CÓMO OBTENER DATOS CONFIABLES DE LOS SENSORES DE VIBRACIÓN INALÁMBRICOS

CÓMO OBTENER DATOS CONFIABLES DE LOS SENSORES DE VIBRACIÓN INALÁMBRICOS

La fidelidad de los datos recopilados por los sensores inalámbricos de vibración está directamente relacionada con el método utilizado para fijarlos al componente que se va a monitorear. Es esencial que haya un acoplamiento rígido para garantizar un indicador confiable del estado del activo monitoreado.

Cada método de fijación puede interferir con la calidad del resultado obtenido. Por lo tanto, es bueno conocer las diferentes formas de fijación y comprender su importancia y limitaciones en términos de espectros de vibración

Además, es importante la selección correcta del tipo de sensor para controlar la vibración y la definición correcta de la ubicación de instalación en la máquina o componente.

Los sensores inalámbricos de vibración miden la vibración principalmente según el eje de monitoreo, por lo que es importante que el sensor esté instalado en una posición ideal en la máquina. Un anclaje firme también es esencial, ya que una adhesión incorrecta producirá datos inconsistentes sobre el estado de la máquina y sus componentes. A continuación, la instalación de sensores se abordará tanto en relación con el método como con la ubicación de la fijación.

Los sensores se pueden instalar de diferentes maneras. En el rango de frecuencia del sensor, es especialmente sensible a la forma en que está acoplado al equipo. El método de fijación del sensor al punto de fijación es uno de los dos factores más críticos que obtienen resultados precisos, basados ​​en mediciones prácticas de vibración. De esta manera, un bloqueo contraindicado resulta en la ausencia de resonancias relevantes o que puede limitar severamente la frecuencia de la frecuencia útil del acelerómetro.

Cada instalación de sensor tiene características dinámicas como rigidez, masa adicional y amortiguación. De esta manera, este sistema dinámico contamina la banda de frecuencia del sensor en caso de una fijación inadecuada. Idealmente, el objetivo es maximizar la rigidez, enfocándose en aumentar la frecuencia de resonancia de la instalación.

Existen cinco métodos de uso común para instalar sensores, y cada uno tiene una frecuencia de operación máxima que se puede monitorear. La Figura 1 ilustra los cinco métodos de sujeción más comunes para medir la vibración de la máquina.

La Figura 1 ilustra los cinco métodos de sujeción más comunes para medir la vibración de la máquina.Figura 1 – Resposta em frequência de diferentes tipos de fixação.

 

De estos cinco métodos de fijación, nos centraremos en los métodos más comunes aplicados al monitoreo de la condición de la máquina, es decir: (3) fijación por tornillo, (4) por adhesivo y (5) por imán.

La fijación por tornillo se utiliza normalmente para aplicaciones de sensores conectados permanentemente. En general, el uso de un tornillo en la fijación es más eficiente, esencialmente haciendo ambas partes una.

Algumas vezes, uma cola adesiva pode ser usada em combinação com a fixação por parafuso para prevenir perdas na fixação sobre condições de vibrações laterais ou torcionais. Além disso, em instalações irregulares, com o sensor mal apoiado ou em balanço, o uso de resinas ou colas metálicas em combinação com o parafuso pode ajudar a aumentar a adesão do sensor.

A veces, se puede usar un pegamento adhesivo en combinación con la fijación por tornillo para evitar la pérdida de la fijación en condiciones de vibración lateral o torsional. Además, en instalaciones irregulares, con el sensor mal apoyado o oscilante, el uso de resinas o pegamentos metálicos en combinación con el tornillo puede ayudar a aumentar la adhesión del sensor.

Para estos casos de fijación, el sensor (DynaLogger) de la solución DynaPredict tiene un tornillo M6-1 a través de su pasador metálico y se conecta con el orificio en la superficie del punto de monitoreo.

La figura 2 ilustra la fijación estándar a la superficie de la máquina.La figura 2 ilustra la fijación estándar a la superficie de la máquina.

 

Entre las pautas principales para la conexión mediante atornillado, destacan las siguientes:

• El uso de una lavadora a presión o autoblocante para garantizar el par de apriete inicial, evitando que la fijación se afloje con el tiempo. El par de apriete especificado es de 11 Nm o 1.12 kgfm;

• El orificio de fijación debe tener al menos 15 mm de profundidad para garantizar una conexión sólida entre el sensor y la superficie de la máquina;

• Al perforar nuevos orificios para la instalación de tornillos, se debe tener cuidado para garantizar que el orificio se perfore en forma perpendicular a la superficie de la máquina;

• Cuando la fijación del tornillo se realiza en una superficie curva o irregular, se recomienda el uso de pegamento metálico o epoxi para permitir que el sensor sea completamente rígido, sin verse afectado por irregularidades en la base;

El sensor debe apretarse con una llave Allen especificada en las pautas de uso del producto; NO use alicates u otras llaves para apretar el sensor más de lo necesario.

Evite las trampas y siga las buenas prácticas ilustradas en la siguiente figura:

Figura 3 - Buenas y malas prácticas para instalar un sensor de tornillo. Figura 3 – Buenas y malas prácticas para instalar un sensor de tornillo.

 

La fijación adhesiva se debe utilizar como una alternativa al montaje de tornillo estándar, esto es, en los casos en que no es posible la fijación a una superficie plana o cuando la superficie no se puede perforar para fijar el sensor.

Un ejemplo sería una carcasa de motor de aluminio con paredes delgadas. En este caso, el grosor de la carcasa puede ser muy delgado para acomodar perforaciones y roscas para un tornillo y, además, una instalación de imán no sería satisfactoria, ya que no será atraída por el aluminio. Otro ejemplo son las paredes delgadas en los rodamientos, donde no se puede perforar la superficie. Además de estos ejemplos, cuando hay un espacio o poca área de contacto, la fijación por adhesivo puede ser más apropiada.

Se debe tener mucho cuidado al preparar la superficie para usar un adhesivo, a fin de garantizar una unión permanente, ya que una junta defectuosa puede conducir a errores de medición significativos. Por otro lado, una alternativa para ensamblajes portátiles es pegar un soporte de fijación a la superficie de la máquina.

El tipo de adhesivo debe ser apropiado para los materiales y el entorno en el que se aplicará. El adhesivo también debe proporcionar una base rígida. Un adhesivo “blando” hará que se absorban las frecuencias más altas, debido a su alto grado de amortiguación.

Para fijar el sensor de la solución DynaPredict, se recomienda utilizar una masa epoxi de dos componentes o pegamento metálico con una cantidad de aproximadamente 2 cm³, de acuerdo con las instrucciones indicadas por el fabricante. La masa epoxi se debe distribuir sobre la superficie inferior del DynaLogger, de acuerdo con la Figura 4, manteniendo un espacio libre de aproximadamente 2 mm desde el pasador de metal, para no interferir con la medición de temperatura. Presione el DynaLogger en el punto de medición, siguiendo la orientación de los ejes (dibujados en la etiqueta del producto) de la manera más adecuada. Finalmente, presione la masilla de epoxi sobrante contra las paredes del Dynalogger, para un mejor anclaje.

Figura 4 - Aplicación de masilla epoxi de dos componentes al sensor.

Figura 4 – Aplicación de masilla epoxi de dos componentes al sensor.
Tenga en cuenta que el exceso de epoxi, con una capa gruesa entre el sensor y la superficie de la máquina, da como resultado una pérdida de rigidez y un aumento de la amortiguación a alta frecuencia, por lo tanto, su uso debe hacerse con precaución.

 

La fijación de la base magnética se usa típicamente para aplicaciones instaladas en sensores para una fácil extracción. En general, cuando el ensamblaje es perpendicular a la superficie regular de la máquina, los sensores magnéticos pueden soportar una fuerza de 20 a 25 kgf.

Hay bases de apoyo o almohadillas, de todos los tamaños y formas para sensores magnéticos. Incluidos los que se adaptan a áreas curvas. Las almohadillas ayudan a aumentar la repetibilidad. Aún así, existe una alta probabilidad de desplazamiento del sensor, lo que afecta la lectura en los tres ejes (vertical, horizontal y axial).

Tenga en cuenta que las superficies de unión deben ser verdaderamente magnéticas (acero aleado con hierro, níquel, cobalto, etc.). Además, estas superficies deben estar libres de irregularidades que provoquen la inclinación del sensor y, por lo tanto, puedan modificar su orientación y rigidez de fijación, perjudicando el resultado de la medición.

Para evitar la pérdida de magnetismo y obtener los mejores resultados, se deben seguir estas recomendaciones, que también se ilustran a continuación:

 Figura 5 - Situaciones comunes que conducen a la pérdida de adhesión de la base magnética:

Figura 5 – Situaciones comunes que conducen a la pérdida de adhesión de la base magnética: montaje en superficies con escombros o no magnéticos, montaje en superficies muy calientes y caídas (generan pérdida de magnetismo).

 

La selección de la ubicación del accesorio del sensor es importante porque las ubicaciones flexibles o en voladizo de una máquina pueden influir en la medición del sensor. La fijación flexible a las aletas o protecciones del motor generalmente no se comunica fielmente con las principales fuentes de vibración.

Tenga en cuenta que la ubicación de la fijación no depende del tipo de adhesión, ya que, si el sensor está conectado a una superficie flexible, ninguno de los tipos de instalación informados será efectivo. El sensor de vibración nunca debe usarse en estructuras ligeras (con poca robustez) porque el peso del sensor puede distorsionar el comportamiento vibratorio de la estructura. En general, el peso combinado del sensor (con tornillo, base magnética, etc.) debe ser inferior al 10% del peso de la estructura vibratoria.

Para medir adecuadamente las fuentes de vibración de una máquina, el sensor siempre debe estar lo más cerca posible de los puntos más rígidos de la máquina, como los cojinetes y las carcasas. Los motivos son:
Los niveles de vibración son más bajos y menos ruidosos, evitando así la sobrecarga de la señal recolectada y el enmascaramiento de los componentes de vibración;
Todos los esfuerzos dinámicos de la máquina se transmiten directamente a los soportes, por lo que todas las fuentes de vibración serán más fácilmente detectables. Más específicamente, debe fijarse lo más cerca posible de la fuente de vibración de interés, para evitar capturar señales distorsionadas de fuentes distintas de las que realmente importan.

En la Figura 6 se muestran ejemplos de opciones de ubicación de montaje inapropiadas y la influencia en la respuesta de frecuencia del acelerómetro.

Figura 6: Respuesta de frecuencia típica de ubicaciones flexibles (protectores y placas delgadas) o rígidas (cojinetes y bastidor).
Figura 6: Respuesta de frecuencia típica de ubicaciones flexibles (protectores y placas delgadas) o rígidas (cojinetes y bastidor).

 

Para obtener los mejores resultados con la solución DynaPredict, es esencial fijar correctamente los DynaLoggers en los puntos de medición. Siguiendo todas las recomendaciones enumeradas en este texto, para cada tipo de fijación, y eligiendo las mejores ubicaciones para el monitoreo, los sensores de la Solución DynaPredict pueden detectar fácilmente todas las fuentes de vibración en tres direcciones.

Además, nuestro DynaLogger tiene un sensor de temperatura, que puede usarse para la correlación con aumentos en la vibración. Todos los datos se recopilan sin utilizar cables. Transmitido a través de Bluetooth a la aplicación móvil o puerta de enlace y, desde estos a la plataforma web, lo que permite el análisis del historial de datos y la definición de las acciones necesarias.