Tesis Rodamiento

UNIVERSIDAD AUSTRAL DE CHILE
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA ACÚSTICA

Profesor Patrocinante
Rolando Ríos Rodríguez
Instituto de Materiales
Universidad Austral de Chile
Profesor Co-Patrocinante
Alfio Yori Fernández
Instituto de Acústica
Universidad Austral de Chile
Profesor Informante
José Luis Barros
Instituto de Acústica
Universidad Austral de Chile

ESTUDIO DEFALLAS COMUNES EN RODAMIENTOS RÍGIDOS DE UNA HILERA
DE BOLAS MEDIANTE ANÁLISIS EN EL DOMINIO DEL TIEMPO Y DE LA
FRECUENCIA

Tesis presentada para optar al grado
de Licenciado en Acústica y al Título
profesional de Ingeniero Acústico

CRISTIAN MAURICIO MONDACA MARINO
VALDIVIA – CHILE
2002

Dedicada a mi madre Angela, la cual con su
amor y esfuerzo me ha demostrado que,
todo se puede lograr
y
a Dios pordarme este don

1. RESUMEN
La siguiente tesis trata sobre el tema de análisis de vibraciones, en el ámbito del mantenimiento
predictivo, enfocado al problema de fallas prematuras e incipientes en los rodamientos, particularmente
defectos localizados en rodamientos rígidos de una hilera de bolas. Se utilizaron las siguientes técnicas
de análisis: análisis en el tiempo, análisis en el dominio dela frecuencia, el método de la envolvente (por
medio de la transformada de Hilbert) y el análisis Cepstrum. También se dedujo las frecuencias de fallas
que se pueden presentar en estos elementos (fallas: BPFO, BPFI, BSF y FTF). Además se recurrió a un
modelo simple de un grado de libertad y sub-amortiguado, para caracterizar el sistema “rodamiento”
excitado por un defecto localizado y así poderpredecir el tipo de señales que un acelerómetro captaría
en tales condiciones y utilizar las técnicas de análisis mencionados anteriormente. Finalmente se
realizaron mediciones en un banco de pruebas, en rodamientos con cada una de estas fallas, y se
almacenaron los datos en formato digital, para luego procesar las señales por medio de un software,
comparando y evaluando el comportamiento de lasdistintas técnicas y su eficacia en poder detectar
fallas, además de evaluar sus ventajas y desventajas.
De lo anterior y luego de la parte experimental se pudo determinar que:
De los parámetros en el tiempo, se comprobó la utilidad de estos, en cuanto a detectar algún
defecto en el rodamiento y se comprobó que salvo el valor RMS todos los demás descriptores son
sensibles a los defectos que puedepresentar un rodamiento, además el nivel K, demostró ser mejor en
cuanto a detección de impulsos y grado de daño.
Del análisis en frecuencia se comprobó la dificultad de poder detectar defectos incipientes, incluso
cuando el defecto está desarrollado, se demostró lo dificultoso de este análisis por los métodos
tradicionales, a pesar de las condiciones ideales del laboratorio.
El análisis de laenvolvente demostró que es el método por excelencia de detección de fallas
incipientes en rodamientos, detectando fallas incipiente y desarrollada, además se pudo comprobar los
espectros esperados en teoría, principalmente aquellos defectos afectados por procesos de modulación
(BPFI, BSF y FTF).
Del análisis Cepstrum se demostró que es un buen detector de fallas ya desarrolladas, el inconveniente
es queel análisis no es tan obvio como en el caso anterior.

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2. ABSTRACT
The following thesis tries on the topic of analysis of vibrations, in the environment of the maintenance
predictive, focused to the problem of premature and incipient faults in the rolling element bearings,
particularly defects located in rigid journal bearing of an array of balls. The following analysis techniques
were used:analysis in the time, analysis in the domain of the frequency, the method of the envelope (by
means of the one transformed of Hilbert) and the analysis Cepstrum. It was also deduced the frequencies
of faults that they can be presented in these elements (you fail: BPFO, BPFI, BSF and FTF). it was Also
appealed a simple model of a degree of freedom and sub-muffled, to characterize the system "...