ISO 5348: Montaje mecánico de acelerómetros
ISO 5348 — «Vibración mecánica y choque — Montaje mecánico de acelerómetros» — es una de las normas más silenciosamente importantes que un analista de vibraciones utilizará jamás. Aborda un factor que gobierna silenciosamente la calidad de los datos: cómo el acelerómetro se fija físicamente a la máquina. La norma establece los métodos de montaje prácticos, explica cómo cada uno moldea la frecuencia respuesta de la medición y muestra por qué la elección incorrecta puede descartar la información de muy alta frecuencia que buscabas. Seguir sus directrices es esencial para lecturas precisas y repetibles, sobre todo cuando se persiguen fallas de alta frecuencia en rodamientos y engranajes.
1. Por qué el montaje es parte del sensor
La única tesis que recorre la ISO 5348 es que el método de montaje no es un accesorio de la medición, sino es parte del sistema de medición. Un acelerómetro atornillado a una superficie forma un diminuto sistema masa-resorte con la estructura debajo de él, y ese sistema tiene su propia resonancia, la frecuencia de resonancia montada. Por encima de esa resonancia, la lectura ya no es confiable. Un montaje rígido, ligero y bien preparado empuja la resonancia hacia arriba, abriendo una banda utilizable amplia; un montaje blando o pesado arrastra la resonancia hacia abajo y actúa como un filtro paso bajo mecánico, atenuando o amortiguando las vibraciones de alta frecuencia vibración antes de que lleguen al cristal. Puedes estimar dónde cae ese límite para una configuración dada con un calculadora de resonancia de montaje de acelerómetro, lo que hace que el compromiso sea concreto antes de recopilar un solo punto. La norma presenta los métodos que evalúa en detalle: montaje con perno, adhesivo y magnético, además de sondas de mano, y enmarca todo en términos de rigidez, masa, preparación de la superficie y la frecuencia más alta a la que los datos permanecen confiables.
2. Montaje con perno: el método de referencia
El montaje con perno se presenta como la técnica óptima y de grado de referencia. Se perfora un orificio en la estructura de la máquina, se roscas y se atornilla el perno de montaje del acelerómetro directamente en él. La norma especifica que la superficie de montaje debe estar limpia, plana y lisa, con una superficie de asiento mecanizada donde sea necesario para lograrlo, y que se aplique una película delgada de grasa de silicona o un fluido de acoplamiento similar en la base del sensor. Esa película llena los vacíos microscópicos de la superficie, maximiza el área de contacto real y mejora la transmisión de energía de alta frecuencia.
La recompensa es la mayor rigidez de montaje posible y, por lo tanto, la mayor frecuencia de resonancia montada, lo que a su vez brinda la banda de medición confiable más amplia, libre de corrupción por la resonancia del propio montaje. El montaje con perno es el punto de referencia contra el cual se juzga cada otro método y es la única opción aceptable para instalaciones de monitoreo permanente, diagnósticos de alta frecuencia exigentes como de rodillos y engranaje análisis y para la calibración de sensores calibración.
3. Montaje con adhesivo: una opción semipermanente sólida
Donde perforar la máquina es impráctico o está prohibido, los adhesivos ofrecen una alternativa semipermanente. La ISO 5348 distingue entre tipos de adhesivos. Para el mejor resultado, recomienda un adhesivo duro y rígido, un cianoacrilato («super glue») o un epoxi de dos componentes, aplicado como una línea de unión mínima, muy delgada y rígida entre la base del sensor y la superficie de la máquina. El principio rector es la rigidez: un adhesivo grueso o blando, como la goma de silicona, se comporta como un amortiguador y reduce severamente la respuesta de alta frecuencia.
Realizado correctamente en una superficie preparada adecuadamente, un montaje con adhesivo rígido alcanza un rango de frecuencias utilizables casi tan alto como un montaje con perno, lo que lo convierte en un sustituto creíble para muchas tareas de diagnóstico. La norma también cubre las bases montadas con adhesivo, pequeñas placas metálicas pegadas a la máquina que proporcionan una ubicación repetible para fijar un sensor de montaje con perno, combinando la conveniencia del pegado con la repetibilidad valorada para el análisis de tendencias.
4. Montaje magnético: conveniencia a un costo
Las bases magnéticas son ubicuas en equipos portátiles, recolección de datos basada en rutas porque son tan rápidas de usar, pero la ISO 5348 es tajante en que esta conveniencia tiene un costo real para la calidad de los datos. Un montaje magnético es inherentemente menos rígido que un montaje con perno o adhesivo, y el imán en sí agrega masa significativa al conjunto del sensor. La menor rigidez combinada con mayor masa hace caer bruscamente la frecuencia de resonancia montada, lo que limita severamente la frecuencia superior utilizable de la medición.
La norma deja claro que los datos de alta frecuencia, típicamente por encima de aproximadamente 2,000 Hz, recopilados a través de un imán a menudo no son confiables. Ofrece consejos prácticos para aprovechar al máximo un montaje magnético: usar un imán fuerte de dos polos, asegurarse de que las superficies de contacto estén perfectamente limpias y planas y aplicar presión firme al asentar el imán. Incluso así, el analista debe aceptar la banda comprometida; para trabajos serios de alta frecuencia en rodamientos o engranajes, se prefiere fuertemente un montaje con perno o adhesivo. Un imán es mejor reservado para encuestas de baja frecuencia como desbalance y desalineación verificaciones, donde las frecuencias de interés se sitúan cómodamente por debajo de la resonancia reducida.
5. Sondas de mano (“Stingers”)
La norma aborda las sondas de mano, a menudo llamadas stingers, que a veces se utilizan para verificaciones rápidas o en lugares de difícil acceso, y desaconseja firmemente su uso para cualquier trabajo de diagnóstico serio. El cuerpo humano es un filtro paso bajo y un amortiguador altamente efectivos, y es imposible sostener una sonda con una presión constante o en un ángulo perfectamente perpendicular. El resultado es una mala repetibilidad y una respuesta en frecuencia a menudo limitada a menos de 1.000 Hz. Una sonda puede confirmar una vibración grande de baja frecuencia, como un desbalance severo, pero es inadecuada para un diagnóstico confiable análisis de tendencias o para detectar defectos de alta frecuencia en rodamientos y engranajes.
6. Preparación de la superficie y cableado
Una sección de cierre ofrece consejos prácticos que se aplican independientemente del método. La superficie de montaje debe prepararse adecuadamente: lo más plana y lisa posible, eliminando pintura, óxido y suciedad para garantizar un contacto directo metal contra metal (o metal-adhesivo-metal). Para el montaje con perno, se debe mecanizar una superficie de apoyo (spot face) siempre que la superficie no esté perfectamente plana.
La norma es igualmente estricta respecto al cableado. El cable debe atarse firmemente a la estructura a una corta distancia del sensor. Esto proporciona alivio de tensión para el conector y, lo que es más importante, evita el movimiento del cable: un cable dejado suelto durante la medición puede generar una señal eléctrica espuria de baja frecuencia a través del efecto triboeléctrico, contaminando la verdadera señal de vibración y produciendo datos erróneos.
7. Los cuatro conceptos clave para llevarse
- La respuesta en frecuencia lo es todo: el montaje actúa como un filtro mecánico. Un montaje deficiente, como un imán, añade masa y reduce la rigidez, formando un filtro paso bajo que corta la vibración de alta frecuencia antes de que llegue al sensor.
- La rigidez es primordial: para transmitir las altas frecuencias con fidelidad, la conexión entre el sensor y la máquina debe ser lo más rígida y ligera posible, que es exactamente por qué un montaje directo con perno supera a cualquier alternativa.
- La conveniencia se intercambia por precisión: los montajes magnéticos son rápidos para el trabajo de rutas, pero la banda utilizable se reduce. Para el análisis de alta frecuencia de rodamientos o engranajes, elija montaje con perno o adhesivo.
- La repetibilidad protege el análisis de tendencias: el uso de pads de montaje fijos para una colocación repetible del sensor garantiza que los cambios en los datos reflejen la condición de la máquina, no variaciones en la técnica de medición.
8. ISO 5348 en la práctica con un analizador portátil
Estos principios no son académicos: deciden si una medición en campo significa algo. Un analizador portátil de dos canales como el Balanset-1A se utiliza tanto para diagnóstico como para balanceo en campo, y la misma disciplina de montaje se aplica en cada trabajo. Para el balanceo rutinario, la señal dominante es la velocidad de funcionamiento componente una vez por revolución, una frecuencia baja que incluso un montaje magnético limpio captura con fidelidad, por lo que los imanes siguen siendo perfectamente aceptables para encuestas de balanceo. Pero en el momento en que la pregunta se vuelve a una falla sospechada en un rodamiento o engranaje, donde la energía de diagnóstico reside en alta frecuencia, la ISO 5348 dicta un montaje con perno o adhesivo rígido en una superficie adecuadamente preparada, con el cable atado, para que el contenido de alta frecuencia no se pierda en una interfaz blanda. Elegir el montaje que coincida con las frecuencias que están buscando es el corazón práctico de la norma, y se combina naturalmente con una práctica de montaje del sensor sensible y datos de valor de referencia consistentes para un análisis de tendencias confiable a largo plazo.
9. Dónde se sitúa la ISO 5348 entre las normas relacionadas
La ISO 5348 rige cómo adjunta el sensor; las normas complementarias rigen cómo juzga lo que lee. La evaluación de la severidad de vibración que históricamente se dividía entre la ISO 10816 y la antigua ISO 2372 ahora reside en la moderna ISO 20816-1 serie, con límites para máquinas industriales en ISO 20816-3. Los datos en los que se basan esas evaluaciones solo son tan confiables como el montaje que los recopiló, que es precisamente por qué la ISO 5348, tan poco glamorosa como es, se sitúa en la base de un monitoreo de condición.
