Análisis de vibraciones en máquinas funcionando en régimen no-estacionario.

Abstract

En la industria, una pequeña cantidad de máquinas trabajan bajo regímenes no-estacionarios, sin embargo, ellas por lo general son máquinas críticas dentro de su línea de producción. Por ejemplo, la detención imprevista de las palas electromecánicas en la minería por alguna falla no diagnosticada a tiempo produciría pérdidas cuantiosas a la industria. Esto justifica una constante búsqueda, desarrollo y evaluación de técnicas de análisis de vibraciones no-estacionarias que permitan diagnosticar la condición mecánica de este tipo de máquinas. Dentro de las técnicas actuales se encuentran el Análisis con seguimiento de Order, las Transformadas Tiempo-Frecuencia y las nuevas Transformadas Revolución- Order. El objetivo del presente trabajo es continuar con el estudio, desarrollo, evaluación e implementación de las actuales técnicas de análisis de vibraciones para máquinas que trabajan en regímenes no-estacionarios. En la primera parte del trabajo se evalúa la exactitud de los resultados obtenidos en el Análisis con seguimiento de Order utilizando el método del Remuestreo por Software. Se evalúa en particular la conveniencia de la utilización de la hipótesis de velocidad constante en vez de la hipótesis de aceleración constante en el caso de disponer de una gran cantidad de pulsos por revolución, lográndose una simplificación en el algoritmo de cálculo. Se determina que el tipo de Análisis con seguimiento de Order más adecuado a aplicar en las palas electromecánicas es el Remuestreo por Software Híbrido con la utilización de la hipótesis de velocidad constante, debido a la disponibilidad de una gran cantidad de pulsos por revolución (generalmente 1024 pulsos por revolución) en este tipo de máquinas. Luego se analiza una nueva transformada, la Pseudo IPS (PIPS) basada en el Espectro Instantáneo de Potencia (IPS) que es similar a la PWVD en su aplicación. Esta transformada cuadrática tiene la particularidad de presentar las componentes ficticias sobre las componentes reales que la generan y no entre éstas como las otras transformadas cuadráticas. Debido a esta característica la transformada PIPS presenta la gran ventaja de que se puede utilizar para el diagnóstico. Para evaluar su performance se aplica a señales simuladas y a vibraciones medidas en un motoreductor que tiene el piñón motriz picado. Se presenta las potencialidades de la nueva transformada que se le denomina Transformadas Revolución-Order (TRO) la cual combina el Análisis con seguimiento de Order con las Transformadas Tiempo-Frecuencia (TTF). Se concluye que en la aplicación a máquinas de velocidad variable las Transformadas Revolución-Order son más adecuadas que las Transformadas Tiempo-Frecuencia ya que a diferencia de éstas últimas permiten ver la evolución de las amplitudes de las componentes espectrales sin variar las frecuencias en el espectro. Esto facilita el análisis de vibraciones medidas en este tipo de máquinas. Finalmente se presenta una evaluación de la sustracción del Run-out en la forma de onda. Este método de sustracción del Run-out surge como una aplicación del Análisis con seguimiento de Order que facilita el análisis de las mediciones realizadas con los sensores de desplazamiento sin contacto. Respecto al tema se concluye que en general la sustracción requiere de altos valores de la frecuencia de muestreo para obtener errores despreciables producidos por la sustracción del Runout. Se propone la realización de nuevas evaluaciones y pruebas en el laboratorio que avalen la parte teórica desarrollada. De esta forma se puede ir acotando las potencialidades y limitaciones de la sustracción de Run-out en la forma de onda basado en el Remuestreo por software.