análisis de vibración y el sobre
análisis de vibración y el sobre
Este artículo explica que consiste en el análisis de vibración y el sobre.
El análisis sobre es, Actualmente, la herramienta por excelencia, para detectar fallos en los cojinetes para Análisis de vibraciones. También se ha convertido en esencial para diagnosticar cualquier problema mecánico que puedan provocar descargas, tal como engranajes arruinado, holguras, desapertos, etc..
originalmente, cuando fue desarrollado no tienen la capacidad de medir, exactamente, el nivel de aceleración generada por los impactos mecánicos, pero, desde los años noventa, con el desarrollo de la tecnología de detección de picos de impacto, se supera esta limitación.
El sobre con vibración técnicas de análisis han tenido varias designaciones comerciales y, a saber:
- PeakVue (Emerson / CSI);
- Espectro de pico de energía (IRD / ENTEK / Rockwell Automation);
- demodulación;
- Sobre;
- etc.
Sin embargo a pesar de los diferentes nombres y cómo implementar, todo seguirá proporcionando versiones de análisis de la envoltura y se implementa típicamente con una analizador de vibraciones. 
2 La limitación de la velocidad de vibración de medición para el mantenimiento predictivo de los rodamientos
La evaluación de la gravedad de las vibraciones en rms mm / s es un parámetro esencial para conocer la condición de funcionamiento de las máquinas, cuando se trata de desequilibrios, desalinhamentos, holguras, etc..
sin embargo, cuando se trata de la condición del rodamiento vigilancia de velocidad en el análisis de vibraciones no proporciona un aviso con suficiente antelación,, que está destinada a ser unos meses (no mínimo)
Figura 1 – La evaluación de la severidad de las vibraciones en RMS mm / s no proporciona un aviso con suficiente antelación,
Por lo que el análisis se realiza en la aceleración.
Sin embargo, para realizar el análisis de las vibraciones de las máquinas de cojinetes tiene que ser tomada en cuenta con otros factores.
3 - Lo que nos interesa saber en diagnóstico de fallos en rodamientos un análisis de vibración
En el diagnóstico de errores en el análisis de vibración por interesado en cojinetes en esencialmente dos parámetros:
- La amplitud exacta de los picos de vibraciones resultantes generados por la gravedad impacto de los defectos para fines de revisión
- La tuya periodicidad >>>> a menudo para el diagnóstico y evaluación de la gravedad.
Figura 2 - lo que nos interesa en el análisis de fallos de las vibraciones en los cojinetes
4 - Las características de vibraciones en máquinas en las que se instalan cojinetes
Las máquinas tienen un nivel significativo de vibración en el enmascaramiento de baja frecuencia y emergen mezclan con la extensión inferior de daños en los cojinetes
Figura 3 - forma de onda y frecuencia de espectro de vibraciones en máquinas
Viene con obvio que, idealmente, Sería interesante para separar las vibraciones de los cojinetes de las otras vibraciones de las máquinas.
5 - vibración y el sobre Análisis – La separación de las vibraciones de los cojinetes de las otras vibraciones de las máquinas
Como las vibraciones en la degradación de cojinete, en sus primeras etapas, surgir especialmente en aceleración, a altas frecuencias, Se puede hacer la separación / mejora de la vibración en cojinetes, mediante el uso de un filtro de paso alto de las medidas de vibraciones. forma de la mano derecha puede ser la separación efectuada de las vibraciones de apoyo de los otros vibraciones de la máquina.
Figura 4 eliminación de la vibración a frecuencias bajas – filtro de paso de entrada de alta
Esta operación de filtrado es el primero sobre con el análisis de vibración.
6 – La caracterización de la tasa de repetición de los impactos sobre los cojinetes.
Para satisfacer periodo de repetición de choque del análisis sobre rectifica la forma de onda antes de realizar el espectro de FFT.
Figura 5 - La forma de onda de corrección
7 - vibración y el sobre Análisis – la obtención de envolvente del espectro de frecuencias
La frecuencia de análisis de vibración se realiza en la forma de onda rectificada, Hubo por lo tanto tener el siguiente diagrama de bloques de vibración de análisis con el sobre.
Figura 6 - aplicación del Esquema sobre con vibración análisis.
8 - La velocidad de muestreo apropiada para caracterizar la amplitud de pico de la forma de onda
El daño de cojinete surgen en términos de vibraciones de lo bien evidente en los choques de forma de onda.
Figura 7 - Impulso vibratoria (acelerador) como resultado de un fallo en el cojinete
Imaginemos que un rodamiento, que gira a baja velocidad, queremos medir un espectro de hasta 100 hz. Para eso, típicamente, el convertidor analógico-digital de un analizador de espectro obtendrá una forma de onda muestreada la 2,56 X 100 Hz = 256 hz, o sea, la forma de onda consistirá en muestras obtenidas de 4 en 4 Sra. Esto es insuficiente para medir adecuadamente la amplitud de pico de los choques.
En la siguiente figura se puede ver un ejemplo de una forma de onda con un número insuficiente de muestras y que su ámbito de aplicación no se caracteriza adecuadamente.
Figura 8 - La importancia de la frecuencia de muestreo para la medición exacta de la vibración de amplitud provocado por los choques causados por defectos en rodamientos
Para caracterizar adecuadamente un choque que dura menos de un milisegundo tienen que tomar por lo menos 10 muestras por milisegundo, por ejemplo. tenemos, por lo tanto, con el fin de caracterizar correctamente la amplitud de un impulso de una duración de uno a requerir hasta milisegundos frecuencia de muestreo 10 KHz, que corresponde a una frecuencia máxima en el espectro, de 4 KHz.
Si esta regla no es seguida amplitud que aparece en la forma de onda y por lo tanto el espectro no está bien caracterizado.
9 – La resolución de frecuencia necesaria para identificar la frecuencia de defectos en los cojinetes
Por otro lado, tiene que ser un espectro de 4 KHz no tiene suficiente resolución para identificar claramente las frecuencias de los defectos.
Ha sido de manera que la relación fija entre el muestreo en el tiempo y rango de frecuencia, intrínseca función matemática de la transformada de Fourier, obtenido con el espectro de FFT, Se nos impide tener ambos a la vez:
- Una alta frecuencia de muestreo que nos permite medir adecuadamente los niveles de picos de impacto;
- Una alta resolución en el espectro de frecuencias que nos permitirá identificar claramente las características de frecuencia de defectos en los cojinetes.
Figura 9 – Para conseguir la resolución para poder observar las frecuencias características de los cojinetes cuando se establece el máximo espectro de frecuencias, está ajustado a una frecuencia de muestreo de forma de onda de no apropiado para caracterizar su amplitud.
10- La amplitud y tiempo de respuesta medido de la forma de onda de rectificación de análisis de vibración con el sobre tradicional
Otra cuestión que debe tenerse en cuenta es el tiempo de respuesta de corrección envolvente.
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do) La señal después de la rectificación (rojo). |
Figura 10- rectificación envolvente Tiempo de respuesta con vibración análisis
Tomemos el siguiente ejemplo de una señal 10 KHz duradera 2 ms emitido 10 veces por segundo
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señal original – 10 KHz duradera 2 ms emitido 10 veces por segundo |
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| frecuencia de muestreo y rectificada Fmax. de200 Hz | muestreado 2,56 fmax de 200 hz |
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| Sampled frecuencia y rectificado con F max 20 hz | muestreado 2,56 C Max 20 hz |
Figura 11 – Uno puede ver que a medida que la baja frecuencia de muestreo el nivel medido es inferior eNo corresponden a la realidad.
En la forma tradicional de aplicación del análisis sobre y en la mayoría de rectificación equipos fabricados en el sobre con la vibración análisis, No es lo suficientemente rápido para mantenerse al día con la velocidad de los fenómenos físicos reales a medir.
Ha sido tan análisis envolvente tradicional no puede medir con precisión la amplitud de eventos de muy corta duración.
11 - La medición correcta de pico de amplitud de forma de onda envolvente – picos de impacto de detección digitales
La última forma de medir la envolvente de amplitud de pico es la primera muestra de la forma de onda de alta frecuencia (por ejemplo 100 KHz), independientemente de la frecuencia máxima de espectro, para garantizar que miden adecuadamente el alcance de los efectos de los picos.
Entonces estas muestras se utilizan para reconstruir una forma de onda que servirá a la construcción del espectro de frecuencias. Esta forma de onda reconstruido conserva mayo de cada valor de muestra de todas las muestras que dieron lugar a. Esta técnica se utiliza por CSI, SVD e ADASH.
A continuación sigue un diagrama de bloque de análisis de ese modo envolvente.
Con este enfoque de medición de la amplitud de los picos en los componentes de forma de onda y el espectro de valores correctos.
Figura 12 - Rectificación de la forma de onda con picos de impacto de detección digitales
12 – Ventajas de los picos de impacto detección digitales en elvibraciones nálisis y envoltura
Las ventajas de la detección digital de impacto en cresta de la envolvente con vibración análisis surgen en diferentes circunstancias.
- Máquinas que funcionan a baja velocidad
Figura 13 - El análisis sobre con detección de picos impacto digital tiene menos ruido
- Medición de amplitudes correctas
Figura 14 - La detección de envolvente, con la detección de pico impacto digitales, la medición de la amplitud correcta
- forma de onda
Figura 15 - La envolvente tradicional distorsiona la forma de onda
detección de la envolvente de la vibración análisis con picos de detección de impacto permite la interpretación física de los fenómenos que dan lugar a la forma de onda.
- Maquinaria a altas velocidades de rotación
Figura 16 - Con impulsos de envolvente tradicionales "Join"
13 - Diagnóstico de la forma de onda y sobre con vibración análisis
El impacto detección de picos en la forma de onda proporciona información diagnóstica fundamental:
- Las cadenas y grúas: ciclos muy cortos con velocidad para variar muy rápidamente.
- Equipo con una velocidad muy baja: a rodar a menos de 50 RPM
- Engranajes con dientes rotos:
- El espectro ofrece diagnóstico, pero ...
- La forma de onda indica la gravedad
Lo siguiente puede ser un ejemplo de forma de onda rectificada, adquirida por la detección sobre técnica de análisis de picos de impacto, un defecto de cojinete en la máquina de baja velocidad, donde surgen claramente impactos individuales, Es visible el nivel de los impactos individuales, pero esta información no aparece en el espectro de FFT
Figura 17 – Ejemplo rectificados de forma de onda adquirida por análisis de impacto cresta de la envolvente defecto de detección de cojinete técnica en la máquina de baja velocidad
14 La comparación de las dos técnicas de análisis de vibración y envoltura
En el cuadro que se presenta a continuación se puede ver una comparación de las dos técnicas
| Método | Sobre
tradicional |
Sobre con picos de impacto detección |
| Circuitos | Analógicos | Analógicos y digitales |
| respuesta | tarde | La alta frecuencia (Ex.: 100 KHz) |
| frecuencia de detección | particularmente buenos | siempre es bueno |
| nivel | Sin sentido | Exacta y puede ser utilizado para la tendencia |
| Salidas para diagnóstico | Sólo espectro | Espectro y la forma de onda |
15 Normas aplicables análisis de vibración envueltos
Los siguientes son la aplicación de la envoltura con la vibración análisis:
- Rodamientos - filtro de paso alto la frecuencia superior 40 veces la velocidad
- engranajes – filtro de paso alto a la mayor frecuencia 3,5 veces la frecuencia de su participación
- La frecuencia máxima de la envolvente del espectro debe ser menor que el filtro de paso alto, y debe ser, preferentemente, menos de la mitad de esta.
- Cuidado con el montaje del acelerómetro!!!!
- No hacer la media - aumento resolución (Tiene el mismo efecto de medio de toma de)
En la tabla presentada a continuación se puede ver alguna aplicación del análisis envolvente, dependiendo de la velocidad de rotación de la máquina.
16 Ejemplos
16.1 ejemplo 1
| máquina: | Motor eléctrico de 4 polos de 250kW |
| solicitud: | accionamiento del ventilador mina a través de una reducción de un piso. El motor era crítica para la operación. |
| Problema: | Posibles daños en la pista interior del rodamiento. |
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| shows normales espectro desertar síntomas en la pista interior, claro. |
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| Envolvente del espectro muestra claros síntomas de defectos en la pista interior. |
Figura 18 - Análisis de vibraciones y motor eléctrico en un sobre
| conclusión | El motor fue enviado para su revisión y el cojinete ha sido inspeccionada. Encontramos una ranura en la pista interior. |
16.2 ejemplo 2
| máquina: | El soporte de engranajes del eje intermedio |
| solicitud: | mina,
velocidad de rotación: 0 -180 RPM en segundo las mediciones realizadas entre 120-160 RPM |
| Problema: | El diagnóstico no es posible con FFT tradicional |
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FFT tradicional sólo muestra un engranaje normales |
| El sobre FFT evidencia claramente los defectos de la pista externa | |
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Fuerte aumento en el nivel de la tendencia de los picos de impacto |
| Recomendado rodamiento sustitución inmediata | |
| Las vibraciones vuelven
el nivel normal |
Figura 19 - Análisis de vibraciones y equipo de envoltura
| conclusión | El rodamiento reduce la vibración sustitución. Inspección revela mordeduras y material de partida en el área de carga de la pista exterior. |
16.3 ejemplo 3
| máquina: | grúa en la marcha |
| solicitud: | golpes sonido cuando cambia de dirección
Se sospecha jaula defecto |
| Problema: | espectro normal FFT no muestra defectos |
Figura 20 - Análisis de la vibración y el sobre de la grúa
| conclusión | La inspección reveló graves daños en el área de carga de la pista exterior |
16.4 ejemplo 4
| máquina: | portadora poli unidad de pantalla para la rotate 33 RPM |
| solicitud: | Con frecuencia sin averías Aviso
La vibración transmitida desde la máscara de frecuencia de engranajes de los defectos del cojinete poli |
| Problema: | El diagnóstico no es posible con FFT tradicional o envolvente tradicional |
Figura 21 - Análisis de vibraciones y el sobre transportadora poli accionamiento por correa
| conclusión: | La inspección reveló graves daños en el área de carga de la pista exterior |
16.5 ejemplo 5
| máquina: | soporte de la unidad de pantalla Poli a la rotate 23 RPM |
| solicitud: | Portadora fundamental para el proceso de producción |
| Problema: | El diagnóstico no es posible con FFT tradicional |
Figura 22 - Análisis de vibraciones y el sobre transportadora poli accionamiento por correa
| conclusión: | La inspección de defectos reveló pista exterior |
16.6 ejemplo 6
| máquina: | Compresor Ingersoll-Rand |
| solicitud: | Crítico para el proceso de producción |
| Problema: | El diagnóstico no es posible con FFT tradicional |
Figura 23 - compresor Análisis de Vibraciones
Figura 24 - Análisis de vibraciones en el compresor y el sobre
| conclusión: | La inspección reveló defectos en el anillo de rodadura interior y exterior del rodamiento |
17 conclusión
El análisis de vibración del impacto de la cresta de la envolvente es:
-
- Una poderosa herramienta de detección de accidentes cerebrovasculares;
- Particularmente en cojinetes y engranajes, pero no sólo;
- También es eficaz a velocidades de rotación bajas;
- La amplitud precisa y útil para realizar tendencia;
- Mide el nivel real de impacto;
- Es posible evaluar la gravedad del daño.
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