Análisis del efecto de la variación de velocidad sobre el espectro de vibración en equipos rotodinámicos (2014)
En este trabajo se hizo un análisis del efecto de la variación de la velocidad de giro sobre el espectro de vibración de un equipo roto-dinámico. Este análisis se realizó comparando diferentes condiciones del sistema como lo son la velocidad y el estado de los componentes mecánicos. La adquisición de la señal de vibración se obtuvo a través de dispositivos de adquisición de datos que entregan la señal digitalizada, que posteriormente es procesada por algoritmos que calculan la FFT (transformada rápida de Fourier). Se inicia con el estudio de los conceptos teóricos sobre vibraciones mecánicas y técnicas de análisis espectral. Siendo de gran importancia para este trabajo los efectos que tienen fallas como desbalance, desalineamiento y algunas fallas en cojinetes sobre el espectro de vibración a velocidad constante. Para este propósito se dispone de la teoría de vibraciones clásica disponible en los libros, manuales y normas dedicadas al tema. El banco de pruebas está compuesto por: motor trifásico, acoplamiento flexible, eje soportado en un extremo y una chumacera de pedestal con rodamiento autocentrante. El motor será accionado por un arrancador directo o un variador de frecuencia según las condiciones requeridas. El sistema deberá ser re-alineado correctamente y realizar una revisión de cada uno de los ajustes eje-rodamiento, para tener unas condiciones iniciales óptimas. Para revisar la condición del sistema se utiliza un acelerómetro localizado en la chumacera y dispuesto en dirección radial o axial según se requiera. La señal eléctrica del acelerómetro será digitalizada por una tarjeta de adquisición de datos, del fabricante National Instruments, especialmente diseñada para el manejo de acelerómetros. Utilizando un algoritmo elaborado en software Scilab se realiza la adquisición de la señal, fijando tasas de muestro, y número de puntos. Posteriormente se cálcula el contenido frecuencial de la señal (transformada rápida de Fourier) haciendo uso de un algoritmo elaborado en software Matlab el cual permite mostrar el espectro de vibración. El algoritmo existente elaborado en el software Scilab fue modificado para controlar la adquisición de los datos respecto a la variación de frecuencia en el accionamiento del motor. La adquisición de un determinado número de señales deberá realizarse en el tiempo que se tarda en llevar la frecuencia del variador de 0 a 60 Hz. En los ensayos se realiza un análisis de los espectros del equipo en condición óptima, sin realizar variación de velocidad. Luego se analizan los efectos de las fallas sobre los espectros de vibración a velocidad constante y variable. Finalmente al encontrar las diferencias entre cada caso se identifican los efectos inherentes a la variación de velocidad en el sistema rotodinámico motor-eje-cojinete. También se determina cuál puede ser el espectro típico para cada una de las situaciones