LABORATORIO N°1: “MEDICIÓN DE VIBRACIÓN Y ADQUI A DQUISICIÓN SICIÓN DE DATOS” DATOS”
Integrante: Profesor de laboratorio:
-
Carlos Cayo
Asignatura:
-
ARICA ARICA - CHI C HILE LE 2014
Mantenimiento predictivo predi ctivo
Para trabajar 1.- Medir vibraciones y calcular el valor global RMS, traspasar el valor a: a) Peak (en unidades g, mm/s, um) b) Peak to Peak (en unidades g, mm/s, um) c) F.C (en unidades g, mm/s, um)
DESARROLLO a) Para el desarrollo de esta parte se utilizará la siguiente expresión:
= √ + … De acuerdo a la definición de valor RMS, esta toma en cuenta todo el historial de la vibración.
Considerando lo mencionado anteriormente y la onda obtenida, el valor RMS es:
0, 5 2 +0, 8 +0, 5 5 +0, 5 2 +0, 1 +0, 6 +0, 1 5 +0, 2 +0, 9 +0, 7 +0, 5 1 √ = 11
=0,5621 2
Considerando las siguientes expresiones:
=0,7 07∙ = , =2∙ =0,795 =1,59
La razón entre el valor pico y el valor RMS se denomina factor de cresta, se utiliza en algunas aplicaciones especificas para caracterizar a la vibración.
= =1,35
Reemplazando los valores obtenidos en la ecuación, el valor del factor de cresta es:
b) A continuación se realizaran los cálculos para el desplazamiento, para esto es necesario calcular la velocidad angular a través de la siguiente expresión:
=2∙ ∙
Donde la frecuencia se obtiene de la onda obtenida en el laboratorio, considerando que un ciclo ocurre en aproximadamente 0,033 (s), el valor de la frecuencia sería:
= 1 = 0,0133 =30,3
Dado que la frecuencia de trabajo fue de 30 (Hz), el valor obtenido resulta aceptable.
Al conocer el valor de la frecuencia, se puede determinar la velocidad angular:
=2∙ ∙30,3 =190,38
Conociendo el valor de la velocidad angular, es posible calcular el desplazamiento peak:
= = 190,0,79538 =0,00418 =4,18
3
=2∙ =8,36 Para determinar el factor de cresta es necesario calcular siguiente expresión:
, para ello se utiliza la
=0,7 07∙ =2,96 = 4,2,1986 =1,41
En base a esto, el factor de cresta se calcula como:
c) Para determinar los valores correspondientes de la aceleración se utilizan las siguientes expresiones:
= ∙=0,795∙190,38=151,35 =2∙ =302,7 = ∙0,707=107
El valor RMS para la aceleración se calcula de la siguiente manera:
Finalmente el factor de cresta en aceleración es:
= 151,10735 =1,41
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2.- Trabajar con la forma de onda: a) Calcular la o las frecuencias de trabajo b) Representar forma de onda en un espectro
a)
Considerando la información entregada por el grafico, se determina que el periodo es prácticamente constante, y su valor es de 0,05 (s). Considerando que la frecuencia es el inverso del periodo, se tiene que la frecuencia de trabajo es de 20 (Hz).
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b) Considerando que la frecuencia de la onda es de 20 (Hz) y que la amplitud es de 1.7 (mm/s), se obtiene lo siguiente:
ESPECTRO DE ONDA 1,8 1,6
) 1,4 s / m1,2 m ( 1 d a 0,8 d i c o0,6 l e V0,4 0,2 0 20
Frecuencia (Hz) 3.- Tomando el analizador Viber, capturar un espectro para estudio a) Identificar el o los componentes del espectro. b) Traspasar a la forma de onda. c) Del punto ( a) ) traspasar a unidades de desplazamiento. a) Se consideran los múltiplos de la frecuencia del primer peak, 34
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b) Para realizar el traspaso a forma de onda, se tomara la frecuencia del primer peak y se trasnformara a segundos para utilizarlo como referencia para empezar a obtener los puntos del grafico.
= = =, ≈,
Utilizando la siguiente formula, se obtuv ieron los valores de V:
=(,, )∙∙∙∙+(,, )∙∙∙∙ +(,, )∙∙∙∙+(,,)∙∙∙∙
t (seg)
V (mm/s)
t (seg)
V (mm/s)
t (seg)
V (mm/s)
t (seg)
V (mm/s)
0,03
0,2404
0,022
-0,3920
0,014
-0,0997
0,006
0,2854
0,028
-0,4976
0,02
-0,2444
0,012
-0,1984
0,004
0,3999
0,026
-0,4974
0,018
0,1416
0,01
0,1236
0,002
0,5874
0,024
-0,2680
0,016
0,1668
0,008
0,4019
0
0
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FORMA DE ONDA 0,5000 0,4000 0,3000
) 0,2000 s / m0,1000 m ( d 0,0000 a d 0 i c-0,1000 o l e V-0,2000
0,005
0,01
0,015
0,02
0,025
0,03
0,035
-0,3000 -0,4000 -0,5000
Tiempo (s)
c) Para traspasar a unidades de desplazamiento, se utilizaran los datos peaks más representativos del grafico inicial
V
34
0,230
1,52
68
0,190
0,63
136
0,140
0,23
170
0,045
0,06
= = 0,707∙2∙∙ 0, 2 3 = = 0,707∙2∙∙ 0, 7 07∙2∙∙34 =0,00152 =1,52 0, 1 9 = 0,707∙2∙∙ = 0,707∙2∙∙68 = 0,00063 =0,63 8
0, 1 4 = 0,707∙2∙∙ = 0,707∙2∙∙136 = 0,00023 =0,23 0, 0 45 = 0,707∙2∙∙ = 0,707∙2∙∙170 = 0,00006 =0,06 ESPECTRO DE DESPLAZAMIENTO 1,6 1,4
) m1,2 m ( o 1 t n e i 0,8 m a z0,6 a l p s e0,4 D 0,2 0 0
10
12
30
34
40
50
60
68
70
80
90 100 110 120 130 136 140 150 160 170 180
Frecuencia (Hz) 4.- Del analizador viber recupera información de: Número de líneas, frecuencia máxima. Luego determina: N: Número de puntos en el tiempo. D f : Resolución de frecuencias. T: Tiempo (longitud) de toma de muestra. Dt: Intervalo de muestreo. f s:
Frecuencia de muestreo.
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Tiempo de toma de muestra:
= ∆ = , = =,× =, × =. ∆= = =,×− . ∆= = . =, = ∆ =., Número de líneas (N 1): 1.600.
Frecuencia máxima (f m ax): 400 (Hz). Número de puntos en el tiempo:
Intervalo de muestre:
Resolución de frecuencias:
Frecuencia de muestreo:
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5.- Responde las siguientes preguntas, a.
¿Qué entiendes por ventana filtro?
b. Describe la ventana Hanning, ¿Cuál es su error?, ¿En qué se diferencia de las otras ventanas?, cuales son los casos más apropiados para su uso.
Respuesta: Una ventana es una función matemática utilizada frecuentemente en el análisis y a) procesamiento de señales, es un multiplicador de una señal de dominio de tiempo. De forma ideal se tiene una señal que se extiende continuamente en el tiempo, lo que en la práctica no ocurre ya que surgen discontinuidades. La ventana se usa para suavizar las discontinuidades al inicio y al final de la muestra. Por esta razón se filtra, ya que las discontinuidades pueden afectar el espectro con señales de frecuencia muy altas. La ventana Hanning es una ventana que tiene la forma de un ciclo cosenoidal, b) que siempre tiene valor 1 en su centro y cero en sus extremos atenuando las fugas laterales. El error que presenta la ventana Hanning es que como sus extremos son forzados a amplitud cero, por lo que trata de compensar esto repartiendo la energía a frecuencias específicas. Provocando una distorsión en la forma de la onda, por lo que las líneas del analizador de frecuencia son más anchas en su centro. La ventana Hanning se diferencia de las otras 2 ventanas flat top y rectangular, que la ventana Hanning disminuye las fugas laterales dando valores exactos de amplitud y resolución de frecuencias, pero la ventana Hanning no sirve para medir vibraciones transientes ya que pierde información en el inicio porque, atenúa los extremos a amplitud cero, es recomendable usar la ventana rectangular que multiplica la longitud infinita del espectro por la longitud de una ventana rectangular. La ventana Hanning es recomendable para medir vibraciones normarles ya que entrega valores aceptables de amplitud y frecuencias, pero no así medir las frecuencias transientes ya que pierde la información al principio y final del espectro.
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