INACAP RANCAGUA DEPTO. MECÁNICA
SEGUNDO INFORME ANÁLISIS DE VIBRACIONES
ntegrantes:
orge veros Gabriel Campana
Fecha:
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21-11-2014
Índice
ÍNDICE
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INTRODUCCIÓN
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DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO
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DESCRIPCIÓN DEL PROCEDIMIENTO DE ANÁLISIS
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PROCEDIMIENTO
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MEDICIONES RADIALES
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MEDICIONES AXIALES
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POSIBLES MEJORAS Y CORRECCIONES AL EQUIPO
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Mantenimiento preventivo ............................................................................................................................................................. 13 Mantenimiento Predictivo .............................................................................................................................................................. 13 Fallas en sistemas de ventilación ................................................................................................................................................ 14
CONCLUSIONES
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BIBLIOGRAFÍA
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INTRODUCCIÓN En el siguiente informe de análisis de vibraciones se investigara sobre cómo interpretar los resultados obtenidos en la mediciones al equipo de extracción de aire situado en el taller de soldadura, el cual es suma importancia para el correcto funcionamiento de estos, ya que los vapores que expulsa el proceso de arco manual y el oxicorte son dañinos a la salud de los operarios. Por esta razón es de vital importancia que este equipo no presente futuras fallas en su funcionamiento, ya que pararía las capacitaciones. Una vez que tengamos comprendida la norma ISO 10816, procederemos a dar interpretación a los valores obtenidos por el analizador de vibraciones, finalizando con la evolución de ellos para posteriormente generar las posibles fallas del equipo y sus futuras mejoras tanto en manteamiento como en estructura.
Figura 1.1 “Ventilador Centrifugo”
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Descripción del equipo La máquina la cual se realizara este informe es un Ventilador dinámico radial, el cual para empezar definiremos que es: Principio de funcionamiento Un ventilador es una máquina rotativa que pone el aire, o un gas, en movimiento. Se puede definir también como una turbomáquina que transmite energía para generar la presión necesaria para mantener un flujo continuo de aire. Dentro de una clasificación general de máquinas, los ventiladores son turbomáquinas hidráulicas, tipo generador, para gases. Un ventilador consta en esencia de un motor de accionamiento, generalmente eléctrico, con los dispositivos de control propios de los mismos: arranque, regulación de velocidad, conmutación de polaridad, y un propulsor giratorio en contacto con el aire, al que le transmite energía. Este propulsor adopta la forma de rodete con álabes, en el caso del tipo centrífugo, o de una hélice con palas de silueta y en número diverso, en el caso de los axiales. El conjunto, o por lo menos el rodete o la hélice, van envueltos por una caja con paredes de cierre en forma de espiral para los centrífugos y por un marco plano o una envoltura tubular en los axiales. La envolvente tubular puede llevar una reja radial de álabes fijos a la entrada o salida de la hélice, llamada directriz, que guía el aire, para aumentar la presión y el rendimiento del aparato.
Figura 2.1. “Ventilador de pala para gases sucios”
La turbo-máquina que se está estudiando en este informe está diseñada para transportar gases y polución desde el taller de soldadura, siendo esta una maquina muy eficiente si se mantiene en óptimas condiciones de funcionamiento, lamentablemente se registró mediante una inspección visual la gran cantidad de falencias en su mantenimiento lo cual merma en gran parte la capacidad para impulsar el fluido proveniente de los puestos de soldadura. 4
Se reconoce a simple vista el des-alineamiento en las poleas y diferencias en las tenciones de las correas, estando estas expuestas a la intemperie, lo cual favorece el desgaste prematuro de ellas. La cantidad de oxidación en los ejes y poleas del equipo son alarmantes, estas pueden generar graves problemas en las correas y en los descansos, se observa la sobre lubricación en los descansos de la polea conducida, a causa de esto el lubricante sale fuera del descanso salpicando la carcasa del motor. Este equipo no expone en su carcasa cuál es su IP, por esta razón no podremos deducir su capacidad de resistir las condiciones en las cuales se encuentra ubicado. Se observa que es un equipo bastante antiguo ya que la norma IEC 60085 Thermal class ya no tiene la clasificación con la letra “E”. Esta norma era del año 1984, por lo que denota la antigüedad del equipo en estudio
Figura 2.2. “Equipo vista general”
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Descripción del procedimiento de análisis Para empezar se nos hace de suma importancia describir la norma ISO-10816. ISO 10816. “Vibración mecánica. – Evaluación de la vibración en una máquina mediante medidas en
partes no rotativas”. Es una normativa más reciente que las anteriores (de los 90). Recoge una serie de normas, que describen los procedimientos para la evaluación de la vibración en máquinas en base a medidas realizadas en partes no rotativas de las mismas. Cada una de las partes de esta norma proporciona un estándar individual para una serie de máquinas y define información específica y criterios aplicables únicamente a esas máquinas El criterio general relaciona el monitorizado en condiciones de operación y el ensayo de aceptación de la máquina; y se expresa tanto en términos de magnitud de vibración como de variación en dicha magnitud. Es decir, no hace referencia sólo a valores absolutos, sino también a valores relativos, a variaciones y tendencias. No sólo habla de velocidad, sino también de aceleración y desplazamiento.
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Procedimiento Una vez preparado el equipo de análisis de vibraciones Card Vibro Neo de la marca HP, se procede a colocar el transductor en los cojinetes del equipo. Se obtienen lecturas de los rodamientos de forma axial y radial las cuales se observan más adelante, teniendo en cuenta que el equipo tiene algunas complicaciones para realizar medidas estas fueron promediadas con otros grupos. Llegando todos a valores bastante aproximados, esto se debe a la forma de posicionar el transductor, según el fabricante debería estar siempre en contacto toda el área del sensor y siempre de forma horizontal o vertical para así lograr óptimas mediciones, pero con las que logramos recopilar ya se puede tener una idea clara del estado del equipo. Antes de proceder con las mediciones analizaremos la placa del equipo para poder clasificarlo según la norma ISO-10816.
Figura 3.1 “Placa motor”
Al no tener el factor de potencia (φ), ocuparemos sus HP para acercarnos a su consumo en Kw. Este serial el siguiente 17.5 HP = 13.055 KW, valor aproximado utilizado solo para la clasificación del equipo el cual se encuentra en la categoría Clase 1.
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Mediciones Radiales Mediciones Radiales RMS Aceleración 0,725 V(m/s) 3,59
Pico 4,38 8,816 54,19
D(Um)
CF 6,05 2,45
Valor medido: 3.59 mm/s Según la norma ISO-10816 se evaluara las mediciones según la siguiente tabla:
Al ser esta una maquina Clase 1 como anteriormente se explicó y al tener una velocidad de 3.59 m/s se interpreta que está operando de forma insatisfactoria. La evaluación del rodamiento es la siguiente, valor medido = 3,114 GE. Al estar sobre 2 este está en situación de peligro, alertando que es inminente la falla.
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Mediciones Axiales Mediciones Axiales RMS Aceleración 1,397 V(m/s) 5,18
Pico 7,049 16,84 92,4
D(Um)
CF 6,05 3,251
Valor medido= 5,180 mm/s Según la norma ISO-10816 se evaluara las mediciones según la siguiente tabla:
En esta medición se observa claramente que al están sobre los 4.5 mm/s, el equipo está operando de forma inaceptable. El cual tiene que ser reparado para efectuar labores de mantenimiento integral en él. La segunda medición del rodamiento de este equipo arrojo 4,189 GE los cuales también están sobre el máximo que es 2, estando en estado de peligro.
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Posibles mejoras y correcciones al equipo Al realizar la inspección visual de este equipo, la primera mejora que es de suma importancia, es la implementación de sistemas de protección en las correas y poleas, ya que estas están al descubierto y son una de las causales más comunes de atrapamiento de manos y dedos en los accidentes laborales. También ayudaría a prevenir el desgaste prematuro de las correas, estas al estar sometidas a la intemperie (sol directo, humedad, polvo) acortan su vida útil, haciendo que el equipo en conjunto pierda su eficiencia.
La cantidad de ruido emitido por este equipo demuestra claramente problemas de balanceo en sus palas a las cuales no se logró tener acceso.
Figura 4.1. “Falta de protección serrada”
El segundo punto a considerar de manera urgente es el “sello” que se aplica en la entrada del ventilador, este al parecer es una pieza de cuero sacada de una prenda se seguridad de los soldadores.
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Esta junta debe ser reparada de manera urgente ya que no garantiza ningún hermetismo entre el ventilador y los ductos de extracción de aire. Esta fuera de todo estándar de seguridad y eficiencia, perdiéndose gran parte del poder de succión del equipo por las fugas que este presenta.
Figura 4.2. “Sello de cuero”
Siguiendo con las mejoras que se pueden hacer en este equipo, llegamos la conclusión que es necesario cambiar las partes oxidadas. Los ejes y poleas al estar oxidados presentan perdida de material, lo cual genera disminuciones en los diámetros, desprendimiento de partículas y diferencias de pesos perdiendo así su centro de masa, por consiguiente generan vibraciones.
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Las correas de este equipo denotan dimensiones distintas entre sí, esto aparte de sobrecargar los descansos por falta de tracción, ocasionara la falla prematura de ellas, se recomienda cambiar las dos pero antes evaluar el estado de las poleas, la gran cantidad de óxido presente en ellas hace que se acorten las vidas de las correas.
Figura 4.3. “Oxido, correas y poleas”
Llegando a los cojinetes del equipo se logra observar la escasa o nula mantención en ellos, están oxidados, denotan claramente una sobre lubricación, esto ocasionó que el lubricante salpicara el equipo y la carcasa del motor. Al no tener acceso a los rodamientos en su interior no se puede tener opinión del estado de estos, así que simplemente acataremos las mediciones del equipo de análisis de vibraciones que determino que su estado es peligroso.
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Para finalizar se mostrara el tipo común de mantenimiento de estos tipos de ventiladores y sus fallas.
Mantenimiento preventivo
Chequeo de arranque:
Retirar Objetos extraños que puedan ser succionados o que impidan la libre operación Asegurarse que la malla protectora este correctamente ubicada Chequear que el radiador del motor no este tapado con hojas o desperdicios Chequear controladores y alarmas Chequear nivel de aceite en motor
Inspección diaria:
Engrasar rodamientos, Chequear posibles daños en carcasa, dampers, e impulsores. Chequear ajuste de pernos de la carcasa y motor Chequear tensión de la correa por deslizamiento o mala tracción. Chequear tensión de la correa. Chequear ajuste de poleas y pernos en ventilador. Chequear carcasa, malla protectora y aislamiento térmico por seguridad o posibles daños. Este mantenimiento también incluye: Cambio de correas, filtros, aceite según recomendaciones del fabricante, de acuerdo a las horas y al ambiente de operación
Mantenimiento Predictivo Consiste básicamente en el análisis del estado actual de operación de cada uno de los elementos que conforman el sistema de ventilación. Puede estimarse el tiempo restante de vida de los elementos analizados, como rodamientos, aspas, correas, poleas, etc. Los métodos utilizados son Análisis de vibraciones, ruido, placas radiográficas en elementos de alta tensión o fatiga, líquidos penetrantes, etc.
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Fallas en sistemas de ventilación Los ventiladores son los equipos bastante constantes en su operación, pero también tienen algunos problemas ocasionados por malos manejos, descuidos o por falta de mantenimiento. Algunos de estos problemas son:
Rotura de Impulsores Mal funcionamiento de Rodamientos Rotura o descarrilamiento de Bandas de transmisión de potencia Mal funcionamiento del motor Corrosión en tuberías Máquinas térmicas e hidráulicas Obstrucciones o fugas en succión o descarga Fatiga en eje por Altas vibraciones Ruido excesivo por desalineación y desbalanceo Mal funcionamiento de controladores y alarmas
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Conclusiones Al finalizar la investigación bibliográfica y recopilación de mediciones, se logró comprender la norma ISO-10816, estas al estar estandarizadas son totalmente aplicables en nuestro futuro campo laboral. Se logró realizar mediciones bastante aceptables del estado general de la máquina y de sus rodamientos, generando una clara tendencia hacia la inminente falla de esta. Los valores obtenidos indicaron la presencia de posibles causas (desbalanceo, desgaste en rodamientos, desalineación, problemas estructurales, etc.). Al tener las posibles causas se logró entender la necesidad urgente de mantención al equipo, aplicar mejoras y llevar a la maquina a un correcto estándar de funcionamiento. Esta es un peligro latente tanto como para la seguridad de las personas, como para el correcto funcionamiento de los talleres de soldadura.
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Bibliografía
Saavedra, P. Análisis de vibraciones nivel II.
Armando Pons Duarte
“
”
Ventilación industrial
Norma ISO 10816-1995
http://es.scribd.com/doc/54079974/DEFINICION-DE-LAS-VIBRACIONES
“Conceptos Básicos de Vibraciones” Claudio Castillo Moraga, Material de apoyo Inacap
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