engranajes análisis de vibración – componentes espectrales de frecuencia

Cuando lo hace el vibraçõe análisiss engranajes, incluso si el espectro de frecuencia de las vibraciones es a menudo muy complicado y aparentemente, Por lo general, se puede descomponer en la combinación de los siguientes efectos:

una) Frecuencia de las ruedas de fricción y armónicos

Representar la desviación media del perfil ideal perfil de diente de engrane, o sea, el perfil perfecto del diente.

segundo) bandas laterales

Componentes generalmente se originó en la modulación de mallado, causado ya sea por variaciones lentas (por la excentricidad) o los cambios bruscos causados ​​por irregularidades ocasionales (picaduras, ranuras, etcétera).

Además de la modulación de compromiso, las bandas laterales también pueden surgir modular una frecuencia natural. En este caso, indicar la frecuencia de repetición de choque que excita la frecuencia natural.

do) Componentes Fantasmas

Parecen ser un engranaje de frecuencia, pero con un número diferente de dientes que el engranaje tiene.

Generalmente pueden estar relacionados con el número de dientes de la fresa de engranajes de indización que lleva a cabo el mecanizado, y se deben a errores en este arte de pesca.

re) frecuencia de montaje

Componente creado un par de engranajes utilizados cuando cambió su posición relativa.

mi) frecuencia de repetición de los dientes

Componente crea cuando el mismo par de dientes de los engranajes.

F) Las frecuencias naturales

Los componentes que surgen cuando un engranaje dañado comienza a causar una descarga.

sol) velocidad de rotación y armónica

engranajes análisis de vibración – Frecuencia de engranaje

La desviación ideales perfil de los dientes, constante cada vez que se hace de engranajes, es que, por lo tanto, provoca un engranaje frecuencia de vibración periódica, Puede tener varias causas. Por un lado, hay una desviación de los dientes bajo carga, que varía cada vez que se comparte entre un número diferente de dientes en cada ciclo de engranajes, y por el otro, Existen desviaciones resultantes de desgaste uniforme, fallos de mecanizado y montaje.

Figura 1 – engranajes análisis de vibración – La desviación de los dientes de una carga de engranajes para la acción

Debido a la deformación de los dientes es esencialmente dependiente de la carga, para obtener espectros comparable, mediciones tienen que hacer siempre la misma carga. La carga también debe ser suficiente para asegurar que los dientes están en contacto permanente.

sin embargo, con carga constante, cualquier cambio en la frecuencia de amplitud y el engranaje armónico debe venir del desgaste. La Figura 2 muestra un perfil típico desgaste.

El análisis de vibración en engranajes de la FIG 2

Figura 2 – engranajes análisis de vibración – Perfil de desgaste típico

El desgaste es mayor en ambos lados del círculo de paso por resbalón, mientras que en el punto medio del diente se produce la rodadura pura. Este error perfil tenderá a suponer una distorsión significativa engranaje de frecuencia, con el resultado de que el desgaste de los dientes es más visible en los armónicos que la frecuencia fundamental. Regla general, es aconsejable controlar al menos los primeros tres armónicos de la frecuencia de su participación, cuando se desea seguir este tipo de defecto.

El análisis de vibración en engranajes de la FIG 3

Figura 3 – engranajes análisis de vibración – Los cambios típicos en la frecuencia armónica de frecuencia de engrane espectro debido al desgaste

La desalineación de las ruedas

Los problemas de montaje, ordinariamente, Dan lugar a componentes de gran amplitud del engranaje de frecuencia, Es la falta de alineación e incorrectas autorizaciones.

La desalineación provoca un engranaje excentricidad creando una brecha variables, originando, por lo tanto, una desviación de la posición de los dientes de su posición ideales.

El análisis de vibración en engranajes de la FIG 4

Figura 4 – engranajes análisis de vibración – eje desalineado

Otra consecuencia de la excentricidad es la creación de una reacción entre los engranajes, cuando la holgura es insuficiente. por lo que surge un componente a la velocidad de rotación para controlar la frecuencia de engranaje.

tan, cualquier causa que provoca una excentricidad de un engranaje puede causar que los componentes de la velocidad de rotación y el engranaje de gama alta frecuencia. Como posibles causas de la excentricidad tiene una mala fabricación o de desequilibrio, en engranajes de alta velocidad.

En engranajes rectos, desalineación generador de vibraciones a menudo axial.

Caso de estudio engranajes rectos desalineación

en la figura 5 se puede observar los niveles de vibración global, las vibraciones causadas por la frecuencia de engrane, los cojinetes de las ruedas dentadas de accionamiento (con los Spurs), un horno de cemento, corona desalineada. Tenga en cuenta las altas amplitudes en la dirección horizontal en los cojinetes laterales libres.

nálisis-de-la vibración de engranaje-in-figura-5

Figura 5 – engranajes análisis de vibración – Las vibraciones en los cojinetes de la unidad de un molino de engranaje impulsado con los Spurs

autorizaciones incorrectas entre los engranajes también causan vibraciones en engranaje frecuencia.

engranajes análisis de vibración – bandas laterales

La mayoría de los componentes de vibración a diferentes frecuencias de la frecuencia de engrane pueden explicarse por sus modulaciones. Por ejemplo, debido a la dependencia de la desviación de los dientes, carga, cualquier fluctuación en este (por ejemplo causados ​​por desalineaciones) tenderá a causar una variación correspondiente en la amplitud, causando así una modulación de amplitud (ver figura. 1).

Al mismo tiempo estas fluctuaciones en la carga de los dientes causarán variaciones en la velocidad angular, haciendo con ello que las modulaciones de frecuencia. La modulación de amplitud y frecuencia provoca la aparición de bandas laterales alrededor de la frecuencia básica (frecuencia de su participación y sus armónicos), con una separación igual a la frecuencia de modulación (generalmente la velocidad de rotación de los engranajes), que contiene tanto información importante para hacer un diagnóstico en cuanto a que de la rueda dentada que está causando.

La siguiente figura muestra el efecto de un defecto en una punta de diente y una excentricidad.

nálisis-de-vibraciones en-engranaje-Fig-6

Higo. 6 – engranajes análisis de vibración – Efecto del patrón de distribución de defectos de las bandas laterales

Un diente roto produce un pulso en cada rotación (amplitud modulada). Este tipo de mal funcionamiento da lugar a un espectro dominado por acoplamiento con bandas laterales de frecuencia pequeña amplitud, espaciadas frecuencia Impulse.

Si hay muchos defectos localizados, tal como por ejemplo el caso de las poblaciones de picaduras múltiples, efectos vibracionales se hacen evidentes a continuación,.

En el caso de la excentricidad, aparecerá bandas laterales importantes alrededor de la frecuencia de la participación. Una desalineación causa este efecto. Se distingue de las picaduras fenómeno por componentes de vibración causa importante a la velocidad de la rotación del engranaje desalineada.

Incluso en las marchas en perfecto estado, Es normal encontrar bandas laterales, no siendo en sí un mal funcionamiento. Su crecimiento o la aparición de nuevas bandas laterales, es ese problema se evidencia de la evolución.

engranajes análisis de vibración – Componentes Fantasmas

Figura 7 – engranajes análisis de vibración – la creación de componentes de fantasmas

Como ya se ha mencionado, éstas surgen de errores en los dientes de mesa de indexación acionante de engranaje que está montado en la etapa de engranaje de mecanizado. La frecuencia de vibración, más tarde, mientras generada por el engranaje de guardia, corresponde al número de dientes y, por lo tanto, Tiene que ser un múltiplo entero de la velocidad de rotación del engranaje. Esto proporciona una indicación de que una frecuencia desconocida puede ser un componente fantasma, cuando no se puede cumplir con los datos del fabricante.

Otra indicación puede ser obtenida a través de su comportamiento en función de la carga. Dado que este componente representa un error geométrico constante, No debe ser muy influenciada por la carga.

Una vez reconocido, componente fantasma, por lo general no causa ningún problema, hay una tendencia a que disminuya con el tiempo (desgaste).

engranajes análisis de vibración – frecuencia de montaje

Los dientes de un par de engranajes, cuando está en funcionamiento creará una “cama”. Resulta, a menos que el número de dientes de los dos engranajes, son primos entre sí, un diente de un engranaje dado que no pondrá en contacto con todos los otros dientes. Se crean así que las familias de compromiso que dan lugar a “camas”. Si después de un desmontaje de engranajes, éstos no vuelven a ser colocado exactamente en la misma posición relativa, Dan lugar a una vibración cuya frecuencia se puede calcular de la siguiente manera:

Montaje de frecuencia f =

Fc = engranaje frecuencia

Greatest Common Divisor N = el número de dientes de los dos engranajes

engranajes análisis de vibración – frecuencia de repetición de los dientes

Si hay un defecto en un par de dientes de dos engranajes, Cada vez que se da el mallado de este par se producirá un impulso.

Esta vibración se produce, por lo tanto, la frecuencia de repetición de engranaje de un par de dientes, se puede calcular como sigue:

F = (Fe x N) / (Np x NC)

F – Frecuencia de repetición

norte – divisor común más grande del número de dientes de los dos engranajes

Por ejemplo, – Número de dientes del piñón

Carolina del Norte – Número de dientes de la corona

engranajes análisis de vibración – velocidad de rotación y armónica

Los componentes de la velocidad de rotación y sus armónicos han venido de las mismas causas que las otras máquinas: desequilibrios, desalinhamentos, holguras, excentricidades, etc..

En el espectro de PeakVue representar choques frecuencias de repetición.

De lo dicho pone de relieve la importancia de tener una analizador de vibraciones con alta resolución de las líneas del espectro de frecuencia.

Caso 1 – engranajes análisis de vibración - falla del rodamiento

Un aparato que comprende un motor con velocidad variable y una caja de engranajes, Comenzó a desarrollar una operación normal, el ruido característico. Ante el temor de una falla en el equipo, servicios de mantenimiento han elegido para reemplazar el motor eléctrico. Después de cambiar el motor, se encontró que el ruido se mantuvo sin cambios.

Caso 1 – primera medición

Ante esta situación, se optó por realizar una medición de equipos de vibración, con miras a la detección de la fuente de ruido. En vibración medición hecha, encontrado que la presencia de frecuencias asociado con la degradación de la pista de rodadura anillo interior del rodamiento de apoyo entrada del alojamiento del eje, frente al motor.

No espectro de PeakVue muestra en la figura 8, la presencia de frecuencias puede ser visto desde 131,46 Hz y armónicos.

Análisis-de-vibración-engranaje-en-Figura 8

Figura 8 - Análisis de la vibración engranajes espectro PeakVue recogidos antes de la sustitución del cojinete

La presencia de estas frecuencias llegó a la conclusión de que el cojinete estaba en fase de degradación, siendo el ruido asociado a su estado de funcionamiento.

Dependiendo de los datos recogidos y los análisis realizados, Se recomendó la sustitución de los cojinetes de apoyo a la entrada del alojamiento del eje.

Caso 1 - la medición después de la reparación

después de reemplazar, Se realizó un nuevo equipo de medición de la vibración, Se muestra en la figura 9, El PeakVue espectro recogido.

En el análisis a continuación, realizada, frecuencias asociadas no se identificaron el desarrollo de anomalías en los cojinetes y el ruido desaparecieron por completo.

Figura 9 - Análisis de la vibración engranajes espectro PeakVue tomado después de sustituir el rodamiento

Posteriormente, con el fin de confirmar el diagnóstico, Se preguntó a desmontar el rodamiento degradada. El análisis de los componentes de soporte respectivos, encontrado que la degradación de la pista de rodadura anillo interior, Como puede verse por la fotografía mostrada en la figura 10.

apoyo Rot5_Rolamento vino piñón Dobradeira_8

Figura 10 - Fotografía de la pista interior del rodamiento degradado

Caso 2 – Análisis de vibraciones se prepara -folgas

La medición rutinaria realiza para conducir una cinta transportadora, constituido por un motor de engranajes cuyo motor eléctrico que se ejecuta 1492 rpm, cuyo eje de salida gira 60 rpm, fundar, vibrométrica durante la inspección, los niveles de vibración superiores a los límites establecidos basan en ISO 10816.

Figura 11 – de transmisión del transportador

Caso 2 - situación inicial

El valor más alto nivel mundial era 6,7 / s RMS mm, registrada en el soporte del motor frente a la unidad. A pesar de los niveles más altos vibrométricos se han registrado en el soporte del motor, frente a la unidad, la colección de espectros con rangos de frecuencia más pequeños (para 50 hz) identificado la presencia de la frecuencia de funcionamiento del eje de salida del reductor (1 hz) y armónica.

La presencia de estas frecuencias es sintomático de holguras excesivas.

El espectro de frecuencia mostrado en la figura 12 Es indicativo de lo que se ha mencionado anteriormente.

Análisis-de-vibraciones en-engranaje-Fig-12

Figura 12 – engranajes análisis de vibración – Espectro recogido en la reducción de apoyo, caja del eje de salida

Caso 2 - recomendación hecha

A pesar de los niveles vibrométricos tienen mayor amplitud en los soportes del motor, dado los espectros obtenidos, Se hizo la recomendación a la intervención del reductor, a saber, para el control de los espacios entre las "manga" al eje de salida y el eje del tambor de accionamiento de cinta transportadora. En la inspección realizada se encontró que era de hecho, la presencia de espacios libres entre dicha componentes.

Caso 2 - la medición después de la reparación

Después de la intervención para la corrección de anomalías, una nueva medición se hizo en el que podría observar una mejora significativa en la característica de los espectros obtenidos (Figura 14).

Figura engranajes de análisis 13. vibración – Espectro recogido en la reducción de apoyo, caja del eje de salida, después de la intervención

En vibrométrica inspección realizada después de los trabajos de mantenimiento en el equipo, encontró una disminución generalizada en los niveles vibrométricos que el equipo se somete. Particularmente en los soportes de motor (puntos donde la más alta registavam amplitud), fue posible observar una reducción significativa en vibrométricas amplitud, Como puede verse en el gráfico de tendencia muestra en la figura 14.

Figura 14 – Análisis de vibraciones en los datos de tendencia-gráfico de engranajes de la vibración nivel global registrado en el apoyo del lado de accionamiento del motor

También tenga en cuenta que, con la intervención, observa la desaparición de los picos de amplitud armónicas de la frecuencia de funcionamiento del eje de salida del reductor, como puede verse a través de los espectros de frecuencia se muestra en la figura 15.

Figura 15 – engranajes análisis de vibración – Espectros registrados a frecuencias de soporte del eje de salida del reductor, antes y después de los trabajos de mantenimiento

Caso 2 – engranajes análisis de vibración - Conclusión

Seleccionar la gama de frecuencias apropiada para el tipo de equipo, así como el número correcto de líneas para la resolución espectral, (entre otros factores), Se le permite diagnosticar fallos con éxito, incluso en los casos en que las velocidades bajas hacen que el diagnóstico menos evidente. Por eso, durante la parametrización del equipo en la Base de datos, debe tener especial cuidado en los puntos de medición de configuración, con el fin de detectar oportunamente posibles fallos.

Caso 3 – engranajes análisis de vibración – cardán

Una unidad de accionamiento de un cilindro de "Yankee", que comprende una unidad de engranaje accionado por dos (2) motores, como se ilustra en la figura 16, Mantenimiento predictivo está incluido en el programa definido por el cliente, Está sujeto a inspecciones regulares vibrométricas.

Figura 16 - engranajes de análisis de vibración – unidad de accionamiento fotografía

Caso 3 - cardan – situación inicial

Inspección realizada en junio, hubo un aumento significativo en los niveles de vibrométricos presencia en la reducción, como puede verse en el gráfico de tendencia muestra en la figura 18.

Figura 17 - engranajes de análisis de vibración – Nivel Global gráfico de tendencia de vibración registrado en apoyo de los ejes de entrada del reductor

El análisis de frecuencia de los espectros registrados reveló que en los vibrométricos de presencia en los niveles de reductores eran, especialmente, influenciada por la amplitud de la segunda armónica de la frecuencia de funcionamiento del eje de entrada (Figura 18).

Figura 18 - engranajes de análisis de vibración – Espectro de frecuencia registrada en apoyo del eje de entrada del reductor

Caso 3 - cardan – recomendación hecha

A partir de este análisis, amplitudes También el hecho de que la extensión que sobresale de frecuencia de funcionamiento de la pantalla de entrada del reductor eje grandemente reducida. Por este facto, Se desecha como una desalineación causa en primer lugar a los altos niveles vibrométricos registraron. De este modo, se recomienda al cliente el reemplazo / reparación de los sindicatos "cardán".

Caso 3 - cardan – mediciones después de la reparación

Después de la sustitución de las articulaciones "cardan", llevado a cabo por parte del cliente de servicios técnicos, durante una de las paradas programadas de instalación, vibrométrica realizó la inspección reveló una reducción muy significativa de los niveles de vibración se encuentra que la reducción sometido, como puede verse en el gráfico de tendencia muestra en la figura 19.

Figura 19 - engranajes de análisis de vibración – Nivel Global gráfico de tendencia de vibración registrado en apoyo del eje de entrada del reductor después de sustituir los "Cardanes"

La disminución de la gravedad se originó vibrométrica, principalmente, al disminuir el segundo armónico de la frecuencia de funcionamiento de los ejes de entrada del reductor, como puede verse en la figura 20.

Figura 20 - engranajes de análisis de vibración – Los espectros de frecuencia registrada antes y después de la sustitución de los "Cardanes"

Caso 3 - cardan – equipo reparado

La inspección reveló los componentes reemplazados de degradación acentuada de los cojinetes y perchas, Como puede verse en la figura 21.

Figura 21 - engranajes de análisis de vibración – Cruceta uno de los sindicatos "cardan" sustituido

Caso 3 - cardan – conclusión

A iJECUCIÓN Programa de Mantenimiento Predictivo, basándose en la medición y el análisis de vibración, Permitió a tiempo y sin pérdidas de producción, hacen posible intervenir en el equipo de minimizar los costos de intervención.

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