Técnicas de Medición de la Velocidad Angular para el Mantenimiento de Máquinas

Abstract

Numerosos sistemas mecánicos de importancia, con rotores que giran a velocidades muchas veces variables, deben ser objeto de verificaciones de condiciones de funcionamiento, análisis, correcciones de anomalías y mantenimiento predictivo. La velocidad angular instantánea del eje (IAS) resulta ser una variable que está íntimamente relacionada con la dinámica de la máquina, y por esto, contiene información primaria del funcionamiento y de los procesos internos involucrados. El análisis de la IAS posibilita mejores diagnósticos respecto a mediciones traslacionales, por representar una información más cercana a la fuente generadora. De los distintos métodos disponibles para la medición de la IAS, se trabaja en métodos basados en el análisis de una señal portadora modulada por las variaciones de velocidad angular, debido a sus ventajas en cuanto a la aplicabilidad y costos. El sensor permanece fijo y se efectúa una lectura del paso de alguna irregularidad descripta periódicamente sobre un volante, tal como el caso de dientes de engranajes o marcas regulares en la periferia de una rueda. Se presentan técnicas implementadas vía software, como el método de la medición del ancho de pulso y el procesamiento adecuado de la señal analítica. Mediante análisis de error, se realiza una optimización de los numerosos parámetros de medición y de procesamiento, para conseguir una información confiable y de calidad de la IAS. El trabajo queda plasmado mediante un código computacional, donde se implementan las técnicas computacionales que, por un lado son apropiadas para el mejoramiento de la calidad de la señal resultante y por otro lado constituyen algoritmos suficientemente rápidos para posibilitar el procesamiento en tiempo real de las señales. La importancia de una buena resolución y exactitud de los métodos se debe a la relativamente pequeña variación de frecuencia que originan los procesos de falla incipiente en máquinas, lo que atenta contra su posibilidad de detección. Finalmente se procesan algunos casos de señales provenientes de problemas de interés, obteniendo conclusiones comparativas de su aplicación. Los resultados obtenidos demuestran la buena aplicabilidad, robustez y confiabilidad de los procedimientos, que así presentados constituyen una guía experta para el usuario.