Comprensión del análisis de órdenes para máquinas de velocidad variable

Definición: ¿Qué es el análisis de órdenes?

Análisis de pedidos Es una técnica especializada de análisis de vibraciones que se utiliza para máquinas que operan a velocidades variables. En lugar de representar gráficamente la amplitud de la vibración en función de un eje de frecuencia fijo (en Hz o CPM), la representa en función de los "órdenes". orden Es un múltiplo de la velocidad de rotación primaria de la máquina. Por ejemplo, la vibración de primer orden se produce exactamente a la velocidad de funcionamiento (1x), la de segundo orden se produce al doble de la velocidad de funcionamiento (2x), y así sucesivamente.

¿Por qué la FFT estándar es un problema para las máquinas de velocidad variable?

Un análisis estándar de Transformada Rápida de Fourier (FFT) funciona mediante el muestreo de datos durante un período fijo. Esto funciona perfectamente para máquinas de velocidad constante. Sin embargo, si la velocidad de la máquina cambia durante el período de adquisición de datos, el espectro FFT resultante se vuelve difuso. Un componente de vibración directamente vinculado a la velocidad de funcionamiento (como el desequilibrio a 1x) verá su energía distribuida en múltiples intervalos de frecuencia a medida que cambia la velocidad, lo que resulta en un pico amplio y de baja amplitud que dificulta la lectura y la determinación precisa de tendencias. El análisis de órdenes se desarrolló para resolver este problema específico.

La solución: seguimiento de pedidos

El análisis de pedidos se basa en una técnica llamada seguimiento de pedidos. Esto requiere un segundo sensor, un tacómetro (o "tacómetro"), que proporciona un pulso por revolución desde el eje giratorio. El analizador de vibraciones utiliza esta señal del tacómetro como base de tiempo dinámica. En lugar de muestrear datos según un reloj interno fijo (p. ej., cada milisegundo), muestrea datos según el ángulo de rotación del eje (p. ej., cada grado de rotación). Este proceso también se conoce como remuestreo en el dominio del ángulo.

Al sincronizar la adquisición de datos con el movimiento real del eje, el espectro resultante se expresa en órdenes, no en frecuencia. Ahora, si la máquina acelera o desacelera, el pico de desequilibrio 1x se mantendrá nítido y claro en el bin de primer orden, eliminando por completo el efecto de difuminación.

Aplicaciones clave del análisis de órdenes

El análisis de órdenes es esencial para cualquier máquina que no funcione a una velocidad constante. Entre las aplicaciones más comunes se incluyen:

• Pruebas de vehículos y motores: Análisis de las vibraciones del motor, la transmisión y la línea de transmisión en todo el rango de RPM.
• Aerogeneradores: La velocidad del rotor varía constantemente con la velocidad del viento, lo que hace que el análisis de órdenes sea esencial.

– Análisis de arranque y parada de la máquina: Analizar los datos de vibración al arrancar o apagar una máquina es una forma eficaz de identificar velocidades y resonancias críticas. El análisis de orden permite que estos gráficos (como los de Bode y los de cascada) sean claros y fáciles de leer.

• Maquinaria reciprocante: Análisis de compresores y motores donde la velocidad instantánea puede fluctuar.
• Maquinaria pesada: Equipos de movimiento de tierras, vehículos mineros y otra maquinaria con variadores de velocidad.

¿Cómo se muestran los datos del análisis de pedidos?

Los resultados del análisis de pedidos normalmente se visualizan de varias maneras:

• Espectro de pedidos: Un gráfico de amplitud frente a órdenes, similar a una FFT estándar pero con órdenes en el eje x.
• Parcela en cascada o cascada: Un gráfico 3D que muestra una serie de espectros de orden superpuestos a medida que cambia la velocidad de la máquina. Esto muestra claramente cómo cambia la amplitud de cada orden con las RPM.
• Diagrama de Bode: Un gráfico utilizado en pruebas de aceleración y desaceleración que muestra la amplitud y la fase de un orden específico (generalmente 1x y 2x) en función de la velocidad de la máquina.
• Diagrama de Campbell: Un gráfico especializado que superpone las líneas de orden sobre las frecuencias naturales del sistema para identificar claramente los posibles puntos de resonancia (donde una línea de orden cruza una línea de frecuencia natural).

El análisis de órdenes es una herramienta poderosa e indispensable para diagnosticar con precisión el estado de cualquier máquina que funcione en un rango de velocidades.

← Volver al índice principal