Los desequilibrios se deben a una distribución desigual de la masa en un rotor. Como resultado, se producen vibraciones que se transmiten a los cojinetes y otros componentes de la máquina. Una distribución de la masa imperfecta puede deberse a fallos de materiales, errores de diseño, errores de fabricación y montaje, pero sobre todo, a fallos sobrevenidos durante el funcionamiento.

Si se reducen esas vibraciones, aumenta el rendimiento y el funcionamiento de la máquina es más rentable. Además, se evitan averías por deterioro y fatiga. Para ello es preciso equilibrar el rotor añadiendo o eliminando masa en determinados puntos.
El diseño de las máquinas modernas debe tener en cuenta factores importantes, como velocidades de trabajo más altas, relación prestaciones/peso más elevadas y mayor fiabilidad. El equilibrado optimiza el diseño y el rendimiento, contribuye a que la eficacia de costes sea mejor, alarga la vida útil e incrementa la seguridad. A pesar de que es posible reducir los errores y los fallos, nunca se pueden eliminar hasta el punto de hacer innecesario el equilibrado.

Sistema recomendado

Nuestro sistema basado en PULSE determina la calidad del equilibrado en uno o dos planos según la norma ISO 1940-1. Multi-plane Balancing Consultant Tipo 7790-B añade equilibrado en tres y cuatro planos. Una interfaz intuitiva orienta rápidamente al usuario a través de las tareas de configuración, medición y elaboración de informes. El proceso de equilibrado se puede llevar a cabo in situ, con el rotor sobre sus propios cojinetes y su estructura de soporte, o en una máquina de equilibrado independiente. También se pueden llevar a cabo ajustes de precisión empleando datos del rotor almacenados en el curso de operaciones de equilibrado anteriores. El procedimiento de equilibrado se puede basar en la transformada rápida de Fourier (FFT) o en el seguimiento de las órdenes, para obtener los resultados más precisos.

En las máquinas rotativas y de movimiento alternativo, las variaciones en las condiciones de carga y las imperfecciones en los componentes móviles generan vibraciones (y sus sonidos asociados). Las vibraciones vienen determinadas por las propiedades estructurales de los elementos móviles y fijos de la máquina. El análisis de órdenes establece una relación entre las mediciones y las revoluciones de un elemento giratorio, y mejora el conocimiento sobre elementos tales como motores de automóviles y aeronaves, cadenas cinemáticas, bombas, compresores o motores eléctricos.

Entre las aplicaciones típicas cabe citar el análisis de maquinaria rotativa y el procesamiento de barridos de velocidad de vehículos o motores (aceleración/deceleración) con respecto a las RPM u otras magnitudes variables con el tiempo. El análisis de órdenes FFT de ancho de banda constante es el más adecuado para situaciones en las que las velocidades de barrido son relativamente pequeñas o para las velocidades de barrido rápidas en las que interesan los números de órdenes más bajos. El análisis de órdenes con tracking se recomienda para análisis de alta precisión de órdenes superiores y velocidades de barrido rápidas.

Sistema recomendado

Nuestro software Order Analysis y PULSE Reflex Order Analysis proporcionan al sistema PULSE tacómetros, autotrackers, analizadores de órdenes y funciones de posprocesamiento, así como una amplia gama de dispositivos de visualización y tres tipos de activadores adicionales (tacómetro, velocidad e intervalo de velocidad). El resultado es un completo conjunto de herramientas de diagnóstico que sirve para todo: desde análisis de órdenes en tiempo real básico (con o sin tracking) hasta análisis de órdenes avanzado con PULSE Reflex.

Las partes móviles de cualquier máquina rotativa pueden llegar a producir vibraciones molestas que, en última instancia, causan averías derivadas de las tolerancias de producción y montaje, el desgaste y la variación de cargas.

Existen distintas técnicas de diagnóstico que emplean medidas de vibraciones como indicadores, mediante las cuales es posible determinar la causa raíz del deterioro de una máquina y planificar medidas correctivas. Se trata de técnicas de diagnóstico extremadamente eficaces porque emplean de forma directa la información que contiene el patrón de vibraciones de la máquina. Este patrón —o firma— se obtiene mediante un análisis de frecuencia y tiempo de la señal de vibración, empleando un sensor que se fija a la superficie de la máquina o se coloca en su interior. Ayuda a encontrar solución a problemas dinámicos del rotor, problemas de deterioro de componentes giratorios y deficiencias estructurales.

Sistema recomendado

El diagnóstico de máquinas mediante PULSE analizando ciclos de arranque/parada permite diagnosticar fallos muy variados. Todos los análisis se pueden llevar a cabo de forma simultánea y las señales en bruto se pueden registrar para su posterior análisis mediante PULSE Time Data Recording. A continuación se efectúa el diagnóstico de los transitorios con PULSE Time Capture. Los resultados se correlacionan con datos etiquetados con parámetros auxiliares como la temperatura, la presión del aceite, la posición o la velocidad del viento. El sistema comprende análisis de órdenes Tipo 7702-N con multitacómetro, análisis de órdenes FFT, tracking de órdenes, mejora de la señal, análisis de envolventes de cojinetes, análisis de cepstrum en cajas de cambios y registro de parámetros auxiliares/datos de proceso. Cualquier módulo de adquisición de datos LAN-XI es adecuado y proporciona hasta 12 canales de entrada. El registro de parámetros auxiliares requiere un módulo LAN-XI Tipo 3056.

Health and usage monitoring systems (HUMS) are being used more frequently in monitoring critical helicopter gearboxes and also, increasingly, for gas-turbines – both in helicopters and in certain fixed-wing aircraft.

Vibration monitoring is a well-proven method for preventing catastrophic failures of rotating components, with the piezoelectric accelerometer proving to be the best sensor for these applications

HUMS accelerometers typically have very specialized performance and reliability requirements. Strict development and production standards such as AS/EN 9100 and environmental standards, such as DO-160 ‘Environmental Conditions and Test Procedures for Airborne Equipment’ must be adhered to, together with aircraft specific requirements.

Suggested system

Brüel & Kjær supplies a range of HUMS and engine-monitoring accelerometers, whose design is focused on guaranteeing a highly robust and highly reliable sensor. Sensors must operate continuously in demanding environmental conditions yet be sensitive enough to be able to detect incipient bearing and gear failures. Size and ease of mounting are equally important considerations for these applications.

Airframers face stringent requirements to reduce fuel burn, environmental emissions and engine noise, drawing engine performance into central focus. Gas turbines are highly complex machines that need comprehensive testing and analysis during development in order to understand and optimize their dynamic behaviour. Engine testing takes considerable resources. With huge engine test facilities, data acquisition requirements and many involved staff, each test is a large operation with tight schedules and test commitments.

Brüel & Kjær’s gas-turbine test systems provide high-performance, scalable platforms for dynamic data recording, real-time monitoring, and post-analysis.

System suggestion

This LAN-XI-based system provides data recording for hundreds of dynamic channels, highly detailed real-time monitoring of test data, and the capability to share data for post-test analysis. Real-time analysis and alarm information from monitoring stations ensure data validity.

Highly scalable and easily transportable, this system can be combined for high-capacity centralized data-acquisition or split into smaller mobile systems for easy transport.

BK Connect data processing provides post-analysis functions supporting a wide range of formats for import from, and export to, native and third-party systems.