ISO 5348: Vibración mecánica y choque – Montaje mecánico de acelerómetros

Resumen

La norma ISO 5348 es una norma fundamental y muy práctica para cualquier analista de vibraciones. Aborda un factor crítico que impacta directamente en la calidad de los datos: cómo... acelerómetro Está físicamente conectado a la máquina. La norma especifica varios métodos de montaje y describe cómo cada uno afecta la respuesta en frecuencia de la medición. Seguir las directrices de la norma ISO 5348 es esencial para obtener datos de vibración precisos y repetibles, especialmente al medir vibraciones de alta frecuencia.

Tabla de Contenidos (Estructura Conceptual)

La norma está estructurada para proporcionar asesoramiento claro y práctico sobre técnicas de montaje:

1. 1. Alcance y métodos de montaje:

   Esta sección inicial establece el propósito de la norma: proporcionar una guía técnica clara sobre los métodos de fijación de acelerómetros a una superficie vibratoria para garantizar la precisión de los datos. Se presenta aquí la tesis central de la norma: el método de montaje es un componente fundamental del sistema de medición y determina directamente la frecuencia máxima a la que se pueden recopilar datos fiables. Una técnica de montaje deficiente actuará como un filtro mecánico, atenuando o amortiguando las vibraciones de alta frecuencia antes de que puedan medirse. A continuación, se presentan los principales métodos de montaje que se evaluarán en detalle: montaje con pernos, montaje adhesivo y montaje magnético, estableciendo así el marco para el resto del documento.

2. 2. Montaje de pernos:

   Este método se presenta como la técnica óptima de referencia para la fijación de acelerómetros. Consiste en perforar un orificio en la estructura de la máquina, roscarlo y, a continuación, atornillar el perno de montaje del acelerómetro directamente en el orificio. La norma especifica que la superficie de montaje debe estar limpia, plana y lisa, con una superficie mecanizada si es necesario. Se debe aplicar una fina capa de grasa de silicona o un fluido de acoplamiento similar a la base del sensor para rellenar cualquier hueco microscópico, maximizando el área de contacto superficial y mejorando la transmisión de energía de alta frecuencia. Este método proporciona la mayor rigidez de montaje posible, lo que a su vez resulta en la mayor frecuencia de resonancia del montaje. Esto garantiza que el sensor pueda medir con precisión el rango más amplio posible de frecuencias sin que la resonancia del propio montaje altere su medición. Se considera el punto de referencia para todos los demás métodos y es esencial para instalaciones de monitorización permanente, pruebas de diagnóstico de alta frecuencia (como para rodamientos y engranajes) y para la calibración de sensores.

3. 3. Montaje adhesivo:

   Esta sección detalla el uso de adhesivos como solución de montaje semipermanente, a menudo utilizada cuando perforar la máquina no es práctico o no está permitido. La norma distingue entre diferentes tipos de adhesivos. Para obtener los mejores resultados, se recomienda un adhesivo duro y rígido, como el cianoacrilato ("superpegamento") o una resina epóxica de dos componentes. El principio clave es usar una cantidad mínima de adhesivo para crear una línea de unión muy fina y rígida entre la base del sensor y la superficie de la máquina. Un adhesivo grueso o blando (como la goma de silicona) actúa como amortiguador, limitando considerablemente la respuesta de alta frecuencia. Si se realiza correctamente sobre una superficie debidamente preparada, un montaje adhesivo rígido puede alcanzar un rango de frecuencia utilizable casi tan alto como un montaje con perno, lo que lo convierte en una alternativa viable para muchas aplicaciones de diagnóstico. La norma también abarca el uso de bases de montaje adhesivo, que son pequeñas almohadillas metálicas pegadas a la máquina para proporcionar una ubicación repetible para la fijación de un sensor con montaje con perno.

4. 4. Montaje magnético:

   En este capítulo se analiza el uso de bases magnéticas, que son extremadamente comunes en los aparatos portátiles, recopilación de datos basada en rutas Debido a su conveniencia. Sin embargo, la norma enfatiza que esta conveniencia tiene un costo significativo para la calidad de los datos. Un soporte magnético es inherentemente menos rígido que un soporte de perno o adhesivo. Además, el imán añade una masa significativa al acelerómetro. Esta combinación de menor rigidez y mayor masa reduce drásticamente la frecuencia de resonancia del sistema sensor, lo que limita severamente el rango superior de frecuencia utilizable para la medición. La norma deja claro que los datos de alta frecuencia (típicamente superiores a 2000 Hz) recopilados con un imán suelen ser poco fiables. Proporciona una guía práctica para maximizar la calidad de un soporte magnético: utilice un imán potente de dos polos, asegúrese de que las superficies de contacto estén perfectamente limpias y planas, y aplique una presión firme al fijar el imán a la máquina.

5. 5. Otros métodos (sondas):

   Esta sección aborda el uso de sondas manuales, a menudo llamadas "stingers", que a veces se emplean para comprobaciones rápidas o en zonas de difícil acceso. La norma desaconseja encarecidamente esta práctica para cualquier trabajo de diagnóstico serio. El cuerpo humano es un filtro y amortiguador de paso bajo muy eficaz, y es imposible sostener una sonda con una presión constante o en un ángulo perfectamente perpendicular. Como resultado, este método ha demostrado ser altamente irrepetible y su respuesta de frecuencia es muy limitada, a menudo a menos de 1000 Hz. Si bien una sonda puede confirmar la presencia de una vibración muy grande de baja frecuencia (como un desequilibrio grave), es completamente inadecuada para un análisis de tendencias fiable o para la detección de fallos de alta frecuencia, como defectos en rodamientos y engranajes.

6. 6. Preparación de la superficie y cableado:

   Esta sección final ofrece consejos prácticos y esenciales para garantizar la calidad de los datos, independientemente del método de montaje utilizado. Se enfatiza la necesidad de preparar adecuadamente la superficie de montaje. Esto incluye asegurar que la superficie sea lo más plana y lisa posible, y eliminar cualquier resto de pintura, óxido o suciedad para asegurar el contacto directo metal con metal (o metal con adhesivo con metal). Para el montaje con pernos, se especifica la necesidad de mecanizar una superficie si la superficie no es perfectamente plana. La norma también proporciona orientación importante sobre el cableado del sensor. Se recomienda que el cable esté firmemente fijado a la estructura a poca distancia del sensor. Esto proporciona alivio de tensión para el conector y, aún más importante, evita el movimiento del cable. Si se permite que un cable gire bruscamente durante la medición, puede generar una señal eléctrica de baja frecuencia debido al efecto triboeléctrico, lo que puede contaminar la señal de vibración real y generar datos erróneos.

Conceptos clave

• La respuesta de frecuencia es clave: El tema central de la norma es que el método de montaje actúa como un filtro mecánico. Un montaje deficiente (como un imán) añade masa y reduce la rigidez, creando un filtro paso bajo que suprime la vibración de alta frecuencia incluso antes de que llegue al sensor.
• La rigidez es primordial: Para transmitir con precisión las vibraciones de alta frecuencia, la conexión entre el sensor y la máquina debe ser lo más rígida y ligera posible. Por eso, el montaje directo con perno es superior a cualquier otro método.
• Compromiso entre conveniencia y precisión: La norma deja claro que existe una compensación directa. Los soportes magnéticos son convenientes para la recopilación de datos basados en rutas, pero el analista debe aceptar que el rango de frecuencia utilizable se ve comprometido. Para el análisis de rodamientos o engranajes de alta frecuencia, se prefiere un soporte de perno o adhesivo.
• Repetibilidad: Seguir las pautas de la norma, como el uso de almohadillas de montaje para una colocación repetible del sensor, es crucial para un buen análisis de tendencias, ya que garantiza que los cambios en los datos se deban a la condición de la máquina y no a variaciones en la técnica de medición.

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