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este es un manual de practicas donde se especifica los pasos de las practicas que se realiza en le manenimiento predictivo
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UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE CAMPECHE
MANUAL DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO MECANICO
DIRECCIÓN
MANTENIMIENTO INDUSTRIAL
ELABORADO:
ING. RAMÓN SARAO CALDERÓN.
MANUAL DE PRACTICA DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO MECANICO
Objetivo general: El alumno será capaz de implementar un programa de
mantenimiento predictivo para asegurar la disponibilidad de los equipos productivos mediante la medición y análisis de las vibraciones mecánicas. UNIDADES TEMATICAS I.- CLASIFICACIÓN DE LAS VIBRACIONES MECANICAS. II.- MEDICIÓN, DIAGNOSTICO Y FALLAS DE VIBRACIONES. III.- MANTENIMIENTO PREDICTIVO SOBRE VIBRACIONES. I.- TIPOS DE VIBRACIONES MECANICAS.
¿QUE ES VIBRACIÓN?
En términos muy simples una vibración es un movimiento oscilatorio de pequeña amplitud.
Todos los cuerpos presentan una señal de vibración en la cual plasman cada una de sus
características. De acuerdo a esto, las maquinas presentan su propia señal de vibración y en ella
se encuentra la información de cada uno de sus componentes. Por lo tanto, una señal de vibración
capturada de una maquina significa la suma vectorial de la vibración de cada uno de sus
componentes.
VIBRACIÓN SIMPLE:
La base principal de las señales de vibración en el dominio del tiempo son las ondas sinusoidales.
Estas son las más simples y son la representación de las oscilaciones puras. Una oscilación pura
puede ser representada por el siguiente experimento: Imagínese una masa suspendida de un
resorte como el de la figura 1a. Si esta masa es soltada desde una distancia Xo, en condiciones
ideales, se efectuara un movimiento armónico simple que tendrá una amplitud Xo.
Ahora a la masa vibrante le acondicionamos un lápiz y una hoja de papel en su parte posterior, de
manera que pueda marcar su posición. Si jalamos el papel con velocidad constante hacia el lado
izquierdo se formara una grafica parecida a la figura 1b. El tiempo que tarda la masa para ir y
regresar al punto Xo siempre es constante. Este tiempo recibe el nombre de periodo de oscilación
(medido generalmente en seg o mseg) y significa que el resorte completó un ciclo.
El reciproco del periodo es la frecuencia (es decir F=1/P) la cual generalmente es dada en Hz
(Ciclos por segundo) o también ciclos por minuto (CPM). Estos conceptos pueden verse más
claramente en la figura 2. De esta onda sinusoidal también es importante definir la amplitud y la
fase.
La amplitud desde el punto de vista de las vibraciones es cuanta cantidad de movimiento puede
tener una masa desde una posición neutral. La amplitud se mide generalmente en valores pico-
pico para desplazamiento y valores cero-pico y rms para velocidad y aceleración (Ver fig. 3).
La fase realmente es una medida de tiempo entre la separación de dos señales, la cual puede ser
relativa o absoluta. Generalmente se representa en grados. La figura 4 muestra dos señales
sinusoidales de igual amplitud y periodo, pero separadas 90 grados, lo cual indica que ambas
curvas están desfasadas 90 grados.
VIBRACIÓN COMPUESTA:
Una señal compuesta es una sumatoria de varias señales sinusoidales que comprenden cada uno
de los componentes que se encuentran en la maquina, mas todos los golpeteos y vibraciones
aleatorias. El resultado es una señal como la ilustrada en la figura 5.
VIBRACIÓN ALEATORIA Y GOLPETEOS INTERMITENTES:
Además de las vibraciones simples, también existen otros tipos de vibraciones como son la
vibración aleatoria y los golpeteos intermitentes. La vibración aleatoria no cumple con patrones
especiales que se repiten constantemente o es demasiado difícil detectar donde comienza un ciclo
y donde termina. Estas vibraciones están asociadas generalmente a turbulencias en sopladores y
bombas (Ver Fig. 6a). Este tipo de patrones es mejor interpretarlos en el espectro y no en la onda
del tiempo. Los golpeteos intermitentes están asociados a golpes continuos que crean una señal
repetitiva. Estas se encuentran mas comúnmente en los engranajes, en el paso de las aspas de un
impulsor o ventilador, etc. Este tipo de señales tiende a morir debido a la amortiguación del medio.
En la figura 6b se muestra claramente este fenómeno: un golpe intermitente que se amortigua con
el medio.
TRANSFORMADA DE FOURIER:
Hasta ahora solo hemos visto vibraciones en el dominio del tiempo, que son señales directas de la
máquina. Como ya dijimos antes, en estas señales se encuentra plasmada toda la información
acerca del comportamiento de cada componente de la máquina. Pero hay un problema a la hora
de realizar un diagnóstico: estas señales están cargadas de mucha información en forma muy
compleja, la cual comprende las señales características de cada componente de la máquina, por lo
cual prácticamente es imposible distinguir a simple vista sus comportamientos característicos.
Existen otras formas para realizar un estudio de vibraciones, entre las cuales se encuentra mirar
esta señal en el dominio de la frecuencia. Esta es la gráfica de amplitud vs. Frecuencia y es
conocida con el nombre de espectro. Esta es la mejor herramienta que se tiene actualmente para
el análisis de maquinaria.
Fue el matemático francés Jean Baptiste Fourier (1768 – 1830) quien encontró la forma de
representa una señal compleja en el dominio del tiempo por medio de series de curvas
sinusoidales con valores de amplitud y frecuencia específicos.
Entonces lo que hace un analizador de espectros que trabaja con la transformada rápida de fourier
es capturar una señal desde una maquina, luego calcula todas las series de señales sinusoidales
que contiene la señal compleja y por ultimo las muestra en forma individual en el eje X de la
frecuencia (vistas en rojo). La figura 8 muestra una señal en el dominio del tiempo y su
correspondiente en el dominio de la frecuencia.
PRACTICA 1.
El alumno deberá diferenciar los parámetros de la vibración siguiendo el siguiente formato:
Introducción.
Objetivo.
Justificación.
Desarrollo.
Anexos.
Conclusión.
Material a utilizar: bibliografía de vibraciones, lapicero, cuaderno, apuntes.
PRACTICA 2.
El alumno definirá los conceptos de vibraciones mecánicas, vibraciones libres, vibración
amortiguada, vibraciones no lineales con dos grados de libertad y varios grados de libertad.
Introducción.
Objetivo.
Justificación.
Desarrollo.
Anexos.
Conclusión.
Material a utilizar: : bibliografía de vibraciones, lapicero, cuaderno, apuntes.
PRACTICA 3.
El alumno reconocerá los elementos necesarios para la modelación matemática como son el
diagrama de cuerpo libre, segunda ley de newton, energía cinética, par de torsión, momento de
inercia, trigonometría, algebra, ecuaciones diferencial, series de Fourier, algebra lineal.
Introducción.
Objetivo.
Justificación.
Desarrollo.
Anexos.
Conclusión.
Material a utilizar: : bibliografía de vibraciones, lapicero, cuaderno, apuntes, calculadora, libro de
ecuaciones diferencial, algebra, física.
II.- MEDICIÓN, DIAGNOSTICO Y FALLAS DE VIBRACIONES.
ANALISIS ESPECTRAL:
Cuando se mide una maquina se genera información muy valiosa que es necesario analizar. El
éxito de este análisis depende de la correcta interpretación que se le de a los espectros capturados
con respecto a las condiciones de operación en que se encuentra la maquina. A continuación se
muestra un esquema de cómo seria la captura de la información desde una maquina para luego
ser analizada.
En las siguientes secciones se encuentran los comportamientos espectrales característicos de la
mayoría de las causas de vibración que puede presentar una maquina.
CAUSAS DE VIBRACION:
DESBALANCEO:
ESTATICO: Producido generalmente por desgaste radial superficial no uniforme en rotores en los
cuales su largo es despreciable en comparación con su diámetro.
El espectro presenta vibración dominante con una frecuencia igual a 1X RPM del rotor.
Se recomienda para corregir la falla balancear el rotor en un solo plano (en el centro
de gravedad del rotor) con la masa adecuada y en la posición angular calculada con un equipo de
balanceo.
DINAMICO: El desbalanceo dinámico ocurre en rotores medianos y largos. Se debe principalmente
a desgastes radiales y axiales simultáneos en la superficie del rotor.
El espectro presenta vibración dominante y vaivén simultaneo a la frecuencia igual a
1XRPM del rotor.
Para corregir la falla es necesario balancear en dos planos con las masas adecuadas
y en las posiciones angulares calculadas con un equipo de balanceo dinámico.
ROTOR COLGANTE: Ocurre en rotores que se encuentran en el extremo de un eje. Es producido
por desgaste en la superficie del rotor y la flexión del eje.
El espectro presenta vibración dominante a 1X RPS del rotor, muy notoria
en dirección axial y radial.
DESALINEACION:
ANGULAR: Ocurre cuando el eje del motor y el eje conducido unidos en el cople, no son paralelos.
Se caracteriza por altas vibraciones axiales. 1X RPM y 2X RPM son las mas comunes,
con una diferencia de fase de 180 grados a través del cople. También se presenta a 3X RPM,
estos síntomas también indican problemas en el cople.
PARALELA: Los ejes del motor y del rotor conducido están paralelos pero no son colineales.
Se pueden detectar altas vibraciones radiales a 2X RPM, predominante y a 1X RPM,
con una diferencia de fase de 180 grados a través del cople, cuando su severidad aumenta, genera
picos en armónicos superiores (4X, 8X).
ENTRE CHUMACERAS: En una maquina con transmisión de poleas, la mala posición de las
chumaceras puede evitar que el eje se acomode correctamente, lo cual genera vibraciones
anormales en sentido axial y radial.
El pico a 1X RPM se excita especialmente en sentido axial.
Para corregir este defecto es necesario verificar que las chumaceras queden completamente
paralelas entre si.
HOLGURA MECANICA EJE-ALOJAMIENTO:
HOLGURA EJE-AGUJERO: Aflojamiento de manguitos, tolerancias de fabricación inadecuadas
(con juego), y holgura entre impulsor y su eje en bombas. Causa un truncamiento en la forma de
onda en el dominio del tiempo.
La falla genera múltiples armónicos y subarmónicos de 1X RPS,
resaltando los Subarmónicos fraccionarios 1/2 X, 1/3 X, 1.5 X, 2.5 X,…. La fase es inestable y su
nivel máximo de vibración tiende a una dirección notable realizando lecturas radiales espaciadas
30 grados entre si.
SOLTURA ESTRUCTURAL:
SOLTURA ESTRUCTURAL: Ablandamiento o desplazamiento del pie de la maquina, por holgura
en los pernos de la base o por deterioro de los componentes de la sujeción.
El espectro presenta vibración a 1X RPS en la base de la maquina
con desfase a 180 grados entre los elementos sujetados en el anclaje. Altamente direccional en
dirección a la sujeción.
Se recomienda primero revisar el estado de fatiga del pie de la
maquina (rajaduras, corrosión), Luego debe verificarse el estado de los tronillos sujetadores y por
último el estado de la cimentación.
EXCENTRICIDAD
ROTOR EXCENTRICO: Se puede confundir fácilmente con el desbalanceo. Ocurre cuando el
centro de rotación no coincida con el centro geométrico en un rotor.
La mayor vibración ocurre a 1X RPM del elemento con excentricidad, en
dirección de la línea que cruza por los centros de los dos rotores.
Para corregir la falla el rotor debe ser reemplazado. (Tratar de balancear
el rotor excéntrico resulta en una disminución del nivel de vibración en una dirección y en aumento
considerable en la otra).
ROTOR O EJE PANDEADO
PANDEO: Es mas común en ejes largos y se produce por esfuerzos excesivos en el eje.
Genera vibración axial alta con diferencia de fase de 180 grados medida en los dos
soportes del rotor. Su vibración dominante es 1X RPM si el pandeo esta cercano al centro del eje y
a 2X RPM si esta cerca del rodamiento.
Para corregir la falla el eje debe rectificarse o cambiarse.
RESONANCIAS Y PULSACIONES:
RESONANCIA: Ocurre cuando la velocidad de una fuerza conducida iguala la frecuencia natural
de una estructura o una parte de ella.
Puede causar una gran amplificación de la amplitud lo que puede terminar en
fallas prematuras y muy probablemente catastróficas. Presenta un cambio de fase de 90 grados
por resonancia y 180 grados cuando lo sobrepasa.
Se requieren cambios periódicos de localización de la frecuencia natural.
PULSACIONES: Suceden cuando una fuente de vibración interfiere con otra. Generalmente se
produce por dos maquinas cercanas que trabajan casi a la misma velocidad.
El espectro muestra dos picos con frecuencias similares. La diferencia de estas
da como resultado una pulsación. La ilustración de la izquierda presenta estas dos frecuencias en
el dominio del tiempo y la suma de ambas.
Para solucionar el problema se deben aislar estructuralmente las maquinas en
conflicto.
FALLAS EN ENGRANAJES:
ESTADO NORMAL: Espectro característico de un engranaje en estado normal (esta no es una falla
de engranaje).
Espectro característico del engrane: El espectro mostrara armónicos 1X y 2X
RPM del piñón conductor y de la rueda conducida. Adicionalmente mostrara bandas laterales
alrededor de la frecuencia de engrane GMF (Gear Mesh Frecuency).
El engranaje se encuentra en buen estado si estos picos de vibración se
encuentran relativamente bajos.
DESGASTE EN DIENTES: Ocurre por operación mas allá del tiempo de vida del engranaje,
contaminación del lubricante, elementos extraños circulando en la caja del engrane o montaje
erróneo.
Su espectro se caracteriza por a aparición de bandas laterales alrededor
de la frecuencia natural de vibración (fn) del engranaje defectuoso. El espaciamiento de las bandas
laterales es 1X RPM del engranaje defectuoso. Si el desgaste es avanzado hay sobreexcitación de
la GMF
Para solucionar el problema se debe cambiar o rectificar el engranaje. Si
el desgaste es prematuro es necesario revisar desalineación en el eje o excentricidad en el
engranaje.
SOBRECARGA EN EL ENGRANE: Todos los dientes están recibiendo sobrecarga continua.
La amplitud de la GMF es altamente excitada, pero esto no
suele representar un problema si las bandas a su alrededor se mantienen bajas. Este análisis es
efectivo si se realiza siempre a la máxima carga de operación de la maquina.
Debe buscarse algún elemento que este aumentando el torque
transmitido más allá de lo normal (rodamiento o buje defectuoso, fallas en lubricación y anomalías
en general en el rotor conducido que dificulten el movimiento).
EXCENTRICIDAD Y/O BACKLASH: La excentricidad ocurre cuando el centro de geometría no
coincide con el centro de rotación. El backlash ocurre cuando, al terminar el contacto entre dos
dientes los otros dos no entran inmediatamente en contacto.
Su espectro muestra aumento considerable de las bandas
laterales alrededor de la GMF y fn. El engranaje con problemas es indicado por el espaciado de las
bandas laterales. Si el problema es backlash, la GMF debe disminuir con el aumento de la carga.
Para corregir el problema el engranaje debe ser re
ensamblado o reemplazado si se encuentran problemas de fabricación.
ENGRANE DESALINEADO: Se presenta cuando las ruedas dentadas fueron ensambladas con
errores de alineación o cuando sus ejes no están paralelos.
Casi siempre se excitan los armónicos de segundo o mayor orden de
la GMF, con bandas laterales a 1X RPM del piñón o la rueda. 2X GMF y 3X GMF dominan el
espectro.
El conjunto debe ser realineado para corregir el problema.
PROBLEMAS DE HUNTING: Problemas leves en la fabricación o manipulación indebida producen
que, cuando dos dientes específicos del piñón y el engranaje conducido se encuentren, generen
vibraciones de choque.
Esta falla genera altas vibraciones a bajas frecuencias por debajo de
los 10 Hz. La máxima vibración ocurre cada 10 o 20 revoluciones del piñón y suele escucharse
como un gruñido.
Si se determina que el problema es severo, deben reemplazarse el
par de engranes.
BANDAS
AFLOJAMIENTO DE BANDAS: Ocurre por sobrepaso de la vida útil de la banda o por desgaste
excesivo de la misma.
Las frecuencias de bandas siempre están por debajo de la
frecuencia del motor o maquina conducida. Normalmente se encuentran 4 picos y generalmente
predomina el de 2X frecuencia de banda. Tiene amplitudes inestables.
Para corregir el problema, si la banda no presenta demasiado
desgaste se puede tensionar de lo contrario será necesario reemplazarla.
DESALINEACION EN POLEAS: Ocurre porque los ejes de las poleas no están alineados o porque
las poleas no están paralelas o ambos casos simultáneamente.
Produce alta vibración axial a 1X RPM de la polea conductora o la conducida, generalmente la
conducida.
Para solucionar el problema deben alinearse las poleas angular y paralelamente.
EXCENTRICIDAD EN POLEAS: Ocurre cuando el centro de rotación no coincide con el centro
geométrico en una polea.
Produce alta vibración a 1X RPM de la polea excéntrica. Su
amplitud esta por encima de las amplitudes de las frecuencias de las bandas.
Aunque es posible balancear poleas mediante la adición de
pesos, la excentricidad seguirá induciendo vibración y esfuerzos.
Para corregir el problema es necesario reemplazar la polea
excéntrica.
FLUJO DE LIQUIDOS:
FRECUENCIA DE PASO DE ASPAS: Frecuencia a la cual, cada aspa pasa por un punto de la
carcasa. Es producida por obstrucciones, cambios abruptos de direcciones o desgas en las juntas.
La BPF (frecuencia de paso de aspas es excitada en sus
primeros dos armónicos con bandas laterales. La BPF es igual al número de aspas por la
velocidad de giro. La BPF algunas veces coincide con la frecuencia natural del sistema lo cual
causa altas vibraciones.
CAVITACION: Es la entrada de aire o vaporización de un fluido dentro de la bomba. Ocurre cando
la presión de fluido es menor que la presión de vapor a esta temperatura. La cavitación causara
erosión a las parte internas de la bomba.
El espectro muestra una vibración aleatoria que se presenta a altas frecuencias (del
orden de los 2000 Hz).
Para solucionar el problema se debe de controlar con mas rigor la presión de
succión y tener cuidado con el proceso para cebar la bomba.
FALLAS EN RODAMIENTOS:
FALLA EN PISTA INTERNA: Ocurre por agrietamiento o astillamiento del material en la pista
interna, producido por errores de ensamble, esfuerzos anormales, corrosión, partículas externas o
lubricación deficiente.
Se produce una serie de armónicos siendo los picos predominantes
1X RPM y 2X RPM la frecuencia de falla de la pista interna, en dirección radial. Además el contacto
metal-metal entre los elementos rodantes y las pistas producen pulsos en el dominio del tiempo del
orden de 1-10KHz.
El rodamiento debe ser reemplazado, debido a que la falla seguirá
incrementándose.
FALLA EN PISTA EXTERNA: Ocurre por agrietamiento o astillamiento del material en la pista
externa, producido por errores de ensamble, esfuerzos anormales, corrosión, partículas externas o
lubricación deficiente.
Se produce una serie de armónicos siendo los picos predominantes
1X RPM y 2X RPM la frecuencia de falla de la pista externa, en dirección radial. Además el
contacto metal-metal entre los elementos rodantes y las pistas producen pulsos en el dominio del
tiempo del orden de 1-10KHz.
El rodamiento debe ser reemplazado, debido a que la falla seguirá
incrementándose.
FALLA EN ELEMENTOS RODANTES: Ocurre por agrietamiento o astillamiento del material en los
elementos rodantes, producido por errores de ensamble, esfuerzos anormales, corrosión,
partículas externas o lubricación deficiente.
Se produce una serie de armónicos siendo los picos predominantes
1X RPM y 2X RPM la frecuencia de falla de los elementos rodantes, en dirección radial. Además el
contacto metal-metal entre los elementos rodantes y las pistas producen pulsos en el dominio del
tiempo del orden de 1-10KHz.
El rodamiento debe ser reemplazado, debido a que la falla seguirá
incrementándose.
DETERIORO DE JAULA: Es la deformación de la jaula, caja o cubierta que mantiene en su
posición a los elementos rodantes.
Produce una serie de armónicos de l frecuencia de la jaula siendo los
picos predominantes 1X RPM y 2X RPM de la frecuencia de falla en la jaula en dirección radial o
axial.
El rodamiento debe ser reemplazado, debido a que la falla seguirá
incrementándose.
DESPLAZAMIENTO, VELOCIDAD Y ACELERACION DE LA VIBRACIÓN
Existen varias variables para medir la vibración de un espectro. Para vibraciones mecánicas lo más
común es medirlas en unidades de desplazamiento, velocidad y aceleración.
Cada una presenta ventajas respecto de las otras por lo tanto es recomendable para el analista
revisarlas todas. A continuación se describen sus ventajas.
La medición en desplazamiento (mm ó um en SI, mils en S. Ingles) es importante para reconocer
patrones que están a muy baja frecuencia. Los picos de vibración que están al comienzo del
espectro son mejor resaltados. Esta es una medida especial para hallar anormalidades en
chumaceras de aceite, muy utilizadas en turbo maquinaria.
La medición en velocidad (mm/s en SI, in/s en S. Ingles) permite evaluar la mayoría de los patrones
de fallas primarias y de otros componentes cuando están en un estado evidente, como por ejemplo
desbalanceo, desalineación, holgura mecánica, fricciones abrasivas, resonancias, pulsaciones,
engranajes de pocos dientes, sistemas de poleas, aspas de bombas y ventiladores. Esta variable
de velocidad es importante para resaltar picos de bajas y medias frecuencias.
La medida en aceleración (G en ambos sistemas de medición) permite reconocer patrones
asociados a contactos metal-metal y fricciones abrasivas, problemas en engranajes, cavitación,
entre otros. Esta variable resalta picos de vibración de medias y altas frecuencias y es muy
utilizada para la detección de fallas prematuras en chumaceras y rodamientos y otros componentes
como engranajes.
A continuación se presenta un esquema de una señal vista en las tres variables:
ALARMAS DE NIVEL Y TENDENCIA:
Antes de realizar un diagnóstico, es necesario observar los niveles de vibración que presenta que
presenta cada uno de los puntos de la máquina. Muchas veces los espectros de vibración pueden
presentar picos especiales, pero esto no significa que haya una característica de falla, ya que la
maquina puede estar operando en condiciones normales dentro de los niveles establecidos por la
norma. El problema se presenta cuando estos picos comienzan a aumentar su nivel y de esta
manera aumentan su valor global del punto.
Existen algunas normas internacionales que proponen estándares generales para varios tipos de
máquinas y niveles de alarma. Estos niveles pueden aplicarse a una gran cantidad de máquinas,
pero hay excepciones que exigen estudiar otras herramientas para poder llegar a la conclusión del
estado de la máquina.
Un ejemplo de norma de rangos de severidad de vibración es la ISO 10816 la cual ejemplifica
límites y los factores de servicio para cuatro tipos de máquina. Como ya se dijo anteriormente,
estos límites pueden ser prácticos para muchas maquinas básicas de proceso, pero es importante
considerar la individualidad inherente a cada equipo lo que hace necesario la utilización de otras
herramientas tales como el seguimiento de niveles de tendencia y el respectivo historial de
mantenimiento.
El valor de severidad de la vibración asociada a un rango de clasificación en particular, depende
del tamaño y masa del cuerpo vibrante, las características del montaje del sistema, la salida y el
uso que se le da a la máquina.
El significado de estas clases se presenta a continuación:
CLASE I: Partes individuales que se conectan a una maquina en operación normal (los motores
eléctricos que no pasan de 15 kW son ejemplos de esta categoría).
CLASE II: Maquinas de tamaño medio (generalmente motores de 15 a 75 kW de salida), sin
cimientos especiales, o maquinas rígidas (por encima de 300 kW) montadas sobre cimientos
especiales.
CLASE III: Grandes motores y otras máquinas con grandes masas rotantes montadas en cimientos
rígidos y pesados, los cuales son relativamente duros en la dirección de medida de vibración.
CLASE IV: Grandes motores y otras máquinas con grandes masas rotantes montadas en
cimientos relativamente flexibles en la dirección de la medida de vibración (por ejemplos
turbogeneradores, especialmente con subestructuras ligeras).
PRACTICA 4.
El alumno identificara el equipo necesario para la medición de las vibraciones mecánicas como son
el equipo de vibración, acelerómetro y accesorio de montaje:
Introducción.
Objetivo.
Justificación.
Desarrollo.
Anexos.
Conclusión.
Material a utilizar: bibliografía de vibraciones, lapicero, cuaderno, apuntes, motor trifásico jaula de
ardilla de 7.5 hp.
Datos a obtener: hacer las siguientes mediciones del motor, lado coplee, lado libre.
PRACTICA 5.
El alumno identificara el equipo necesario para la medición de las vibraciones mecánicas como son
el equipo de vibración, acelerómetro y accesorio de montaje:
Introducción.
Objetivo.
Justificación.
Desarrollo.
Anexos.
Conclusión.
Material a utilizar: bibliografía de vibraciones, lapicero, cuaderno, apuntes, compresor.
Datos a obtener: hacer las siguientes mediciones del compresor, lado coplee, lado libre.
PRACTICA 6.
El alumno interpretara el resultado obtenido en la medición de vibraciones mediante el análisis de
uso de software para diagnosticar el estado mecánico del equipo utilizando los patrones de causa
de falla como desbalance, des alineamiento, rodamiento y engranaje, en mal estado, resonancia,
montaje deficiente etc.:
Introducción.
Objetivo.
Justificación.
Desarrollo.
Anexos.
Conclusión.
Material a utilizar: bibliografía de vibraciones, lapicero, cuaderno, apuntes, motor trifásico jaula de
ardilla de 7.5 hp.
Datos a obtener: hacer las siguientes mediciones del motor, lado coplee, lado libre.
PRACTICA 7.
El alumno interpretara el resultado obtenido en la medición de vibraciones mediante el análisis de
uso de software para diagnosticar el estado mecánico del equipo utilizando los patrones de causa
de falla como desbalance, des alineamiento, rodamiento y engranaje, en mal estado, resonancia,
montaje deficiente etc.:
Introducción.
Objetivo.
Justificación.
Desarrollo.
Anexos.
Conclusión.
Material a utilizar: bibliografía de vibraciones, lapicero, cuaderno, apuntes, compresor.
Datos a obtener: hacer las siguientes mediciones del compresor, lado coplee, lado libre.
PRACTICA 8.
El alumno reconocerá las técnicas de balanceo, alineación, lubricación y reposición de elementos
mecánicos para solucionar problemas diagnosticados a partir de la medición y análisis de las
vibraciones mecánicas.
Introducción.
Objetivo.
Justificación.
Desarrollo.
Anexos.
Conclusión.
Material a utilizar: bibliografía de vibraciones, lapicero, cuaderno, apuntes, compresor.
Datos a obtener: hacer las siguientes mediciones del compresor, lado coplee, lado libre, como
saber el tipo lubricante que se utiliza.
PRACTICA 9.
El alumno elaborara un plan de mantenimiento aplicando una metodología.
Introducción.
Objetivo.
Justificación.
Desarrollo.
Anexos.
Conclusión.
Material a utilizar: bibliografía de vibraciones, lapicero, cuaderno, apuntes, compresor.
III.- MANTENIMIENTO PREDICTIVO SOBRE VIBRACIONES.
1 Teoría de la termografía.
Cualquier objeto cuya temperatura sea superior al cero absoluto (0 Kelvin = -273.15 °C) emite
radiación infrarroja, invisible al ojo humano.
Tal y como demostró el físico Max Planck allá por el año 1900, existe una correlación entre la
temperatura de un cuerpo y la intensidad de la radiación infrarroja que emite.
Una cámara termografía mide la onda larga de la radiación Infrarroja recibida en el campo de
visión, a partir de la cual calcula la temperatura del objeto a medir. El cálculo tiene en cuenta la
Emisividad (ε) de la superficie del objeto medido así como la compensación de la temperatura
reflejada (RTC); estas dos variables se pueden ajustar manualmente en la cámara termografía.
Cada píxel del detector representa una marca térmica que se muestra en el visualizador como una
imagen de color simulada (ver “Marca y distancia de medición”, p. 13).
La termografía (la medición de temperatura con una cámara termografía) es un método de
medición pasivo, sin contacto. La imagen termografía muestra la distribución de temperatura en la
Superficie de un objeto, por lo que una cámara termografía no se debe usar para “mirar” en el
interior o a través de los objetos.
1.1 Emisión, reflexión, transmisión
La radiación registrada por la cámara termografíca consiste en la radiación de onda larga emitida,
reflejada y transmitida que surge de los objetos presentes en el campo de visión de la cámara.
La emisividad (ε) es la medida de la capacidad de un material de emitir (propagar) radiación
infrarroja.
La ε varía según las propiedades de la superficie, el material, y, (para algunos materiales) según la
temperatura del objeto medido.
Emisividad máxima: ε = 1 ( 100%) (ver. “radiación de un cuerpo negro”, p. 38). ε = 1, en realidad,
nunca se da. Cuerpos reales: ε < 1, porque los cuerpos reales también reflejan y algunos incluso
transmiten radiación.
Muchos materiales no metálicos (p.ej. PVC, hormigón, sustancias orgánicas) tienen una elevada
emisividad en el rango infrarrojo de onda larga que no depende de la temperatura (ε ≈ 0.8 a 0.95).
Los metales, sobre todo aquellos con una superficie brillante, tienen una baja emisividad que
fluctúa con la temperatura.
La ε se puede configurar manualmente en la cámara.
Reflexión (ρ)
La reflexión (ρ) es la medida de la capacidad de un objeto de reflejar la radiación infrarroja.
La ρ depende de las propiedades de la superficie, la temperatura y el tipo de material.
Por lo general, las superficies lisas y pulidas reflejan mucho más que las irregulares y sin pulir del
mismo material.
La temperatura de la radiación reflejada se puede configurar manualmente en la cámara
termografíca (RTC).
En muchas aplicaciones, la RTC se corresponde con la temperatura ambiente, medible con el
termómetro testo 810. La RTC se puede determinar con un radiador Lambert (ver “Medición de la
temperatura reflejada con un (improvisado) radiador Lambert”, p. 27).
El ángulo de reflexión de la radiación infrarroja reflejada es
siempre el mismo que el ángulo de incidencia (ver “radiación
especular”, p. 31).
Transmisión (τ)
La transmisión (τ) es la medida de la capacidad de un material de transmitir (permitir el paso) de la
radiación infrarroja.
La τ depende del tipo y grosor del material.
Muchos materiales son no transmisivos, es decir, impermeables a la radiación infrarroja de onda
larga.
Ley de radiación de Kirchhoff’s
La radiación infrarroja registrada por la cámara termografíca consiste en:
La radiación emitida por el objeto medido;
La reflexión de la radiación ambiente y
La transmisión de radiación del objeto medido.
(ver ilustración 1.1, p. 6)
El resultado de la suma de estos factores es siempre 1 ( 100%):
ε + ρ + τ = 1
Dado que en la práctica la transmisión juega un papel
Inapreciable, la variable τ se omite en la formula
ε + ρ + τ = 1
que se simplifica a
ε + ρ = 1.
Marca y distancia de medición
Se deben tener en cuenta tres variables para determinar la
distancia de medición apropiada y el tamaño máximo del objeto a
medir que es visible o medible:
El ángulo de visión (FOV);
El objeto identificable más pequeño (IFOV geo) y
El objeto medible/marca de medición más pequeña (IFOV meas).
El Angulo de visión de la cámara termografíca.
Ultrasonido.
Sonido
Propagación de energía mecánica (vibraciones con frecuencias de 16 a 20,00 ciclos/segundo,
percibidas por el oído humano) a través de sólidos, líquidos y gases.
Ultrasonido
Con frecuencias mayores al rango audible, se conoce como
”Ultrasonido”
El cual, se propaga a través de medios sólidos y líquidos, considerados como medios elásticos.
El principio en el que se basa la inspección por ultrasonido es que materiales diferentes presentan
diferentes
”Impedancias Acústicas”
A frecuencias mayores a 100,000 ciclos/segundo, gracias a su energía los haces de sonido,
similares a la luz, son utilizados para rastrear el volumen de materiales.
Un haz ultrasónico cumple con reglas físicas de óptica por lo que puede ser: reflejado, refractado,
difractado y absorbido.
La inspección por ultrasonido se realiza básicamente por el método en el cual:
el ultrasonido se transmite y se propaga dentro de una pieza hasta que es reflejada y regresa a un
receptor proporcionando información de su recorrido (energía reflejada y distancia recorrida).
PRACTICA 10.
El alumno elaborara una implementación de un programa de mantenimiento predictivo.
Introducción.
Objetivo.
Justificación.
Desarrollo.
Anexos.
Conclusión.
Material a utilizar: bibliografía de vibraciones, lapicero, cuaderno, apuntes, presentaci.
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EQUIPOS DE ALTO RENDIMIENTO.DISTINGUIR LAS CARACTERÍSTICAS DE
UN EQUIPO DE ALTO RENDIMIENTO. Los Equipos de Alto Rendimiento son equipos de
trabajo que, al igual que otrosequipos eficientes, tienen sentido de propósito común y cuentan con un
clima deconfianza y comunicación abierta y franca. Pero los factores que marcan la diferenciaentre
ser un equipo de trabajo y un equipo de alto rendimiento son: Pasión por losdesafíos y orgullo de logro, capacidad para
crear las condiciones para aumentar surendimiento, respuesta rápida en la identificación y aprovechamient
o de lasoportunidades y Capacidad para organizarse como una unidad
altamente efectiva
2.18. MIEMBROS QUE CONOCEN SU PROPÓSITO.
Tener un propósito claro, todos los miembros del equipo deben saber exactamentecuál es el objetivo
a alcanzar. Así sabrán cómo pueden contribuir al logro del objetivoy podrán focalizar su energía y
trabajo en ello.Objetivos claros son esenciales para asegurar que todos en el equipo van en lamisma
dirección. Mucho tiempo y dinero, y la energía, por no hablar de la motivacióny el entusiasmo, se pierden cuando
todos en el equipo no es el objetivo para elmismo resultado.Propósito común el ingrediente más importante en el
éxito del equipo es un objetivoclaro y común, y convincente. Con demasiada frecuencia, objetivo de un
equipo noestá bien definida, aburrido, o con neblina, dejando al equipo de averiguar qué es eléxito
supone para parecer. Los equipos son simplemente un medio para un fin - unmétodo para lograr los
resultados deseados que son demasiado grandes para llegar a través de esfuerzos individuales, no son el fin en sí
mismo. Y es propósito delequipo que proporciona la razón por la colaboración. Un propósito claro
yconvincente es motivo para que las personas se comprometan a un equipo. Uno delos objetivos comunes no sólo llama al
equipo unido, sino que también mantieneunido al equipo durante la turbulencia inevitable que
se experimentó en el viaje.El poder de un equipo de los flujos de la alineación de cada miembro a ese
propósito.La creación de esta alineación es una de las funciones más importantes de liderazgo.Equipos mal
alineados son a menudo un indicador claro de equipos mal dirigido.Existen cinco criterios clave esencial para la
alineación del equipo:‡ Borrar: yo lo veo. Los beneficios de trabajo en equipo son entendidos por
todos.‡ Relevantes: yo lo quiero. Propósito del equipo y los objetivos se alinean con losobjetivos e
intereses individuales.‡ Significativos: Vale la pena. Los objetivos del equipo son de magnitud
suficientecomo para hacer que el trabajo vale la pena el esfuerzo
