Metodología para la selección de indicadores óptimos para el análisis y diagnóstico del estado de la máquina: Aplicación a elementos mecánicos rotativos.
La detección temprana de averías en maquinaria rotativa es fundamental para evitar averías catastróficas y reducir costes, contribuyendo así a un correcto mantenimiento. Además, la automatización de estos procesos es fundamental para mejorar el nivel de fiabilidad y seguridad, por lo que existe una tendencia hacia un tipo de mantenimiento denominado “condition monitoring”, que se basa en la monitorización continua del estado de los elementos. durante su funcionamiento. Uno de los parámetros más utilizados para determinar el estado de un elemento mecánico es su respuesta vibratoria.
Los elementos presentes en una máquina rotativa son muy diferentes y, por tanto, cada uno de los fallos que puede presentar y la forma en que se manifiestan también son diferentes. En los últimos años se ha trabajado mucho en este sentido, centrado principalmente en la detección de fallos en engranajes y rodamientos, ya que son los elementos más utilizados en las máquinas rotativas y porque el diseño de la máquina está pensado para tener este tipo de elementos. el primero en fallar.
En el caso de los ejes, la probabilidad de falla es menor, pero es más crítica. También ha habido muchas publicaciones sobre defectología de venas, aunque este tipo de estudios se centran principalmente en detectar las alteraciones que los defectos provocan en la respuesta dinámica y no es habitual realizar este tipo de estudios, diagnósticos reales, y menos en un entorno experimental. En el caso de las turbomaquinarias, a velocidades cercanas a la velocidad crítica o incluso superándola, existen trabajos que ofrecen buenos resultados de diagnóstico en los ejes utilizando su respuesta vibratoria, pero a bajas velocidades este tipo de estudio generalmente no ofrece buenos resultados, y en ámbitos como el ferroviario, la estrategia de mantenimiento de los ejes sigue siendo preventiva. Esto implica muchos costes, ya que es necesario parar y desmontar la máquina para realizar las comprobaciones. Los avances en las técnicas de monitoreo de condiciones en estas áreas serían muy útiles para reducir costos y aumentar la seguridad.
En esta tesis doctoral se desarrollaron y aplicaron diferentes técnicas para detectar fallos de eje a través de su respuesta vibratoria durante su funcionamiento a baja velocidad, lejos de ser críticos. Para ello, se utilizaron varias herramientas que operan tanto en el dominio del tiempo como en el dominio de la frecuencia para encontrar posibles indicadores de falla. Posteriormente, para cada posible indicador se estudiaron diferentes sistemas de clasificación para automatizar la decisión sobre el estado del elemento. Finalmente, el estudio condujo al desarrollo de una metodología general para encontrar la técnica de diagnóstico óptima, en términos de confiabilidad y costo computacional. El trabajo, inicialmente centrado en ejes, se aplicó con éxito posteriormente a rodamientos, demostrando que es posible generalizar la metodología a otro tipo de elementos mecánicos giratorios.
Contenido🇧🇷
- Presentación y objetivos
- alcance general
- monitoreo de condición
- Metas
- estructura del documento
- contribuciones científicas
- Estado del arte
- Trabajo previo en defectología de pozos
- Trabajo previo sobre defectología de rodamientos
- Metodología propuesta
- metodología general
- Diseño de la metodología experimental y adquisición de datos
- Extracción y selección de posibles modelos válidos
- Diseño del sistema de clasificación
- Procesamiento de señales en defectología
- Parámetros basados en el dominio del tiempo, la frecuencia y el tiempo y la frecuencia.
- La transformada wavelet
- Sistemas de clasificación para el diagnóstico
- Clasificación según ‘aˆ vs. una’
- Clasificación inteligente mediante redes neuronales artificiales
- sistema experimental
- mesa de trabajo
- Diseño de la metodología experimental
- protocolo de medición
- Adquisición de datos: base de datos generada
- Desarrollo y resultados: aplicación de la metodología propuesta
- Selección de parámetros locales en base a resultados teóricos
- Selección de parámetros locales según resultados experimentales
- Comparación de resultados y selección de la técnica ideal
- Aplicación de la metodología propuesta a otros elementos mecánicos rotativos
- Conclusiones y desarrollos futuros
- Bibliografía
- ANEXOS
- Hojas de datos del acelerómetro
- protocolo de medición
- Aplicación de la metodología propuesta a rodamientos
- resumen
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Autor: María Jesús Gómez García
Doctorado en Ingeniería Mecánica y Organización Industrial
Metodología de selección de los indicadores óptimos para analizar y diagnosticar el estado de la máquina: Aplicación a elementos mecánicos rotativos
Departamento de Ingeniería Mecánica | Escuela Politécnica Superior | Universidad Carlos III de MadridD
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