Medida, análisis y diagnóstico de vibraciones mediante la construcción de un sistema electrónico basado en sensores MEMS aplicado en máquinas rotativas para su aplicación en mantenimiento preventivo
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Date
2017
Authors
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica. Carrera de Ingeniería Mecánica
Abstract
The present technical project is based on the measurement, analysis and diagnosis
of vibrations by the construction of an electronic system based on Micro
Electromechanical sensors (MEMS) applied in rotary machines. The
accelerometers used to carry out the project are LIS3DH and to MMA8451. This
system has a human-machine interface in order to give a real-time diagnosis of the
machine in which the tests are being performed.
Together with the experimental measurements, a 2D mathematical model has been
developed with the purpose of studying the effect of the unbalance and the type of
anchorage in an asynchronous motor, thus being able to compare theoretical data
with the obtaining through the measurement system.
The mathematical analysis implemented in the human-machine interface consists
un the frequency domain of the data by means of the Fast Fourier Transformation.
Based on this result, the peak velocity and frequency can be easily determined.
These values are compared with the limits established in different international
regulations in order to determine criteria evaluation on the state of the machine.
Description
El presente proyecto técnico se basa en la medición, análisis y diagnóstico de
vibraciones mediante la construcción de un sistema electrónico basado en Sensores
Micro Electromecánicos (MEMS) aplicado en máquinas rotativas. Los
acelerómetros utilizados para la realización del proyecto son LIS3DH y MMA8451.
Dicho sistema cuenta con un interfaz hombre-máquina con el objetivo de dar un
diagnóstico en tiempo real de la máquina en la cual se están realizando las pruebas.
Junto con las mediciones experimentales, se ha desarrollado un modelo matemático
en 2D con la finalidad de estudiar el efecto del desbalanceo y el tipo de anclaje en
un motor asíncrono, pudiendo así comparar datos teóricos con los obtenido
mediante el sistema de medición.
El análisis matemático desarrollado por la interfaz hombre-máquina a partir de los
datos experimentales consiste en la realización de la transformada rápida de Fourier
(FFT). En base a estos resultados se puede calcular tanto la frecuencia como la
velocidad característica de la vibración. Estos valores son comparados con los
límites establecidos en diferentes normativas internacionales con el objeto de
determinar un criterio de evaluación sobre el estado de la máquina.
Keywords
SENSORES MEMS, MÁQUINAS ROTATIVAS, MOTORES ASÍNCRONO TRIFÁSICOS, ANÁLISIS DE SEÑALES, ACELERÓMETROS MEMS, VIBRACIONES