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Título:
Estudio de fallas comunes en rodamientos rígidos de una hilera de bolas mediante análisis en el dominio del tiempo y de la frecuencia
Autor:
Mondaca Marino, Cristian Mauricio
Profesor Patrocinante:
Ríos Rodríguez, Rolando
Grado a Optar:
Ingeniero Acústico - Licenciado en Acústica
Materia:
rodamientos; análisis en el dominio del tiempo
Universidad:
Universidad Austral de Chile
Facultad:
Facultad de Ciencias de la Ingeniería
Escuela:
Escuela de Ingeniería Acústica
Año de Aceptación:
2002
Resumen:
La siguiente tesis trata sobre el tema de análisis de vibraciones, en el ámbito del mantenimiento predictivo, enfocado al problema de fallas prematuras e incipientes en los rodamientos, particularmente defectos localizados en rodamientos rígidos de una hilera de bolas. Se utilizaron las siguientes técnicas de análisis: análisis en el tiempo, análisis en el dominio de la frecuencia, el método de la envolvente (por medio de la transformada de Hilbert) y el análisis Cepstrum. También se dedujo las frecuencias de fallas que se pueden presentar en estos elementos (fallas: BPFO, BPFI, BSF y FTF). Además se recurrió a un modelo simple de un grado de libertad y sub-amortiguado, para caracterizar el sistema “rodamiento” excitado por un defecto localizado y así poder predecir el tipo de señales que un acelerómetro captaría en tales condiciones y utilizar las técnicas de análisis mencionados anteriormente. Finalmente se realizaron mediciones en un banco de pruebas, en rodamientos con cada una de estas fallas, y se almacenaron los datos en formato digital, para luego procesar las señales por medio de un software, comparando y evaluando el comportamiento de las distintas técnicas y su eficacia en poder detectar fallas, además de evaluar sus ventajas y desventajas. De lo anterior y luego de la parte experimental se pudo determinar que: De los parámetros en el tiempo, se comprobó la utilidad de estos, en cuanto a detectar algún defecto en el rodamiento y se comprobó que salvo el valor RMS todos los demás descriptores son sensibles a los defectos que puede presentar un rodamiento, además el nivel K, demostró ser mejor en cuanto a detección de impulsos y grado de daño. Del análisis en frecuencia se comprobó la dificultad de poder detectar defectos incipientes, incluso cuando el defecto está desarrollado, se demostró lo dificultoso de este análisis por los métodos tradicionales, a pesar de las condiciones ideales del laboratorio. El análisis de la envolvente demostró que es el método por excelencia de detección de fallas incipientes en rodamientos, detectando fallas incipiente y desarrollada, además se pudo comprobar los espectros esperados en teoría, principalmente aquellos defectos afectados por procesos de modulación (BPFI, BSF y FTF). Del análisis Cepstrum se demostró que es un buen detector de fallas ya desarrolladas, el inconveniente es que el análisis no es tan obvio como en el caso anterior.
Abstract:
The following thesis tries on the topic of analysis of vibrations, in the environment of the maintenance predictive, focused to the problem of premature and incipient faults in the rolling element bearings, particularly defects located in rigid journal bearing of an array of balls. The following analysis techniques were used: analysis in the time, analysis in the domain of the frequency, the method of the envelope (by means of the one transformed of Hilbert) and the analysis Cepstrum. It was also deduced the frequencies of faults that they can be presented in these elements (you fail: BPFO, BPFI, BSF and FTF). it was Also appealed a simple model of a degree of freedom and sub-muffled, to characterize the system " rolling element bearings " excited by a located defect and this way to be able to predict the type of signals that an accelerometer would capture under such conditions and to use the analysis techniques mentioned previously. Finally they were carried out mensurations in a bank of tests, in rolling element bearings with each one of these faults, and the data were stored in digital format, it stops then to process the signs by means of a software, comparing and evaluating the technical behavior of the different ones and their effectiveness in being able to detect faults, besides evaluating their advantages and disadvantages. Of the above-mentioned and after the experimental part you could determine that: Of the parameters in the time, it was proven the utility of these, as for detecting some defect in the rolling element bearings and it was proven that except for the value RMS all the other describers are sensitive to the defects that it can present a rolling element bearings, also the level K, demonstrated to be better as for detection of impulses and grade of damage. Of the analysis in frequency was proven the difficulty of being able to detect incipient defects, even when the defect is developed, the difficult of this analysis was demonstrated by the traditional methods, in spite of the ideal conditions of the laboratory. The analysis of the envelope demonstrated that it is par excellence the method of detection of incipient faults in rolling element bearings, detecting incipient and developed faults, it could also be proven the spectra waited in theory, mainly those defects affected by modulation processes (BPFI, BSF and FTF). Of the analysis Cepstrum was demonstrated that it is already a good detector of faults developed, the inconvenience is that the analysis is not as obvious as in the previous case.
Palabras Clave:
rodamientos; análisis en el dominio del tiempo
Editor:
Universidad Austral de Chile - Sistema de Bibliotecas - Programa Cybertesis
Formato:
text/pdf
Idioma:
es
Copyright:
Mondaca Marino, Cristian Mauricio
Dirección Electrónica:
http://cybertesis.uach.cl/tesis/uach/2002/bmfcim741e/doc/bmfcim741e.pdf