Introducción al Análisis de Vibraciones, Primera Parte.

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14 Aug 201309:18

Summary

TLDREl análisis de vibraciones es fundamental en la tecnología de mantenimiento predictivo, donde se estudia el movimiento armónico simple de un sistema masa-resorte. Este movimiento se caracteriza por su forma senoidal, periodicidad y simetría. Los tres parámetros clave son la amplitud, la frecuencia y la fase, que proporcionan información valiosa sobre el estado de la máquina. La amplitud indica la severidad de la vibración, la frecuencia ayuda a identificar el tipo de problema y la fase distingue entre distintos problemas. A través de un ejemplo de un ventilador de techo con una aspa rota y golpeteo con un matamoscas, se muestra cómo la señal de tiempo puede ser compleja, pero la transformada de Fourier permite obtener un espectro de vibración que simplifica la información y permite la identificación de los problemas específicos.

Takeaways

📊 La vibración es un movimiento alternante que puede ser causado por fuerzas internas o externas.
🔁 El movimiento armónico simple es una forma de estudio del movimiento vibratorio, representado por un sistema de masa y resorte.
📉 La masa en un sistema de oscilación vertical describe una trayectoria senoidal y su movimiento se repite periódicamente.
⏱ El periodo es el tiempo requerido para que se reproduzca un ciclo de movimiento vibratorio.
📍 La amplitud es la máxima excursión de la masa desde el punto de equilibrio y es un indicador de la severidad de la vibración.
🔢 La frecuencia indica el número de oscilaciones por unidad de tiempo y es crucial para diagnosticar problemas en máquinas.
🈯 La fase muestra cómo un componente vibra en relación con otro y es útil para distinguir entre diferentes problemas.
🧑‍⚕️ En el mantenimiento predictivo, los parámetros de amplitud, frecuencia y fase son utilizados para evaluar el estado de las máquinas, de manera similar a cómo un médico utiliza una tomografía.
📉 Una mayor amplitud en la vibración indica un problema más grave, especialmente cuando se mide en velocidad.
🔁 La fase puede revelar información sobre el tipo de desequilibrio presente en un sistema, como desbalance estático o de par.
🤔 La interpretación de la frecuencia es compleja y puede requerir herramientas avanzadas como la transformada de Fourier para analizar señales complejas.
📈 La transformada de Fourier permite convertir una señal de tiempo compleja en un espectro de vibración, lo que facilita la identificación de problemas específicos en una máquina.

Q & A

¿Qué es la vibración y cómo se define en el contexto del análisis de vibraciones?
-La vibración es un movimiento alternante que es una reacción a fuerzas internas o externas. En el análisis de vibraciones, se estudia este movimiento para entender el comportamiento de sistemas mecánicos y su estado de funcionamiento.
¿Cómo se describe el movimiento de un sistema de masa-resorte durante la oscilación vertical?
-El movimiento de un sistema de masa-resorte durante la oscilación vertical se describe como una trayectoria de forma senoidal, que es simétrica e irregular, y se repite periódicamente en un ciclo.
¿Cuál es el período en el contexto del movimiento armónico simple y cómo se mide?
-El período es el tiempo requerido para que se reproduzca un ciclo de movimiento armónico simple. Se mide en segundos y representa la duración de una compleción del ciclo de oscilación.
¿Qué se llama la máxima excursión que tiene la masa en un movimiento armónico simple y por qué es importante?
-La máxima excursión que tiene la masa en un movimiento armónico simple se llama amplitud. Es importante porque indica la magnitud del desplazamiento y es un indicador de la severidad de la vibración.
¿Cuáles son los tres parámetros fundamentales para describir cualquier movimiento armónico simple y cómo se relacionan con el estado de una máquina?
-Los tres parámetros fundamentales para describir un movimiento armónico simple son la amplitud, la frecuencia y la fase. En el mantenimiento predictivo, estos parámetros se utilizan para diagnosticar el estado de una máquina, similar al uso de una tomografía computarizada en medicina.
¿Cómo se interpreta la amplitud en el análisis de vibraciones para el mantenimiento predictivo de máquinas?
-La amplitud en el análisis de vibraciones es un indicador de la severidad de la vibración. Cuanto mayor sea la amplitud, peor será el problema que se está observando, especialmente si la vibración se mide en velocidad, como lo indica la norma ISO 10816.
¿Qué información proporciona la fase en el análisis de vibraciones y cómo se utiliza para distinguir problemas en una máquina?
-La fase en el análisis de vibraciones indica cómo un componente está oscilando con respecto a otro. Se utiliza para distinguir entre diferentes problemas, como se muestra en la diferencia entre el movimiento en fase de los cojinetes en un desbalance estático y el movimiento en contrafase en un desbalance de par.
¿Cómo se relaciona la frecuencia en el análisis de vibraciones con el problema de desbalance en un ventilador de techo?
-La frecuencia en el análisis de vibraciones indica la velocidad de oscilación. En el caso de un ventilador de techo desbalanceado, la frecuencia de vibración es igual a la frecuencia de giro del ventilador (1 por), lo que produce una onda completa por cada vuelta que da el ventilador.
¿Qué sucede cuando un matamoscas de plástico impacta las aspas de un ventilador girando y cómo se refleja esto en la señal de tiempo de vibración?
-Cuando un matamoscas de plástico impacta las aspas de un ventilador girando, se producen golpes adicionales. En el caso de un ventilador de 5 aspas, se esperaría una frecuencia de golpes 5 veces la velocidad de giro, lo que se refleja en la señal de tiempo como una serie de picos de frecuencia más alta.
¿Cómo ayuda la transformada de Fourier a simplificar la interpretación de señales de vibración complejas?
-La transformada de Fourier convierte una señal de tiempo compleja en un espectro de vibración, que muestra la frecuencia y la amplitud de las diferentes componentes de vibración. Esto permite identificar y separar los distintos problemas en una máquina, como el desbalance y el golpeteo, a partir de picos en el espectro.
¿Por qué es difícil estimar amplitudes, frecuencias o fases de problemas individuales en una señal de tiempo compleja de vibración?
-Es difícil porque la señal de tiempo resultante de múltiples problemas en una máquina, como engranes dañados o rodamientos defectuosos, puede ser excesivamente compleja y por lo tanto ilegible, lo que dificulta la identificación y separación de cada problema individual.
¿Cómo se diferencia la gráfica del espectro de vibración de la señal de tiempo y qué ventajas ofrece?
-La gráfica del espectro de vibración es muy diferente en sus características a la señal de tiempo, pero contiene la misma información. Muestra los picos de frecuencia y amplitud asociados con diferentes problemas, facilitando la identificación y análisis de los problemas en la máquina.

Outlines

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📚 Introducción a la Análisis de Vibraciones

Este primer párrafo introduce el análisis de vibraciones, enfocándose en el movimiento armónico simple como un medio para estudiar el comportamiento de un sistema de masa y resorte en oscilación vertical. Se describe la trayectoria senoidal del movimiento y se destaca la importancia de tres parámetros clave: la amplitud, la frecuencia y la fase. Estos parámetros son cruciales para el mantenimiento predictivo, permitiendo a los técnicos diagnosticar el estado de las máquinas de manera similar a cómo un médico utiliza una tomografía para evaluar la condición de un paciente. La amplitud indica la gravedad de la vibración, la frecuencia se relaciona con el número de oscilaciones por unidad de tiempo y la fase ayuda a distinguir entre diferentes problemas. El párrafo también menciona la Norma ISO 10816, que utiliza una escala de colores para indicar el nivel de vibración y el estado de la máquina.

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🔍 Interpretación de la Frecuencia en la Vibración

El segundo párrafo profundiza en la interpretación de la frecuencia en el análisis de vibraciones a través de un ejemplo práctico. Imagina un ventilador de techo con una aspa dañada, lo que causa un desequilibrio y una oscilación visible. Al usar un matamoscas de plástico para golpear las aspas en movimiento y medir la vibración con un acelerómetro, se logra una señal de tiempo que refleja la complejidad del problema. La desbalanceo del ventilador produce una vibración por cada vuelta, mientras que los golpes del matamoscas generan una frecuencia cinco veces mayor. Este ejemplo ilustra cómo la señal de tiempo puede ser compleja y difícil de interpretar en máquinas reales con múltiples problemas. Sin embargo, se introduce la Transformada de Fourier como una herramienta matemática para transformar la señal de tiempo en un espectro de vibración, que, aunque conserva la misma información, lo hace de una manera más fácil de analizar y entender visualmente a través de picos que representan diferentes frecuencias y amplitudes.

Mindmap

Keywords

💡vibración

La vibración es un movimiento alternante que puede ser causado por fuerzas internas o externas. En el video, se trata como una reacción a estas fuerzas y es fundamental para el análisis de su movimiento. Se relaciona con el tema principal al ser el fenómeno que se estudia en el análisis de vibraciones.

💡movimiento armónico simple

El movimiento armónico simple es una forma de movimiento oscilatorio que se produce cuando una masa está conectada a un resorte. En el video, este concepto se utiliza para entender el comportamiento de un sistema de masa-resorte en oscilación vertical, proporcionando una base para el análisis de vibraciones.

💡trayectoria senoidal

La trayectoria senoidal describe la forma que sigue un objeto en movimiento armónico simple, que es similar a la de una onda. En el video, se menciona que la masa en el sistema de masa-resorte describe una trayectoria de esta forma, lo cual es crucial para observar y analizar el movimiento de vibración.

💡período

El período es el tiempo requerido para que un ciclo de movimiento armónico simple se reproduzca por completo. Se mide en segundos y es uno de los parámetros clave en el análisis de vibraciones, permitiendo identificar la frecuencia de oscilación del sistema.

💡amplitud

La amplitud representa la máxima excursión de una masa en movimiento armónico simple, es decir, cuán lejos puede desplazarse la masa desde su posición de equilibrio. En el video, la amplitud es relevante para medir la severidad de la vibración y, por lo tanto, el problema que puede estar presente en una máquina.

💡frecuencia

La frecuencia es el número de oscilaciones que ocurren en una unidad de tiempo y es otro parámetro clave en el análisis de vibraciones. En el video, la frecuencia ayuda a identificar cuántas veces un sistema vibra en un período específico, lo que es esencial para el diagnóstico de condiciones de máquinas.

💡fase

La fase indica la relación temporal entre dos oscilaciones o componentes en un movimiento armónico simple. En el video, la fase se utiliza para distinguir entre diferentes problemas en una máquina, como se muestra en la diferencia entre el desbalance estático y el desbalance de par.

💡mantenimiento predictivo

El mantenimiento predictivo es un enfoque en el que se utilizan datos y análisis para prever y diagnosticar posibles fallos en máquinas antes de que ocurran. En el video, los parámetros de vibración (amplitud, frecuencia y fase) se mencionan como herramientas esenciales en el mantenimiento predictivo para evaluar el estado de una máquina.

💡desbalance

El desbalance se refiere a una distribución no uniforme de masa en una rotación, lo que puede causar vibraciones. En el video, se discute cómo diferentes tipos de desbalance (estático y de par) pueden manifestarse en la fase de los movimientos y cómo se pueden identificar a través del análisis de vibraciones.

💡transformada de Fourier

La transformada de Fourier es un método matemático utilizado para analizar señales complejas y separarlas en sus componentes de frecuencia. En el video, se presenta cómo esta transformada permite obtener un espectro de vibración, que simplifica la identificación de problemas en una máquina a partir de una señal de tiempo compleja.

💡espectro de vibración

El espectro de vibración es una gráfica que resulta de aplicar la transformada de Fourier a una señal de vibración, mostrando la amplitud de las diferentes frecuencias presentes en la señal. En el video, el espectro de vibración se describe como una herramienta visual que permite identificar claramente los problemas de vibración en una máquina.

Highlights

El movimiento armónico simple es una forma de estudiar el movimiento vibratorio.

Un sistema de masa y resorte oscilando verticalmente describe una trayectoria senoidal.

La forma senoidal se repite periódicamente, lo que se conoce como un ciclo.

El periodo es el tiempo requerido para que se reproduzca un ciclo de vibración.

La amplitud es la máxima excursion de la masa y es un indicador de la severidad de la vibración.

La frecuencia indica el número de oscilaciones por unidad de tiempo.

La fase muestra cómo un componente oscila en relación con otro.

Los tres parámetros de vibración (amplitud, frecuencia, fase) son útiles para el diagnóstico de máquinas.

La amplitud medida en velocidad de vibración permite identificar el estado de la máquina con un código de colores.

La fase puede distinguir entre distintos problemas, como el desbalance estático o de par.

La observación de la frecuencia de vibración es más compleja y requiere de un análisis detallado.

Un ejemplo práctico involucra un ventilador de techo con una aspa rota y el impacto de un matamoscas.

La señal de tiempo de vibración refleja la complejidad de los problemas mecánicos.

La transformada de Fourier permite analizar la señal de tiempo en un espectro de vibración más legible.

El espectro de vibración muestra picos que representan diferentes problemas de vibración.

La frecuencia de un problema se refleja en el espectro como picos con distintas frecuencias y amplitudes.

El análisis de vibraciones es crucial para el mantenimiento predictivo y la prevención de fallas en máquinas.

La interpretación de los parámetros de vibración requiere conocimientos matemáticos y técnicas especializadas.