Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos

Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos Ingeniería Mecánica

Nombre del ROMAN GONZALEZ FARID FABIAN A lumno:___ lumno: ______ ______ ______ ______ ______ ______ ______ ______ ______ ______ ______ ______ ______ ______ _______ _______ ___ Apellido Paterno

Apellido Materno

Nombre(s)

PORTAFOLIO DE EVIDENCIAS

Nombre de de la la A s ig natura natura:: Vi braciones braciones Mecánica Mecánicass

No. Control:

Nombre del Docente:

1508 150814 1411 11

S eme emes tre:

HERNADEZ A pellido P aterno

Periodo: FEBRERO-JUNIO2018

S E XTO

G rupo: rupo:

OSORIO A pellido Materno

B

JUAN CRUZ Nombr e(s )

Contenido 1. Presentación de la asignatura 

Nombre:



Competencias a desarrollar



Plan de estudios

2. Unidades desarrolladas Unidad 1. Cinemática de la vibración Unidad 2. Vibraciones libres de sistemas de un grado de libertad Unidad 3. Vibraciones de sistemas de un grado de libertad con excitación armónica Unidad 4. Balanceo de rotores y elementos rotativos Unidad 5. Sistemas de varios grados de libertad

i. Instrumentos de Evaluación Aplicados (Los instrumentos deben de presentar evidencia de haber sido revisados por el docente)

Evidencias Desarrolladas por el Alumno para la Unidad 3: Nombre de la unidad: Vibraciones de sistemas de un grado de libertad con excitación armónica

Competencia específica que desarrollar:

Determina el desbalanceo rotatorio y cabeceo en flechas rotatorias para calcular las fuerzas y amplitudes de excitación de forma analítica analíti ca y experimental con instrumentos de medición. Analiza el aislamiento de sistemas de un grado de libertad con excitación armónica y utiliza instrumentos de medición para obtener las características características de la vibración.

SUBTEMAS: 3.1 Análisis de un sistema sujeto a fuerza armónica externa. 3.2 Desbalanceo rotatorio y cabeceo de flechas rotatorias y elementos rotativos. 3.3 Excitación armónica en la base. 3.4 Aislamiento de la vibración. 3.5 Instrumentos de medición de vibración. i.

Instrumentos de Evaluación Aplicados (los instrumentos deben de presentar evidencia de haber sido revisados por e l docente)

ii.

Reportes de prácticas.

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE COATZACOALCOS Departamento: Ingeniería Mecánica Materia: Vibraciones Mecánicas Docente: Juan Cruz Hernández Osorio Nombre Alumno: Unidad: Tema:

Román González Farid Fabián 31 de Mayo Grado y 6B Actividad: Introducción Fecha: del 2018 Grupo: Vibraciones de sistemas de un grado de libertad con excitación armónica. 3

INTRODUCCION Se dice que un sistema mecánico o estructural experimenta vibración forzada siempre que se suministra energía externa al sistema durante la vibración. La energía externa se puede suministrar ya sea mediante una fuerza aplicada o por una excitación de desplazamiento impuesta. La fuerza aplicada o la excitación de desplazamiento pueden ser armónica, no armónica pero periódica, no periódica, o aleatoria. La respuesta de un sistema a una excitación armónica se llama respuesta armónica. La excitación no periódica puede ser de larga o de corta duración. La respuesta de un sistema dinámico a excitaciones no periódicas repentinamente aplicadas se llama respuesta transitoria. Ecuación de movimiento.


Román González Farid Fabián 31 de Mayo Grado y 6B Actividad: Diapositivas Fecha: del 2018 Grupo: Vibraciones de sistemas de un grado de libertad con excitación armónica. 3





















Unidad: 3

Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos.

Edición No. 1

Fecha de Edición: Febrero – Junio - 2016

Departamento:

Ingeniería Mecánica

Materia:

Vibraciones Mecánicas

MANUAL DE PRÁCTICAS BASADO EN COMPETENCIAS MATERIA: VIBRACIONES MECANICAS CARRERA: INGENIERIA MECANICA CLAVE DE LA ASIGNATURA: AED-1067 SATCA: 2-3-5 SEMESTRE: SEXTO ELABORADO: ING. JUAN CRUZ HERNANDEZ OSORIO REVISIÓN H. Academia de Ing. Mecánica

AUTORIZACIÓN Jefe de división de la carrera Ing. mecánica

Unidad:3


Edición No. 1


Departamento:


Materia:


ÍNDICE DE PRÁCTICAS. No.

Nombre de la práctica

Página

1

Grados de libertad

3

2

Método de las fuerzas para el análisis de sistemas.

5

3

Aislamiento de la vibración

7

4

Balanceo dinámico en uno y dos planos

8

5

Vibración de modo normal para sistemas de dos grados de libertad.

9

Unidad:3


Edición No. 1


Departamento:


Materia:


BALANCEO DINÁMICO EN UN PLANO: REDUCIR LA VIBRACIÓN DEL ROTOR POR DEBAJO DEL NIVEL DE TOLERANCIA Práctica No. 2

OBJETIVO. Ilustrar las técnicas de balanceo en campo de rotores planos.

INTRODUCCIÓN. En esta segunda práctica se efectuará el balanceo dinámico de un rotor plano. Para ello, se utilizarán dos métodos. El primero de ellos, es el método de los coeficientes de influencia. Consiste en el balanceo disponiendo de un sensor de vibración y de una referencia de fase, de manera que puedan determinarse la masa de balanceo y su posición, a través de las mediciones de amplitud de vibración y ángulo de fase en el rotor. Las operaciones algebraicas necesarias se describen a continuación. Sea V el fasor de vibración original del rotor (amplitud y fase) y V ' el fasor de vibración del rotor cuando se le ha colocado una masa de pru eba m’. Puede escribirse que: A= V´-V (1)… Es decir, que la vibración A que produciría la masa de prueba en ausencia de desbalance es igual a la vibración V ' del rotor que se produce al colocarle la masa de prueba menos la vibración original V. En términos de los coeficientes de influencia, se tiene que:

DESARROLLO El segundo método, el de Siebert, es un método gráfico que consiste en medir la magnitud de la vibración original y posteriormente medir la vibración resultante cuando se coloca un mismo contrapeso en tres posiciones angulares distintas. Lo conveniente de este método, es que se puede efectuar el balanceo únicamente conociendo los valores de amplitud de vibración de desbalance, sin la necesidad de tener una referencia de fase. A continuación, se describe el procedimiento a seguir para este método: - Se mide la vibración original del rotor V0 y se dibuja una circunferencia de dicho radio. - Se toma un contrapeso de prueba (MP) y se coloca sobre el rotor en la posición angular α. Se selecciona un punto arbitrario como cero sobre la circunferencia y, a partir de éste, se marca la posición angular α en sentido contrario a la del rotor (puede ser α = 0°).

- Se mide la vibración V1 luego de colocar el contrapeso de prueba . - Con el compás de centro en la marca anterior y abertura V1, se dibuja un arco de circunferencia. - Se quita el contrapeso de prueba y se vuelve a colocar , pero ahora en una posición angular β. Se marca sobre la circunferencia de radio V0 dicha posición angular

(igualmente en sentido contrario a la del rotor). - Se mide la vibración V2 luego de colocar el contrapeso de prueba en la segunda posición. - Con el compás de centro en la marca anterior y abertura V2, se dibuja un arco de circunferencia que intersecte al arco anterior. - Se quita nuevamente el contrapeso de prueba y se vuelve a colocar, en una posición angular γ. Se marca sobre la circunferencia de radio V0 dicha po sición angular (igualmente en sentido contrario a la del rotor). - Se mide la vibración V3 luego de colocar el contrapeso de prueba en la tercera posición. - Con el compás de centro en la marca anterior y abertura V3, se dibuja un arco de circunferencia que intersecte a cualquiera de los dos arcos previamente dibujados. La intersección final indica la superposición de los efectos del contrapeso colocado más el desbalance que se tiene originalmente en el rotor. Así, conociendo la amplitud (V), es decir, el radio de dicha intersección medida desde el centro de la circunferencia inicial y, la posición angular medida desde el cero seleccionado (θ), se puede conocer la masa de balanceo que hay que agregar

sobre el rotor y su posición angular, efectuando una simple operación algebraica:

GRAFICO Donde MB es la masa de balanceo a colocar sobre el rotor en la posición angular determinada θ, M B P es la masa de prueba, V0 es la vibración original del rotor y

V es la amplitud de la vibración en el punto de intersección de los arcos.

Montaje Experimental El rotor, que se muestra en la figura 1, consiste en: 1. Un eje de acero apoyado sobre dos rodamientos dispuestos a lo largo de su longitud. 2. Un motor de inducción, capaz de llegar hasta 3600 [rpm], unido al eje de acero mediante un acople flexible de tres quijadas con inserto elastomérico. 3. Un variador de frecuencia (controlador de velocidad), que sirve para variar la velocidad de giro del motor. 4. Un disco, que puede ser movido y fijado a lo largo del al eje de acero, y sobre el cual se pueden fijar masas de prueba. 5. Un acelerómetro para medir la vibración generada por el rotor en uno de sus apoyos. 6. Un sensor óptico que entregará una señal como referencia de fase (Key phasor). El sensor deberá entregar un pulso de voltaje cada vez que el roto r se encuentre en una determinada posición angular.

Por otra parte hay que siempre tener en cuenta las medidas de seguridad. Las masas de prueba deben sujetarse de forma segura al rotor; antes de encender el motor guarde siempre una distancia segura de todas las partes que giran y no se coloque en el mismo plano donde giran las masas de prueba para evitar accidentes en caso de que alguna masa se desprenda del rotor, evite acercar mucho cualquier parte de su cuerpo o ropa al rotor girando, evite tener partes colgantes cerca del rotor (e.g. cabello largo suelto, collares, etc.).

Procedimiento Experimental Balanceo con referencia de fase

La primera parte de la práctica consiste en balancear un rotor plano, disponiendo de un sensor de vibración y de una referencia de fase, que permite conocer el retraso de la señal de vibración con respecto a una señal de referencia de posición angular del rotor. Todas las pruebas deben realizarse con el rotor a la misma velocidad de giro. El procedimiento experimental es el siguiente: 1. Medir la vibración original del rotor, junto con su r etraso respecto de la referencia de fase. 2. Colocar un contrapeso de prueba en el rotor y medir la vibración resultante (amplitud y fase). 3. Con los valores anteriores, calcular la posición y magnitud del contrapeso de corrección. 4. Luego de colocar el contrapeso de corrección, medir la vibración residual. La práctica se considerará lograda si la vibración final es menor o igual al 25% de la vibración original del rotor. Si al primer intento no logra el objetivo, puede iterar el procedimiento hasta lograr que la vibración final sea menor o igual al 25% de la magnitud de la vibración original.

TABLAS: Se recomienda anotar los datos en la siguiente tabla:

Conclusiones Deben ser concisas. Se recomienda que las ideas vayan separadas en viñetas. Se deben reseñar la mayor cantidad de aspectos de la práctica que se consideren relevantes para resumir lo observado y/o aprendido. En otras palabras, las conclusiones deben reflejar “a modo de resumen” todo lo que usted aprovechó, observó y analizó a partir de la experiencia práctica y sus resultados. Los análisis de resultados y las conclusiones son las dos partes más importantes del reporte de laboratorio.

BIBLIOGRAFIA: 1) Introducción a las Vibraciones Mecánicas. Robert F. Steidel Edit. C.E.C.S.A. 2) * Teoría de Vibraciones. William Thompson Edit. Prentice Hall. 3) * Conceptos sobre Vibración y Choque en la Ingeniería Charles Crede Edit. Herrero Hill. 4)* Vibraciones Mecánicas. Seto. Serie Schaum Edit. MC. Graw Hill. 5) * Vibraciones Mecánicas. R. Roca Vi la y Juan León L. Edit. Limusa 6) * Vibraciones Mecánicas. J. P. Den Hartog Edit. C.E.C.S.A.


Román González Farid Fabián 31 de Mayo Grado y 6B Actividad: Problemario Fecha: del 2018 Grupo: Vibraciones de sistemas de un grado de libertad con excitación armónica. 3











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