Medicion de vibraciones en motores

Gráfico de vibración de orden del motor

ResumenDebido a la mayor productividad y a la alta velocidad de la maquinaria, es necesario el requisito de las condiciones de resonancia para garantizar los márgenes de seguridad de las máquinas. Por lo tanto, aquí propusimos un kit de medición de vibraciones que se utiliza para controlar la salud de los motores de los vehículos a través de forma remota. Cada motor debe tener su propio límite de resistencia, pero la fiabilidad es la cuestión. Cuando se utiliza la vibración para observar la salud del motor, el objetivo es correlacionar la vibración observable con los mecanismos típicos de desgaste, como rodamientos, engranajes, cadenas, correas, ejes, etc. A partir de este kit de medición de vibraciones se obtendrá más información a distancia sobre la vibración del motor para tomar medidas. El sensor de vibración basado en el acelerómetro MEMS se utiliza para la medición de las vibraciones. Este sensor se utiliza para recoger los datos de vibración del motor. Los datos pueden ser adquiridos a través de un dispositivo de adquisición de datos de 12 bits con la tasa de muestreo de 8 kHz. Luego se realiza la Transformada Rápida de Fourier (FFT) para convertir los datos del dominio del tiempo (datos de entrada adquiridos) en datos espectrales de frecuencia. Desde la línea base de la señal el punto de ajuste se fija con una tolerancia de (+5, -5)%, siempre que la vibración del motor cruce el punto de ajuste de vibración de nivel alto y bajo generará el pulso de salida de la Lógica de Transferencia de Tiempo (TTL) por segundo. La salida TTL se utiliza para contar el número de veces que la vibración del motor cruza su límite, dependiendo de eso se calcula la fiabilidad del motor.

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Iso 8528-9 límites de vibración

Este documento proporciona información para ayudarle a entender los conceptos básicos de la vibración, cómo funcionan los acelerómetros y cómo las diferentes especificaciones de los sensores afectan al rendimiento del acelerómetro en su aplicación.

La mayoría de los acelerómetros se basan en el uso del efecto piezoeléctrico, que se produce cuando se genera un voltaje a través de ciertos tipos de cristales al someterlos a tensión. La aceleración de la estructura de prueba se transmite a una masa sísmica dentro del acelerómetro que genera una fuerza proporcional en el cristal piezoeléctrico. Este esfuerzo externo sobre el cristal genera entonces una carga eléctrica de alta impedancia proporcional a la fuerza aplicada y, por tanto, proporcional a la aceleración.

Dado que los acelerómetros son tan versátiles, se puede elegir entre una gran variedad de diseños, tamaños y rangos. Comprender las características de la señal que se espera medir y las limitaciones ambientales puede ayudarle a clasificar todas las diferentes especificaciones eléctricas y físicas de los acelerómetros.

Límites de las vibraciones del motor diesel

Las mediciones a escala real se llevarán a cabo de acuerdo con el plan de pruebas de vibración preparado por una empresa especializada que realizará las pruebas. Deberá prepararse un informe de las pruebas de vibración. Las mediciones de las vibraciones pueden realizarse de acuerdo con la norma ISO 4867-1984 “Código para la medición y el informe de los datos de las vibraciones a bordo de los buques”, y la norma ISO 4868-1984 “Código para la medición y el informe de los datos de las vibraciones locales a bordo de los buques”.  Se llevarán a cabo mediciones de las vibraciones en todos los buques. No obstante, si los resultados son positivos en el primer buque, el propietario podrá suspender las mediciones en los buques gemelos.

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Vibración del motor

Las mediciones de las vibraciones suelen considerarse un buen indicador del estado de salud general de una máquina (supervisión global). El principio general en el que se basa el uso de datos de vibración es que, cuando empiezan a producirse fallos, la dinámica del sistema cambia, lo que da lugar a patrones de vibración diferentes de los observados en el estado saludable del sistema supervisado. En los últimos años, los fabricantes de motores de turbina de gas han centrado su atención en aumentar la fiabilidad y la disponibilidad de su flota utilizando enfoques de monitorización de estado basados en datos de vibración (King et al., 2009). Estos métodos se prefieren generalmente, para las estrategias de monitorización en línea, a un enfoque de modelado basado en la física, en el que se desarrolla un modelo teórico genérico y en el que varias suposiciones rodean su desarrollo. En el caso de los enfoques de monitorización de la condición basados en datos, se puede construir un modelo basado en los datos del motor de manera que se puedan capturar las relaciones lineales y no lineales inherentes, dependiendo del método, que son específicas del sistema que se está monitorizando. Por esta razón, los fabricantes de motores ven la necesidad de aplicar este tipo de enfoques durante las pruebas de paso, en las que es necesario identificar posibles defectos en una fase temprana, antes de que se produzca un fallo completo del componente.

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