“Mantenimiento predictivo mecánico” Límites y estándares de vibración Catedrático: Ing. Eduardo Rosendo Olvera Rdz. Alumnos:
Mario Alberto Martínez Morales Verónica Rosas Cruz Lino Cabrera Miguel José Villa Barrón Carrera: Ing. Mantenimiento industrial Fecha: 8 de julio del 2013
Introducción:
Las vibraciones mecánicas están presentes en la mayoría de los sistemas mecánicos, es por ello que se establecen rangos, niveles, normas que indican que nivel de vibración es permitida en un sistema vibratorio o no vibratorio. Existen maquinas y equipos que están diseñados para generar vibraciones, pero estos deben de ser fabricados con especificaciones de normas para que eviten daños secundarios en el transcurso de su operación así como la seguridad del operador y evitar daños a estructuras y a las personas que frecuentan este tipo de maquinaria y/o equipo.
Valores límites de exposición a vibraciones en el usuario.
Se debe conocer los resultados de la evaluación del riesgo de exposición a vibraciones de modo que se garantice que no se superan los valores límites de exposición y los valores de exposición que dan lugar a una acción para toda la jornada laboral en base al Real Decreto 1311/2005, de 4 de noviembre sobre la protección de la salud y la seguridad de los trabajadores frente a los riesgos derivados de la exposición a vibraciones mecánicas: VIBRACION TRANSMITIDA AL Sistema de mano_ brazo
Cuerpo entero
Valor límite de exposición diaria
5m/s²
1,15m/s²
Valor límite de exposición diaria
2,5m/s²
0,5m/s²
La variable del movimiento a considerar (desplazamiento, velocidad o aceleración de la vibración) depende del tipo de norma y del rango de frecuencias a analizar, también de otros factores. Por ejemplo: El análisis del estado vibratorio de una máquina en el rango de 10 a 1.000 Hz, se suele llevar a cabo a menudo en función de la velocidad de vibración, al resultar un parámetro prácticamente independiente de la frecuencia en este rango, lo que facilita el llevar a cabo una medida sencilla de la severidad de las vibraciones en una máquina. Cuando se trata de analizar un movimiento armónico simple, puede llevarse a cabo el estudio midiendo valores pico a pico, o valores rms, del desplazamiento en vibración. Sin embargo, para máquinas cuyo movimiento es más complejo, el uso de estos dos índices da lugar a resultados claramente diferentes debido al distinto peso aportado por los armónicos de más alta frecuencia. En máquinas rotativas con velocidad de giro dentro del rango de 600 a 12.000 RPM,
El valor rms de las amplitudes de la velocidad de vibración suele corresponderse bastante bien con el nivel de severidad de la vibración. Así, la International Standards Organization (ISO) define como “seve ridad de la vibración” el mayor valor rms de la amplitud de velocidad de vibración obtenido en la banda de frecuencia 10 – 1.000 Hz y medido en unos puntos preestablecidos de la estructura (normalmente medidas triaxiales en la tapa de los cojinetes o en los soportes).
Por lo tanto, por regla general, las normas de severidad de vibraciones de maquinaria se basan en dos parámetros de la vibración: amplitud y frecuencia. A continuación, se van a comentar algunas de ellas y su aplicación a los diferentes tipos de maquinaria establecidos anteriormente.
Norma ISO 2372-1974
Vibración mecánica de máquinas con velocidades de operaciones entre 100 y 200 rev/s. bases para la especificación de estándares de evaluación . Las características más relevantes de la norma ISO 2372 son:
Es aplicable a los equipos rotativos cuyo rango de velocidades de giro está entre 600 y 12.000 RPM
Los datos que se requieren para su aplicación son el nivel global de vibración en velocidad - valor eficaz RMS, en un rango de frecuencia entre 10 y 1.000 Hz, distinguiendo varias clases de equipos rotativos según la Tabla 3
Clase Descripción Clase I Equipos pequeños hasta 15 kW. Clase II Equipos medios, de 15 a 75 kW o hasta 300 kW con cimentación especial. Clase Equipos grandes, por encima de 75 kW con cimentación rígida o de 300 III kW con cimentación especial. Clase Turbomaquinaria (equipos con RPM > velocidad crítica). IV
Para utilizar la norma ISO 2372, basta con clasificar la máquina en estudio dentro de la clase correspondiente y una vez obtenido el valor global de vibración entre 600 y 60.000 CPM localizar en la
Tabla 4
la zona en la que se encuentra.
API 670. - Maquinaria de sistemas de protección.
Inicialmente los sistemas de protección de maquinaria por vibración solamente se utilizaban para actuar sobre el sistema de paro de la máquina. Pero la medida continua de la vibración se puede aprovechar para realizar una supervisión predictiva de las máquinas que disponen de estos sistemas de protección por nivel de vibración. La transmisión de los valores de la vibración a los sistemas de control distribuido y sistemas de supervisión predictiva alertan a los analistas ante cualquier cambio anormal en la vibración de la máquina. Incluso existen sistemas de protección que procesan la señal dinámica de la vibración para extraer parámetros de supervisión de modos de fallo. Estos parámetros se pueden transmitir mediante protocolos digitales del tipo Modbus, Devicenet, Profibus, OPC... De este modo, es posible enviar inmediatamente mensajes de alerta a los analistas predictivos sobre los parámetros de modos de fallo configurados para la supervisión predictiva de la máquina. Luego los sistemas de protección de maquinaria por vibraciones no sólo se aplican por cuestiones de seguridad, sino que la medida continua de la vibración de la máquina es un excelente indicador de los síntomas de los fallos que pueden aparecer en las máquinas rotativas y así alertar a los analistas que ante una vibración anormal puedan realizar un preciso diagnóstico de la máquina y por lo tanto, gestionar el mantenimiento en base a la condición de la máquina.
La carta de severidad IRD
La carta de severidad IRD de la vibración para maquinaria en general es un indicador del nivel de vibración en que podemos clasificarla, esta carta muestra la amplitud de la vibración en desplazamiento - micrones- en el eje vertical, y en el eje horizontal lafrecuencia - RPM- , también aparecen líneas oblicuas pendiente negativa- quemiden el nivel de vibración en velocidad que van desde 0.125 mm/s hasta 16 mm/s y entre cada una de ellas se establece una zona que la califican desde extremadamente fino hasta gravísimo.
Conclusión:
Las vibraciones mecánicas así como su prevención o disminución dependen del estado en que se encuentren , también del mantenimiento que se les realice, hay que mencionar que la presente investigación nos deja como resultado que en los sistemas de vibración se requiere del análisis y estudio de nomas que nos establecen cuales son los niveles a considerar de funcionamiento correcto de la maquinaria, dándonos una idea de lo complejo que es el realizar una instalación de un sistema así como su mantenimiento y más aun en equipos críticos y de alto costo para la empres, también no dejando sin importancia la seguridad del personal que es otra parte importante. Hay que mencionar que no siempre se quiere eliminar las vibraciones, también se utilizan para llevar a cabo una tarea en especifico, y es por ello que se inspeccionan las normas para mantenerse en un rango permitido que no dañe al usuario, estructuras y la misma maquinara.
Bibliografía:
http://www.imem.unavarra.es/EMyV/pdfdoc/vib/vib_normativa.pdf http://www.sinais.es/normativa/iso2372.html http://www.preditecnico.com/2011_08_01_archive.html http://www.ladep.es/ficheros/documentos/triptico-medidas-preventivas-vibracionesmadera.pdf
