Medida de vibraciones

Maquinaria industrial. Captador electrodinámico. Cojinete. Eje desequilibrado. Viga en voladizo

  • Enviado por: Gerado Veredas y otros
  • Idioma: castellano
  • País: España España
  • 8 páginas
publicidad

PRACTICA 5A: MEDIDA DE VIBRACIONES MEDIANTE UN CAPTADOR ELECTRODINÁMICO

Objetivos:

  • Obtener la respuesta en frecuencia de un captador electrodinámico.

  • Analizar la influencia de la bancada sobre las medidas.

Realización de la práctica:

Tenemos un motor de corriente continua con una masa desequilibrada en el que podemos variar su velocidad angular. Con el captador electrodinámico, ayudándonos con un equipo de acondicionamiento, obtenemos las vibraciones en las tres direcciones principales expresadas en A. Con el acelerómetro con amplificador de carga que está conectado a un integrador virtual obtenemos las velocidades Vef, expresadas en mm/s.

Realizamos un barrido entre 1000 y 1450 r.p.m., en incrementos de 50 r.p.m. para el desplazamiento vertical, y de 100rpm para el horizontal y el axial, con objeto de determinar la respuesta en frecuencia del captador. Por último comparamos la salida del captador con la obtenida mediante el acelerómetro y el integrador para hallar la sensbilidad.

Medida de vibraciones

Obtenemos la siguiente tabla

rpm

Frec

vert

hor

axial

v

s

1000

16,6666667

65

240

120

12,1658038

5,34284465

1050

17,5

95

12,4777475

7,61355362

1100

18,3333333

87,5

250

110

13,6120882

6,42810997

1150

19,1666667

90

13,8340244

6,50569907

1200

20

105

220

70

14,8173252

7,08629922

1250

20,8333333

180

15,7219619

11,4489528

1300

21,6666667

160

200

75

23,0358416

6,94569804

1350

22,5

180

16,6369967

10,8192604

1400

23,3333333

210

180

57,5

17,3797198

12,0830487

1450

24,1666667

250

19,362022

12,9118746

Tanto la sensibilidad como la velocidad radial vertical aumentan casi linealmente con la frecuencia, exceptuando el punto de 1300 r.p.m., que podría ser un error o alguna frecuencia propia.

Esto lo observamos en las gráficas siguientes:

Velocidad - frecuencia

Sensibilidad - frecuecia

Ahora realizamos la evaluación de la vibración a partir de la GENERAL MACHINERY VIBRATION SEVERITY CHART y también la de la norma ISO2372.

Mirando en la gráfica de las líneas de iso-desplazamiento obtenemos los mm pico de amplitud de la vibración.

Desp. radial vertical

Desp. radial horizontal

Desp. axial

1000

2,35F

7,45VR

4,71R

1100

2,35F

4,71R

2,94F

1200

1,96F

5,88VR

1,18G

1300

2,75F

3,14R

1,57F

1400

3,14R

3,14R

0,98G

Siendo las letras que acompañan al número el grado de severidad de la tabla:

G: Good

F: Fair

R: Rough

VR: Very Rough

Ahora miraremos los valores según la norma ISO2372. Para evaluar la vibración la suponemos como una onda senoidal, de forma que su valor eficaz se halla multiplicando el valor pico por 1,4142 y su integral la hallamos multiplicando por la pulsación.

Desp. radial vertical

Desp. radial horizontal

Desp. axial

1000

1,41B

4,48C

2,83C

1100

1,56B

3,11C

1,94C

1200

1,41B

4,24C

0,85B

1300

2,14C

2,45C

1,23B

1400

2,64C

2,64C

0,82B

diversificado

Siendo:

B: Severidad satisfactoria.

C: Severidad insatisfactoria.

A tenor de lo visto en los dos cuadros anteriores podemos decir que la vibración no es aceptable, a ninguna velocidad en las tres direcciones, según los dos sistemas.

El desplazamiento vertical, que a baja velocidad no es muy problemático aumenta con la velocidad hasta llegar a niveles no aceptables. El horizontal aunque va disminuyendo con la velocidad es el menos satisfactorio. La vibración axial a altas velocidades es muy baja pero aumenta al disminuir la velocidad.

Como conclusión, podríamos decir que los niveles de vibración son muy altos, y no aceptables para un funcionamiento óptimo del motor.

PRÁCTICA 5B: MEDIDA DE VIBRACIONES EN EL COJINETE DE UN EJE DESEQUILIBRADO.

Objetivos:

  • Analizar los efectos de un desequilibrio másico.

  • Comprender la importancia del análisis en frecuencia de vibraciones.

  • Identificación de los orígenes de las vibraciones a partir de su espectro.

Realización de la práctica:

Primero vamos a analizar las vibraciones que existen sin que haya desequilibrio másico. Tras realizar las medidas obtuvimos los siguientes resultados:

A (g)

Vpico (mm/s)

Dpico-pico (mm)

0,12

3,2

0,05

Después añadiremos el desequilibrio y mediremos las nuevas vibraciones. Los resultados fueron lo siguientes:

A (g)

Vpico (mm/s)

Dpico-pico (mm)

0,258

12

0,2

Por último vamos a analizar la aceleración en frecuencia, tanto en alta frecuencia como en baja frecuencia, utilizando un filtro pasa-banda. Las medidas fueron las siguientes:

Baja frecuencia

Alta frecuencia

Frecuencia (Hz)

A (mm/s2)

Frecuencia (Hz)

A (mm/s2)

10

0,001

4000

0,011

20

0,006

4100

0,014

30

0,047

4200

0,016

40

0,006

4300

0,017

50

0,004

4400

0,02

60

0,001

4500

0,025

70

0,003

4600

0,027

80

0,002

4700

0,03

90

0,002

4800

0,032

100

0,003

4900

0,035

5000

0,037

En las gráficas siguientes aparece representada la tabla anterior:

Baja Frecuencia

Alta Frecuencia

Observamos que en la gráfica de baja frecuencia existe un pico en 30 Hz, esto indica que aquí debe haber una frecuencia propia. En el caso de alta frecuencia los valores son crecientes. Esto es un ejemplo de cómo no se debe medir, pues se han ido solapando los anchos de banda y por eso nos dan valores crecientes.

No pudimos obtener la medida con el FFT porque el aparato estaba estropeado. Por lo que no podemos hacer la comparación.

PRÁCTICA 5C: ESTUDIO DE LA FRECUENCIA PROPIA FUNDAMENTAL DE UNA VIGA EN VOLADIZO.

Objetivos:

  • Analizar los efectos de la resonancia mecánica.

  • Realizar un ensayo con un simulador de vibraciones.

Realización de la práctica:

Buscaremos las frecuencias propias de cada varilla para lo cual realizaremos un barrido entre 4000 y 11000 Hz. Una vez detectada realizaremos un ajuste fino utilizando una lámpara estroboscópica.

L

Frec

Varilla 1

45mm

4600

Varilla 2

40mm

6200

Varilla 3

35mm

8100

Varilla 4

30mm

10700

A partir de estos datos calcularemos la velocidad de propagación del sonido en las varillas. El espesor de las varillas es constante e igual para todas. e=0.35mm

Para obtener la frecuencia propia de una viga en voladizo tenemos la siguiente expresión:

Medida de vibraciones

I=1/12be3

A=be

Despejando la velocidad de propagación del sonido:

Medida de vibraciones

C(m/s)

Varilla 1

164.56

Varilla 2

175.25

Varilla 3

175.3

Varilla 4

170.132

media

171.31

Medida de vibraciones

Medida de vibraciones

Medida de vibraciones
Medida de vibraciones

Medida de vibraciones