Unidad 1- Oscilaciones · Movimiento Armónico Simple. 2. Física de las Vibraciones. 3. Unidades...

Unidad 1-Oscilaciones

1.1 Movimiento Armónico Simple

M. En C. José Antonio González Moreno

Octubre del 2017

Temario Propuesto:

1. Movimiento Armónico Simple.

2. Física de las Vibraciones.

3. Unidades de medición de la Vibración.

4. Parámetros de Vibración.

5. Medición del Ángulo de Fase.

6. Frecuencias Naturales.

7. Velocidades Críticas.

1.- Movimiento Armónico Simple

Elongación

Compresión

2.- Física de las Vibraciones. • Propiedades del Sistema:

Masa: Es la Magnitud que cuantifica la cantidad de materia de un cuerpo. La uniadd de masa en el SI es el Kg.

Rigidez (k): Es el cociente entre la variación de la carga aplicada (Fuerza) y la Deformación correspondiente del soporte elástico (en N/m).

Amortiguamiento: Se define como la capacidad de un sistema o cuerpo para disipar la energía (Vibraciones).

3.- Unidades de medición de la Vibración.

Micra (μm) = 1×10-6 m

Milésima (Mils) = 0.001 pulgadas = 25.4 μm

Velocidad de Vibración = mm/s

Vel. De Vibración = ips = pulgadas/seg

g = gravedad = 9.81 m/s2 = 386.1 in/s2

Amplitud = rms = Root Mean Square = Raíz Media Cuadrática

Vel. Angular = rpm (Rev. Por Minuto) = cpm (Ciclos por minuto).

Ángulo de Fase = 1 radián = 180°/π = 57.2957°

4.- Parámetros de Vibración. • A) Desplazamiento:

• Es el cambio físico de un objeto de un lugar a otro.

• Se asocia con los elementos de una estructura flexible.

• Usualmente se utiliza para medir la Vibración en las máquinas de baja frecuencia o bajas rpm (1200 rpm).

• También se utiliza para medir la Vibración en ejes de alta frecuencia para observar la órbita que describen.

Tipos de Desplazamiento:

1. Desplazamiento Pico – Pico.

2. Desplazamiento Cero - Pico.

3. Desplazamiento rms.

4.- Parámetros de Vibración • B) Velocidad:

• Se define como el Desplazamiento con relación al tiempo.

• Es también la derivada de la distancia respecto al tiempo.

• La rapidez del cambio del desplazamiento con relación al tiempo, está relacionada con la fatiga del material.

• La Velocidad es el mejor parámetro para evaluar las máquinas entre velocidades de 600 y 600,000 cpm (10 y 1000 Hz).

4.- Parámetros de Vibración

• B) Velocidad:

• El Desplazamiento respecto a la velocidad tiene un desfase de 90°

4.- Parámetros de Vibración • B) Velocidad:

• En Inglés se distingue lo que es Velocity y Speed.

• Velocity: Se enfoca a la velocidad de Vibración.

• Speed: Se emplea en la velocidad de Rotación.

4.- Parámetros de Vibración • C) Aceleración:

• Es la derivada de la Velocidad con respecto al tiempo.

• Usualmente se utiliza para altas frecuencias.

• Es proporcional a las fuerzas sobre un componente de la máquina.

• Es un excelente parámetro para valorar el estado de los engranes, rodamientos y problemas de lubricación.

• Altas g’s implican pérdida de energía.

4.- Parámetros de Vibración • C) Aceleración:

• La velocidad esta desfasada -90 ° con respecto a la aceleración.

• El desplazamiento está desfasado 90° con respecto a la velocidad.

4.- Parámetros de Vibración:

1. Desplazamiento: mm, mils, micras.

2. Velocidad : mm/s, ips, cpm, rpm.

3. Aceleración: g’s, mm/s2, ips2.

4.- Parámetros de Vibración.

Características Principales del Movimiento Vibratorio:

Frecuencia.

Periodo.

Amplitud.

Fase.

4.- Parámetros de Vibración. • ¿Qué es Frecuencia?

• Es el número de eventos por unidad de tiempo. Es decir: f = 1/T (en CPM, Hz, rpm y en múltiplos de velocidad 1X, 2X, 3X, etc.)

4.- Parámetros de Vibración. • Tipos de frecuencia:

4.- Parámetros de Vibración.

• Periodo: Es el tiempo necesario para completar un ciclo de Vibración.

• Es la Inversa de la frecuencia: T = 1/f

4.- Parámetros de Vibración. • Amplitud:

• Es el valor máximo de vibración en un cierto punto de la máquina.

• Al comparar equipos mecánicos, dependen del valor de la Amplitud y su rango de frecuencia.

4.- Parámetros de Vibración.

• Factores de Conversión para la Amplitud:

4.- Parámetros de Vibración.

4.- Parámetros de Vibración. • Onda Armónica Senoidal:

4.- Parámetros de Vibración.

4.- Parámetros de Vibración.

4.- Parámetros de Vibración.

4.- Parámetros de Vibración.

5.- Medición del Ángulo de Fase.

• Fase: Es la Diferencia angular medida (en ° o radianes) entre las vibraciones de la misma frecuencia.

5.- Medición del Ángulo de Fase. • Desfase: Es cuando se tienen 2 frecuencias que no

están alineadas y se encuentran con otro ángulo de comienzo.

• Cuando un sistema está desfasado, se tendrá una separación por lo regular de 180° (π rad).

5.- Medición del Ángulo de Fase.

• Medición de Fase: Se utilizan por lo regular 2 sensores RFF (Radio Frequency Fast) y una luz de referencia la cual incide en una parte de la flecha encintada y se utiliza un TTL (Transistor-Transist-Logic).

5.- Medición del Ángulo de Fase.

• Lámpara Estroboscópica:

Se utiliza para observar a detalle equipo y elementos rodantes en movimiento.

Se Continua en el Apartado 1.2