Análisis de forma de onda de vibración.
El análisis de la forma de onda de vibración es esencial para diagnosticar fallas de la máquina. La forma de onda temporal en la tecnología de medición de vibraciones se conoce básicamente como "señal bruta"., ya que representa información real de la máquina sobre las fuerzas que se están generando. Como primer paso de medición, Todos los analizadores de vibraciones capturan la forma de onda temporal y luego la procesan para obtener varios valores característicos.. tan, La forma de onda temporal es un parámetro muy importante para comprender las vibraciones en una máquina..
La forma de onda de las vibraciones en una máquina.: una explicación sencilla
Imagina un lago con pequeñas olas.. Cada ola tiene una forma específica., bien? En el mundo de las máquinas., Las vibraciones también tienen formas., llamadas de La batería debe ser fácil de reemplazar..
La forma de onda de una vibración es la representación visual del movimiento oscilatorio de una partícula en relación con el tiempo.. Es como un “retrato” del movimiento, mostrando cómo la vibración aumenta y disminuye en intensidad con el tiempo.
Por qué la forma de onda es importante?
- Identificación de problemas: Cada tipo de falla en una máquina genera un patrón de vibración único. Analizando la forma de onda, Podemos identificar si hay un problema., como un desequilibrio, desalineación o desgaste del rodamiento.
- Monitoreo de condición: Al rastrear los cambios en la forma de onda a lo largo del tiempo., Podemos monitorear el estado de la máquina y predecir cuándo será necesario el mantenimiento..
- Diagnóstico preciso: La forma de onda nos da información detallada sobre la frecuencia., amplitud y fase de vibración, lo que facilita la identificación de la causa raíz de un problema.
Tipos de formas de onda:
- Sinusoidal: La forma de onda más simple, representando movimiento armónico simple.
- Complejo: La mayoría de las vibraciones de las máquinas son complejas., compuesto por varias frecuencias superpuestas.
Análisis de forma de onda de vibración -Características de la forma de onda
La forma de onda de una vibración en una máquina es como una “huella dactilar” el movimiento oscilatorio de la máquina. Revela detalles cruciales sobre el estado de la máquina y puede usarse para diagnosticar problemas y predecir fallas..
Las principales características de la forma de onda son:
- Amplitud: Representa la intensidad máxima de vibración en un punto determinado.. Una amplitud alta puede indicar un problema, como desequilibrio o desalineación.
- frecuencia: Corresponde al número de ciclos de vibración por unidad de tiempo.. La frecuencia está relacionada con la velocidad de rotación de la máquina y puede ayudar a identificar la fuente de vibración..
- fase: Indica la posición relativa de una señal vibratoria en relación con otra señal de referencia.. La fase es útil para comparar diferentes señales e identificar la relación entre ellas..
- Forma: La forma de onda puede ser sinusoidal. (sencillo), complejo (compuesto por varias frecuencias) o incluso al azar. La forma de onda está influenciada por la naturaleza de la vibración y las características de la máquina..
- armónicas: Estos son componentes de frecuencia que son múltiplos enteros de la frecuencia fundamental.. La presencia de armónicos puede indicar la existencia de no linealidades en el sistema..
Análisis de forma de onda de vibración: forma de onda periódica
en una maquina, las vibraciones son, en muchos casos, movimientos periódicos. Piezas giratorias, como ejes y rotores, Provoca vibraciones que se repiten con cada rotación.. Cuando estas vibraciones se miden en un rodamiento, la señal obtenida, si se representa gráficamente, tendrá la forma de una onda periódica.
Análisis de la forma de onda de las vibraciones: la forma de onda compleja
Una forma de onda compleja en las vibraciones de las máquinas se compone de múltiples frecuencias y amplitudes., resultando en un patrón visualmente más elaborado que una simple onda sinusoidal. Esta complejidad es a menudo el resultado de múltiples fuentes de vibración que actúan simultáneamente dentro de la máquina..
Características principales:
- Múltiples frecuencias: A diferencia de una onda sinusoidal pura, que tiene una sola frecuencia, una onda compleja contiene varias frecuencias diferentes, cada uno de los cuales contribuye al patrón general de vibración..
- Amplitudes variables: Cada una de las frecuencias presentes en la onda compleja tiene una amplitud específica, que determina la intensidad de ese componente en la vibración total.
- Diferentes fases: Las diferentes frecuencias que componen la onda compleja pueden estar en diferentes etapas., o sea, sus picos y valles no coinciden en el tiempo. Esto contribuye a la complejidad del patrón general..
- armonía: a menudo, Las frecuencias presentes en una onda compleja son múltiplos enteros de una frecuencia fundamental.. Estas múltiples frecuencias se llaman armónicos..
- ruido: Además de frecuencias bien definidas, una onda compleja puede contener componentes de ruido, que son frecuencias aleatorias y de baja amplitud.
Causas de la complejidad:
- Múltiples fuentes de vibración: Diferentes componentes de la máquina. (cojinetes, engranajes, desequilibrio, etcétera) generar vibraciones con diferentes frecuencias.
- No linealidades: Las no linealidades en el sistema vibratorio pueden generar armónicos y otras distorsiones en la forma de onda..
- Interacciones entre componentes: La interacción entre diferentes componentes vibratorios puede generar frecuencias de ritmo y otras complejidades..
Análisis de forma de onda de vibración. – cómo visualizar los impactos
Para ver los impactos en la forma de onda, utilizamos herramientas de análisis de vibraciones. Estas herramientas le permiten recopilar datos sobre las vibraciones de las máquinas y presentarlas gráficamente., facilitar la identificación de patrones y anomalías.
Principales formas de ver y analizar formas de onda:
- Gráfico de forma de onda: La forma más directa de visualizar la vibración.. Permite observar a amplitude, frecuencia y periodicidad de la señal.
- transitorios: Los cambios abruptos en la forma de onda pueden indicar impactos, choques o desalineaciones.
- Distorsiones: Las desviaciones de la forma de onda ideal pueden indicar problemas como juego mecánico o desequilibrio..
Ejemplos de impactos de formas de onda:
- Juegos mecánicos: Provoca impactos y transitorios en la forma de onda., además de generar armónicos de alto orden.
- Defectos del rodamiento: Genera frecuencias características asociadas con defectos. (frecuencia de paso de defectos, frecuencia fundamental de rotación interna, etcétera).
Análisis de forma de onda de vibración. – Influencia de fallos en cables y malos contactos.
La calidad de las señales eléctricas obtenidas de los sensores de vibración es fundamental para un análisis preciso del estado de una máquina.. Los cables dañados y los malos contactos pueden introducir ruido y distorsiones en estas señales., comprometer la confiabilidad de los resultados del análisis de vibraciones.
Cómo afectan las averías a las señales de vibración?
- Ruido electrico: Fallos de cables, como cortocircuitos, interrupciones o corrosión, Puede generar ruido eléctrico que se superpone a la señal de vibración original.. Este ruido puede enmascarar componentes importantes de la señal., dificultando la identificación de defectos.
- Distorsión de la señal: Los malos contactos pueden causar variaciones en la impedancia del circuito., lo que resulta en una distorsión de la señal de vibración. Esta distorsión puede cambiar la forma de onda y la frecuencia de la señal., dificultando la interpretación de los resultados.
- Pérdida de señal: En casos más graves, Las fallas en los cables pueden provocar la pérdida total de la señal, haciendo imposible el análisis de vibraciones.
Efectos sobre el análisis de vibraciones
- Dificultad para identificar fallas.: El ruido y la distorsión introducidos por fallas pueden enmascarar los componentes de frecuencia característicos de defectos específicos., como desequilibrio, problemas de desalineación o rodamientos.
- Falsos positivos: El ruido eléctrico puede interpretarse como un componente de vibración real., lo que lleva a diagnósticos incorrectos y mantenimiento innecesario.
- Pérdida de sensibilidad: La presencia de ruido puede reducir la relación señal-ruido., disminuir la sensibilidad del sistema de monitoreo de vibraciones.
Análisis de forma de onda de vibración. – asimetría
La rigidez asimétrica de los soportes de los rodamientos tiene un impacto significativo en la asimetría de la forma de onda de vibración de una máquina.. Esta asimetría en la rigidez significa que la resistencia del soporte a la deformación no es igual en todas las direcciones., qué, a su momento, induce un comportamiento vibratorio no lineal en la máquina.
Análisis de forma de onda de vibración. – truncamiento : causas e implicaciones
UNA truncamiento en una forma de onda de vibración ocurre cuando la amplitud de la señal excede los límites de medición del sensor o sistema de adquisición de datos. En otras palabras, la señal es “cortar” en los puntos donde excede estos límites, resultando en una distorsión de la forma de onda original.
Causas del truncamiento:
- Limitación del sensor: El sensor de vibración puede tener un alcance limitado., y cuando la amplitud de la vibración excede este límite, la señal esta saturada.
- Ganancia excesiva del amplificador: Si el amplificador de señal tiene una ganancia muy alta, pequeñas variaciones en la vibración pueden generar señales con amplitudes que exceden los límites del sistema de adquisición.
- Sobrecarga del convertidor A/D: El conversor analógico a digital (ADC) utilizado para convertir la señal analógica en digital tiene un número limitado de bits, lo que limita la resolución y puede provocar el truncamiento de señales de alta amplitud.
- Interferencia externa: El ruido y las interferencias electromagnéticas pueden anular la señal de vibración., causando picos que pueden truncarse.
Implicaciones del truncamiento:
- Distorsión de la señal: La forma de onda original cambia, lo que dificulta el análisis y la interpretación de los datos.
- Pérdida de información: Información importante sobre la vibración., como amplitude máxima, picos y armónicos, puede perderse debido al truncamiento.
- Resultados de análisis inexactos: El análisis espectral y otras técnicas de análisis de vibraciones pueden proporcionar resultados inexactos si la forma de onda se trunca..
- Dificultad para identificar defectos.: El truncamiento puede enmascarar la presencia de defectos y dificultar el diagnóstico preciso de problemas de la máquina..
Cómo evitar el truncamiento:
- Selección adecuada de sensores: Elija un sensor con rango suficiente para medir las amplitudes de vibración máximas esperadas.
- Ajustar la ganancia del amplificador: Ajuste la ganancia del amplificador para garantizar que la señal esté dentro de los límites del convertidor A/D..
- Verificar la configuración del sistema de adquisición: Asegúrese de que el sistema de adquisición esté configurado correctamente para evitar la saturación de la señal..
- Filtrar la señal: Utilice filtros para eliminar el ruido y las interferencias que pueden provocar picos no deseados.
- Monitoriza la señal en tiempo real.: Utilice un software de adquisición de datos que le permita monitorear la señal en tiempo real e identificar rápidamente cualquier signo de saturación..
Análisis de forma de onda de vibración. – Importancia del tiempo de adquisición en la visualización de eventos de baja frecuencia.
El tiempo de adquisición de formas de onda es un parámetro crucial en el análisis de vibraciones., especialmente cuando se busca identificar eventos de baja frecuencia. La elección adecuada de este tiempo garantiza una captura precisa de las características de la señal y permite un análisis más detallado de las condiciones de la máquina..
Por qué el tiempo de adquisición es tan importante?
- Resolución espectral: El tiempo de adquisición está directamente relacionado con la resolución espectral.. Cuanto mayor sea el tiempo de adquisición, cuanto mayor sea el número de líneas espectrales y, consecuentemente, mayor resolución de frecuencia. Esto le permite identificar componentes de frecuencia más cercanos., como baja frecuencia, que a menudo están asociados con problemas como la desalineación, desequilibrio y defectos en los rodamientos.
- Captura de eventos de baja frecuencia: Los eventos de baja frecuencia tienen un largo período, o sea, ocurren con menos frecuencia con el tiempo. Para capturar un ciclo completo de estos eventos., se requiere un tiempo de adquisición suficientemente largo. Un tiempo de adquisición corto puede resultar en un muestreo insuficiente de la señal., lo que lleva a una pérdida de información y dificultad para identificar estos eventos.
- Análisis transitorio: Los transitorios son eventos de corta duración que pueden ocurrir durante el funcionamiento de la máquina.. Un tiempo de adquisición adecuado permite capturar estos transitorios y analizar su naturaleza., que puede proporcionar información importante sobre el estado de la máquina.
Cómo elegir el momento de adquisición adecuado?
La elección del momento de adquisición depende de varios factores, como:
- Frecuencia fundamental de la máquina.: La frecuencia fundamental de la máquina., generalmente relacionado con la frecuencia de rotación, determina el periodo de un ciclo completo. El tiempo de adquisición debe ser un múltiplo entero de este período para asegurar la sincronización con la señal..
- Frecuencias de interés: Si el objetivo es analizar componentes de baja frecuencia, como las frecuencias naturales de la estructura, el tiempo de adquisición debe ser lo suficientemente largo para capturar múltiples ciclos de estos componentes.
- Tasa de muestreo: La frecuencia de muestreo determina la cantidad de puntos de datos recopilados por unidad de tiempo.. Una frecuencia de muestreo adecuada es esencial para evitar el alias y garantizar la precisión del análisis..
- Capacidad de almacenamiento: El tiempo de adquisición también está limitado por la capacidad de almacenamiento del equipo de adquisición..
Análisis de forma de onda de vibración. – derrotar
El choque en una forma de onda de vibración es un fenómeno que ocurre cuando dos ondas con frecuencias ligeramente diferentes se superponen.. Esta superposición da como resultado una onda resultante cuya amplitud varía periódicamente con el tiempo., creando un patrón característico de “legumbres” o “late”.
Causas de la paliza:
- Frecuencias cercanas: El ritmo es más evidente cuando las dos frecuencias están cerca entre sí..
- Múltiples fuentes de vibración: Las máquinas con múltiples fuentes de vibración pueden generar frecuencias ligeramente diferentes, causando latidos del corazón.
- Modulación: Una señal de vibración puede ser modulada por otra señal de menor frecuencia., resultando en un latido.
Cómo identificar un ritmo:
- Análisis en el dominio del tiempo: La forma de onda presentará una variación periódica de amplitud., con picos y valles alternos.
- Análisis en el dominio de la frecuencia.: El espectro de frecuencias mostrará dos líneas espectrales muy espaciadas., Representando las dos frecuencias que están causando el ritmo..
Frecuencia de batido:
La frecuencia del latido (pensión completa) Se debe a la diferencia entre las dos frecuencias que están provocando el fenómeno.:
facebook = |f1 – f2|
Donde:
- pensión completa: frecuencia de latido
- f1 y f2: frecuencias de las dos ondas que se superponen
Análisis de forma de onda de vibración. – modulación
Modulación en una forma de onda de vibración se refiere a una variación sistemática en la amplitud, frecuencia o fase de una onda portadora, debido a la influencia de una señal moduladora. En otras palabras, las características de la onda principal (transportador) son cambiados por una señal secundaria (modulador).
¿Por qué se produce la modulación en las vibraciones de las máquinas??
La modulación de las vibraciones de las máquinas a menudo es causada por interacciones entre diferentes componentes de la máquina o por condiciones de operación variables.. Algunas causas comunes incluyen:
- Problemas de rodamientos: Los defectos en los rodamientos pueden generar componentes de frecuencia lateral que modulan la vibración fundamental..
- Variaciones de carga: Los cambios en la carga aplicada a la máquina pueden provocar variaciones en la amplitud y frecuencia de la vibración..
- Interacciones entre componentes: La interacción entre diferentes componentes vibratorios puede generar modulación..
Tipos de modulación:
- Amplitud modulada (SOY): La amplitud de la onda portadora varía según la señal moduladora..
- Modulación de frecuencia (FM): La frecuencia de la onda portadora varía según la señal moduladora..
- Modulación de fase (P.M): La fase de la onda portadora varía según la señal moduladora..
Cómo identificar la modulación:
- Análisis en el dominio del tiempo: La forma de onda presentará una variación periódica de amplitud., frecuencia o fase.
- Análisis en el dominio de la frecuencia.: El espectro de frecuencia mostrará bandas laterales alrededor de la frecuencia portadora., indicando la presencia de modulación.
- Análisis de fase: El análisis de fase de onda puede revelar información sobre la naturaleza de la modulación..
Análisis de forma de onda de vibración. – problemas eléctricos y mecánicos
En la forma de onda, la evolución de los problemas eléctricos y mecánicos durante una parada del motor es diferente.
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