Medidor de vibracion

Los medidores de vibración de PCE Instruments son aptos para la medición regular de parámetros físicos como la velocidad, la aceleración y el desplazamiento. Algunos modelos integran algunas funciones adicionales, como la medición de temperatura, la medición de rotación o la detección del valor característico de un cojinete.Con un medidor de vibración puede controlar el estado general y el estado de los componentes individuales (rodamientos, engranajes, etc.) de una máquina. La evolución de los valores de medición de tales parámetros proporciona información sobre posibles daños que puedan surgir.

Esto permite planificar los trabajos de mantenimiento y paradas de la máquina para comprobar su estado. Gracias a este concepto el medidor de vibración aumenta la seguridad y a la vez la eficiencia de la máquina, ya que se incrementan los periodos de trabajo de la máquina mientras que disminuyen las paradas no programadas. Los modelos de la categoría medidor de vibración portátil de PCE Instruments pueden medir de forma autónoma en lugares de difícil acceso. Según el modelo será posible registrar los datos y analizarlos posteriormente a través de un software.

A la hora de seleccionar un medidor de vibración apto es necesario tener en cuenta varios aspectos. Entre ellos figuran el rango de medición y el rango de frecuencia, la posibilidad de realizar un análisis FFT, detectar el valor característico de un cojinete, la capacidad de memoria del dispositivo y las mediciones de otros parámetros. Una aplicación frecuente es el control y evaluación de las máquinas siguiendo la normativa EN ISO 10816. Esta norma clasifica los distintos tamaños de máquinas en función de la potencia de propulsión y asigna valores límite a las distintas clases, cuyo cumplimiento garantiza un funcionamiento seguro e ininterrumpido.

Esta norma define algunas especificaciones que debe cumplir el medidor de vibración para garantizar una medición conforme a la norma. Por un lado, la norma específica que la velocidad de vibración en mm/s es la unidad pertinente para el control de la máquina. También especifica el rango de frecuencias que se debe cubrir, que se sitúa entre 10 Hz y 1 kHz. Esto significa que un medidor de vibración adecuado debe estar equipado con el correspondiente filtro de frecuencia. Cualquier medidor de vibración de PCE Instruments integra este filtro de frecuencia, y, según el modelo, integrará otras funciones útiles para el control de la máquina.

Otro parámetro importante en el control de las vibraciones es la velocidad de giro o rotaciones, ya que para poder realizar mediciones comparativas y analizar la tendencia de una máquina es necesario medir siempre bajo las mismas condiciones. Algunos modelos del medidor de vibración integran un sensor para medir la velocidad de rotación. Este puede ser un sensor óptico o por contacto. Con este sensor podrá determinar la velocidad de rotación directamente in situ. Dado que los componentes o cojinetes defectuosos suelen generar valores de fricción elevados durante la rotación, la medición de temperatura superficial de una máquina en la zona próxima donde están situados tales componentes también puede proporcionar información valiosa sobre el estado de la máquina.

Es por ello que algunos modelos de medidor de vibración con registro de datos también integran sensores de temperatura para medir la temperatura de la superficie. Otra función útil es el análisis FFT. Con esta evaluación de la frecuencia el comportamiento de las vibraciones de una máquina puede analizarse en términos de frecuencias de vibración. Un medidor de vibración con la función correspondiente indica en pantalla el espectro de frecuencias de la máquina.

Los picos de frecuencia dentro del espectro pueden indicar daños en los rodamientos. Para poder aislar los fallos con mayor precisión, se necesita conocer las frecuencias de daños de los componentes a una velocidad determinada. Las frecuencias de daño pueden calcularse mediante fórmulas, y a menudo se puede obtener información al respecto del fabricante del componente. Podrá encontrar este tipo de medidor de vibración con las funciones descritas anteriormente en el catálogo de PCE Instruments.

Calibración externa en un laboratorio de calibración
Para garantizar que un medidor de vibración funciona con la precisión especificada en la ficha técnica del dispositivo es necesario revisarlo periódicamente. La comprobación de la precisión de las mediciones según las normas especificadas también se le denomina como calibración. Puede llevarse a cabo, por ejemplo, en laboratorios de calibración externos especializados. Existen dos normas diferentes para las calibraciones, que difieren, entre otras cosas, en el esfuerzo requerido y en el número de puntos de medición. Se trata de la calibración ISO según los requisitos de la norma EN ISO 9001 y de la calibración DAkkS, más exigente, según la norma EN ISO 17025.

Las magnitudes que pueden calibrarse en un medidor de vibración son la aceleración, la velocidad y el desplazamiento de vibración. También se comprueba la frecuencia de las vibraciones. Durante la puesta en marcha de la calibración, hay que asegurarse de que los valores nominales comprobados se corresponden con el rango en el que se encuentran los valores de medición operativos. Se emite un certificado por la calibración realizada, que contiene toda la información importante sobre el procedimiento y los valores de calibración. Muchos laboratorios de calibración también ofrecen ajustar el medidor de vibración si no se cumplen las especificaciones de precisión, obviamente con un sobreprecio.

Calibración in situ con un calibrador de vibraciones
Cuando se envía un medidor de vibración a un laboratorio externo para su calibración este no suele estar disponible durante varias semanas. Es por ello que recomendamos planificar y organizar la calibración con antelación. Una alternativa a esto es comprobar el medidor de vibración en la propia empresa usando un calibrador de vibraciones. El sensor de vibración se fija a la superficie del calibrador y se expone a unas vibraciones definidas. Estos valores nominales generados por el calibrador se comparan con los valores medidos por el medidor de vibración.

La compra de un calibrador puede ser especialmente útil si hay que comprobar regularmente varios medidores de vibración in situ. Un criterio importante para seleccionar un calibrador de vibraciones son los valores de vibración que genera el calibrador. Adicionalmente a los calibradores con los que sólo se puede generar un valor fijo de frecuencia, aceleración, velocidad y desplazamiento a la vez, existen calibradores que permiten ajustar varias frecuencias y amplitudes de vibración.

Con un calibrador capaz de generar siete frecuencias de vibración entre 15,92 Hz y 1280 Hz y aceleraciones de vibración entre 1 m/s² y 20 m/s², es posible comprobar la precisión del medidor de vibración en frecuencias altas y bajas, y eso en varios puntos de medición. Para garantizar que las vibraciones generadas corresponden al rango definido, es necesario calibrar periódicamente el calibrador de vibraciones. Algunos de los dispositivos tienen una función de comprobación interna que avisa visual y acústicamente en caso de desviaciones del valor establecido.

Uso de un medidor de vibración con clasificación de fallos de máquinas
El comportamiento inusual de las vibraciones de las máquinas suele ser un indicio de que la carga o el rodamiento son desiguales. Las vibraciones pueden medirse de forma no destructiva con un medidor de vibración mientras la máquina está en funcionamiento. Gracias a las mediciones y evaluaciones periódicas, es posible detectar a tiempo las irregularidades e iniciar las contramedidas antes de que se produzcan daños mayores. Muchas de las posibles averías de las máquinas generan unas vibraciones características, por lo que la búsqueda de anomalías puede reducirse a estas áreas.

Los valores que se suelen registrar como vibraciones totales son el resultado de varias frecuencias de vibración superpuestas. A partir de los valores de estas vibraciones de banda ancha, ya se pueden extraer conclusiones sobre los desequilibrios, la desalineación y los componentes electromagnéticos. A menudo, los fabricantes de máquinas también especifican los valores de vibración que no deben superarse. Algunos modelos del medidor de vibración ofrecen funciones especiales de evaluación para la supervisión de máquinas como, por ejemplo, para el control de rodamientos o para la evaluación de las vibraciones de las máquinas según la norma ISO 10816 y para el análisis FFT.

El análisis FFT: la función especial del vibrómetro
La abreviación FFT significa transformada rápida de Fourier (del inglés “Fast Fourier Transform”). Con este método, es posible descomponer las oscilaciones en diferentes frecuencias y evaluarlas por separado. Los valores de medición en función del tiempo se convierten en rangos de frecuencia. Para ello, hay que registrar un determinado número de valores de medición con una frecuencia de muestreo constante. Estos valores se utilizan para determinar la intensidad de las distintas frecuencias en la oscilación medida. Gracias a su tecnología avanzada y su facilidad de uso, es el dispositivo ideal para cualquier persona que trabaje en la industria, la construcción o la investigación.

La frecuencia de muestreo seleccionada y la duración de la medición son decisivas para saber qué gama de frecuencias se puede visualizar y con qué resolución. La gama de frecuencias de un análisis FFT incluye las frecuencias entre cero y la mitad del valor de la frecuencia de muestreo. Una frecuencia de muestreo de 800 Hz significa que sólo se representan las frecuencias hasta 400 Hz, mientras que con una frecuencia de muestreo de 1600 Hz, el rango de frecuencia aumenta hasta los 800 Hz. Por lo tanto, un medidor de vibración con análisis FFT debe estar ajustado con una alta frecuencias de muestreo. La duración de la medición, junto con la frecuencia de muestreo, determina el número de valores medidos. Cuanto mayor sea el número de valores medidos, mayor será el número de frecuencias individuales que se podrán visualizar. Por ejemplo, 1000 valores de medición se convierten en 500 frecuencias individuales según el rango de frecuencias ajustado en la frecuencia de muestreo.

El medidor de vibración con análisis FFT puede integrar diferentes funciones para la evaluación de las frecuencias individuales. Por regla general, el análisis FFT siempre incluye la visualización gráfica de las frecuencias adquiridas en un diagrama. En tipo de gráfico permite identificar de forma rápida los valores máximos individuales de aceleración o velocidad. En la mayoría de los casos, los valores numéricos de cada una de las frecuencias también se pueden seleccionar directamente desde esa pantalla. Dependiendo del medidor de vibración, en dicho diagrama FFT se muestran 125 o incluso más líneas para los valores numéricos de las frecuencias individuales

El análisis FFT se basa en un algoritmo matemático que calcula eficazmente la transformada discreta de Fourier (DFT por sus siglas en inglés). La DFT descompone una señal en una suma de ondas sinusoidales y cosenoidales con diferentes amplitudes y fases. La FFT reduce el número de operaciones de cálculo necesarias para la DFT dividiendo la señal en partes más pequeñas y transformándolas recursivamente. Por tanto, el análisis FFT es mucho más rápido que el cálculo directo de la DFT.

Sin embargo, el análisis FFT también tiene algunas limitaciones y retos que deben tenerse en cuenta a la hora de medir las vibraciones. Por ejemplo, la señal debe tener una longitud determinada, que es una potencia de dos, para que pueda aplicarse la FFT. Además, la señal debe multiplicarse por una función ventana adecuada para evitar fugas espectrales, es decir, el ensanchamiento y ensuciamiento de los espectros de frecuencia por lóbulos laterales. La elección de la función ventana depende de la señal que se vaya a analizar y requiere un compromiso entre resolución y rango dinámico.

La velocidad de una máquina influye considerablemente en la presencia fallos causados por un desequilibrio. Cuanto mayor es la velocidad, más probable es que se produzca un fallo de este tipo. A una velocidad de 2000 rpm, un fallo de desequilibrio puede ser visible con un pico alto de la onda sinusoidal a 33,33 Hz.

Para identificar un fallo de desequilibrio, es importante comprender la frecuencia con la que se produce. Un fallo de desequilibrio puede ser periódico o aleatorio y puede estar causado por diversos factores, como defectos del material o una alineación deficiente. Por ello, es importante realizar inspecciones periódicas con un medidor de vibraciones para detectar y corregir la presencia de fallos de desequilibrio antes de que causen problemas mayores.

La intensidad de pico de la onda sinusoidal es un factor importante para determinar la presencia de un fallo de desequilibrio. Cuando un pico sobresale significativamente a una frecuencia determinada, es un indicio de desequilibrio. Sin embargo, si el pico no sobresale significativamente, es una indicación de que no hay fallo causado por un desequilibrio. Por lo tanto, es importante tener siempre en cuenta la intensidad del pico al diagnosticar problemas de la máquina utilizando un medidor de vibración.

Holgura (Looseness)
Las bases y componentes de los rodamientos con holgura son causas frecuentes de daños y averías en las máquinas. Pueden provocar un aumento de las vibraciones, ruido, desgaste y generación de calor. Para evitar que se aflojen, las bases y los componentes deben comprobarse y apretarse con regularidad. Además, los rodamientos deben estar correctamente alineados, montados y lubricados. Las holguras pueden detectarse mediante diversos métodos, como la inspección visual o el análisis de vibraciones con un medidor de vibración.

Para evitar que las bases y los componentes tengan holgura, tenga en cuenta las siguientes medidas:

- El ajuste entre el rodamiento y el eje o carcasa debe seleccionarse en función de la carga y la temperatura operativa. Los ajustes demasiado apretados o demasiado flojos pueden provocar deformaciones o movimientos del rodamiento.

- Los tornillos o pernos que fijan la carcasa de rodamientos o los componentes de la máquina deben apretarse con el par de apriete correcto. Un par de apriete demasiado bajo o demasiado alto puede provocar que los tornillos se aflojen o tengan un estiramiento excesivo.

- Se debe comprobar la alineación del eje y de la carcasa, y en caso necesario corregirla. Una alineación deficiente puede provocar una carga desigual o la flexión del eje, lo que a su vez puede causar que el rodamiento se afloje y desplace.

- La lubricación del cojinete debe comprobarse y reponerse periódicamente. Una lubricación insuficiente o excesiva puede causar fricción o sobrecalentamiento del cojinete, lo que a su vez puede provocar el aflojamiento o la dilatación del cojinete.

Desalineación de la combinación motor-reductor
Los desajustes de alineación son desviaciones de la posición ideal entre dos ejes acoplados que pueden provocar un aumento de las vibraciones, del desgaste y de la temperatura en el tren de transmisión. La desalineación puede tener diversas causas, como errores de montaje, flexión del rotor, dilatación térmica o movimiento de la base. Para evitar o corregir la desalineación, es necesario conocer la geometría y los indicios de desviación en el tren de ejes, así como utilizar métodos de medición y alineación adecuados. Una desalineación puede ser perceptible en la señal de vibración a través de vibraciones sinusoidales con la frecuencia de rotación y sus armónicos. Por lo tanto, un diagnóstico de vibraciones con un medidor de vibración ayudará a detectar y corregir los errores de alineación en una fase temprana.

Los daños en los rodamientos pueden deberse a la falta de lubricación y estanqueidad. Si el rodamiento no está suficientemente lubricado, puede producirse un contacto metálico de los elementos rodantes, lo que puede provocar un mayor desgaste, generar calor y, finalmente producir el fallo del rodamiento. Del mismo modo, la falta o insuficiencia de obturaciones puede permitir que la suciedad, el polvo y la humedad lleguen al rodamiento y causen daños. Por ello, es importante comprobar periódicamente y, si es necesario, mejorar la lubricación y el sellado de los rodamientos para evitar daños y fallos causados por una falta de lubricación y sellado.

La transformada rápida de Fourier (FFT) es una potente herramienta para analizar las señales de vibración. La FFT puede utilizarse para determinar el espectro de frecuencias de una señal, así como la intensidad con la que están representados en la señal los distintos componentes de frecuencia. . La FFT es especialmente útil para la medición de vibraciones porque permite identificar las frecuencias características de máquinas o componentes que pueden indicar posibles fallos o desgaste.

El análisis FFT es un potente método de análisis de vibraciones que permite identificar y cuantificar las características de las vibraciones. Con esta función, puede identificar rápida y fácilmente la causa de las vibraciones y tomar medidas para corregir el problema.

El medidor de vibración de PCE Instruments es de manejo sencillo y dispone de una pantalla de fácil lectura en la que puede visualizar toda la información relevante. El medidor de vibración es robusto y perdurable, que puede utilizarse en los entornos más exigentes. También es ligero y compacto, lo que facilita su transporte y almacenamiento.

Muchos de los medidores de vibraciones con análisis FFT de PCE Instruments son la herramienta perfecta para monitorizar las vibraciones de forma precisa y fiable. Gracias a su tecnología avanzada y su manejo sencillo, son los dispositivos de medición ideales para cualquier persona que trabaje en la industria, la construcción o la investigación. En PCE Instruments estamos convencidos de que obtendrá los mejores resultados posibles con nuestro medidor de vibración con análisis FFT.