MANTENIMIENTO
VIBRACIONES EN ENGRANAJES Gabriel Enrique Rivera Cordero e-mail:
[email protected] Luis Álvarez Romero e-mail:
[email protected]
RESUMEN : En el presente informe se va a
tratar a cerca de las vibraciones en engranajes, tema de gran importancia para ejecutarlo en el mome moment nto o de anali naliza zarr un mant manten eniimie miento nto específicamente en piezas que trasmiten potencia mecánica a distintas partes de una máquina y este a su vez se lo denomina como engranajes . Es de gran importancia conocer y entender los conceptos básicos y a su vez los análisis a cerca de las vibraci vibraciones ones en engranajes engranajes.. En informe informe consta consta de una sola etapa, etapa, la cual está enfocada enfocada en el área de investigación (conceptos básicos).
supervisi)n supervisi)n de los sistemas mec*nicos mec*nicos en este caso un engrana%e (a que esta &orma parte del gran grupo de elementos de tipo rotativo que medi median ante te inst instal alac acio ione ness de sens sensor ores es no noss permiten detectar vibraciones &uera de rango.
/"0E2$/# •
•
!L!"R!# CL!$ C L!$E# E# • •
$ibraciones Engrana%es
I.
II.
INTRODUCCION
El estudio espesi&icamente de las vibraciones ' es un punto mu( importante de analisis de un buen &uncionamiento de maquinaria mecanica' (a que esta a su vez se relaciona en la ma(oria de los casos con su comportamiento vibratorio. #e lo analiza como un cambio de con&iguraci)n del sistema en relac laci)n al tiempo' en torno b*sicamente a una posici)n de equilibrio estable. Los sistemas mec*nicos al ser sometidos a una acci)n de &uerza variable con el tiempo responden variando sus estados de equilibrio ( esta es la causa +principal (a que desde a, parte los cambios de con&iguraci)n que alteran ran su normal &unc &uncio iona nami mien ento to ( esta estass pres presen enta tann a su vez vez molestias que llevan en si a disminuir la vida til de los mecanismos . En la actualidad el an*lisis ( estudio mismo de vibrac vibracion iones es ,a tomado tomado gran gran importanc importancia ia en la
Comprender el concepto de vibraci)n en engrana%es. Comp Compre rend nder er los los requ requer erim imie ient ntos os b*sicos para el desarrollo de un an*lisis de vibraci)n CONCEPTOS
E3GR!3!0E #e los conoce como engrana%e al equipo que es utilizado para trasmitir potencia mec*nica entre di&erentes partes de las maquinas. Estas estan estruc estructur turada adass por dos ruedas ruedas den dentad tadas as a las cuales cuales a la ma(or ma(or se denomi denomina na corona corona ( el menor pi4)n.
5ig1. Corona ( pi4)n. 617
VIBRACIONES
La de&inici)n principal se podra decir que es el movimiento de vaiv8n de una maquina o en otras palabras es un elemento de ella en cualquier direcci)n del espacio desde su posici)n de equilibrio. CAUSAS:
Estas causas residen en problemas mec*nicos como son: •
Engrana%es desgastados o da4ados.
Esta causa principal se puede pensar que son &uerzas que cambian de direcci)n o intensidad' estas son debidas al movimiento rotativo de los engrana%es.
III.
ANALISIS.
!E"#E$"%& 'E E$!&$&E* (+)
Estas son propios de cada engrana%e ( aparecen en el espectro de &recuencias independientemente del estado del engrana%e. #u amplitud depende si b*sicamente de la carga en el momento de la lectura. #e calcula mediante la siguiente &ormula: GMF =Z x RPM
9onde es el nmero de dientes ( R; la velocidad de giro de la rueda dentada. Bandas laterales:
Esta corresponde en relaci)n a la &recuencia de giro del pi4)n ( la corona' son de gran importancia en el an*lisis del engrane' (a que indican si la corona o el pi4)n se encuentra en mal estado. Frecuencias naturales del engrane:
#e basa en el desarrollo del deterioro en el engrane' estos pueden alterar las &recuencias naturales de los mismos.
5ig<. $isi)n de un engrana%e en buen estado. 6<7
Sensor de medida de la frecuencia:
Este b*sicamente depende de la velocidad de giro de los e%es ( de sus nmero de dientes' esta muc,as de las veces puede ser mu( elevada ( ,a( que asegurarse que el sensor utilizado tiene un rango de &recuencias adecuada. El sensor utilizado es muc,as de las veces un aceler)metro (a que el rango &recuencial del mismo es de ma(or capacidad al de un velocmetro' partiendo de este se determina el tipo de ancla%e de la m*quina' ( esto garantiza que al realizar las mediciones la respuesta del sensor cubra las &recuencias de inter8s. 9e entre los modos de medici)n es recomendable como mnimo las lecturas de im*n. Parámetros de análisis: Calculo de las frecuencias propias de un engranaje:
!l localizar estas &recuencias se debe conocer datos mnimos del reductor' estos son la velocidad de giro ( el nmero de dientes de las di&erentes ruedas dentadas' d esta &orma no ,abr* problema en calcular las &recuencias de engrane ( de las bandas laterales. En el siguiente gr*&ico se presenta un par de ruedas dentadas' una con 1= dientes ( la otra con >. #e numeran los dientes de las dos ruedas ( se obtiene gr*&icamente que ,a( tres &ormas di&erentes de montar el engrane. Esto signi&ica que ,a( tres posibles pautas de desgaste al engranar la corona ( el pi4)n. ara el par corona-pi4)n de nuestra &igura seran: primera
&ase de ensambla%e' montando el diente nmero 1 del pi4)n entre los dientes 1 ( 1= de la corona? segunda &ase de ensambla%e' montando el diente nmero < del pi4)n entre los dientes 1 ( 1= de la corona? tercera &ase de ensambla%e' montando el diente nmero del pi4)n entre los dientes 1 ( 1= de la corona. 6<7
FRD
=
GMF x N e Z p x Z c
Frecuencias de fase de ensam#laje (FF$):
Esta indica que como consecuencia del desgaste' el espacio entre dientes ( su per&il ,a cambiado. FFE=GMF x N E
'E*&%$%&+%E$-
#e presenta cuando las ruedas dentadas &ueron ensambladas con errores de alineaci)n o cuando sus e%es no est*n paralelos.
5ig. Giros de la corona en un engrana%e. 6<7 Frecuencia de engrane (GMF):
Es el producto del nmero de dientes por la velocidad de giro' ,a( una nica &recuencia de engrane para cada par corona ( pi4)n. GMF Z P x rpm p =
=
Z c x rpmc
Frecuencia de repeticin de diente (F!"):
ara su c*lculo ,a( que calcular previamente el nmero de &ases de ensambla%e A3EB. 2ndica la &recuencia con la que un diente de la corona vuelve a engranar con el mismo diente del pi4)n. 9e detectarse un &allo en un diente de la corona ( del pi4)n' el m*imo de vibraci)n tendr* lugar cuando ambos &allos respectivos entren en contacto. Esta &recuencia es mu( ba%a por lo que es di&cil localizarla en el espectro de &recuencias' detect*ndose con ma(or &acilidad en la onda en el tiempo.
5igD. #imulaci)n de un engrana%e desalineado. 6D7
Esta vibraci)n predominante tiene lugar a 1R; ( a <R; de los e%es desalineados' se puede observar la &recuencia de engrane' observando los tres primeros arm)nicos de la G;5. Estos alteran la rotaci)n normal de los engrana%es al di&icultar el enca%e entre dientes en las partes donde se encuentran desalineados' a, provoca una reducci)n moment*nea de la velocidad de giro. 6<7
5ig=. 9esalineaci)n de un engrana%e. 6<7
E/"E$-!%"%'&' 'E E$!&$&E (bac0las1)
La ecentricidad ocurre cuando el centro de simetra no coincide con el centro de rotaci)n. El baclas, se produce cuando' al terminar el contacto entre dos dientes' los dos siguientes no entran inmediatamente en contacto.
Los engrana%es reciben un puesto primordial' (a que %uegan un papel importante en el *rea mec*nica' a su vez presentan problemas de &allos' los mismos que a su vez deben ser detectados ( solucionados' para su buen desempe4o. Los an*lisis de vibraciones es una t8cnica de mantenimiento predictivos que permite ,allar las causas de posibles &allos anticip*ndose a la avera.
V.
BIBLIOGRAFIA
0. Gonzales ( 0. Carballeira' 9iagnostico ( correcci)n de &allos en componentes de m*quinas. niversidad polit8cnica de valencia. [1]
5igF. Ecentridad del engrana%e. 6D7 La ecentricidad en el engrana%e o el e%e doblado provoca modulaci)n en la G;5 a la velocidad de giro de la rueda ec8ntrica. ambi8n puede aparecer modulaci)n en las velocidades de rotaci)n de los e%es en caso de un problema su&icientemente grave. #i la rueda de salida es ec8ntrica' su pico en 1 R; presentar* ma(or amplitud ( las bandas laterales aparecer*n espaciadas a dic,a &recuencia en lugar de a 1 R; del pi4)n.6<7
5ig=. Engrana%e ec8ntrico. 6<7
2#!& E$ E$!&$&E*
#on problemas leves en la manu&actura o manipulaci)n indebida producen que' cuando dos dientes espec&icos del pi4)n ( el engrana%e conducido se encuentren ( estos a su vez generen vibraciones de c,oques.
IV.
CONLUCION
6<7 !n)nimo' !n*lisis de engrana%es. #23!2# ingeniera de mantenimiento. 67 Cuatrecasas' H; otal roductive ;aintenanceI' Editorial Gesti)n
