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Universidad Politécnica de MadridUniversidad Politécnica de MadridEscuela Universitaria de Ingeniería Técnica Industrial
Mantenimiento de máquinas mediante el nivel de vibraciones
José Antonio Lozano Ruiz
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Mantenimiento de máquinas
OBJETIVOS
A) Medida del nivel de vibración en máquinas.
B) Mantenimiento de máquinas mediante la medida y estudio del nivel de vibraciónestudio del nivel de vibración.
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Mantenimiento de máquinas
Contenido:8.1. Introducción
8 2 Definición de nivel de vibración8.2. Definición de nivel de vibración.
8.3. Captadores de vibraciones.
8.4. Analizadores de vibraciones.
8 5 Aplicación de la medida de vibraciones al8.5. Aplicación de la medida de vibraciones al
mantenimiento de máquinas.
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Medida de las VibracionesMedida de las Vibraciones
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Medida de las vibracionesMedida de las vibraciones
Nivel de vibración
- Amplitud
- Velocidad (mm/s ó dB)- Aceleración
( )( )s/mmv
s/mmvlg20)dB(v =
Aceleración
( )s/mmvo
∑=n
ivn
V1
21R.M.S.=in 1
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Medida de las vibracionesMedida de las vibraciones
C) Análisis de las vibraciones
Captadores
v(t)
Electrodinámico
e(t)
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Medida de las vibracionesMedida de las vibraciones
C) Análisis de las vibraciones
Captadores
v(t)
Electromagnético e(t)
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Medida de las vibracionesMedida de las vibraciones
C) Análisis de las vibraciones
Captadores
K
e(t)m
Piezoeléctrico
v(t)v(t)
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Medida de las vibracionesMedida de las vibraciones
Analizador de vibraciones
Conmutador
1
2 Puente
3 AmplificadorIndicador
DemoduladorRegistradorOsciloscopio
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Medida de las vibracionesMedida de las vibraciones
Pasos:
A) Selección de los puntos de captaciónB) Medida del nivel de vibraciónB) Medida del nivel de vibración
C) Análisis
D) Detección de las causas
E) A t ióE) Actuación
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Medida de las vibracionesMedida de las vibraciones
A) Selección de los puntos de captación
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Medida de las vibracionesMedida de las vibraciones
D) Detección de las causas
K (<15 Kw) T (>300 Kw)G (75-300 Kw)M (15-75 Kw)
ISO 2372 clase 4
R.M.S. V (dB) R.M.S. V (mm/s)K (<15 Kw) T (>300 Kw)G (75-300 Kw)M (15-75 Kw)
NONO
PERMISIBLE
NOPERMISIBLE
125 18LIMITE
TOLERABLE
ADMISIBLELIMITE
NOPERMISIBLE
PERMISIBLELIMITE
TOLERABLE
PERMISIBLE 125 121 117 113
18 11,2 7,1
4 5 ADMISIBLE
BUENAADMISIBLEADMISIBLE
ADMISIBLELIMITETOLERABLE
TOLERABLE3
109 105 101
4,5 2,8 1,8
1,12
BUENA
BUENAADMISIBLE
BUENA 97
1,12 0,71
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Análisis del nivel de vibracionesAnálisis del nivel de vibraciones100
AR
c ión
( g)
10REEMPLAZAR
EFECTUOSOe
la v
ibra
c
1
DEF
REGULAR
EPTABLE
e ler
ació
n d
0.1
ACEPT
BIEN
Ace
100 1.000 10.000 100.0000.01
r.p.m.
10010 1000 Hz.
Velocidad de funcionamiento del rodamiento
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Análisis del nivel de vibracionesAnálisis del nivel de vibracionesFrecuencia de la vibración, (Hz)
1 10 100 10001000
co1000
, pic
o a
pic
100 MUY SEVERASEVERA
TOLERA
i ent
o (μ
m)
10 RMS, V(mm/s)16
RALERABLEACEPTABLE
BUENAMUY BUENSUAMEX
Des
pla z
ami
18
4
ENASUAVE
MUY SUAVE
EXTREMADAMENTE SD
0.1 0.5
2
1
TE SUAVE
0.125
0.25
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Medida de las vibracionesMedida de las vibraciones
D) Detección de las causas
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Análisis de las causasAnálisis de las causas*CAUS A AMPLITUD FRECUENCIA * OBS ERVACIONES
Desequilibrio Proporcional al desequilibrio.
Dirección rad ial ω Es la causa más frecuente de vibraciones en
máquinas
En engranajes, la vibración mayor se produce en
Excentricidad Normalmente pequeña ω . la dirección de la línea de centros. Si se trata de
motor o generador la vibración desaparece con la desconexión.
Rodamientos d f Pequeña
Muy alta. ω x N/2
defectuosos PequeñaN = nº de elementos
rodantes. Falta de
alineación en acoplamientos o
ji t j
Componente axial mayor que la rad ial
en un 50%1 a 3 veces ω
Es la causa más fácil de detectar, por ser la componente axial muy superior a la radial. Si no hay desalineación y los cojinetes son de fricción,
l d d ilib icojinetes y ejes la causa puede ser desequilibrio.Cojinetes
antifricción defectuosos
Variable Muy alta. Múltiplo
alto de ω .
El cojinete causante suele ser el más próximo al punto donde se produce mayor vibración de alta
frecuencia. Engranajes d f t Pequeña
Muy alta. Múltiplo lt ddefectuosos q
alto de ω .
Holguras 2 x ω . Generalmente va acompañada de desequilibrio o falta de alineación.
Correas de transmisión en
malas condiciones
Imprecisa o
p lsante
1 a 4 veces la ω de las correas
La verificación de las correas debe efectuarse con luz estroboscópicamalas condiciones pulsante de as co eas p
Eléctrica Desaparece al desconectar
ω ó
1-2 x frecuencia síncrona
Se detecta fácilmente, pues la vibración cae instantáneamente al desconectar la máquina de la
red.
FFuerzas aerodinámicas e
hidráulicas
nº de álabes del ventilador x ω .
Causa peligrosa en zonas próximas a la resonancia.
*ω = velocidad angular del elemento o máquina
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Medida de las vibracionesMedida de las vibraciones
dB
E) ActuaciónRotura
Máquina nuevaReparación efectuadaNivel de
vibración
dB
Orden de reparaciónPeriodo de rodaje
Orden de reparación
Nuevo periodo demantenimiento 6÷10 dB
Nivel de vibraciónde referencia
Tiempo
M t i i t d l á i- Pequeñas modificaciones en los elementos.
f
- Mantenimiento de las máquinas.
- Modificaciones de diseño.