Detección de Fallas de Rodamientos con medidor de Vibraciones

Detección De Fallas? Como ya hemos comentado aquí en el blog, Dynamox desarrolla un medidor de vibración y temperatura inalámbrico, con aplicación, plataforma web y gateway (opcional), para monitorear el estado de los equipos industriales.

Recientemente, la aplicación se instaló en una gran empresa textil en São Paulo y uno de los puntos monitoreados fue el rodamiento en el lado de acoplamiento (LA) de un motor de accionamiento.

Monitoreo del punto

Durante el monitoreo para la detección de fallas, se notaron algunos cambios en el padrón de vibración y temperatura, tanto en términos de análisis continuo de los datos, como en el análisis espectral y forma de ola.

Análise contínua

El análisis de la tendencia de vibración y temperatura en los puntos de seguimiento normalmente se da una primera indicación para la detección de anomalías.

Con la monitorización continua (con un intervalo de muestreo de 10 min, por ejemplo) se pueden ver pequeños gradientes y aumentos repentinos.

Las herramientas, como la media móvil, pueden ayudar a visualizar la tendencia de los datos recopilados, suavizando pequeñas variaciones y resaltando las grandes, como se ve en las imágenes a continuación.

1º Indicativo: aumento súbito de RMS en el monitoreo continuo

Monitoreo continuo de velocidad RMS triaxial

Monitoramento contínuo – Uso da média móvel

Como se puede notar en las imágenes, hubo un aumento visible en el padrón de vibración, principalmente en el eje radial, representado en rosado en las imágenes.

Este evento también se manifestó en términos de temperatura, como se muestra en la siguiente figura.

Monitorización continua de falla – temperatura de contacto

Nota: el medidor se instaló con un imán, lo que puede dificultar la detección de estos cambios de temperatura.

Aun así, el sensor identificó una alteración significativa en el padrón.

Para obtener los mejores resultados, recomendamos instalar con un tornillo para una recopilación de datos más confiable.

Análisis espectral

En general, el segundo paso en la evaluación de anomalías es el análisis basado en el espectro.

Con la resolución y el rango dinámico adecuados, es posible identificar el defecto.

La siguiente imagen hace una comparación entre dos triaxiales espectrales, uno realizado antes de la falla, representado en azul, rosado y amarillo, y el otro realizado después de la aparición de la anomalía, en gris.

Se detectaron principalmente picos aumentados relacionados con BPFI (pista de rodamiento interior) y BPFO (pista de rodamiento exterior) asociados con el aumento en la alfombra del espectro.

Análisis de forma de ola

Otra herramienta importante na detección de fallas que tiene información sobre las características de los defectos es la forma de ola en el dominio del tiempo, especialmente en casos con características impulsivas y no estacionarias.

El principal impacto del defecto es un cambio en la forma de ola, con presencia de pulsos periódicos, aumentando los valores RMS y pico a pico, por ejemplo.

Además, típicamente la señal de un nuevo rodamiento tiene una característica ruidosa de baja amplitud, sin presencia de pulsos y estadísticamente cercana al ruido blanco.

En las siguientes imágenes es posible notar un aumento de estos valores. La primera imagen muestra la forma de ola antes del defecto y la segunda ocurre después de que se detecta la falla.

Forma de ola durante el defecto

Evidencia de falla del rodamiento detectada en el rodamiento

Con base en los datos comentados anteriormente, el equipo de mantenimiento de la empresa intervino en la máquina y efectivamente encontró la presencia de un defecto en el rodamiento, que tenía un paso de corriente eléctrica, evidenciado por las marcas características en las pistas del rodamiento, como se muestra en las imágenes que siguen.

Además, estas marcas también pueden ser indicativas del estado de la máquina en su conjunto, dando lugar a otros posibles problemas, por ejemplo, problemas de puesta a tierra, avería eléctrica, sobrecarga o cortocircuito, etc.

Una investigación con verificación cruzada de la información y el historial de la máquina es esencial en esta etapa.

Análisis después del cambio de rodamiento

Después de reemplazar el rodamiento, se puede ver una disminución significativa en los niveles de vibración, tanto en términos de monitoreo continuo, como en análisis espectral y forma de ola.

La siguiente imagen muestra, en términos continuos, este descenso de niveles.

Esto es aún más visible cuando se comparan los espectros de vibración durante y después de cambiar el rodamiento.

El espectro del rodamiento defectuoso se muestra en gris en la figura siguiente.

El espectro después del cambio de rollo se presenta en azul, rosado y amarillo.

Nótese la reducción significativa en el nivel de vibración en términos de picos relacionados con BPFI y BPFO y en la alfombra de espectro.

En conclusión, esta reducción de niveles también se puede ver en la forma de ola, presentada en la misma escala en las figuras siguientes

Forma de ola durante el defecto

Forma de ola después del cambio del rodamiento

Tabla que resume los parámetros de la señal a lo largo del tiempo utilizando la aceleración (g):

A partir de ahora publicaremos más casos de estudio aquí e detección de fallas en el blog, ejemplos de empresas que han estado aumentando la confiabilidad de sus máquinas con nuestra solución.

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