Mediciones de vibración de Máquinas

Descripción general, técnicas, aplicaciones e instrumentación

Descripción general de las vibraciones de la máquina

Comprender y gestionar las vibraciones de las máquinas es crucial para la salud y el rendimiento de la maquinaria industrial. Es un factor clave en la evaluación de las condiciones dinámicas, incluido el equilibrio, las fallas de los rodamientos y la tensión de los componentes.

Definición de vibración de la máquina

La vibración de la máquina es la oscilación o el movimiento que produce una máquina o sus componentes durante la operación de la máquina. La medición de las vibraciones de las máquinas utiliza acelerómetros y medidores de vibraciones para evaluar las amplitudes y frecuencias de las vibraciones.

La amplitud de la vibración indica la magnitud del movimiento de las piezas mecánicas. La amplitud de vibración de la máquina se mide en micrómetros, milímetros o metros en unidades de aceleración, desplazamiento o velocidad de vibración.

Causas de las vibraciones de la máquina

Las causas de vibración de la máquina incluyen cargas desequilibradas, pesos de equilibrio faltantes y cojinetes desgastados o dañados. La detección de estas causas con mediciones de vibración permite el diagnóstico temprano y la prevención de posibles fallas de la máquina, manteniendo así la confiabilidad de la máquina.

machine vibration measurements

Tabla de contenido

Las mediciones de vibración de la máquina utilizan acelerómetros y medidores de vibración para evaluar las amplitudes y frecuencias de las vibraciones de la máquina. Estos instrumentos ayudan a comprender y gestionar la oscilación o el movimiento que produce una máquina o sus componentes durante el funcionamiento, desempeñando un papel crucial en el mantenimiento de la salud y el rendimiento de la máquina.

Tal como lo define la norma ISO 2954, un medidor de vibraciones de máquinas es una combinación de un transductor de vibraciones, una unidad indicadora y un sistema de suministro de energía. Este dispositivo es crucial en la evaluación de las vibraciones de la máquina, ayudando en la detección temprana de fallas, minimizando los costos de mantenimiento y evitando fallas inesperadas de la máquina.

Objetivo de medición de vibraciones de máquinas

El objetivo de la medición de vibraciones de máquinas es identificar sus causas para reducirlas, predecir averías de máquinas o evaluar su estado. La medición de la vibración de la máquina identifica problemas mecánicos con la máquina, garantiza un rendimiento óptimo de la máquina y evita averías inesperadas de la máquina.

Reducción de vibraciones de la máquina

La reducción de la vibración de la máquina incluye asegurarse de que todos los contrapesos estén correctamente colocados y revisar los cojinetes y reemplazar los que estén desgastados o dañados. El análisis de vibraciones identifica piezas defectuosas y, por lo tanto, contribuye a mantener un funcionamiento óptimo y sin problemas de la máquina. Al aprovechar las herramientas y técnicas de medición de vibraciones, los profesionales pueden monitorear de manera efectiva las condiciones de la máquina, optimizar el rendimiento y minimizar el tiempo de inactividad y los costos de reparación.

Mantenimiento predictivo de vibraciones de máquinas

El mantenimiento predictivo de vibración de la máquina es un enfoque que utiliza los datos de las vibraciones de la máquina y otras métricas para evaluar el estado de una máquina y predecir posibles problemas. Este proceso ayuda en la detección temprana de fallas, minimizando los costos de mantenimiento y evitando fallas inesperadas de la máquina.

Comparación de tendencias de vibraciones de máquinas

La comparación de tendencias de vibraciones de máquinas es el proceso de comparar los resultados de medición más recientes con los anteriores. La comparación de tendencias de vibración de la máquina permite la detección temprana de fallas y ayuda a formular estrategias preventivas efectivas.

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Técnicas de medición de vibraciones de máquinas

Las técnicas de medición de vibraciones de máquinas se describen en la norma ISO 20816-1. Estas técnicas de análisis de vibraciones implican la colocación de acelerómetros, el establecimiento de parámetros de medición apropiados, la ejecución de la medición y la interpretación de los resultados. La técnica de medición de vibraciones de máquinas ISO facilita la recopilación y el análisis precisos de los datos de vibraciones. La técnica de análisis de vibraciones ISO identifica fallas potenciales, como defectos de rodamientos, desalineación y desequilibrio, lo que genera acciones correctivas oportunas.

Las técnicas de medición pueden incluir la medición de la vibración en piezas no giratorias o la vibración relativa del eje. La magnitud de la vibración, que denota el valor máximo de la energía de vibración de banda ancha en unidades de velocidad RMS, se puede medir en diferentes unidades como micrómetros para desplazamiento, milímetros por segundo para velocidad y metros por segundo cuadrado para aceleración.

Montaje del acelerómetro de vibración de la máquina

Según ISO 20816-1, el acelerómetro de vibración de la máquina debe montarse en la parte de la máquina que se está probando, generalmente en una superficie plana y limpia para garantizar una buena señal. Según ISO, las mediciones deben realizarse en tres direcciones ortogonales: axial, radial horizontal y radial vertical.

Configuración de medición de vibración de la máquina

Los ajustes de medición de vibraciones de la máquina se detallan en la norma ISO 20816-1. Esto incluye parámetros de medición específicos, como el rango de frecuencia (10 Hz a 1 kHz para maquinaria general), el tipo de transductor (acelerómetro) y las unidades de medición (velocidad en mm/s, desplazamiento en um o aceleración en m/ s2). Además, las condiciones ambientales deben ser propicias para mediciones precisas, lo que significa un ruido de fondo y vibraciones mínimos.

machine vibration maccelerometer mounting

Rendimiento de las mediciones de vibración de la máquina

Las mediciones de vibración de la máquina se realizan una vez que el acelerómetro está correctamente conectado y se han instalado los ajustes adecuados. Las vibraciones de la máquina se miden durante una duración específica y se registran cantidades como la aceleración, la velocidad o el desplazamiento.

Interpretación de los resultados de vibración de la máquina

La interpretación de los resultados de vibración de la máquina según ISO 20816-1 prefiere el uso de la velocidad RMS (vrms). Superar los límites especificados en ISO 20816-1 indica un problema potencial con la salud de la máquina. Se puede realizar un análisis de frecuencia detallado, como la transformada de Fourier (FFT de espectro de frecuencia), para identificar la condición de falla específica.

Aplicaciones de medición de vibraciones de máquinas

Las aplicaciones de medición de vibraciones de máquinas enumeradas en ISO 20816-1 incluyen vibraciones de piezas no giratorias y vibraciones de ejes giratorios. La mayoría de las aplicaciones de medición de vibraciones de máquinas se realizan en piezas no giratorias. La medición de ejes giratorios se aplica a máquinas como turbinas de vapor, turbinas de gas o turbocompresores. Estas máquinas contienen sistemas de ejes de rotor flexibles.

Aplicaciones de medición de vibraciones en piezas no giratorias

Las mediciones de vibraciones en piezas no giratorias se aplican con un transductor sísmico que  etecta la velocidad absoluta o la aceleración de las partes de la estructura en las que está montado (por ejemplo, el caja de rodamientos).

Aplicaciones de medición de vibraciones en piezas giratorias

Las mediciones de vibración en piezas giratorias se aplican a un transductor sin contacto que detecta el desplazamiento vibratorio entre el eje y un miembro estructural en el que está montado (por ejemplo, la carcasa del rodamiento).

Instrumentación de medición de vibraciones de máquinas

La instrumentación de medición de vibraciones de máquinas juega un papel crucial en la evaluación de vibraciones. Esto incluye el uso de medidores de vibraciones específicos con las especificaciones adecuadas, la consideración de su entorno operativo y los transductores adecuados.

Especificación de instrumentación de medición de vibraciones

La especificación para instrumentos de análisis de vibraciones para medir la severidad de la vibración se proporciona en la norma ISO 2954 y los instrumentos para medir la vibración del eje se especifican en la norma ISO 10817-1. Las especificaciones para el montaje de acelerómetros se dan en ISO 5348, las cuales, en principio, son aplicables también a los transductores de velocidad.

¿Qué es un medidor de vibraciones de máquinas?

Según la definición de ISO 2954, el medidor de vibraciones de máquinas es una combinación de un transductor de vibraciones; una unidad indicadora; y un sistema de suministro de energía

¿Cuál es el rango de frecuencia del medidor de vibración de la máquina?

El rango de frecuencia del medidor de vibraciones de la máquina es de 10 Hz a 1 000 Hz. En algunos casos, puede ser necesario limitar o expandir aún más el rango de frecuencia de medición en sus límites superior o inferior para evitar vibraciones de interferencia que son irrelevantes para la evaluación de las características de vibración de una máquina o para incluir frecuencias importantes. Para este propósito, el instrumento puede estar equipado con filtros de paso alto o de paso bajo adicionales o modificados.

Mediciones de vibración de máquinas: puntos clave

  1. Machine vibration is the oscillation produced by a machine or its components during operation. It is vital to understand and manage these vibrations for optimal machine health and performance.

  2. The amplitude of vibration indicates the magnitude of movement in the machine’s parts. It is measured in micrometers, millimeters, or meters, representing the units of vibration acceleration, displacement, or velocity.

  3. Causes of machine vibration include imbalanced loads, missing balance weights, and worn or damaged bearings. Early diagnosis and resolution of these issues through vibration analysis can prevent potential machine failures.

  4. The primary objective of machine vibration analysis is to identify the causes, predict potential breakdowns, and assess the overall condition of the machine.

  5. Vibration reduction involves ensuring that all balance weights are correctly in place and replacing any worn or damaged bearings. This practice contributes to maintaining smooth and optimal machine operation.

  6. Predictive maintenance is an approach that uses machine vibration data and other metrics to assess machine health and predict potential issues. This approach helps in early fault detection, thereby minimizing maintenance costs and preventing unexpected machine failures.

  7. Machine vibration trend comparison, which is comparing recent vibration readings with past ones, facilitates the early detection of faults and helps in the formulation of effective preventive strategies.

  8. ISO 20816-1 standard provides the techniques for machine vibration measurement. It includes processes like accelerometer placement, setting measurement parameters, performing measurements, and interpreting results.

  9. ISO recommends to measure vibration in three orthogonal directions (axial, radial horizontal, and radial vertical) once the accelerometer is properly attached and the appropriate settings are installed.

  10. The Machine Vibration Meter, as defined by ISO 2954, is a crucial instrument in vibration assessment. It is a combination of a vibration transducer, an indicating unit, and a power supply system, operating within a frequency range of 10 Hz to 1 000 Hz.

Solicitar más información
en el medidor de vibraciones de la máquina











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