Vibraciones mecanicas

ANÁLISIS DE VIBRACIONES EN ELEMENTOS ROTACIONALES CON VARIACIÓN DE TEMPERATURA, PARA LA DETERMINACIÓN DE LA DESVIACIÓN DE LA VIDA ÚTIL.
Autor: Ing. Gómez Lozano I. D. Coautores: Lara Sánchez A. / Hernández Jiménez H. D. Corporación Universidad Libre de Colombia, Carrera 70 No. 53-40 ivangomez.ing@unilibrebog.edu.co

RESUMEN Analizar el comportamiento de un elemento rotacional bajo condicionescontroladas, se hace de cierta manera posible, ya que este por sus características de funcionamiento, son menos las variables a controlar en vibraciones que en elementos reciprocantes. Lo anterior; para determinar las variables y parametrizarlas adecuadamente para su posterior análisis, y así efectuar la segunda etapa con elementos más complejos, con el fin de crear un modelo matemático que de unaaproximación en cuanto a la variación de la vida útil. Este concepto se hace con el fin de ser aplicado en el sector industrial, siendo este el más afectado por paradas de equipos debido a fallas en rodamientos, cojinetes, ejes, poleas, engranajes o similares que provocan costos y consecuencias de fallas elevados.

PALABRAS CLAVE Vibraciones, RMS, Termografía, Elementos Rotacionales, Vida Útil.33

Desarrollo. En la parte inicial del proyecto, fue necesario diseñar un equipo o banco de medición al cual sea posible controlar las variables de operación: potencia, rpm, temperatura ambiental, temperatura de los equipos a medir, tensión del eje motriz y conducido, así como: dimensiones del banco, eje, poleas y rodamientos. El paso siguiente es diseñar un modo de recolección de datos,acorde al tipo de investigación (Cuantitativa, Exploratoria, Descriptiva), seguido de la parametrización o configuración del software de los equipos de medición (Cámara Termográfica y Analizador de Vibraciones). El medio ambiente del cuarto donde se instaló en banco, es controlado por: corrientes de aire, humedad relativa y temperatura del ambiente.

Fig. 1: Modelo propuesto inicial

Loselemento instalados en el banco, tienen condiciones de operación nominal, dadas suministrados por el fabricante de los mismos (Rodamientos, ejes, materiales, correas y motor). Estas deben ser estudiadas, para determinar si las utilizadas son acordes al tipo de ensamble del banco. Ya determinando lo anterior, la forma de recolección de datos según un plan de trabajo, marca la pauta y tipo deinvestigación. En la figura anterior, se destaca el modelo del prototipo propuesto, consta de una cámara aislada en la que se encuentra un juego de un eje y dos rodamientos, apoyados en una chumacera y a la vez potenciados por una correa que conecta un motor de 3600 rpm a 110 voltios (1/2 caballo). La función de la campana es suministrar calor a través de unos bombillos (tres, 3) con 250 Watt cada uno, deforma controlada. La polea tanto del eje conducido como conductor, posee tres canales de diferente diámetro para así efectuar pruebas a diferentes condiciones de torque y velocidad. Finalmente fue construido un prototipo de prueba, para caracterizar las condiciones de funcionamiento, las pruebas se inician bajo la idea de contemplar cambios estructurales o de forma al prototipo construido.

Fig. 2:Prototipo construido

Durante el desarrollo de la investigación está contemplando la reconstrucción total o parcial del prototipo según los resultados obtenidos, para perfeccionar o tener mayor confiabilidad de los resultados. Para el inicio de recopilación de datos, se requiere efectuar el análisis de las condiciones operacionales del prototipo, para que se efectúe de forma controlada, lasvariables a tener en cuenta son: Temperatura, Humedad Relativa, Corrosión en el ambiente, RPM del Motor, Potencia, dimensiones básicas, diámetro de las poleas, dimensiones del eje, alimentación e instalación del equipo, entre otros. La Vibraciones de un elemento rotacional pueden ser leídas a través de espectros o FFT1, siendo las unidades de medición: frecuencia (CPM o Hertz), micras, mm/s o...