El análisis de vibraciones permite a los técnicos detectar patrones de vibración anormales en las máquinas y resolver los problemas para evitar daños mayores. El control de vibraciones, los cálculos y las fórmulas ayudan a los técnicos a identificar las causas que originan las vibraciones elevadas en las máquinas herramienta de precisión, lo que les permite realizar tareas de mantenimiento preventivo y restablecer el correcto funcionamiento de las máquinas.
Una guía sobre el análisis de vibraciones puede ayudarle a comprender cómo funciona el proceso y el tipo de resultados que puede esperar. Este tipo de análisis revela condiciones como desalineación, desequilibrio, lubricación deficiente, fallos de rodamientos, cavitación de bombas, velocidades críticas, componentes sueltos y fallos de cajas de engranajes.
El análisis de vibraciones es una parte esencial del mantenimiento predictivo y preventivo porque las vibraciones pueden dañar la maquinaria y obstaculizar las operaciones. El análisis de vibraciones permite a los profesionales supervisar herramientas y máquinas y utilizar los datos de vibraciones para detectar posibles complicaciones. Este proceso mide las frecuencias y los niveles de vibración de una máquina, proporcionando datos sobre el estado de la máquina y sus componentes.
Las herramientas de control y análisis de vibraciones recopilan datos de vibraciones sin interferir en el funcionamiento normal de la máquina. Los componentes de una máquina generan vibraciones durante su funcionamiento y un acelerómetro acoplado mide las vibraciones. El acelerómetro produce una señal de tensión que corresponde a la cantidad y frecuencia de las vibraciones de la máquina.
Un acelerómetro es la herramienta más común de recogida de datos de vibraciones, pero también existe otra herramienta. Los sensores láser utilizan tecnología avanzada para detectar incluso más vibraciones que los acelerómetros. Estos sensores de alta velocidad no entran en contacto con las máquinas y pueden recopilar datos más precisos, lo que permite a los técnicos utilizar más metodología en sus análisis.
Las vibraciones pueden afectar significativamente a los componentes internos y al funcionamiento de una máquina. El análisis de vibraciones detecta patrones vibratorios problemáticos, y los profesionales lo utilizan para determinar el mantenimiento y las reparaciones necesarias.
Los técnicos realizan análisis de vibraciones calculando diversas formas de vibración con fórmulas complejas mientras supervisan los componentes internos y el funcionamiento de una máquina. Un acelerómetro suele medir cuántas vibraciones produce una máquina por minuto o segundo. Los profesionales pueden evaluar las vibraciones en las siguientes formas:
Después de que un acelerómetro o un sensor láser mide las vibraciones de una máquina, envía los datos a un software de recopilación de datos. Este software puede registrar las señales de las siguientes formas:
Los algoritmos de los programas informáticos analizan los datos de vibraciones recopilados. Analistas de vibraciones o ingenieros experimentados analizan los datos recopilados para evaluar el estado de una máquina.
Los analistas de vibraciones pueden utilizar las mediciones y los datos de vibraciones para identificar y reparar las siguientes complicaciones:
Los principios del análisis de vibraciones proporcionan información esencial sobre las piezas vibrantes y las condiciones de funcionamiento de una máquina. Los principios básicos del análisis de vibraciones son los siguientes:
El dominio temporal es la amplitud en función del tiempo. Las formas de onda son señales de vibración en el dominio temporal.
La frecuencia frente a la amplitud es un espectro dentro del dominio de la frecuencia. Este espectro aparece cuando una forma de onda se somete a un análisis espectral. El dominio de la frecuencia es habitual para el análisis en profundidad.
El análisis modal coloca las funciones de respuesta en frecuencia medidas de una máquina en un modelo informático. El modelo puede mostrar varios modos de vibración mediante animaciones. Los profesionales también pueden ajustar el modelo para añadir o eliminar factores como la rigidez o la masa para evaluar los resultados.
La técnica Gabor-Wigner-Wavelet es una técnica temporal conjunta. Esta técnica calcula variaciones de la transformada rápida de Fourier (FFT). Calcular más de un espectro de vibración a la vez es beneficioso porque las vibraciones pueden cambiar con el tiempo.
Los profesionales pueden utilizar diversos algoritmos, cálculos y formularios de análisis para evaluar los siguientes aspectos del análisis de vibraciones:
Las formas de onda temporales miden el tiempo en función de la aceleración y muestran la vibración en bruto en una muestra de tiempo corta. Una forma de onda temporal revela información sobre el estado de una máquina que la frecuencia no revela.
El algoritmo FFT utiliza formas de onda temporales para calcular espectros. Descompone las señales en todas sus frecuencias y puede convertir una señal de dominio temporal en una de dominio frecuencial. Los técnicos suelen utilizar la FFT para detectar desequilibrios o desajustes.
El análisis de órdenes es otro tipo de FFT, y los profesionales lo utilizan a menudo para cuantificar las vibraciones de máquinas con varias revoluciones por minuto (RPM). Mientras que el análisis de frecuencia expresa el eje de frecuencia en órdenes de hercios, el análisis de orden expresa el eje en órdenes de RPM.
Una medición de fase mide dos señales en unidades de ángulo en lugar de tiempo. Las señales deben tener la misma frecuencia. Los profesionales pueden utilizar la medición de fase con FFT para identificar desequilibrios, componentes sueltos y desalineaciones.
Los profesionales calculan la densidad espectral de potencia (PSD) multiplicando la amplitud de la FFT por sus distintas formas. Este cálculo normaliza la FFT con la amplitud de las frecuencias. La PSD evalúa las vibraciones aleatorias en varias frecuencias y longitudes de señal diferentes.
Los profesionales pueden medir la órbita colocando dos sondas separadas 90 grados en el alojamiento de un gorrón. A continuación, pueden visualizar digitalmente los datos resultantes y utilizarlos para detectar las vibraciones del eje y determinar si el remolino de aceite está moviendo el gorrón.
El análisis envolvente detecta impactos de baja energía que otras señales de vibración suelen ocultar. Los profesionales utilizan este método de análisis para detectar rodamientos y dientes de engranaje dañados.
La resonancia en una máquina indica una vibración elevada que podría provocar daños. El análisis de resonancia mide las frecuencias naturales y las vibraciones de una máquina para detectar si las vibraciones podrían alcanzar niveles perjudiciales.
El análisis de vibraciones es vital para el mantenimiento preventivo de máquinas y máquinas herramienta. Las altas vibraciones pueden afectar a diversos componentes, y el análisis de vibraciones detecta posibles complicaciones antes de que causen daños mayores.
Los técnicos utilizan diversos monitores de análisis de vibraciones, cálculos y fórmulas para identificar complicaciones como lubricación deficiente, desalineación, componentes desequilibrados, piezas sueltas, ejes doblados, fallos de motores eléctricos y velocidades problemáticas. Detectar estas complicaciones antes de que causen más daños ayuda a que duren más y funcionen correctamente.
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