Tutorial tècnic · GUEMISA
Programa de manteniment predictiu
L'anàlisi de vibracions, la termografia i l'anàlisi de lubricants són tècniques de manteniment predictiu que permeten trobar les causes de possibles errors anticipant-se a l'avaria. El programa segueix una seqüència lògica en tres passos:
| Pas | Funció |
|---|---|
| Detecció | Reconeixement del problema |
| Anàlisi | Localització de la causa del problema |
| Correcció | Trobar el moment i la manera de solucionar el problema |
La detecció exigeix un seguiment constant del nivell de vibracions. L'interval entre mesuraments depèn de cada equip i varia des de dos mesos fins a un mesurament continu, segons el tipus de màquina i la seva importància en el procés. Els punts de mesura són els llocs on s'allotgen rodaments, ventiladors, engranatges o unions entre eixos. Es fa servir un col·lector de dades amb un programa informàtic que emmagatzema els valors; amb l?històric es detecta un problema quan la tendència augmenta o canvia notablement.
Els nou passos de l'organització del programa
- Reconeixement de la planta.
- Selecció de les màquines.
- Elecció de tècniques òptimes per verificar.
- Implantació del predictiu.
- Fixació i revisió de dades i límits de condició acceptable.
- Mesuraments de referència.
- Recull, registre i anàlisi de les tendències.
- Anàlisi de la condició de la màquina.
- Correcció de fallades.
Els límits de condició acceptable es fixen amb un històric de dades obtingut en repetits mesuraments: el valor mitjà dóna el nivell de vibració acceptable de cada punt. Al principi, sense històric, es fan servir les instruccions del fabricant i les gràfiques de severitat.
Magnituds de la vibració
La vibració és el moviment de vaivé d'una màquina o d'un element, en qualsevol direcció de l'espai, des de la posició d'equilibri. Les causes habituals són el desequilibri d'elements rotatius, la desalineació en acoblaments, engranatges desgastats o danyats, rodaments deteriorats, forces aerodinàmiques o hidràuliques i problemes elèctrics.
| Magnitud | Què indica | Unitat |
|---|---|---|
| Freqüència | Nombre de cicles complets en un període de temps; la seva correspondència amb les rpm identifica el problema i la peça responsable | cpm (cicles per minut) |
| Desplaçament | Amplitud de la vibració; es mesura a baixes freqüències | – |
| Velocitat | Pic més gran de tot el recorregut de l'element en vibrar; és indicador directe de la severitat i el paràmetre que sempre es mesura | mm/s |
| Acceleració | Relacionada amb la força que provoca la vibració; rellevant a altes freqüències encara que velocitat i desplaçament siguin petits | – |
| Spike energy (energia d'impulsos) | Impulsos denergia de vibració de breu durada i alta freqüència; és bàsicament una mesura d'acceleració | g-SE |
Quina magnitud mesurar segons la freqüència
| Interval de freqüència | Magnitud mesura |
|---|---|
| Per sota de 600 cpm | Desplaçament |
| De 600 a 60.000 cpm | Velocitat |
| Per sobre de 60.000 cpm | Acceleració |
L'spike energy detecta impulsos deguts a defectes a la superfície d'elements de rodaments o engranatges, fregament, impacte i contacte metall-metall, fuites de vapor o d'aire a alta pressió i cavitació per turbulència en fluids. Sense aquest paràmetre és molt difícil detectar engranatges o rodaments defectuosos.
Severitat de vibració
La severitat indica la gravetat que pot tenir un defecte. L'amplitud expressa la gravetat del problema, però és difícil establir valors límit que detectin una fallada. Amb un històric de dades, el valor mitjà reflecteix el funcionament normal i les desviacions contínues o excessives indiquen una possible errada. Sense històric es fan servir les gràfiques de severitat.
Adquisició de dades
L'anàlisi consta de dues etapes: l'adquisició i la interpretació de les dades. Les dades a prendre (desplaçament, velocitat o acceleració) depenen de la velocitat de la màquina, segons la relació de freqüència equivalent (rpm = cpm).
- Determinar les característiques de disseny i funcionament de la màquina: velocitat de rotació, tipus de rodament i engranatge, suport, acoblaments, soroll, velocitat i càrregues.
- Determineu la finalitat de la mesura: rutina, creació d'un històric i valor de base, o presa de dades abans i després d'una reparació.
- Seleccionar els paràmetres: desplaçament, velocitat, acceleració o spike energy; ells determinen el transductor.
- Determinar posició i direcció de les mesures, generalment en rodaments o punts on sigui més probable una fallada.
- Seleccionar linstrument de mesurament i els transductors.
- Determinar el tipus de dades requerides: valor de magnitud total, espectre amplitud-freqüència, amplitud-temps o spike energy.
- Prendre les dades.
Els tres sentits principals de mesura són horitzontal, vertical i axial. Els sentits radials (horitzontal i vertical) es prenen amb l'eix del transductor a 90 º respecte a l'eix de rotació.
Condicions de la presa de dades
- Seqüències de mesura: prendre dades correctes i el més ràpid possible.
- Lloc de presa de dades sempre el mateix, amb el transductor unit de manera ferma.
- Seguiment de la màquina juntament amb els operaris i el personal de manteniment.
- Control de lentorn exterior de la màquina: aspecte, soroll.
- Atenció a tendències inesperades, amb més mesures si hi ha signes de problema.
- Mantenir només dades coherents, preses amb precisió.
- Comparar amb màquines semblants i en la mateixa forma de treball.
Identificació de causes per l'espectre
Una màquina que funciona correctament té valors que segueixen una línia de tendència constant o lleugerament ascendent. Un augment inesperat indica un possible problema. Normalment es comparen les amplituds de velocitat i, si augmenten, també els valors denergia dimpulsos (g), que indiquen la gravetat. La màxima amplitud sol donar-se on hi ha el problema, encara que la vibració es pot transmetre a altres punts.
| Causa | Senyal a l'espectre |
|---|---|
| Desequilibri | Bec a una freqüència que coincideix amb la velocitat de gir (1 x rpm); l'amplitud és proporcional a la quantitat de desequilibri i sol ser més gran en sentit radial en màquines amb eixos horitzontals |
| Desalineació | Pics a 1, 2 o 3 vegades la velocitat de gir en casos greus; forma similar a les tres direccions; amb vibració axial alta (axial més gran que la meitat de la radial) hi pot haver desalineació o eixos torts |
| Desalineació en paral·lel | Vibració sobretot en direcció radial, sovint igual al doble de la velocitat de gir de l'eix |
| Desalineació angular | Vibració en direcció axial als dos eixos, a una freqüència de 1 x rpm |
| Engranatges | Pics a múltiples sencers de la velocitat de gir de l'engranatge que falla, amb becs laterals de valor molt petit separats una distància igual a la velocitat de gir; hi ha soroll |
| Problemes elèctrics | Espectre similar al del desequilibri, però el problema desapareix en desconnectar el corrent; pics a distàncies de quatre vegades la velocitat de gir si els pols són quatre |
| Rodaments | Freqüències altes no relacionades amb la velocitat de rotació i amplitud aleatòria; molts pics junts a altes freqüències; hi ha excés de soroll |
Un bec a 1 x rpm no implica només desequilibri: també poden causar-ho la desalineació, engranatges o politges excèntriques, eix tort amb alta vibració axial, bandes en mal estat (si coincideix amb els seus rpm), ressonància o problemes elèctrics. En aquests casos hi haurà a més vibracions en altres freqüències.
Rodaments i estat de la màquina
Els defectes en elements rodants, pistes o gàbia generen forces que es transmeten a lallotjament. La freqüència a què l'amplitud és més gran es compara amb les calculades segons les fórmules de la figura 18 per identificar l'element defectuós. Amb un rodament defectuós és important conèixer l'spike energy que permet intuir la gravetat del problema. La fallada d'un rodament es detecta només en la mesura que s'hi realitza, no a la resta de la màquina.
| Estat de la màquina | Desplaçament | Velocitat | Acceleració | Spike energy |
|---|---|---|---|---|
| Bones condicions | Normal | Normal | Normal | Normal |
| Rodament defectuós: funcionament | Normal | Normal | Normal | Alt |
| Rodament defectuós: funcionament | Normal | Normal | Alt | Alt |
| Problemes: analitzar, aturar | Normal | Alt | Alt | Alt |
| Problemes: analitzar, aturar | Alt | Alt | Alt | Alt |
Els rodaments poden fallar per errors en el muntatge, lubricació inadequada, defectes interns de fabricació, corrent elèctric, desalineació o per no estar preparats per a la càrrega que suporten.
Preguntes freqüents
Quina magnitud es mesura segons la freqüència de vibració?
Desplaçament per sota 600 cpm, velocitat entre 600 i 60.000 cpm i acceleració per sobre de 60.000 cpm.
Amb quina freqüència es mesuren les vibracions duna màquina?
L'interval depèn de l'equip i varia des de dos mesos fins a un mesurament continu, segons el tipus de màquina i la importància del procés.
Què és l'spike energy?
És un paràmetre que mesura els impulsos denergia de vibració de breu durada i alta freqüència. És bàsicament una mesura dacceleració i la seva unitat és g-SE.
Com es reconeix un desequilibri a l'espectre?
Per un bec a una freqüència que coincideix amb la velocitat de gir (1 x rpm), amb amplitud proporcional a la quantitat de desequilibri.
Com es pot distingir un problema elèctric d'un desequilibri?
L'espectre d'un problema elèctric pot ser similar al desequilibri, però el problema desapareix en desconnectar el corrent.
Relacionat
- Tipus de vibració en màquines: causes (PDF)
- Acceleròmetres Monitran MTN/1135C i MTN/1830
- Acceleròmetres i Sensors de Vibració
- Monitran
- Tota la informació tècnica de GUEMISA
A sota, el document original en PDF per consultar-lo o descarregar-lo.