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LABORATORIO DE VIBRACIONES MECANICAS
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECANICA FACULTAD DE INGENIERIA
UNIVERSIDAD DE CONCEPCION http://www.dim.udec.cl/lvm
ANLISIS DE VIBRACIONES DE MQUINAS
CURSO ANLISIS DE VIBRACIONES, CATEGORA I, ISO 18436-2
Relator: Dr.-Ing. Pedro Saavedra Gonzlez
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OBJETIVOS________________________________________ Este curso
terico-prctico est centrado en proveer un comprensivo conocimiento
a sus participantes con el objeto que puedan obtener las siguientes
capacidades: - Evaluar la severidad vibratoria de las mquinas
rotatorias ms comunes
utilizando normas internacionales. - Aprender a diagnosticar,
antes que una falla costosa ocurra, problemas
mecnicos y elctricos comunes en mquinas rotatorias, utilizando
el anlisis espectral y algunas tcnicas complementarias
- Aprender a implementar un programa bsico de mantenimiento
predictivo
El curso, el libro de contenidos y el examen de certificacin son
genricos a todos los equipos y programas de manejo de datos
comerciales: CSI, SKF, IRD, DLI, COMMTEST EXAMN DE
CERTIFICACIN___________________________ Este curso incluye un
examen escrito, sin apuntes y de dos horas de duracin, para los
participantes que quieran obtener una certificacin de Analista de
vibraciones Categora I, segn ISO 18436-2 otorgado por la Facultad
de Ingeniera. Universidad de Concepcin. Los postulantes que
aprueben este examen se les reconoce que estn certificados para
realizar rutas de mediciones de vibraciones pre-establecidas con
instrumentos de un canal y diagnosticar a travs del anlisis
espectral los problemas ms comunes en mquinas rotatorias.
PRERREQUISITOS___________________________________ El participante
al curso debe tener experiencia previa en el mantenimiento de
algunos tipos de mquinas como ser: bombas centrfugas, ventiladores,
cajas de engranajes, motores de induccin, transmisiones por correa.
Si desea aprobar el examen sin problema, es deseable que tenga
alguna experiencia en la medicin de vibraciones en mquinas.
CONTENIDOS_______________________________________ 1. Introduccin a
los sistemas de mantenimiento.
Mantenimiento reactivo, preventivo, predictivo, proactivo.
Mantenimiento centrado o basado en confiabilidad. Como efectuar un
adecuado balance entre los diferentes sistemas de
mantenimiento.
2. Conceptos bsicos de vibraciones mecnicas. - Qu es la vibracin
mecnica y como puede ser usada para evaluar
la condicin mecnica de una mquina o estructura?
-
- Qu es la forma de la vibracin o de la onda? Perodo y
frecuencia. Amplitud o magnitud de la vibracin: valor pico, pico a
pico, RMS. Unidades de medicin y conversin de unidades.
- Dominios tiempo y frecuencia. Qu es el espectro de una
vibracin? cmo se interpreta?
- Definicin de rigidez y su utilidad. Qu son las frecuencias
naturales de vibrar y las velocidades crticas? Qu es la resonancia?
Cmo se evita?
- Formas de ondas y espectros de vibraciones tpicas que se
generan en las mquinas y estructuras: Vibraciones peridicas,
transientes, aleatorias, de impacto.
3. Adquisicin de datos y procesamiento de la seal.
- Composicin de una cadena de medicin. - Tipo de transductores:
de desplazamiento con y sin contacto, de
velocidad, de aceleracin. Diferentes tipos de acelermetros: de
uso general, de baja frecuencia, de altas frecuencias, de montaje
permanente. Formas de montaje del sensor. Seleccin del sensor ms
adecuado a la aplicacin.
- Recolector-analizador digital de datos. Modo analizador:
Criterios para seleccionar: el rango de frecuencias de anlisis, la
resolucin en frecuencia, el nmero de promedios, el nmero de lneas ?
Recoleccin de datos. Configuracin de una base de datos. Evaluacin
de la lnea base y tendencias.
4. Evaluacin de la severidad vibratoria en diferentes tipos de
mquinas.
- Qu valor de la vibracin es peligroso para una mquina o una
estructura? Qu significa un nivel vibratorio bueno, aceptable o
inaceptable? Se debe detener de inmediato la mquina o puede esperar
a una fecha programada?
- Aplicaciones de las normas internacionales ISO, VDI, ANSI, API
para evaluar la severidad vibratoria en mquinas: Series ISO 10816.
A qu mquinas aplica y a cuales no aplica
esta norma. Puntos donde se debe medir. Qu magnitud medir?:
desplazamiento, velocidad o aceleracin. Criterios para establecer
valores de alarma y peligro.
Series ISO 7919: A qu mquinas aplica y a cuales no aplica esta
norma. Puntos donde medir. Qu magnitud medir. Cuando se debe
utilizar esta norma
5. Descripcin de las fallas ms comunes en mquinas rotatorias y
como
diagnosticarlas en forma confiable utilizando el anlisis
espectral y otras tcnicas complementarias - Anlisis de espectros.
Cmo se debe analizar un espectro vibratorio?
Tres pasos bsicos a seguir. Qu cosas buscar en l? Definicin de
componentes sincrnicas, armnicas, sub-armnicas, no sincrnicas,
bandas laterales y su utilidad para el diagnstico.
- Anlisis de la forma de la vibracin, anlisis de la tendencia
del valor global, y anlisis de la fase de vibraciones medidas en
diferentes
-
puntos son utilizadas para poder discriminar entre diferentes
fallas que presentan el mismo espectro vibratorio.
- Desbalanceamiento de rotores. Que es el desbalanceamiento.
porqu se desbalancean los rotores? Por qu el fabricante especifica
mantener balanceado el rotor? Cules son los sntomas vibratorios que
permiten diagnosticar confiablemente que el problema es
desbalanceamiento?
- Desalineamiento paralelo, angular y combinado. Qu problema
genera trabajar con mquinas desalineadas? Como determinar a travs
del anlisis de las vibraciones medidas, si las mquinas mientras
estn trabajando estn desalineadas? Como diferenciar este problema
de otras fallas que presentan espectros vibratorios similares
- Distorsin o deformacin de la carcasa. Causas ms comunes que
distorsionan las mquinas: pata coja, dilataciones trmicas
restringidas, esfuerzos generados por las caeras. Como disminuye la
vida operacional de la mquina con ello. Como diagnosticar si en el
montaje de la mquina, o durante la operacin de ella se han generado
estos problemas
- Resonancia. porqu una mquina que no estaba en resonancia puede
llegar a esa condicin? Qu riesgos se corre si la mquina se deja
trabajar en esa condicin? Como diagnosticar este problema de otros
que presentan el mismo espectro vibratorio. Formas de
solucionarlo
- Vibraciones en correas. Como diagnosticar: dao en las correas,
correas sueltas o no igualmente tensadas, desgaste de poleas,
poleas desalineadas, resonancia de la correa, poleas
excntricas.
- Vibraciones generadas en turbo-mquinas: (bombas, ventiladores,
compresores centrfugos, sopladores). Vibraciones inherentes al
funcionamiento de ellas generadas por las pulsaciones de presin.
Frecuencia de las pulsaciones de presin en bombas centrfugas y
bombas de desplazamiento positivo (de pistones, de engranajes, de
tornillo, de lbulos, de paletas). Rango de caudal admisible y
preferido segn ANSI/ API 670/ ISO 13709. Problema que se generan
por trabajar fuera de estos rangos de caudal. Sntomas para
diagnosticar: cavitacin en bombas, turbulencias, desprendimiento
(stall) o hambruna de la bomba, desbalanceamiento hidrulico.
6. Introduccin al balanceamiento de rotores rgidos
- Qu es el desbalanceamiento? Cmo se cuantifica de acuerdo a las
normas. Porqu las normas limitan el desbalanceamiento residual de
los rotores.
- Tipos de desbalanceamiento: desbalanceamiento esttico, de
cupla, y dinmico
- Clasificacin de los rotores de acuerdo a normas ISO para
definir el mtodo de balanceamiento: rotores rgidos y rotores
flexibles. Cundo si y cuando no se puede balancear un rotor a una
velocidad menor que la que opera en terreno?
- Requerimiento del grado de calidad de balanceamiento para los
rotores rgidos de acuerdo al tipo de rotor. Normas ISO 1940 y ANSI
S2.19. Determinacin del desbalanceamiento residual permitido.
-
- Determinacin del nmero de planos requeridos en el
balanceamiento - Mtodos de balanceamiento en terreno: Mtodo de los
coeficientes
de influencia y mtodo sin medicin de fase de la vibracin. -
Cuando es aceptable realizar un desbalanceamiento esttico - Como
interpretar un informe de balanceamiento
7. Determinacin de la condicin mecnica de los rodamientos. -
Funcionamiento de los rodamientos. Porque es fundamental que
los
elementos rodantes rueden y no deslicen. - Diferentes tipos de
fallas que se generan en los rodamientos. Cules
de ellas (fallas normales) no se pueden evitar y cules de ellas
si se pueden evitar. Como aumentar la vida del rodamiento
(mantenimiento proactivo). Clculo de las frecuencias indicativas de
falla.
- Deteccin de dao en la jaula, pistas y elementos rodantes
mediante el anlisis espectral y el anlisis de la aceleracin en
bandas espectrales a alta frecuencia.
- Deteccin de otros tipos de fallas: carencia de lubricacin,
rodamiento suelto en su alojamiento, rodamiento suelto en el eje,
desgaste de pistas y elementos rodantes, paso de corriente elctrica
a travs de l, dao del canastillo.
8. Determinacin de la condicin mecnica de los engranajes.
- Funcionamiento de los engranajes. Porqu el engrane genera
vibraciones inherentes o normales a su funcionamiento aunque est en
perfecto estado. Cul es la causa que genera esas vibraciones.
Clculo de las frecuencias de engrane.
- Tcnicas utilizadas para determinar la condicin de las ruedas
dentadas: anlisis de vibraciones, anlisis de los residuos en la
lubricacin, anlisis de temperatura, anlisis de ruido, inspeccin
visual.
- Calidad de fabricacin de los engranajes y su influencia en el
valor vibratorio. Normas AGMA y DIN.
- Anlisis de las modulaciones en amplitud de la frecuencia de
engrane. Bandas laterales y como analizarlas.
- Deteccin de las fallas ms comunes que se generan en los
engranajes a travs del anlisis de las vibraciones y tcnicas
complementarias: Desgaste de los flancos de los dientes, dientes
rotos o descascarados, dientes agrietados y picados, engranajes
sueltos en el eje o montados excntricos, engranajes con excesivo
backlash, engranajes desalineados, engranajes con ejes
flectados.
9. Determinacin de la condicin mecnica de motores elctricos
de
induccin. - Motores de corriente alterna y continua. Motores
sincrnicos y
asincrnicos. Vibraciones normales en motores de induccin.
Frecuencia de paso de las ranuras. Problemas que se presentan en
los motores de jaula de ardilla.
- Diagnstico de problemas que se traspasan entre el personal
mecnico y el elctrico: excentricidad esttica y excentricidad
-
dinmica; incluyendo laminaciones y espiras en corto, barras y
anillos extremos rotos o agrietados, corrientes desbalanceadas.
10. Anlisis de casos histricos.
Los participantes analizan espectros tomados en mquinas reales
para determinar su condicin mecnica y diagnosticar las fallas que
ellos puedan presentar.
METODOLOGA_____________________________________ Las clases
tericas se realizarn con exposicin oral, con ayuda de Powerpoint.
Se le proporcionar a cada participante un libro de los contenidos
del curso y un conjunto de ejercicios que los participantes
desarrollarn durante su desarrollo. Los ejemplos analizados son
casos histricos tomados en mquinas reales. ORIENTADO
A______________________________________ Profesionales y tcnicos
mecnicos, elctricos e instrumentistas relacionados con
mantenimiento de mquinas, ingeniera y solucin de problemas
vibratorios. RELATOR__________________________________________
DR-ING. PEDRO SAAVEDRA GONZLEZ Ingeniero Civil Mecnico de la
Universidad de Concepcin, Doctor- Ingeniero en ENSAM (Paris
Francia) en Ingeniera Mecnica con especializacin en vibraciones
mecnicas. Es el Director y creador del Laboratorio de Vibraciones
Mecnicas de La Facultad de Ingeniera de la Universidad de
Concepcin, centro de excelencia en desarrollo, investigacin y
asesora a las empresas sudamericanas en Mantenimiento Predictivo-
Proactivo. Es autor de varias publicaciones internacionales y
numerosos cursos de anlisis de vibraciones de categora I a Categora
IV segn ISO 18436-2. Ha sido relator de Naciones Unidas. Consultor
en diagnstico de fallas y Mantenimiento Predictivo durante los
ltimos 30 aos de numerosas empresas: ENAP, PETROX, CODELCO
Chuquicamata, Celulosa Arauco y Constitucin, Forestal e Industrial
Santa Fe, Empresa Elctrica Colbn Machicura, Empresa Colombiana de
Petrleo, CODELCO Andina, Papeles Bo Bo, Fbrica Celulosa Laja,
CODELCO El Teniente, ASMAR Talcahuano, EDYCE, INFORSA, Compaa de
Acero del Pacfico, Compaa Minera Disputada Las Condes, EDELMAG,
Cementos Avellaneda Argentina, Gas Atacama Argentina, Doa Ins de
Collahuasi, Compaa Minera Escondida, Compaa Minera Pelambres,
ENDESA, Compaa Minera Candelaria, Armada de Chile, Compaa Minera El
Abra, Compaa Minera Huasco, Metro-Cable Medelln Colombia, Compaa
Minera Anglo-Amrica, entre otras. Para mayor informacin ver pgina
web: www.dim.udec.cl/lvm
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LABORATORIO DE VIBRACIONES MECANICAS
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECANICA FACULTAD DE INGENIERIA
UNIVERSIDAD DE CONCEPCION http://www.dim.udec.cl/lvm
ANLISIS DE VIBRACIONES DE MQUINAS
CURSO ANLISIS DE VIBRACIONES, CATEGORA II,
ISO 18436-2
Relator: Dr.-Ing. Pedro Saavedra Gonzlez
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OBJETIVOS___________________________________________ Este curso
terico-prctico est centrado en capacitar fundamentadamente a los
participantes en la deteccin y diagnstico de los problemas ms
comunes que se generan en una gran variedad de mquinas rotatorias,
usando integradamente las capacidades de los analizadores de
vibraciones comerciales de un canal (recolector de datos). El
objetivo final es poder discriminar en forma confiable entre
problemas que presentan sntomas similares. El curso entrega adems,
conocimientos de cmo configurar y utilizar adecuadamente todas las
capacidades de un recolector de datos (analizador de vibraciones de
un canal). El curso profundiza en nuevos conocimientos sobre el
funcionamiento de las mquinas y de los problemas que se presentan
en ellas. El curso, el libro de contenidos y el examen de
certificacin son genricos a todos los equipos y programas de manejo
de datos comerciales: CSI, SKF, IRD, DLI, COMMTEST EXAMEN DE
CERTIFICACIN_____________________________ Este curso incluye un
examen escrito, sin apuntes y de dos horas de duracin, para los
participantes que quieran obtener una certificacin de Analista de
vibraciones Categora II, segn ISO 18436-2 otorgado por la Facultad
de Ingeniera. Universidad de Concepcin. Los postulantes que
aprueben este examen se les reconoce que estn calificados para
configurar mediciones con un analizador de un canal y para realizar
anlisis de vibraciones bsicos de mquinas y componentes tales como
ejes, rodamientos, engranajes, ventiladores, bombas centrfugas y
motores de induccin.
PRERREQUISITOS______________________________________ Para aprobar
el examen de certificacin, Analista de vibraciones categora II, es
conveniente, aunque no es prerrequisito, haber aprobado el examen
de Analista de Vibraciones categora I. El candidato debe tener y
proveer evidencia adems, de una experiencia en terreno de al menos
un ao y medio. CONTENIDOS 1. Principios de vibraciones
mecnicas.
- Forma de onda y fase de la vibracin. Formas de medir la fase
de la vibracin. Cundo utilizar desplazamiento, velocidad aceleracin
para el diagnstico y/o para la evaluacin de la severidad
vibratoria?
- Calculo de la frecuencia natural en sistemas sencillos de un
grado de libertad.
- Aplicacin de la medicin de frecuencias naturales para detectar
algunos problemas en mquinas y estructuras (mantenimiento
predictivo de equipos estticos). Ejemplos histricos
- Qu es amortiguamiento? Formas usuales de aumentar el
amortiguamiento. Factor de amortiguamiento requerido. Cmo se puede
medir el amortiguamiento con un recolector de un canal? Cundo
-
es necesario agregar amortiguamiento para disminuir las
vibraciones? - Vibraciones forzadas. Funciones respuestas. Zonas
resonantes y zonas
anti-resonantes. - Criterios para determinar cundo rigidizar,
flexibilizar, agregar masa o
amortiguamiento a una estructura con el objeto de disminuir sus
vibraciones.
2. Configuracin y Uso de Todas las Capacidades de un Recolector
Analizador
de Vibraciones de un Canal: CSI, SKF, DLI, Bently Nevada u
otro.
- Criterios para seleccionar los parmetros bsicos en el anlisis
espectral: Nmero de lneas, rango de frecuencias, resolucin en
frecuencias, zoom, tipo de escala (lineal, logartmica, decibeles).
Importancia de la resolucin en frecuencias en el anlisis
espectral.
- Como funciona un analizador digital. Forma de digitalizar la
seal. Transformada discreta de Fourier. Anlisis en tiempo real.
Problemas y soluciones en el anlisis digital: Aliasing, fugas
laterales, efecto rendija.
- Seleccin del tipo de ventana a utilizar: Uniforme, Hanning o
Flat Top. - Formas de promediar espectros: Lineal, exponencial,
"peak hold",
promedios sincrnicos en el tiempo. Como seleccionar la forma de
promediar y el nmero de promedios.
- Modos de adquisicin de datos: Modos Free-run o con "trigger"
(disparo). Ejemplos de usos.
- Necesidad del traslapo (overlap) en la promediacin de
espectros. Seleccin del % de traslapo requerido.
- Rango dinmico de un recolector de datos o analizador de
vibraciones. Importancia del nmero de bits de la tarjeta anlogo
digital del recolector de datos o del sistema de monitoreo
continuo.
- Zoom real versus expansin de la escala de frecuencias. -
Diferentes maneras para determinar frecuencias naturales y
velocidades
crticas. Anlisis de partidas/paradas, promediacin peak-hold,
Bump Test.
3. Tcnicas del Anlisis Vibratorio.
Uso en forma integrada de las diferentes tcnicas de un
analizador de vibraciones de un canal (recolectores de datos de un
canal) para diagnosticar diferentes tipos de problemas que se
generan en las mquinas rotatorias. 3.1. Anlisis frecuencial. Cmo se
debe analizar un espectro vibratorio?
Qu buscar en l?. Order, armnicos, sub-armnicos, bandas
laterales, vibraciones sincrnicas y no sincrnicas, modulaciones en
amplitud y frecuencia
3.2. Anlisis de la forma de la onda o de la vibracin en el
tiempo. Como detectar modulaciones, pulsaciones, impactos,
asimetras, periodicidades. Ejemplo de problemas detectables en el
dominio tiempo y ocultos en el anlisis espectral. Ejemplos de
problemas para los cuales el anlisis de la forma de la onda o de la
vibracin ayuda a confirmar el diagnstico realizado con el anlisis
frecuencial. Problemas para los cuales el anlisis de la forma de la
vibracin permite
-
discriminar entre problemas que presentan un espectro vibratorio
similar. Ejemplos.
3.3. Anlisis de la fase de componentes vibratorias.
Formas de medir la fase de la vibracin. Como interpretar las
diferencias de fase de componentes vibratorias medidas en
diferentes puntos. Como el anlisis de fase permite diferenciar
entre fallas que presentan el mismo espectro vibratorio.
Ejemplos.
3.4. Introduccin al anlisis de promedios sincrnicos en el
tiempo.
Definicin. En qu consisten y para qu sirven. Instrumentacin
requerida. Configuracin del recolector de datos. Aplicaciones para:
distinguir entre diferentes problemas en engranajes, para analizar
vibraciones a la frecuencia del paso de labes en turbo-mquinas,
para analizar vibraciones en prensas de mquinas papeleras. Uso para
separar vibraciones provenientes de diferentes ejes.
3.5. Anlisis de demodulaciones. Anlisis de los espectros de la
envolvente.
Cuando se generan modulaciones en amplitud de componentes
vibratorias. Cmo analizar las bandas laterales que se generan en
torno a ciertas componentes en el espectro. Como configurar
adecuadamente el espectro de la envolvente (como seleccionar el
filtro a utilizar, la frecuencia mxima de anlisis, el nmero de
lneas y el nmero de promedios). Como interpretar los espectros de
la envolvente para detectar pulsaciones de presin en turbo-mquinas,
problemas en rodamientos, engranajes, lubricacin. Uso de los
espectros de la envolvente para detectar en forma incipiente
algunos problemas en mquinas de baja velocidad. Caractersticas de
los sensores requeridos.
3.6. Introduccin al anlisis de vibraciones en mquinas de baja
velocidad.
- Diferencia en el comportamiento de vibraciones u ondas de baja
frecuencia respecto a las vibraciones u ondas de alta frecuencia
respecto a la difraccin y la reflexin en las inter-fases de unin de
superficies.
- Factores a tomar en cuenta para tener xito en los anlisis de
vibraciones de baja frecuencia. Razn valor seal vibratoria/ruido
elctrico del acelermetro. Caractersticas de los sensores
requeridos. Anlisis de la forma de la onda. Como realizar el
anlisis.
- Ejemplos histricos de deteccin de fallas de rodamientos en
mquinas de muy baja velocidad.
3.7. Anlisis de la corriente elctrica.
- Instrumentacin requerida para realizar un anlisis de la
corriente elctrica en motores de induccin. Como interpretar el
espectro de la corriente elctrica Cartas de evaluacin de su
severidad. Aplicacin en la deteccin de problemas elctricos en
motores de induccin: evaluacin del estado de las barras y anillos
extremos en motores de jaula de ardilla. Ejemplos histricos de
motores con barras rotas y agrietadas.
-
4 Monitoreo de la condicin o estado de la mquina. Anlisis en
profundidad de normas serie ISO 10816 de severidad vibratoria.
- Sistemas de monitoreo en lnea y con monitoreo peridico.
Monitoreo en
tiempo real. Proteccin de mquinas. Diferentes tipos de alarma:
valor global, bandas espectrales, envolvente del espectro.
Tendencias. Seleccin de los valores de alarma. Evaluacin del estado
de la mquina.
- Normas de aceptacin de mquinas y normas de monitoreo
operacional. Series ISO 7919 y serie ISO 10816.
- Anlisis en profundidad de normas ISO 10816-3 para evaluar la
severidad vibratoria en mquinas rotatorias en general. Qu magnitud
medir para evaluar la severidad vibratoria: el desplazamiento y/o
la velocidad y/o la aceleracin vibratoria? Donde medir? Rangos de
frecuencia de la medicin. Mquinas a las que aplica y no aplica esta
norma. Especificacin de valores de alarma y peligro para el
desplazamiento, velocidad y aceleracin vibratoria.
5. Anlisis Integrado Para el Diagnstico de Fallas.
- Como utilizar integradamente las tcnicas analizadas en el
punto 3, ms el anlisis de los residuos en el lubricante, para
diagnosticar y discriminar entre diferentes tipos de fallas en
mquinas rotatorias. Ejemplos histricos de aplicaciones a: -
Problemas que pueden presentar espectros vibratorios similares
(componentes a 1x, 2x y 3x rpm): Desalineamiento de ejes y de
descansos, ejes flectados, ejes agrietados, carcasas
distorsionadas, pata floja, rozamientos parciales del
rotor/carcasa.
- Problemas en rodamientos. Fallas normales y anormales en
rodamientos. Deteccin de defectos en pistas de rodadura y elementos
rodantes, falta o exceso de lubricacin, juegos internos
inadecuados, giro de la cubeta en el eje o alojamiento. Evaluacin
de la severidad del dao y criterios para determinar cuando deberan
ser reemplazados.
- Problemas en engranajes. Mediciones y anlisis. Ejemplos
histricos de desgaste de los flancos de dientes. Dientes rotos,
picados o agrietados, backlash inadecuado, engranajes montados
sueltos o excntricos, engrane desalineado. Engranajes con ejes
flectados. Problemas que crean componentes vibratorias a
frecuencias mltiplos de una fraccin de las frecuencias de engrane.
Calidad de fabricacin de los engranajes. Normas AGMA y DIN.
- Vibraciones en turbo-mquinas generadas por el flujo: Fuerzas
hidrulicas e hidrodinmicas. Cavitacin. Llenado incompleto del
impulsor (Starvation). Recirculacin. Turbulencias. Impulsores
desgastados o distorsionados. Pulsaciones de presin. Ejemplos
histricos.
- Problemas elctricos en motores de induccin. Problemas en el
estator (Excentricidad esttica, laminaciones en corto, carcasas
distorsionadas). Rotores excntricos, con barras rotas o agrietadas
o sueltas, desbalance de corriente entre las fases, espiras o
laminaciones del estator en corto.
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METODOLOGA________________________________________ Las clases
tericas se realizarn con exposicin oral, con ayuda de Powerpoint.
Se le proporcionar a cada participante un libro de los contenidos
del curso y un conjunto de ejercicios que los participantes
desarrollarn durante su desarrollo. Los ejemplos analizados son
casos histricos tomados en mquinas reales. ORIENTADO
A_________________________________________ Profesionales y tcnicos
mecnicos, elctricos e instrumentistas relacionados con
mantenimiento de mquinas, ingeniera y solucin de problemas
vibratorios. RELATOR_____________________________________________
DR-ING. PEDRO SAAVEDRA GONZLEZ Ingeniero Civil Mecnico de la
Universidad de Concepcin, Doctor- Ingeniero en ENSAM (Paris
Francia) en Ingeniera Mecnica con especializacin en vibraciones
mecnicas. Es el Director y creador del Laboratorio de Vibraciones
Mecnicas de La Facultad de Ingeniera de la Universidad de
Concepcin, centro de excelencia en desarrollo, investigacin y
asesora a las empresas sudamericanas en Mantenimiento Predictivo-
Proactivo. Es autor de varias publicaciones internacionales y
numerosos cursos de anlisis de vibraciones de categora I a Categora
IV segn ISO 18436-2. Ha sido relator de Naciones Unidas. Consultor
en diagnstico de fallas y Mantenimiento Predictivo durante los
ltimos 30 aos de numerosas empresas: ENAP, PETROX, CODELCO
Chuquicamata, Celulosa Arauco y Constitucin, Forestal e Industrial
Santa Fe, Empresa Elctrica Colbn Machicura, Empresa Colombiana de
Petrleo, CODELCO Andina, Papeles Bo Bo, Fbrica Celulosa Laja,
CODELCO El Teniente, ASMAR Talcahuano, EDYCE, INFORSA, Compaa de
Acero del Pacfico, Compaa Minera Disputada Las Condes, EDELMAG,
Cementos Avellaneda Argentina, Gas Atacama Argentina, Doa Ins de
Collahuasi, Compaa Minera Escondida, Compaa Minera Pelambres,
ENDESA, Compaa Minera Candelaria, Armada de Chile, Compaa Minera El
Abra, Compaa Minera Huasco, Metro-Cable Medelln Colombia, Compaa
Minera Anglo-Amrica, entre otras. Para mayor informacin ver pgina
web: www.dim.udec.cl/lvm
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DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECANICA FACULTAD DE INGENIERIA
UNIVERSIDAD DE CONCEPCION http://www.dim.udec.cl/lvm
ANLISIS DE VIBRACIONES DE MQUINAS
CURSO ANLISIS DE VIBRACIONES, CATEGORA III,
ISO 18436-2
Relator: Dr.-Ing. Pedro Saavedra Gonzlez
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OBJETIVOS___________________________________________ Este curso
terico-prctico est centrado fundamentalmente en capacitar en
profundidad a los participantes en el diagnstico de la condicin de
las mquinas rotatorias y sus soportes, usando integradamente las
diferentes tcnicas de anlisis de vibraciones y tcnicas
complementarias (anlisis de aceites, ultrasonido, anlisis de
corriente, anlisis de presin). El curso entrega adems,
conocimientos de cmo configurar y utilizar adecuadamente las
capacidades de un recolector de datos de varios canales (analizador
de vibraciones de dos o ms canales)). El curso profundiza en nuevos
conocimientos sobre el funcionamiento de las mquinas y de los
problemas que se presentan en ellas. El curso, el libro de
contenidos y el examen de certificacin son genricos a todos los
equipos y programas de manejo de datos comerciales: CSI, SKF, IRD,
DLI, COMMTEST EXAMEN DE CERTIFICACIN_____________________________
Este curso incluye un examen escrito, sin apuntes y de dos horas de
duracin, para los participantes que quieran obtener una
certificacin de Analista de vibraciones Categora III, segn ISO
18436-2 otorgado por la Facultad de Ingeniera. Universidad de
Concepcin. Los postulantes que aprueben este examen se les reconoce
que estn capacitados para realizar y analizar mediciones de
vibraciones en mquinas utilizando integradamente las tcnicas que
traen los analizadores de vibraciones comerciales, establecer
programas de monitoreo de vibraciones, entender y dirigir el uso de
tcnicas complementarias a las vibraciones (ultrasonido, anlisis de
aceite, termografa), y recomendar acciones correctivas bsicas para
disminuir el nivel de vibraciones de mquinas y estructuras.
PRERREQUISITOS______________________________________ Para aprobar
el examen de certificacin de analista de vibraciones categora III
es conveniente haber aprobado el examen de categora II y tener
experiencia prctica en el anlisis de vibraciones al menos de 3 aos.
CONTENIDOS 1. Fundamentos de dinmica vibratoria
- Cuando un sistema mquina/soporte puede ser modelado como un
sistema de un grado de libertad? Rigidez equivalente del sistema
mquina/soporte. En qu casos para solucionar un problema de
-
resonancia se puede lograr solo rigidizando o flexibilizando la
estructura y cuando para solucionar el problema es necesario
considerar las rigideces del eje y de la carcasa de la mquina.
Ejemplos
- Que es el amortiguamiento. Diferentes formas de generar
amortiguamiento. Definicin del factor de amortiguamiento. Cuando es
necesario aumentar el amortiguamiento del sistema mquina/soporte.
Valores del factor de amortiguamiento mnimo especificado por las
normas. Cmo determinar experimentalmente el factor de
amortiguamiento de una mquina/soporte para ver si cumple o no con
las normas o con el especificado por el fabricante? Ejemplos
- Vibraciones paramtricas generadas i) por ejes desalineados
acoplados mediante acoplamientos flexibles, ii) ejes agrietados
iii) cambios de rigidez de rodamientos cargados
- Vibraciones auto-excitadas o inestabilidades: i) Vibraciones
generadas en intercambiadores de calor por el paso del fluido a
travs de los tubos. Velocidad crtica del fluido de acuerdo a normas
TEMA, ii) Vibraciones en descansos hidrodinmicos: i) Oil Whirl o
giro del aceite, ii) Oil Whip o latigazo de aceite. Diferentes
formas de descansos para disminuir este efecto.
2. Analizadores de vibraciones de dos canales
- Forma en que los analizadores determinan el valor RMS:
forma
analgica o desde la forma de onda y forma digital o desde el
espectro vibratorio. Ejemplos. Porqu estos valores son generalmente
diferentes? Cul debe usarse para la aplicacin de las normas ISO
10816?
- Como establecer alarmas por bandas de frecuencias - Espectro
de potencia o espectrograma. Cul es su utilidad - Cuando se debe
medir la densidad espectral de potencia, PSD (Power
Spectral Density). Ejemplos - Ventajas de un analizador de
vibraciones de dos canales respecto al
de un canal en el diagnstico de fallas y en la correccin de
problemas. Ejemplos
- Funciones de correlacin y su utilidad. Casos histricos -
Funcin de coherencia y su utilidad prctica. Ejemplos de
aplicacin
en la determinacin del origen que causa altas vibraciones en
mquinas y estructuras
- Medicin de funciones respuestas. Excitadores (shakers) y
martillos de impacto. Transductores de fuerza. Ejemplos donde no es
posible solucionar problemas de roturas de elementos de mquinas sin
conocer las funciones respuesta.
3. Tcnicas de diagnstico vistas con mayor profundidad
3.1. Introduccin al anlisis de la forma de deflexin.
(Deflection
Shape Analysis, ODS). Definicin del anlisis de la forma de
deflexin. Instrumentos y transductores requeridos si usa un
analizador de uno o dos canales. Como ODS ayuda a detectar
-
problemas que con las otras tcnicas pueden pasar desapercibidos.
Casos histricos usando ODS.
3.2. Anlisis espectral avanzado. Como determinar las
componentes
espectrales que son normales en una mquina cualesquiera.
Aplicacin a rodamientos, bombas de lbulos, compresores
alternativos, motores Diesel, turbomquinas con impulsores
asimtricos. Ejemplos de casos histricos.
3.3 Anlisis avanzado de la forma de onda. Cmo analizar una
forma
de onda o vibracin? Problemas que son detectados en el anlisis
de la forma de onda y no son aparentes en el espectro. Anlisis de
la forma de onda por bandas de frecuencia. Ventajas y desventajas
de la integracin analgica versus la integracin digital, cuando
utilizar una u otra. Casos histricos.
3.4 Anlisis de vibraciones en mquinas de muy baja velocidad.
Instrumentacin y tcnicas requeridas. Cundo y por qu utilizar un
acelermetro de 500mv/g en vez de uno de 100mv/g? Tcnicas para
rescatar en el espectro componentes de pequeo valor respecto al
ruido de fondo: aumento del nmero de promedios, mejorar resolucin
en frecuencias. Ejemplos histricos. Errores frecuentemente
cometidos en el anlisis espectral de las vibraciones en este tipo
de mquinas. Ejemplos ilustrativos. Cuando s y cuando no es
ventajoso utilizar los anlisis Peak-Vue y SST (Slow Speed
Technologie) de CSI y anlisis de la envolvente y ULS (Ultra Low
Speed) de SKF.
3.5 Introduccin al anlisis de rbitas y de la posicin del eje en
el
descanso. Descansos hidrodinmicos. Instrumentacin requerida para
estos anlisis. Qu es la rbita? Interpretacin de algunos tipos de
rbitas. Orbita filtrada y no filtrada. Como se determina la posicin
del eje en el descanso. Cul es su utilidad. Aplicacin al control
del desgaste y de la inestabilidad en un descanso hidrodinmico.
Ejemplos donde el anlisis de rbitas presenta ventajas respecto a
otros anlisis: descansos precargados, rozamientos. Casos histricos
de anlisis de rbitas en mquinas con descansos hidrodinmicos y con
rodamientos.
3.6 Anlisis de vibraciones de mquinas de alta velocidad.
Instrumentacin requerida. Evaluacin de la severidad vibratoria.
Errores frecuentemente cometidos en el anlisis de este tipo de
mquinas debido al montaje del acelermetro. Caso histrico
ilustrativo.
3.7 Tcnicas para determinar las frecuencias naturales de vibrar
de
mquinas y estructuras. - Ensayos de golpe (bump test). Como
determinar los parmetros
de configuracin del equipo de medicin. Errores frecuentemente
cometidos.
- Uso del peak-hold. Configuracin del equipo de medicin
-
- Anlisis de vibraciones en partidas y paradas de mquinas.
Interpretacin de las mediciones. Como configurar el equipo de
medicin
- Medicin experimental de las funciones respuesta.
3.8 Introduccin al Anlisis de vibraciones en mquinas de
velocidad variable. Anlisis espectral con seguimiento de order
(order tracking Spectral analysis). Instrumentacin requerida.
Alternativas que ofrece el mercado. Como computarizar estas
mediciones. Ejemplo ilustrativo aplicado a una transmisin de
levante de una pala.
4. Introduccin a las tcnicas de reduccin de vibraciones
- Amortiguamiento como tcnica para reducir las vibraciones.
Diferentes formas de amortiguamiento. Cuando y como el
amortiguamiento es efectivo para reducir las vibraciones. Casos
histricos. Como medir experimentalmente el factor de
amortiguamiento en un conjunto mquina/estructura.
- Aislamiento de vibraciones y choques. Diferentes tipos de
aisladores de vibraciones y como ellos funcionan. Como seleccionar
un sistema aislador de vibraciones para evitar que se transmitan
fuerzas dinmicas de una mquina a una estructura, o se transmitan
vibraciones desde su base de sustentacin a un instrumento,
computador, o mquina. Ejemplos.
- Absorbedores de vibraciones. Como funcionan y cuando son
efectivos. Ejemplo histrico de cmo disear un absorbedor de
vibraciones.
5. Anlisis de vibraciones avanzado y principio de funcionamiento
en
diferentes tipos de mquinas. Diagnstico de los problemas
especficos que ellas presentan y sus soluciones. - Bombas
centrfugas horizontales. Principios de funcionamiento.
Fuerzas radiales y axiales sobre el rodete y formas de
equilibrarlas. Operacin a flujo reducido. Problemas que se generan
por trabajar fuera de las condiciones nominales de operacin y los
sntomas que permiten diagnosticar el problema: Cavitacin,
recirculacin, "stall" o desprendimiento del fluido en el impulsor,
pulsaciones de presin. Problemas de origen hidrulico. Calidad de
fabricacin de los impulsores desbalanceamiento hidrulico. Ejemplos
histricos.
- Motores elctricos de corriente continua. Rectificacin de la
corriente. Problemas y soluciones. Vibraciones normales en el
motor. Problemas frecuentes. Ejemplos histricos.
- Engranajes. Teora de funcionamiento. Superficies conjugadas.
Tipos y usos de engranajes. Principales fallas en los dientes:
Picado, "scoring", ruptura, desgaste, lubricacin. Correccin del
perfil de los dientes para disminuir el desgaste. Otros tipos de
problemas y sus
-
soluciones. Ejemplos histricos. Engranajes planetarios y clculo
de las frecuencias de engrane.
- Sistemas de transmisin de potencia. Funcionamiento y tipos de
correas, cadenas, juntas universales. Condiciones de montaje que
deben respetarse para que una doble junta cardnica trabaje
adecuadamente sin generar vibraciones. Configuraciones Z y W de
montaje. Ejemplo histrico de altas vibraciones generadas por mal
montaje de una doble junta cardnica
METODOLOGA________________________________________ Las clases
tericas se realizarn con exposicin oral, con ayuda de Powerpoint.
Se le proporcionar a cada participante un libro de los contenidos
del curso y un conjunto de ejercicios que los participantes
desarrollarn durante su desarrollo. Los ejemplos analizados son
casos histricos tomados en mquinas reales. ORIENTADO
A_________________________________________ Profesionales y tcnicos
mecnicos, elctricos e instrumentistas relacionados con
mantenimiento de mquinas, ingeniera y solucin de problemas
vibratorios. RELATOR_____________________________________________
DR-ING. PEDRO SAAVEDRA GONZLEZ Ingeniero Civil Mecnico de la
Universidad de Concepcin, Doctor- Ingeniero en ENSAM (Paris
Francia) en Ingeniera Mecnica con especializacin en vibraciones
mecnicas. Es el Director y creador del Laboratorio de Vibraciones
Mecnicas de La Facultad de Ingeniera de la Universidad de
Concepcin, centro de excelencia en desarrollo, investigacin y
asesora a las empresas sudamericanas en Mantenimiento Predictivo-
Proactivo. Es autor de varias publicaciones internacionales y
numerosos cursos de anlisis de vibraciones de categora I a Categora
IV segn ISO 18436-2. Ha sido relator de Naciones Unidas. Consultor
en diagnstico de fallas y Mantenimiento Predictivo durante los
ltimos 30 aos de numerosas empresas: ENAP, PETROX, CODELCO
Chuquicamata, Celulosa Arauco y Constitucin, Forestal e Industrial
Santa Fe, Empresa Elctrica Colbn Machicura, Empresa Colombiana de
Petrleo, CODELCO Andina, Papeles Bo Bo, Fbrica Celulosa Laja,
CODELCO El Teniente, ASMAR Talcahuano, EDYCE, INFORSA, Compaa de
Acero del Pacfico, Compaa Minera Disputada Las Condes, EDELMAG,
Cementos Avellaneda Argentina, Gas Atacama Argentina, Doa Ins de
Collahuasi, Compaa Minera Escondida, Compaa Minera Pelambres,
ENDESA, Compaa Minera Candelaria, Armada de Chile, Compaa Minera El
Abra, Compaa Minera Huasco, Metro-Cable Medelln Colombia, Compaa
Minera Anglo-Amrica, entre otras. Para mayor informacin ver pgina
web: www.dim.udec.cl/lvm
-
LABORATORIO DE VIBRACIONES MECANICAS
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECANICA FACULTAD DE INGENIERIA
UNIVERSIDAD DE CONCEPCION http://www.dim.udec.cl/lvm
ANLISIS DE VIBRACIONES DE MQUINAS
CURSO ANLISIS DE VIBRACIONES, CATEGORA IV, ISO 18436-2
Relator: Dr.-Ing. Pedro Saavedra Gonzlez
-
OBJETIVOS___________________________________________ Este curso
terico-prctico est centrado fundamentalmente en capacitar en
profundidad a los participantes en las tcnicas actuales de
diagnstico y monitoreo de vibraciones y en las tcnicas de reduccin
de vibraciones. Con este objeto el curso entrega una sntesis de
todas las tcnicas de diagnstico. El participante quedar capacitado
para decidir fundamentadamente en cada caso cul tcnica aplicar. Se
analizan adems en profundidad, las diferentes normas de severidad
vibratoria, de aceptacin de mquinas y de balanceamiento de rotores
rgidos y flexibles. El curso, el libro de contenidos y el examen de
certificacin son genricos a todos los equipos y programas de manejo
de datos comerciales: CSI, SKF, IRD, DLI, COMMTEST EXAMN DE
CERTIFICACIN_____________________________ Este curso incluye un
examen escrito, sin apuntes, para los participantes que quieran
obtener una certificacin de Analista de vibraciones Categora IV,
segn ISO 18436-2 otorgado por la Facultad de Ingeniera. Universidad
de Concepcin. Los postulantes que aprueben este examen se les
reconoce que estn certificados para realizar y dirigir con un alto
grado de confiabilidad todo tipo de mediciones y anlisis de
vibraciones en cualquier tipo de mquina ; para proponer y
cuantificar soluciones que disminuyan el nivel de vibraciones de
mquinas y estructuras; y para definir fundamentadamente
procedimientos de aceptacin y monitoreo de mquinas.
PRERREQUISITOS______________________________________ Para aprobar
el examen de certificacin de analista de vibraciones categora IV es
conveniente haber aprobado el examen de categora III y tener
experiencia prctica en el anlisis de vibraciones al menos de 5 aos.
CONTENIDOS_________________________________________ 1. Conceptos de
dinmica vibratoria.
- Cuando un sistema mquina/soporte puede ser modelado como
un
sistema de un grado de libertad? Clculo de la primera velocidad
crtica de rotores de geometra sencilla. Ejemplo de aplicacin al
rotor de una celda de flotacin
- Diferentes ejemplos donde para solucionar un problema de
resonancia es necesario en algunos casos rigidizar el soporte de la
mquina o rigidizar el eje, o aumentar la masa , o aumentar el
amortiguamiento.
- Cuando un sistema mquina/soporte debe ser modelado como un
sistema de varios grados de libertad? Sistemas discretos de dos
grados
-
de libertad. Clculo de frecuencias naturales y modos de vibrar
de estructuras sencillas.
- Qu son los modos de vibrar? Qu es el anlisis modal?
Frecuencias naturales y modos de vibrar de sistemas rgidos con seis
grados de libertad y de sistemas continuos simples.
- Mtodo de los elementos finitos. En qu consiste. Cundo usted
recomendara, y con qu objetivos, solicitar una modelacin por
elementos finitos? Qu informacin espera obtener de esta modelacin y
como ella le va a servir para solucionar el problema que est
analizando?
- Casos histricos de mquinas con comportamiento no-lineal. -
Vibraciones en redes de tuberas debido a excitaciones mecnicas,
hidrulicas o aerodinmicas. - Introduccin a la dinmica
rotor/descanso. Caractersticas del rotor y de
los descansos. Tipos de descansos. Coeficientes de rigidez y
amortiguamiento. Velocidades crticas. Efectos giroscpicos del
rotor. Diagrama de Campbell. Giro del rotor hacia delante y hacia
atrs.
2. Tcnicas procesamiento de datos vistas en profundidad.
- Revisin de la transformada discreta de Fourier, TDF. Clculo de
la TDF. Procedimiento para mejorar la exactitud de la amplitud y la
resolucin en frecuencia obtenida en un espectro estndar.
- Qu es la auto-correlacin? Ejemplo histrico de aplicacin en la
deteccin y posterior monitoreo de un diente agrietado en un
reductor crtico.
- Cul es la utilidad de las funciones respuesta y la funcin de
coherencia? Ejemplos de cuando es imprescindible utilizarlas para
diagnosticar el origen del problema
- 3 Tcnicas de diagnstico avanzadas vistas en profundidad.
3.1. Anlisis espectral avanzado - Resumen de los espectros
normales de diferentes tipos de mquinas: - Como determinar el
espectro que es normal en cualquier otro tipo de
mquina. - Como analizar un espectro. Anlisis de componentes
sincrnicas, sub-
sincrnicas, no sincrnicas. Resumen de las diferentes fallas que
pueden generar estas componentes. Ejemplos
- Como analizar las bandas laterales. Determinar el origen de la
modulacin de la vibracin. Ejemplos de aplicacin en la deteccin de
rodamientos con dao: en las pistas de rodadura, en la jaula, en los
elementos rodantes o en la lubricacin.
- Ejemplos histricos de espectros difciles de analizar en
reductores de engranajes. Resumen de los problemas que se espera
encontrar en las cajas de engranajes. Normas de calidad de
fabricacin de los engranajes. Normas AGMA 390.3 y DIN 3692. Ejemplo
de altas vibraciones generadas: por engranajes de mala calidad de
fabricacin, por engranaje con diente agrietado, por engranajes que
tienen un factor comn en el nmero de sus dientes
3.2. Anlisis de la forma de onda. Anlisis de la diferencia de
fase entre
componentes vibratorias
-
- Resumen de casos donde solo el anlisis integrado entre
espectros, formas de onda y desfase entre componentes vibratorias
permite discriminar entre fallas que presentan el mismo espectro.
Ejemplos histricos de desbalanceamiento, pulsaciones de presin en
ventiladores, resonancias, polea montada excntrica.
- Ejemplo histrico donde a travs del anlisis integrado de estas
tcnicas permiti detectar que las altas vibraciones generadas en el
engrane provenan del motor por trabajar fuera de su centro
magntico.
3.3. Anlisis de vibraciones en las alta frecuencia
- Resumen del anlisis de la envolvente de SKF, del anlisis
Peak-vue de CSI, de HFD (High Frecuency Detection). En qu consisten
y como se configuran: seleccin del filtro adecuado, nmero de lneas,
nmero de promedios, frecuencia mxima de anlisis, valores de alarma
y peligro.
- Utilidad para la deteccin incipiente en algunos tipos de
problemas: Dao en las pistas, jaula porta-elementos y elementos
rodantes de los rodamientos, fallas locales en los engranajes
(dientes agrietados, picados o desastillados); falta de lubricacin
en rodamientos y engranajes. Ejemplos histricos.
- Como interpretar un espectro o forma de onda de la envolvente
o peak-vue. Ilustracin a travs de varios casos histricos.
3.4. Anlisis en mquinas de muy baja velocidad
- Instrumentacin y tcnicas requeridas. Cundo y por qu utilizar
un acelermetro de 500mv/g en vez de uno de 100mv/g?
- Uso del anlisis de la forma de onda como nica tcnica eficaz
para la deteccin de rodamientos daados en mquinas de muy baja
velocidad, que mientras se realiza la medicin vara su velocidad de
rotacin, resultando ineficaz el anlisis de espectros y el anlisis
de la envolvente o peak-vue. Ejemplos histricos.
3.5. Anlisis de orbitas y de la posicin radial del eje en el
descanso
- Instrumentacin requerida para estos anlisis. - Run-out de las
mediciones con los sensores de desplazamientos sin
contacto. Valores admisibles de acuerdo a API 670. Tcnicas para
la sustraccin del run-out. Importancia de la sustraccin del run-out
para una interpretacin confiable de las mediciones. Ejemplos
histricos.
- Orbita filtrada y no filtrada. Como se determina la posicin
del eje en el descanso. Cul es su utilidad. Aplicacin al control
del desgaste y de la inestabilidad en un descanso hidrodinmico.
Ejemplos donde el anlisis de rbitas presenta ventajas respecto a
otros anlisis: descansos precargados, rozamientos.
- Formas de las rbitas que generan varias fallas en las mquinas.
- Casos histricos de anlisis de rbitas y de la posicin radial del
eje
en el descanso en mquinas con descansos hidrodinmicos. - Casos
histricos de anlisis de rbitas en mquinas con rodamientos -
Aplicacin del anlisis de rbitas a cribas(harneros o zarandas)
vibratorias
-
3.6. Anlisis en mquinas de muy baja velocidad - Instrumentacin y
tcnicas requeridas. Cundo y por qu utilizar un
acelermetro de 500mv/g en vez de uno de 100mv/g? - Uso del
anlisis de la forma de onda como nica tcnica eficaz para la
deteccin de rodamientos daados en mquinas de muy baja velocidad,
que mientras se realiza la medicin vara su velocidad de rotacin,
resultando ineficaz el anlisis de espectros y el anlisis de la
envolvente o peak-vue. Ejemplos histricos.
3.7. Anlisis de vibraciones en la partida y parada de
mquinas.
- Fundamentos de rotodinmica. Diferencia entre frecuencias
naturales de vibrar, velocidades crticas y resonancias.
- Interpretacin de grficos de Bod y Nyquist medidos en la
partida/parada de una mquina. Velocidades crticas, resonancias,
anti-resonancias, resonancias locales. Ejemplos de aplicacin.
- Interpretacin de mediciones realizadas durante la partida y
parada de una mquina con descansos hidrodinmicos. Diagramas
compensados y no compensados.
- Ejemplos de anlisis de partidas/paradas usados para el
diagnstico de fallas en mquinas con rodamientos.
3.8 Anlisis ODS (Operating Deflextion Shape).
- Definiciones y terminologa. - Requerimientos de transductores,
instrumentos y software. - Uso de analizadores de uno o varios
canales. Problema de aliasing - Forma de vibrar en operacin con
animacin utilizando programas computacionales.
- Ejemplos histricos donde se justifica realizar un anlisis ODS
para determinar la causa de las altas vibraciones
3.9 Anlisis modal experimental.
- Qu es el anlisis modal?. Cul es su utilidad? Instrumental,
sensores y software requerido.
- Tipos de FRF (rigidez, flexibilidad, movilidad mecnica,
impedancia mecnica, masa efectiva, acelerancia)
- Aplicacin de las FRF para relacionar las vibraciones medidas
en los descansos de la mquina con las fuerzas dinmicas que actan
sobre ella.
- Aplicacin de las FRF para determinar experimentalmente los
modos de vibrar de rotores y estructuras. Determinacin del
amortiguamiento modal.
- Comparacin entre el anlisis modal experimental y el anlisis
ODS. - Capacidades de algunos programas comerciales. - Presentacin
de casos histricos donde el anlisis modal experimental
era la nica tcnica que permiti determinar, y reducir
posteriormente, las altas vibraciones medidas en la mquina.
3.10 Anlisis de mquinas con velocidad de rotacin y carga
variables.
- Anlisis de espectro con seguimiento de orders (Order Tracking
Spectral Analysis) OTSA, en todo el espectro. Diferencia con las
tcnicas que usan los equipos para el seguimiento de componentes
-
1x, 2x, 3x en los anlisis de partida y/o parada de una mquina.
Interpretacin. Cuando es til realizar este tipo de anlisis.
- Software y equipamiento requerido. Diferentes mtodos para
realizar el anlisis OTSA: Mtodo utilizando hardware, mtodo del
re-muestreo utilizando software, mtodo hbrido.
- Aplicacin a mquinas que mientras se realizan las mediciones
cambian significativamente su velocidad de rotacin: palas,
camiones, perforadoras y mquinas de muy baja velocidad de rotacin.
Ejemplos histricos.
- Qu son las Transformadas Tiempo Frecuencia,TTF?. Transformadas
lineales: Short Time Fourier Transform, Gabor, Wavelettes.
Transformadas cuadrticas: Pseudo Vigner-Ville, ZAM. Comparacin
entre ellas.
- Cul es su utilidad en el anlisis de mquinas con velocidad y
carga variable, o con ciclos de carga variable(compresores
alternativos, motores diesel)
- Utilidad y limitaciones. Ejemplos.
4. Tcnicas de reduccin de vibraciones
- Amortiguamiento de mquinas y estructuras. Cuando es necesario
aumentar el amortiguamiento de una mquina y/o estructura.
Formas
de determinar el factor de amortiguamiento existente. Factor de
amortiguamiento requerido por normas ISO, API, ANSI. Diferentes
tipos de amortiguadores existentes. Amortiguamiento de vibraciones
torsionales.
- Aislamiento de vibraciones y choques. Definicin del
aislamiento de vibraciones. Caractersticas y tipos de aisladores
comerciales. Diferencias entre aislamiento y amortiguamiento clculo
de aisladores para sistemas de un grado de libertad y varios grados
de libertad. Que son fuerzas de choque.
- Aislamiento de choques. Clculo de aisladores de choques.
Ejemplos. - Absorbedores de vibraciones. Como funcionan y cuando
son efectivos. Diseo de un absorbedor para
disminuir las vibraciones transversales en mquinas y estructuras
(bases, fundaciones, caeras). Analoga para disminuir las
pulsaciones de presin en redes de tuberas. Ejemplos.
- Balanceamiento de rotores rgidos y flexibles. Cundo un rotor
es considerado tener comportamiento de rotor rgido
y puede balancearse como tal en uno o dos planos, utilizando los
programas que traen los recolectores de datos? Por qu es necesario
balancear un rotor rgido? Desbalanceamiento admisible para rotores
rgidos segn ISO 1940. Clculo del desbalanceamiento residual de un
rotor rgido despus de balancearlo en terreno.
- Balanceamiento de rotores flexibles segn ISO 11342.
Clasificacin en 5 clases para efecto de balancearlos. Mtodo de
balanceamiento a usar para cada clase. Rotores flexibles de clase 2
que a pesar de ser flexibles pueden ser balanceados como rotores
rgidos a ms baja velocidad utilizando consideraciones especiales
Ejemplos.
-
- Alineamiento de rotores. Caractersticas de diferentes tipos de
acoplamientos. Criterios de desalineamiento permisible.
5. Anlisis en profundidad de las normas de severidad vibratoria
y de las
normas de aceptacin de mquinas
- Fuerzas dinmicas que generan las fallas en las mquinas.
Relacin entre estas fuerzas y las vibraciones que se miden en los
descansos de la mquina. Normas de severidad vibratoria ISO. Serie
ISO 10816(7 partes):Evaluacin de la vibracin de mquinas en base a
su medicin en partes no rotatoria de ella. Serie ISO 7919(5
partes): Evaluacin de la vibracin de mquinas en base a mediciones
realizadas en los ejes rotatorios. A qu mquinas se aplica estas
normas? Dnde medir y que magnitud medir y en que rango de
frecuencias medir? Criterios para la configuracin de valores de
alarma y peligro. Ejemplos.
- Normas para evaluar la severidad vibratoria en mquinas con
movimiento recproco (motores diesel, compresores alternativos)
- Normas para la aceptacin de diferentes tipos de mquinas: ANSI
/AGMA 6000-B96, ISO 8579-2 para cajas de engranajes, ISO 13709 /API
610 para bombas centrfugas, ISO 14694 para ventiladores, otras.
METODOLOGA_____________________________________ Las clases
tericas se realizarn con exposicin oral, con ayuda de Powerpoint.
Se le proporcionar a cada participante un libro de los contenidos
del curso y un conjunto de ejercicios que los participantes
desarrollarn durante su desarrollo. Los ejemplos analizados son
casos histricos tomados en mquinas reales. ORIENTADO
A______________________________________ Profesionales y tcnicos
mecnicos, elctricos e instrumentistas relacionados con
mantenimiento de mquinas, ingeniera y solucin de problemas
vibratorios. RELATOR__________________________________________
DR-ING. PEDRO SAAVEDRA GONZLEZ Ingeniero Civil Mecnico de la
Universidad de Concepcin, Doctor- Ingeniero en ENSAM (Paris
Francia) en Ingeniera Mecnica con especializacin en vibraciones
mecnicas. Es el Director y creador del Laboratorio de Vibraciones
Mecnicas de La Facultad de Ingeniera de la Universidad de
Concepcin, centro de excelencia en desarrollo, investigacin y
asesora a las empresas sudamericanas en Mantenimiento Predictivo-
Proactivo. Es autor de varias publicaciones internacionales y
numerosos cursos de anlisis de vibraciones de categora I a Categora
IV segn ISO 18436-2. Ha sido relator de Naciones Unidas. Consultor
en diagnstico de fallas y Mantenimiento Predictivo durante los
ltimos 30 aos de numerosas empresas: ENAP, PETROX, CODELCO
Chuquicamata, Celulosa Arauco y Constitucin, Forestal e Industrial
Santa Fe, Empresa Elctrica Colbn Machicura, Empresa Colombiana de
Petrleo, CODELCO Andina, Papeles Bo Bo, Fbrica Celulosa Laja,
CODELCO El Teniente, ASMAR Talcahuano, EDYCE, INFORSA, Compaa de
Acero del Pacfico,
-
Compaa Minera Disputada Las Condes, EDELMAG, Cementos Avellaneda
Argentina, Gas Atacama Argentina, Doa Ins de Collahuasi, Compaa
Minera Escondida, Compaa Minera Pelambres, ENDESA, Compaa Minera
Candelaria, Armada de Chile, Compaa Minera El Abra, Compaa Minera
Huasco, Metro-Cable Medelln Colombia, Compaa Minera Anglo-Amrica,
entre otras. Para mayor informacin ver pgina web:
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