Analisis Vibracional – Nivel Ii - Capitulo Ii.pptx

ANALISIS VIBRACIONAL  – NIVEL II Ing. Lenin Rivera Pérez Capítulo II • • • • ADQUISICIÓN ADQUISICI ÓN DE D E DATOS DATOS • • • • Selección de la Medida Transductores de Vibración Accesorios de Disparo Selección de los Transductores Montaje de Transductores Localización de los Transductores Rango de Frecuencias Presentación de los Datos en la Pantalla • • • La clave clave para lograr lograr un trabajo trabajo excelen excelente te en el campo ca mpo del anál análisi isiss vib vibra raci ciona onall es la apr apropi opiada ada adquisición de datos. Los da Los dattos de vibr brac aciión de un una a máq áqui uina na se obti ob tien enen en po porr me medi dio o de un tr tran ansd sduc ucttor qu que e conv co nvier ierte te la vib vibra raci ción ón mec mecáni ánica ca en una señ señal al eléctrica eléctric a en voltios. La calid calidad ad de la se seña ñall de depe pend nde e de la bu buen ena a selección del transductor, de la forma como esta montado y del lugar donde esta localizado. La apropiada adquisición de los datos de vibración asegura lo siguiente: monitoreo confiable, diagnóstico de falla efectivo, buena evaluación del equipo, pruebas precisas de aceptación aceptaci ón del equipo. • Como todos los datos son digitali digitalizados zados previamente al almacenamiento, se debe considerar el tiempo de adquisición y el tamaño de la muestra, para que los datos adquiridos se visualicen apropiadamente apropiadamente en la pantalla y que Sele Se lecc cció ión n de la Me Medi dida da Tres medidas de vibración están disponibles —  desplazamiento, velocidad y aceleración. Lo ideal    sería ideal  sería que el tra transduc nsductor tor pro proporc porcione ione dire directa ctament mente e la medi medida da selec selecciona cionada da pero desgr des graci aciada adamen mente te las lim limit itaci acione oness del tr trans ansduc ducto torr no sie siempr mpre e per permi miten ten una med medida ida directa direct a de vibraci vibración ón en la medida seleccionada. se leccionada. La medida se selecciona en base a las frecuencias de vibración presentes en la máquina, el tipo de análisis a ser efectuado y la información que se desea buscar buscar.. El Desplazamiento absoluto, se usa para usa  para bajas frecuencias (de 0 a 1,200 CPM) y se relaciona a los esfuerzos en el eje o estructura, típicamente es medido con un acelerómetro y la señal es doblemente integrada para obtener desplazamiento. El Desplazamiento relativo, de un eje puede ser medido con un captador de   proximidad instalado en la caja de cojinetes y se usa en un amplio rango de frecuencias. La Velocidad, se usa para el monitoreo de máquinas en el rango de frecuencias (de 600 a 60,000 CPM) y se relaciona con la fatiga, generalmente generalmente es medido con un acelerómetro y la señal es integr integrada ada para obtener velocidad. La ac acel eler erac ació ión n es la me medi dida da óp ópti tima ma pa para ra fr frec ecue uenc ncia iass su supe peri rior ores es a 60 60,0 ,000 00 CP CPM M y se relaciona con relaciona  con la fuerza. Tipo de medición, Rango de frecuencias y Aplicaciones Rango de Frecuencias de acuerdo al tipo de componente Selección de Medidas para varios tipos de Equipos. Ejemplo Eje mplo 2.1 Seleccionar la(s) medida(s), el sensor y el rango de frecuencias para una Caja de Engranajes de Simple Reducción de 9 Mw Ejem Ej empl plo o 2. 2.2 2 Seleccionar las medidas, el sensor y el rango de frecuencias para el Dryer Roll de 300 RPM de trabajo que utiliza rodamientos de 26 rodillos. La frecuencia más alta en rodamientos es BPFI (falla en pista interior). Ejempl Eje mplo o 2.3 Seleccionar; las medidas, el sensor y el rango de frecuencias para un Motor de inducción de 200 Hp, 1,800 RPM de trabajo que utiliza rodamientos de 08 rodillos. Tran ransduct sductore oress de Vibr Vibració ación n La información acerca de la vibración de una máquina se obtiene por medio de los tr trans ansduc ductor tores, es, que con convie vierte rten n las vib vibra racio ciones nes mec mecáni ánica cass en señ señale aless eléctricas que son procesadas y acondicionadas por una amplia variedad de instrumento instrumentos. s. La amplitud de la vibración, la frecuencia y el ángulo de fase entre dos señales se utilizan para la evaluación. La se sele lecc cció ión n del tr tran ansd sduc ucttor es estta basado en; la sensibilidad, el tamaño requerid req uerido, o, la medid medida a selec selecciona cionada, da, la frecuencia de respuesta, el diseño y la velocidad de la máquina. ¿El transductor proporciona una señal eléctrica proporcional a la Capt Ca ptad ador ores es de Pr Pro oxi ximi mida dad d o de No Co Cont ntac actto Llamados también transductores de corriente de Eddy y miden el desplazamiento relativo estático y dinámico del eje con respecto al alojamiento de cojinetes, se utilizan como monitores de vibración (protección) en rotores livianos instalados en carcasas robustas tales como turbinas, compresores, etc. Debido al peso y la rigidez de la carcasa, la alta vibración del rotor liviano no afectará mucho al incremento de la vibración de la carcasa; en estos casos es necesario medir la vibración real del eje con los captadores de proximidad. Las aplicaciones de estos captadores captador es en la medición de las vibraciones en las posiciones axial y radial. Tra ransduct nsductore oress de Veloc elocidad idad Estos sensores son auto excitados o sea que no requieren suministro de energía para trabajar, se llaman también sensores sísmicos porque interiormente tiene una bobina suspendida con dos resortes dentro de un campo magnético fijo, al existir movimiento relativo entre el imán permanente y la bobina se genera una señal eléctrica que responde directamente a la velocidad de la vibración y son utilizados para medir las vibraciones en los alojamientos de los cojinetes en el rango de frecuencias de 10 hasta 2,000 Hz. Acelerómetros Son se Son sens nsor ores es ut util iliz izad ados os pa para ra me medi dirr lo loss ni nive vele less de vi vibr brac ació ión n en ca carc rcas asas as y alojamientos de cojinetes, son sensores que típicamente se suministran con los colectores de datos. El acelerómetro consiste en una pequeña masa montada sobr so bre e cr cris ista tale less pi piez ezoe oelé léct ctric ricos os qu que e pr prod oduc ucen en pe pequ queñ eñas as se seña ñale less el eléc éctri trica cass proporcionales proporcional es a la aceleración cuando hay una fuerza aplicada Luz Est Estrob roboscó oscópica pica La luz estroboscópica es utilizada para medir la velocidad de giro del eje o el ángulo de fase en conjunción con un sensor de vibración. Selecc Sel ección ión de los tr trans ansduc ducto tore ress Las consideraciones más importantes en la selección de los transductores son; frecuencias de respuesta, proporción proporción de señal y ruido, sensibilidad del transductor y magnitud de la señal que va ha ser medida. El rango de frecuencias del transductor debe ser compatible con las frecuencias generadas por los componentes mecánicos mecánicos de la máquina, de lo contrario se debe seleccionar otro transductor y la señal convertida a sus propias unidades de medición; por ejemplo, sí la medición de velocidad es decidida para frecuencias superiores a 2,000 Hz, se debe seleccionar como transductor a un acelerómetro y para obtener velocidad se debe integrar la señal; si se desea la forma de onda de la velocidad, entonces la señal debe ser adquirida de un transductor de velocidad o de una señal integrada a partir de un transductor de aceleración. aceleración. Montaje de Transductores Localización de los transductores Rang Ra ngo o de Fr Frec ecue uenc ncia iass Los espectros pueden ser colectados como parte de la función de pantalla de mu much chos os co cole lect ctor ores es de da dato tos, s, el ran ango go de fr frec ecue uenc ncia ia de debe be re refl flej ejar ar apropiadamente la muestra con la apropiada selección del transductor. Pres esen enttac ació ión n de los Datos en la Pan anttal allla Los da Los dato toss de vi vibr brac ació ión n de un una a má máqu quin ina a qu que e tr trab abaj aja a a un una a ve velo loci cida dad d constan cons tante te son gene general ralment mente e repe repetitiv titivos; os; Peq Pequeñas ueñas vari variacion aciones es ocurr ocurren en como una influencia de la carga, temperatura y del proceso. Las condiciones ambientales y de carga deberían ser tomadas en cuenta cuando se recolectan los datos. Típicamente los datos son presentados en; un espectro de frecuencias, una Típicamente forma de onda y una órbita. La Forma de Onda La forma de onda es el gráfico de la amplitud de vibración versus tiempo, esto refleja el comportamiento físico de la máquina en señal vibratoria, la forma de la onda es utilizada para identificar eventos únicos de una máquina y su repetición. El ti tiem empo po de pr pres esen enttac ació ión n de lo loss da dattos en for orm ma de on onda da de depe pend nde e de la información informac ión solicitada. Espectro La configuración del espectro esta determinado por el rango de frecuencias de los datos para que toda la inform información ación sea obtenida. La resolución, el rango dinámico y la exa exacta cta amplitud son determinados por la configuración del analizador FFT Órbita La órbita mostrada es una presentación en la pantalla de dos dimensiones de la vibración de un punto de la máquina, las órbitas son comúnmente colectadas por sensores de proximidad, que muestran el movimiento físico del eje con respecto del cojinete. Las órbitas se utilizan para mostrar el movimiento de los pedestales, tuberías o cualquier estructura cuando una mejor visualización de la vibración de los objetos es deseada. Resu Re sume men n de la Ad Adqu quis isic ició ión n de Da Dato toss  –  –  –  –  –  –  –  –  –  –  – La Med Medici ición ón de; des despla plaza zamie mient nto, o, vel veloci ocida dad d o ace aceler lerac ación ión,, par para a ev evalu aluar ar la con condic dición ión de las máquinas máqu inas son par para a máquinas máquinas específ específicas. icas. Los tr tran ansdu sducto ctores res de vib vibra ració ción n deb deberí erían an ser sele selecci cciona onados dos por la; fr frecue ecuenci ncia a de res respue puest sta, a, magnitud de la señal, tamaño, tipo de máquina y tipo de cojinete. La magnitud de la señal depende de la medida seleccionada y de la frecuencia de interés. Las señ Las señale aless de ac aceler eleraci ación ón a baj bajas as en fr frecu ecuenc encia iass son pequeñas pequeñas en mag magnit nitud, ud, tal com como o es el desplazamiento desplazamien to a altas frecuencias. La int integr egraci ación ón de la seña señall de ac aceler elerac ación ión pue puede de ca causa usarr ele eleva vada dass am amplit plitude udess y rui ruidos dos a baj baja a frecuencia. La fr frecu ecuenc encia ia de res respue puest sta a es la cap capaci acida dad d de un tr tran ansdu sducto ctorr de rep repro roduc ducir ir la ma magni gnitu tud d de vibración dentro del rango de frecuencias. Los transductores transductores de vibración deberían ser posicionados cerca cerca de los cojinetes para adquirir los datos a la frecuencia de interés. Las vibraciones vibraciones a la velocidad de operación (1X), (1X), tales como; desbalance, desbalance, desalineamiento, desalineamiento, soltura, etc. son monitoreados en la dirección radial y analizados en las direcciones horizontal, vertical y axial. Las vibracion vibraciones es de los rodillos rodillos de los rodamient rodamientos os y de los engr engrana anajes jes se miden en la dirección axial. Todas las vibraciones vibraciones serán colectadas colectadas con la selección apropiada del rango rango de frecuencias y de las líneas de resolución. La conf configur iguración ación del colect colector or para la adqu adquisició isición n de dat datos os proporciona proporciona una pres present entación ación que PREGUNTAS
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ANALISIS VIBRACIONAL – NIVEL II

Ing. Lenin Rivera Pérez
Capítulo II
• Selección de la Medida
• Transductores de Vibración
• Accesorios de Disparo
• Selección de los Transductores
ADQUISICIÓN DE DATOS • Montaje de Transductores
• Localización de los
Transductores
• Rango de Frecuencias
• Presentación de los Datos en la
Pantalla
• La clave para lograr un trabajo excelente en el
campo del análisis vibracional es la apropiada
adquisición de datos.
• Los datos de vibración de una máquina se
obtienen por medio de un transductor que
convierte la vibración mecánica en una señal
eléctrica en voltios.
• La calidad de la señal depende de la buena
selección del transductor, de la forma como esta
montado y del lugar donde esta localizado.

La apropiada adquisición de los datos de
vibración asegura lo siguiente: monitoreo
confiable, diagnóstico de falla efectivo, buena
evaluación del equipo, pruebas precisas de
aceptación del equipo.

• Como todos los datos son digitalizados
previamente al almacenamiento, se debe
considerar el tiempo de adquisición y el tamaño
de la muestra, para que los datos adquiridos se
visualicen apropiadamente en la pantalla y que
las vibraciones sean analizadas y evaluadas.
Selección de la Medida
Tres medidas de vibración están disponibles — desplazamiento, velocidad y aceleración. Lo
ideal sería que el transductor proporcione directamente la medida seleccionada pero
desgraciadamente las limitaciones del transductor no siempre permiten una medida
directa de vibración en la medida seleccionada.

La medida se selecciona en base a las frecuencias de vibración presentes en la máquina, el
tipo de análisis a ser efectuado y la información que se desea buscar.

El Desplazamiento absoluto, se usa para bajas frecuencias (de 0 a 1,200 CPM) y se relaciona
a los esfuerzos en el eje o estructura, típicamente es medido con un acelerómetro y la
señal es doblemente integrada para obtener desplazamiento.

El Desplazamiento relativo, de un eje puede ser medido con un captador de proximidad
instalado en la caja de cojinetes y se usa en un amplio rango de frecuencias.

La Velocidad, se usa para el monitoreo de máquinas en el rango de frecuencias (de 600 a
60,000 CPM) y se relaciona con la fatiga, generalmente es medido con un acelerómetro y la
señal es integrada para obtener velocidad.

La aceleración es la medida óptima para frecuencias superiores a 60,000 CPM y se
relaciona con la fuerza.
Tipo de medición, Rango de frecuencias y
Aplicaciones
Rango de Frecuencias de acuerdo al tipo de
componente
Selección de Medidas para varios tipos de
Equipos.
Ejemplo 2.1
Seleccionar la(s) medida(s), el sensor y el rango de frecuencias para una Caja de
Engranajes de Simple Reducción de 9 Mw
Ejemplo 2.2
Seleccionar las medidas, el sensor y el rango de frecuencias para
el Dryer Roll de 300 RPM de trabajo que utiliza rodamientos de 26
rodillos. La frecuencia más alta en rodamientos es BPFI (falla en
pista interior).
Ejemplo 2.3
Seleccionar; las medidas, el sensor y el rango de frecuencias para un Motor de
inducción de 200 Hp, 1,800 RPM de trabajo que utiliza rodamientos de 08 rodillos.
Transductores de Vibración
La información acerca de la vibración
de una máquina se obtiene por medio
de los transductores, que convierten
las vibraciones mecánicas en señales
eléctricas que son procesadas y
acondicionadas por una amplia
variedad de instrumentos.

La amplitud de la vibración, la
frecuencia y el ángulo de fase entre dos
señales se utilizan para la evaluación.

La selección del transductor esta
basado en; la sensibilidad, el tamaño
requerido, la medida seleccionada, la
frecuencia de respuesta, el diseño y la
velocidad de la máquina.

¿El transductor proporciona una señal eléctrica proporcional a la
vibración medida?
Captadores de Proximidad o de No Contacto
Llamados también transductores de corriente de Eddy y miden el desplazamiento
relativo estático y dinámico del eje con respecto al alojamiento de cojinetes, se
utilizan como monitores de vibración (protección) en rotores livianos instalados
en carcasas robustas tales como turbinas, compresores, etc. Debido al peso y la
rigidez de la carcasa, la alta vibración del rotor liviano no afectará mucho al
incremento de la vibración de la carcasa; en estos casos es necesario medir la
vibración real del eje con los captadores de proximidad. Las aplicaciones de estos
captadores en la medición de las vibraciones en las posiciones axial y radial.
Transductores de Velocidad
Estos sensores son auto excitados o sea que no requieren suministro de energía
para trabajar, se llaman también sensores sísmicos porque interiormente tiene
una bobina suspendida con dos resortes dentro de un campo magnético fijo, al
existir movimiento relativo entre el imán permanente y la bobina se genera una
señal eléctrica que responde directamente a la velocidad de la vibración y son
utilizados para medir las vibraciones en los alojamientos de los cojinetes en el
rango de frecuencias de 10 hasta 2,000 Hz.
Acelerómetros
Son sensores utilizados para medir los niveles de vibración en carcasas y
alojamientos de cojinetes, son sensores que típicamente se suministran con los
colectores de datos. El acelerómetro consiste en una pequeña masa montada
sobre cristales piezoeléctricos que producen pequeñas señales eléctricas
proporcionales a la aceleración cuando hay una fuerza aplicada
Luz Estroboscópica
La luz estroboscópica es utilizada para medir la velocidad de giro del eje o el
ángulo de fase en conjunción con un sensor de vibración.
Selección de los transductores
Las consideraciones más importantes en la selección de los transductores son;
frecuencias de respuesta, proporción de señal y ruido, sensibilidad del transductor
y magnitud de la señal que va ha ser medida.

El rango de frecuencias del transductor debe ser compatible con las frecuencias
generadas por los componentes mecánicos de la máquina, de lo contrario se debe
seleccionar otro transductor y la señal convertida a sus propias unidades de
medición; por ejemplo, sí la medición de velocidad es decidida para frecuencias
superiores a 2,000 Hz, se debe seleccionar como transductor a un acelerómetro y
para obtener velocidad se debe integrar la señal; si se desea la forma de onda de
la velocidad, entonces la señal debe ser adquirida de un transductor de velocidad
o de una señal integrada a partir de un transductor de aceleración.
Montaje de Transductores
Localización de los transductores
Rango de Frecuencias
Los espectros pueden ser colectados como parte de la función de pantalla
de muchos colectores de datos, el rango de frecuencia debe reflejar
apropiadamente la muestra con la apropiada selección del transductor.

Presentación de los Datos en la Pantalla
Los datos de vibración de una máquina que trabaja a una velocidad
constante son generalmente repetitivos; Pequeñas variaciones ocurren
como una influencia de la carga, temperatura y del proceso.

Las condiciones ambientales y de carga deberían ser tomadas en cuenta
cuando se recolectan los datos.

Típicamente los datos son presentados en; un espectro de frecuencias, una
forma de onda y una órbita.
La Forma de Onda
La forma de onda es el gráfico de la amplitud de vibración versus tiempo, esto
refleja el comportamiento físico de la máquina en señal vibratoria, la forma de la
onda es utilizada para identificar eventos únicos de una máquina y su repetición.
El tiempo de presentación de los datos en forma de onda depende de la
información solicitada.
Espectro
La configuración del espectro esta determinado por el rango de frecuencias de los
datos para que toda la información sea obtenida. La resolución, el rango dinámico
y la exacta amplitud son determinados por la configuración del analizador FFT
Órbita
La órbita mostrada es una presentación en la pantalla de dos dimensiones de la
vibración de un punto de la máquina, las órbitas son comúnmente colectadas por
sensores de proximidad, que muestran el movimiento físico del eje con respecto
del cojinete. Las órbitas se utilizan para mostrar el movimiento de los pedestales,
tuberías o cualquier estructura cuando una mejor visualización de la vibración de
los objetos es deseada.
Resumen de la Adquisición de Datos

– La Medición de; desplazamiento, velocidad o aceleración, para evaluar la condición de las
máquinas son para máquinas específicas.
– Los transductores de vibración deberían ser seleccionados por la; frecuencia de respuesta,
magnitud de la señal, tamaño, tipo de máquina y tipo de cojinete.
– La magnitud de la señal depende de la medida seleccionada y de la frecuencia de interés.
– Las señales de aceleración a bajas en frecuencias son pequeñas en magnitud, tal como es el
desplazamiento a altas frecuencias.
– La integración de la señal de aceleración puede causar elevadas amplitudes y ruidos a baja
frecuencia.
– La frecuencia de respuesta es la capacidad de un transductor de reproducir la magnitud de
vibración dentro del rango de frecuencias.
– Los transductores de vibración deberían ser posicionados cerca de los cojinetes para adquirir los
datos a la frecuencia de interés.
– Las vibraciones a la velocidad de operación (1X), tales como; desbalance, desalineamiento, soltura,
etc. son monitoreados en la dirección radial y analizados en las direcciones horizontal, vertical y
axial.
– Las vibraciones de los rodillos de los rodamientos y de los engranajes se miden en la dirección
axial.
– Todas las vibraciones serán colectadas con la selección apropiada del rango de frecuencias y de las
líneas de resolución.
– La configuración del colector para la adquisición de datos proporciona una presentación que
mejora el análisis.
PREGUNTAS