Para la configuración de la arquitectura de un programa de mantenimiento predictivo off-line basado en vibracion se han de tener en cuenta ciertas consideraciones a la hora de la elección del sensor y tipo de instalación; este es el caso que se plantea en la definición de un sistema de medicion de vibracion para la sequería de la industria papelera.
En vibración existen 3 grandes parámetros de medida:
Desplazamiento, Velocidad y Aceleración
adquiridos mediante la fijación a la máquina de sensores. Estos dispositivos, también llamados transductores, son dispositivos que transforman el nivel de movilidad de la máquina en una señal eléctrica proporcional, resultando así más fácilmente transmitible y tratable para su posterior visualización.
Medicion de Vibracion
Como no podría ser de otra manera los sensores de vibración son de 3 tipos en función de la variable medida, desplazamiento, velocidad o aceleración, pudiendo teóricamente convertirse las señales a través de sus relaciones matemáticas de derivación o integración. Sin embargo no resulta conveniente la
Derivación Electrónica,
pues se obtienen bajos ratios de señal-ruido.
Por tanto no podemos medir:
Aceleracióncon un sensor deVelocidadVelocidad o Aceleracióncon un sensor deDesplazamiento
Es decir, únicamente con uno de ellos, el de aceleración o acelerómetro, se podrían obtener señales de aceptable calidad en las 3 variables vibracionales:
Acelerómetros
Los acelerómetros ofrecen otras ventajas como
Rangos más amplios de Operación
en frecuencia, amplitud y temperatura. También presentan mayor robustez y menor necesidad de calibración resultando por ello mas económicos. Por todo ello son el sistema de medicion de vibracion más utilizado en mantenimiento predictivo.
Su principio de funcionamiento consiste en un
Cristal Piezoeléctrico
sometido a una carga mediante una masa que comprime al cristal de manera proporcional a la vibración de la superficie donde el acelerómetro se haya montado. Esta señal, convertida a eléctrica por el acelerómetro es débil por lo que
incorporan un amplificador electrónico interno.
La fuente que alimenta a este amplificador no es sino el analizador al que se conecta el acelerómetro y cable, siendo una alimentación de corriente continua, típicamente de amplitudes entre 18 y 40 VDC.
Medicion de Vibracion y Papeleras
En las plantas papeleras el equipo más crítico siempre ha sido la máquina de papel. Esta máquina convierte la pasta, generada previamente mediante procesos químicos y de mezcla, en papel. Consiste en un proceso en serie donde la pasta de papel, suspendida sobre una tela, va pasando por una serie de etapas consecutivas que, ordenadas secuencialmente y de manera general, serían vacío y vacuofoils, rodillos dandy, rodillos prensa, rodillos secadores o sequería, zona de estucado, rodillos lisas y calandras, y rodillos pope.
Zona de Sequería
En ella se elimina la humedad residual aún existente en la pasta, por lo que el
Papel es Secado con Cilindros Calentados.
Consisten en una serie de cilindros de diámetro variable calentados por vapor y dispuestos en diferentes alturas. De esta manera, la tela es secada por una cara en la parte superior y por otra en la parte inferior.
Como método de calentamiento se utiliza el vapor, pues:
- Se trata de elementos que utilizan agua, económica y fácil de obtener,
- Presenta un fácil control de la temperatura
- Permite un transporte de grandes cantidades de energía por unidad de masa, siendo de fácil distribución y control.
Cada rodillo dispone de 2 rodamientos exteriores de apoyo, de los que hay que controlar su desgaste con acelerómetros.
Sensor e Instalación
Para la elección del sistema de medicion de vibracion en la sequería se debe seleccionar el transductor, para lo que se debe tener en cuenta:
Rango de frecuencia (alta o baja)
Sensibilidad y ruido
Medio ambiente: temperatura, humedad
Tipo de instalación
En esta zona los rodamientos giran a baja velocidad, en general por debajo de las 100 rpm. En ellos, la Medicion de Vibracion ha de detectar fundamentalmente un fenómeno de deterioro en el rodamiento, para lo que
la señal es filtrada en alta frecuencia sintonizándose así la respuesta ante las fuerzas de impacto existentes como así se explica en la entrada vibracion en rodamientos.
Al tratarse de una señal filtrada en alta frecuencia en rodamientos de baja velocidad, únicamente se detectarán las fuerzas de impacto no se habrá de tener en cuenta ni el rango en frecuencia ni en sensibilidad en la selección del transductor. Sin embargo, la variable medio ambiente es crítica pues
la temperatura es elevada siendo imposible una estancia prolongada en la zona
por las críticas condiciones ambientales no es posible el uso con acelerómetros standard puesto que la electrónica del amplificador no es capaz de soportar el calor por largos períodos.
Por ello se utilizará:
Sensores con Amplificador Externo,
debiéndose controlar la posible existencia de ruidos en el cable.
Por otro lado, no es posible el acceso para la medidcion de vibracion en la máquina por lo que la solución más económica consistiría en el montaje de un acelerómetro por rodamiento ubicándose el sistema de amplificación en la zona exterior a la sequería, es decir:
La señal de cada acelerómetro se cableará hacia una caja de conexiones Externa para la toma de medidas por parte del inspector.
Infografía Resumen
Conclusiones
Es fundamental tener en cuenta los factores indicados a la hora de planificar cualquier instalación de medicion de vibracion; sino, los resultados pueden ser fatales pues se realizan inversiones que no generan los beneficios deseados. Por ello, es recomendable realizar una
Ficha de Equipo
en la que puedas detallar todas las variables de relevancia en la elección del sistema. Con ese expediente técnico ya puedes solicitar consejo a
Proveedores Externos Especializados
que te indicarán cuales son las mejores opciones para tus necesidades de monitorizado, debiendo luego tu tomar la decisión que consideres oportuna en base a tus criterios particulares de decisión.
¿Tienes Instalaciones con Estas Características?
Si es así, contacta con el portal e indícanos tu problemática. Por supuesto que te puedo ayudar, recuerda que soy CAT III de vibraciones, y trabajamos conjuntamente para adecuar tu proceso de medicion de vibracion a las características de tu sistema.
