La forma de onda del tiempo: la base del análisis de vibraciones

Definición: ¿Qué es una forma de onda de tiempo?

En forma de onda de tiempo (también conocida como señal de dominio temporal) es la señal sin procesar de un transductor de vibración, como un acelerómetro o una sonda de proximidad. Es un gráfico que representa la amplitud instantánea de la vibración en el eje vertical (Y) frente al tiempo en el eje horizontal (X). Representa directamente el movimiento físico de vaivén de la máquina en la ubicación del sensor durante un corto período.

El papel de la forma de onda del tiempo en el diagnóstico

Mientras que el espectro de frecuencia (FFT) Si bien es la herramienta principal para diagnosticar la mayoría de las fallas de maquinaria en estado estacionario, la forma de onda temporal es una herramienta indispensable y complementaria. La FFT calcula el contenido de frecuencia *promediado* a lo largo del tiempo de la muestra. Al hacerlo, a veces puede ocultar eventos de corta duración, transitorios o no periódicos. Sin embargo, la forma de onda temporal muestra con exactitud lo que sucedió en cada momento, lo que la hace ideal para analizar:

• Eventos impulsivos: Muestra claramente impactos fuertes, que a menudo son el primer signo de defectos en los cojinetes o engranajes.
• Modulación y ritmos: El patrón clásico de subida y bajada de paliza Se ve más claramente en la forma de onda del tiempo.
• Eventos transitorios: Puede capturar eventos aleatorios y únicos que se promediarían en una FFT.
• Recorte de señal: Muestra inmediatamente si la señal del sensor ha excedido el rango de entrada del analizador, lo que invalidaría la FFT.
• Frotamientos: Las señales agudas y distorsionadas de un roce del rotor suelen ser más evidentes en la forma de onda.

Un analista experto siempre revisa tanto el espectro como la forma de onda del tiempo para obtener una imagen completa del estado de la máquina.

Cómo analizar una forma de onda de tiempo

Analizar una forma de onda de tiempo implica examinar su forma y características clave.

1. Amplitud máxima

La amplitud máxima (pico) en la forma de onda es una medida directa de la fuerza o tensión máxima de un evento. Una amplitud de pico alta en una señal de baja energía es un fuerte indicador de impactos.

2. Forma general

Una máquina en buen estado y bien equilibrada suele presentar una forma de onda sinusoidal limpia a la frecuencia de velocidad de funcionamiento. Las distorsiones en esta forma indican la presencia de otras frecuencias o fuerzas. Una apariencia "aplanada" o "recortada", por ejemplo, es un signo clásico de holgura mecánica donde el movimiento del componente se ve restringido.

3. Patrones repetitivos y periodicidad

Al colocar cursores en el gráfico, un analista puede medir el tiempo entre eventos repetidos.

• La medición del tiempo entre picos principales proporciona la período de la vibración fundamental, que puede invertirse para encontrar su frecuencia (Frecuencia = 1 / Periodo).
• La búsqueda de impactos más pequeños y repetitivos que “viajan” sobre la forma de onda principal puede ayudar a identificar la frecuencia precisa de fallas en cojinetes o engranajes.

4. Parámetros estadísticos

Los valores estadísticos calculados a partir de la forma de onda del tiempo son potentes indicadores de diagnóstico:

• RMS (raíz cuadrada media): Mide el contenido energético general de la señal.
• Factor de cresta: Relación entre la amplitud de pico y el valor RMS. Un factor de cresta alto (>>3) indica la presencia de un impacto fuerte.
• Curtosis: Medida del grado de pico de la señal. Un valor alto de curtosis es muy sensible a fallas de cojinetes en etapas tempranas.

Forma de onda vs. espectro: una alianza

La forma de onda del tiempo y el espectro de frecuencia son dos vistas diferentes de los mismos datos y funcionan mejor juntos:

• En espectro Se destaca por separar múltiples frecuencias de estado estable y muy espaciadas.
• En forma de onda Se destaca por mostrar la verdadera amplitud de los impactos y la naturaleza de los eventos no estacionarios.

Por ejemplo, el espectro puede mostrar un nivel de ruido elevado, pero la forma de onda revelará que la causa es una serie de impactos repetitivos de baja amplitud provenientes de una falla en el cojinete en desarrollo.

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