

uen

cy [

Hz]

: 40,0

6#

Of

Mea

ns:

4,0

0

Onlin

e

Init

ial R

un

Tri

al R

un

5 -3-2-101234

Tim

e [s

]

10

0,2

0,4

0,6

0,8

Cha

nnel

1|2

Ref

eren

ce

Che

ckup

Run

Tri

al R

un:

1,38

g -

315

° R

esul

t: 0

,57

g -

30°;

0,1

4 g

- 45

°

Co

mm

en

t

Fig. 5.20 Copia impresa tras el segundo proceso de equilibrado

5.2.5 Evaluación manual de los valores de medición

Se han utilizado los valores de medición de lacopia impresa de la fig.: 5.16.

• Determinar a mano el valor de la masa decompensación.

– Marcar el valor medido de la vibración( )�eU �� correspondiente al ciclo dedesequilibrio primario debajo delángulo medido en un eje decoordenadas polares con unagraduación de 0° a 360°, a escala (p. ej.2.97 mm/s = 59.4 mm) (2.97 mm/s,312.23°) Punto A

– Marcar el valor medido de la vibración( )�eT �� del ciclo de prueba debajo delángulo medido en un sistema decoordenadas (4.62 mm/s, 347.2°)Punto B (92.4 mm)

– Marcar el valor del vector de variaciónde ( )

�eU �� a ( )

�eT �� y determinarlo

(55 mm). Este vector se conocetambién como indicador de tara To.Siempre que se monta en la posiciónde 0° del plano de compensación unpeso de prueba o de compensación, seproduce una variación del desequilibrioen la dirección del indicador de tara. Unpeso de tara doble daría comoresultado un indicador de tara de doblelongitud. Esta relación viene expresadapor la escala de masa.

escala de masapeso de tara

indicador de tara�

10 7455

0195.

.g

mmg / mm�

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Para equilibrar por completo el rotor(disco de masa con árbol) se tiene quedesplazar el punto A al origen deldiagrama, el punto C.

Determinar el valor de la masa decompensación:

Se obtiene la masa de compensaciónmultiplicando la longitud de vectordibujada A por la escala de la masa.

mA � longitud del vector � escala demasa

mA � según dibujo (con 2.97 mm/s ��

59.4 mm). De la longitud devector medida y la escala demasa resulta la masa decompensación.

mA � � �594 0195 1159. . .mmg

mmg

Masa de compensación = 11.59 g

• Determinar el ángulo de la masa decompensación.

– Para equilibrar por completo el rotor setiene que desplazar el punto A alorigen, el punto C. Esto se consiguegirando el indicador de tara 106°(medido en el dibujo) en sentidocontrario a las agujas del reloj yl levándolo al mismo t iempo alsegmento A-C (= 59.4 mm).Adicionalmente se tiene que sumar elángulo del peso de prueba 315° (véasela fig. 5.15-Position Test).

Cálculo de la posición angular para lamasa de compensación:

� � = 315°+ 106° = 421°

421° �� 421°- 360°= 61°

Ángulode lamasadecompensación=61°

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Los resultados presentan una buena coincidenciacon el cálculo del programa PT 500.04.

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A

90°

270°

180° 0°C

B

61°

240°

315°

Fig. 5.21 Dibujo para evaluar a mano con vectores de vibración; n = 2400 rpm(representación a escala reducida)

� = 312.2°

= 347,2°

= 106°

= 315°

� = 61°

�

Indicador de tara T0

Ciclode

desequilibrioprim

ario

Ciclo de prueba59.4

mm

92.4 mm

55.0 mm

Ángulo de la masa dedesequilibrio primario

Ángulo de la masa decompensación

Ángulo del pesode prueba

�

5.2.5.1 Excentricidad residual del centro de gravedad o desequilibrioresidual referido a la masa

Determinación después de equilibrar�

�

em r

mRu u

G

��

donde

mu = masa de desequilibrio residual(véase la página 85)

mG =masa del cuerpo de rotaciónequilibrado

�ru = radio de la masa de desequilibrio

residual�eR = desplazamiento residual del centro de

la masa�eR �

�

� � ��

064 601675 067 0162 001147

1514.

( . . . ) ..

g mmkg kg

7g mm

kg�

�eR � 0015147. mm

5.2.5.2 Determinar el desequilibrio residual

� �U m eR R R� � mR �Masa del rotor (= mG )

�

UR � ��

� �2507 15147 38225. . .kgg mm

kgg mm

5.2.5.3 Evaluación de la calidad del equilibrado (ISO 1940 parte 1)

mG = 2.507 kg; n = 2400 rpm;calidaddelequilibradodeseada:G6.3=6.3mm/s(véase el Anexo 6.4.2)

medida:�eR � 00151. mm (cap. 5.2.5.1)

G en

R� � � ��

��

��

00151260

3 79. .mm mm/s

Los requisitos del nivel de calidad G 6.3 secumplen, ya que 3.79 mm/s < 6.3 mm/s

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El cuerpo de rotación mG tieneuna masa de rotor formada por:

Disco de masa: 1.675 kg

Árbol: 0.670 kg

Juego de sujeción: 0.162 kg

Masa de equilibrado: 11.47 g(pág.83)

5.3 Propuesta de montaje para el ensayo del equilibrado en dos planos

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Fig. 5.22 Equilibrado en dos planos

1 2 3 4 3 5 6 7 8 9



3 Anillo de ajuste para fijación axial

4 Sensor de aceleración 1

5 Disco de masa 1(alinear ambos discos por igual, sindesplazamiento angular de los números degrados.)

6 Árbol largo

7 Sensor de referencia (óptico)

8 Disco de masa 2

9 Sensor de aceleración 2


11 Marca reflectante

12 Placa de acero para soporte magnético

10 12 11 10

6 Anexo

6.1 Hoja de trabajo para medición de la vibración de cojinetes

Nombre: Fecha:

Máquina:

Medición del valor característico de las vibraciones numéricas de los cojinetes

Punto demedición

Número derevoluciones

en rpm


en rpm


en rpm


en rpm


en rpm

6 Anexo 91


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6.2 Datos técnicos

Dimensiones principales: 1100 x 800 x 440 mm

Altura máx. bajo la cubierta protectora: 430 mm

Peso: aprox. 30 kg

Accionamiento

Motor asíncrono de corriente trifásica con rotor de jaula deardilla

Modelo: C71B-2, forma de construcción 71,

Calidad del equilibrado S según DIN ISO 2373

Intensidad de vibración máx. (n=1801-3600 rpm):0.71 mm/s

Número de revoluciones nominal con 50 Hz: 2800 rpm

Potencia de árbol: 0.37 kW

Número de revoluciones máx. por convertidor defrecuencia hasta 100 Hz: 6000 rpm

Alineación del motor:

carrera de ajuste de la posición del accionamiento conmando giratorio: 1.0 mm

1 división: 0.01 mm

Transmisor de giro

Modelo: transmisor de giro incremental

Alimentación: 10-30 V

Consumo de corriente: 70 mA

Frecuencia de impulsos máx.: 200 kHz

Régimen de servicio máx. 6000 rpm

Principio: óptico, con LED infrarrojo

92 6 Anexo

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Acoplamiento elástico de anillo intermedio

Longitud total: 57 mm

Par nominal: 15 Nm

Par máximo: 22 Nm

Momento de inercia de masa total: 038 10 3. � � kgm2

Desplazamiento radial admis.: 2.0 mm

Desplazamiento axial admis.: 1.5 mm

Desplazamiento angular admis.: 1.5 °

Acoplamiento elástico de garras

Longitud total: 32 mm

Diámetro exterior: 30 mm

Par máximo: 5.8 Nm

Corona dentada (azul)

Material: poliuretano

Dureza: 80 Shore A

Caballete de cojinete

Rosca de conexión para sensores de vibración

M8 x 1.25

6 Anexo 93


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Rodamientos

Cojinete ranurado de bolas

Modelo: 6004-2ZR d=20, D=42, B=12,

Diámetro del círculo primitivo: 31 mm

Diámetro de la bola: 6.35 mm

Número de bolas: 9

Para un número de revoluciones de n en rpm resultan lassiguientes frecuencias o frecuencias por daño f en Hz:

Número de revoluciones del anillo interior: fn

n � �1060

.

Frecuencia de error del anillo interior: fn

i � �54260

.

Frecuencia de error del anillo exterior: fn

o � �35860

.

Frecuencia de error de las bolas: fn

r � �4 6860

.

Velocidad de rotación de la jaula: fn

c � �0460

.

Velocidad de rotación de la bola: fn

k � �23460

.

94 6 Anexo

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Discos de masa

Peso: 1675 g

Radio para masas de compensación: 60 mm

Graduación: 15 °

Árbol corto

Material: 1.7034 niquelado

Diámetro: 20 mm (g6)

Longitud: 300 mm

Peso: 670 g

Árbol largo

Material: 1.7034 niquelado

Diámetro: 20 mm (g6)

Longitud: 500 mm

Peso: 1135 g

Unidad de mando

Dimensiones principales (L x An x Al):510 x 470 x 210 mm

Suministro eléctrico: 230 V / 50 Hz

Alternativas opcionales, ver la placa de características

Indicación de potencia: 0...400 W

Número de revoluciones: 0...6000 rpm

Fusible del aparato (semilento) : 10 A

6 Anexo 95


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Piezas de masa para equilibrar:

Pieza Cantidad Masa

Equilibrio de tornillo M 4 x 16 6 2.0 g

Equilibrio de disco 20 0.25 g






96 6 Anexo

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6.3 Propuestas para montaje y fotos

6 Anexo 97


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Fig. 6.1 Montaje para el ensayo: Medición del valor efectivo de lavelocidad de vibración con el palpador. El sensor dereferencia no es necesario, aquí sólo sirve para adquirir elnúmero de revoluciones

Fig. 6.2 Montaje para el ensayo: Equilibrado en un plano

98 6 Anexo

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Fig. 6.3 Montaje para el ensayo: Equilibrado en un plano

Fig. 6.4 Montaje para el ensayo: Equilibrado en dos planos

6.4 Tablas

6.4.1 Límites de diagnóstico para la intensidad de vibración en laconstrucción general de máquinas según la directiva VDI 2056

Grupo K:

Distintas piezas de motores de máquinas motricesy de trabajo, que en el estado operativo estánunidas de forma fija al conjunto de la máquina, enespecial motores eléctricos de hasta aprox. 15 kWfabricados en serie.

Grupo M:

Máquinas medianas, en especial motoreseléctricos de 15 a 75 kW de potencia, sinfundamentos especiales; además, piezas demotores instaladas fijas y máquinas de hasta 300kW con sólo piezas circulantes, sobrefundamentos especiales.

Grupo G:

Máquinas de mayor tamaño colocadas sobrefundamentos adaptados en rango alto, rígidos opesados, máquinas motrices y de trabajo demayor tamaño con masas sólo circulantes.

Grupo T:

Máquinas motrices y de trabajo de mayor tamañocon masas sólo circulantes, colocadas sobrefundamentos adaptados en rango bajo, p. ej.grupos de turbina, en especial con fundamentosdiseñados según las direct ivas paraconstrucciones ligeras.

Grupo D:

Máquinas y motores colocados con adaptación enrango alto (“apoyos rígidos”), con efectos demasas no compensables.

Grupo S:

Máquinas y motores colocados con adaptación enrango bajo (“apoyos elásticos”) con efectos de

6 Anexo 99


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masas no compensables; también máquinas conmasas circulantes, fijadas sin apretar, comoárboles de martillos de molinos, y finalmentemáquinas con desequilibrios variables, nocompensables, que puedan trabajar solas, sinpiezas de conexión, como son centrifugadoras;otros ejemplos son cribas vibratorias, máquinaspara comprobación dinámica de materiales,vibradoras de la técnica de procesos.

Para los grupos D a S no se han fijado hasta hoyvalores límite.

100 6 Anexo

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Fig. 6.5 Valores límite para el diagnóstico de vibraciones mecánicas de máquinassegún la directiva VDI 2058

inadmisible

aún admisible

admisible

bien

Grupo K Grupo M Grupo G Grupo T

Máquinas pequeñas Máquinas medianas Máquinas grandes Turbomáquinas

Inte

nsid

adde

vibr

ació

nv ef

fen

mm

/s

6.4.2 Desequilibrioresidualadmisiblereferidolamasaenfuncióndelrégimendefuncionamientomáximoparadiversosgradosdecalidaddelequilibrado(ISO1940/1)

6 Anexo 101


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Des

equi

librio

resi

dual

adm

isib

lepo

rca

daun

idad

dem

asa

delr

otor

,U

zul/m

=e zu

len

gm

m/k

g(d

espl

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ore

sidu

alad

mis

ible

delc

entr

ode

lam

asa,

, ezu

l,en

�m

,ale

quili

brar

)

Régimen de servicio máximo

Gradodecalidad e zul � � en mm/s Cuerpo de equilibrado de la máquina

G4000 4000Mecanismos de biela y manivela de motores diésel de barcode marcha lenta, instalados de forma rígida, con número de

cilindros impar

G1600 1600 Mecanismos de biela y manivela de grandes motores de dostiempos de instalación rígida

G630 630

Mecanismos de biela y manivela de grandes motores decuatro tiempos de instalación rígida

Mecanismos de biela y manivela de motores diésel de barcode instalación elástica

G230 250 Mecanismos de biela y manivela de motores diésel de cuatrocilindros de marcha rápida, de instalación rígida

G100 100Mecanismos de biela y manivela de motores diésel de

marcha rápida con seis o más cilindros; motores completosde automóviles, camiones y locomotoras;

G40 40

Ruedas de automóviles, llantas, conjuntos de ruedas, árbolesde transmisión; mecanismos de biela y manivela de motoresde cuatro tiempos de marcha rápida, de instalación elástica,con seis o más cilindros; mecanismos de biela y manivela de

motores de automóviles, camiones y locomotoras;

G16 16

Árboles de accionamiento con requisitos especiales; piezasde máquinas trituradoras y agrícolas; piezas de motores de

automóviles, camiones y locomotoras; mecanismos de biela ymanivela de motores con seis o más cilindros con requisitos

especiales

G6.3 6.3

Piezas de la técnica de procesos; tambores decentrifugadoras; engranajes reductores para turbinas

principales en barcos comerciales; ventiladores, volantes deinercia, bombas centrífugas; construcción de maquinaria y

piezas de máquinas-herramienta, rodillos y cilindros demáquinas para fabricación de papel e impresión; rotores de

motores a reacción; piezas de motores con requisitosespeciales; inducidos medianos y grandes de motores

eléctricos (con al menos 80 mm de altura del árbol), sinrequisitos especiales; inducidos de pequeños motores,generalmente de fabricación en serie, para aplicaciones

insensibles a las vibraciones y/o para instalación aislada devibraciones

G2.5 2.5

Turbinas de gas y vapor, incluidas turbinas principales enbarcos mercantes; turbosopladores, rotores rígidos de

turbogeneradores; accionamientos de máquinas-herramienta;inducidos medianos y grandes de motores eléctricos conrequisitos especiales; bombas con impulsión de turbina;tambores de almacenamiento en ordenadores y discos;

inducidos de pequeños motores, para los que no sean válidasuna o ambas condiciones del grado de calidad G6,3

G1 1.0Accionamientos de magnetófonos y fonógrafos;

accionamientos de lijadoras, inducidos de pequeños motorescon requisitos especiales

G0.4 0.4 Inducidos, ejes y platos de máquinas microlijadoras;giróscopos

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Fig. 6.2: Grados de calidad de equilibrado y grupos de rotores rígidos (según DIN ISO 1940). Para cuerpos deequilibrado rígidos con dos planos de compensación, a cada plano le corresponde, en general, la mitad del valororientativo respectivo, para cuerpos de equilibrado en forma de disco, rige el valor orientativo completo.

6.4.3 Tabla de identificación de vibraciones

Véase la página siguiente.

6 Anexo 103


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TABLA DE IDENTIFICACIÓN DE VIBRACIONESCausa de la vibración Frecuencias de las vibraciones correspondientes

0-40

%f R

otor

40-5

0%f R

otor

50-1

00%

f Rot

or

fRot

or

2x

f Rot

or

Múl

tiplo

ente

rof R

otor

Div

ersa

sfr

ecue

ncia

s

Fre

cuen

cias

muy

alta

s

1o

2x

frec

uenc

iade

red

1o

2x

frec

uenc

iade

corr

ea

Desequilibrio Distribución desigual de lamasa de un cuerpo rotativo

Errores dealineaciónDeformaciones

Error de alineación

Deformación defundamentos

Deformación de carcasa

Roce del rotor axial

Cojinetesdefectuososy muñonesexcéntricos

Rodamientos defectuosos

Daños en cojinetes depresión

Excentricidad de cojinetes ymuñones

Interferenciaseléctricas omagnéticas

Asimetría del estator

Asimetría del rotor

Excentricidad delentrehierro según las características de construcción

Correas deaccionamientodefectuosas

Correas de accionamientocon sección o unión pegadadesiguales

Resonancias de carcasas, apoyos,fundamentos ycomponentes

se pueden excitar en toda la gama de frecuencias

Número de revoluciones crítico delrotor o del sistema rotor/cojinetes

Fuerzas aerodin.e hidrául.

Inestabilidades

Oil Whirl

Oil Whip *

Remolino inducido por roce

Excitación de entrehierro

Engranaje yacoplamiento

Defectos de engranaje

Daños en acoplamiento

Transmisión de vibraciones de máquinasvecinas se pueden presentar en toda la gama de frecuencias

* Sólo se presenta si fRotor >2 x fcrit (rotor).Se excita la 1ª velocidad crítica del rotor.

104 6 Anexo

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= frecuencias de vibración características= frecuencias de vibraciones que se pueden presentar además de las

frecuencias de vibración características

*

6.4.4 Símbolos en las fórmulas y términos

mR masa del cuerpo de rotación

mG masa del cuerpo de rotación equilibrado

mA masa de compensación

mu masa de desequilibrio

ru radio de la masa de desequilibrio

n número de revoluciones (rpm)�ezul excentricidad admisible del centro de gravedad o desequilibrio

admisible referido a la masa�e excentricidad del centro de gravedad o desequilibrio referido a la

masa�eu excentricidad del centro de gravedad del ciclo de desequilibrio

primario�eT excentricidad del centro de gravedad del ciclo de prueba�eR excentricidad residual del centro de gravedad o desequilibrio

residual referido a la masa�

Uzul desequilibrio admisible del cuerpo de rotación�

UR desequilibrio del cuerpo de rotación

Uur vector del ciclo de desequilibrio primario

Utest desplazamiento del vector por el peso de prueba

Uur+test vector del ciclo de prueba

Uwu desplazamiento del vector por la masa de equilibrado

� frecuencia angular (2�n)

Frecuencia Orden Designación 1 Designación 2

1. f = 440 Hz n = 1 Frecuencia básica 1. armónica

2. f = 880 Hz n = 2 1. oscilación armónica 2. armónica



6 Anexo 105


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6.5 Referencias bibliográficas

Directiva VDI 2060: “Beurteilungsmaßstäbe fürden Auswuchtzustand rotierender, starrer Körper”(criterios para evaluar el estado de equilibrio decuerpos rotativos rígidos), Beuth-Vertrieb GmbH,Berlín

ISO 1940/1: Mechanical-Balance quality require-ments of rigid motors- Part 1: Determination of per-missible residual unbalance. Beuth-VertriebGmbH, Berlín

Maschinendiagnose (diagnóstico de máquinas),Brüel & Kjaer, Schenk, Condition Monitoring Sys-tems

Rotordynamik (dinámica de rotores), R.Gasch,R.Nordmann, H.Pfützner, Springer-Verlag Berlín -2ª edición

6.6 Volumen de suministro

1 PT 500 Sistema de Diagnóstico deMáquinas, Unidad Básica

1 PT 500 Instrucciones para ensayos

106 6 Anexo

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6.7 Indice

AAcoplamiento elástico de anillo intermedio . . . . . . . . . . . 14Acoplamiento elástico de garras . . . . . . . . . . . . . . . . 10, 13Amplificador de carga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26Análisis de envolventes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45Análisis de órbita . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40Análisis de seguimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43Análisis de vibraciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27Análisis en el campo de la frecuencia . . . . . . . . . . . . . . . 32Análisis en el campo de tiempo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Análisis espectral. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32Análisis modal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61Anillo de ajuste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10, 13Anillo exterior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47Anillo interior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47Armónicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32Asa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

BBanda de frecuencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

CCaballete de cojinete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10Cable de retención. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10Calidad del equilibrado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22, 89Ciclo de desequilibrio primario. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54Conmutador del sentido de giro. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11Cubierta protectora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10Curva de arranque. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43Curva de frecuencia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32, 37Curvas laterales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

DDaños en rodamientos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47Desequilibrio de prueba. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54Desequilibrio dinámico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56Desequilibrio estático. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56Desequilibrio residual. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89, 101Disco de masa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10, 12Dispositivo de reajuste para la alineación horizontal . 10, 15

6 Anexo 107


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EElemento rodante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47Equilibrado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51Equilibrado en dos planos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56, 90Equilibrado en funcionamiento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51Equilibrado en un plano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53, 71Espectro de envolventes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46Excentricidad residual del centro de gravedad . . . . . . . . 89

FFase. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37Filtro pasaalto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46Filtro pasabajos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38Filtro pasabanda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50Filtro sincronizado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43, 52Formas propias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61Frecuencia de exploración. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36, 38Frecuencia de sucesión de golpes . . . . . . . . . . . . . . . . . 46Fuerzas centrífugas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51Fuerzas de flujo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19Fuerzas de gas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19Fuerzas de masa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19Fuerzas electromagnéticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

GGolpes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19, 45Grados de calidad de equilibrado . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

IIndicación de consumo de potencia. . . . . . . . . . . . . . . . . 11Indicador de tara . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86Índice de influencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53Intensidad de la vibración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

JJaula . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47Juego de sujeción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10, 12

MMáquinas equilibradoras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60Masa de compensación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54, 87Medición de amplitudes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28Medición de desplazamiento relativo. . . . . . . . . . . . . . . . 22Medición de fase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51Medición de frecuencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Medición de la aceleración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22, 26Medición de la velocidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22, 25Medición del desplazamiento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22, 24

108 6 Anexo

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Mediciones sísmicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22Modulación de amplitud. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48Módulo motor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

NNo-linealidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60Número de revoluciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

OOrtogonal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61Osciloscopio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

PPeak . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28Placa para sujeción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10Plano de equilibrado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52Promediación de los espectros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

RRégimen de servicio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59Resonancias estructurales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50Rotor elástico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51, 61Rotor rígido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51Ruido aéreo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19Ruido propagado por estructuras sólidas . . . . . . . . . . . . 19

SSeñal de referencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51Señal discretizada en cuanto al tiempo . . . . . . . . . . . . . . 36Sensor de aceleración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73Sensor de corrientes parásitas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24Sensor de medición piezoeléctrico . . . . . . . . . . . . . . . . . 26Sensor IEPE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26Sensor sísmico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25Sensores activos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25Sentido de giro. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

TTiempo de medición . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36Transformación rápida de Fourier . . . . . . . . . . . . . . . 32, 36Transmisor de giro. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

UUnidad de mando . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9, 11Uso de ventanas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

6 Anexo 109


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Tod

oslo

sde

rech

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serv

ados

G.U

.N.T

.Ger

äteb

auG

mbH

,Bar

sbüt

tel,

Alle

man

ia11

/201

1

VValor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37Valor de pico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28Valor efectivo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28Valor medido de la vibración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86Valor rms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28Vibraciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

110 6 Anexo

PT 500

Tod

oslo

sde

rech

osre

serv

ados

G.U

.N.T

.Ger

äteb

auG

mbH

,Bar

sbüt

tel,

Alle

man

ia11

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