7/26/2019 Instrumento Virtual para Balanceo de Rotores Estticos

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DESarrollo de softwarepara balanceo esttico

de rotoresNicols Gonzlez Martn Lira Supervisor: Eduardo E. Paolini

Departamento de Ingeniera Elctrica y de Computadoras -Universidad Nacional del Sur

Av. Alem 1253 (B8000CPB) - Baha Blanca Argentina.

Parael balanceoestticoen unplano:

doscanalesde adquisicin

sealesde referencia

sealde vibracin

Utiliza

adquisidoresde datoscomerciales

sistema de sonido de la PC(til para el desarrollo de los algoritmos puestoque est disponible en cualquier PC)

MODULO DE ADQUISICIN

Filtrado de seales de referencia y de vibracin

Interesa es la componente correspondiente a lavelocidad de giro del rotor.

Filtro adaptivo que se enganche en lafrecuencia fundamental de la seal dereferencia

TDF sobre bloque de datos

A la salida se cuenta con un par de sealesprcticamente senoidales

la diferencia de fase entre ambas se mantieneinalterada

la amplitud de la seal de vibracin esproporcional a la magnitud del desbalance.

la diferencia de fase puede por los cruces por

MODULO DE PROCESAMIENTO

10.00 10.0610.02 10.04 t[s]

T= 9.63 ms

Retardo entre las seales filtradas de referenciay de vibracin

No es necesario para la operacin normal,pero sirve como herramienta de diagnsticodurante el desarrollo.

Permite visualizar

la forma de onda

el espectro

de las seales medidas antes y despus delfiltro.

Ejecuta el anlisis expectral en linea.

MODULO DE ANLISIS ESPECTRAL

Se presenta en este trabajo la aplicacin de tcnicas de procesamiento digital de seales para el diseo deun software del balanceo esttico de rotores. El programa incluye los clculos necesarios para balancearrotores en un plano usando el mtodo de los coeficientes de influencia. Tambin incorpora un mdulopara anlisis espectral de vibraciones.

RESUMEN

Pasos a seguir por el operador:1.

2.

3.4.

5.6.

7.

Ingresar los datos del rotor y gradode calidad ISO 1940 requerida.

Medir las vibraciones con el rotordesbalanceado.

Aplicar un peso de prueba.

Medir las vibraciones con el peso deprueba

Obtener el contrapeso requerido

Obtener el desbalanceo residualalcanzado y calificarlo de acuerdo ala calidad requerida.

Grabar los coeficientes de influenciapara poder efectuar prximosequilibrados con una sola parada demquina

BALANCEO EN UN PLANO

Es adecuado rotores en los que el dimetro es muy superior al ancho.Con los datos del rotor el software sugiere si el balanceo en un plano ser ptimo para el rotor descripto.

Necesario en caso de desgaste, erosin o acumulacin de suciedad.

La primera vez se balancea una mquina con pesos de prueba para conocer las caractersticas dinmicasdel rotor.

El software permite guardar los Coeficientes de Influencia (A) determinados.

En prximas balanceos, solo es necesario medir las vibraciones con el rotor desbalanceado.

Basta una parada de mquina para equilibrar el rotor.

BALANCEOS PERIDICOS

Datos del rotor

Medicin vibracin inicial

Desbalanceo residual inicial

Ubicacin de pesos de prueba

Medicin de vibracin con peso de prueba

Contrapesos aplicados

Vibracin con rotor contrapesado

Calificacin del equilibrado de acuerdo a norma ISO1940

ELABORACIN DE REPORTES

CONCLUSIONES

Se describe en este trabajo el estado deavance de un software que facilita elbalanceo de rotores.

La implementacin se basa en la aplicacin

de tcnicas de procesamiento digital deseales y se implementa como uninstrumento virtual en el ambiente LabView.

El software posibilita mejorar la interfazgrfica libremente as como tambin agregardistintos mdulos:

balanceo de rotores en dos o ms planoscon altas velocidades de giro,

realizar un anlisis de severidad vibratoria

determinar razn de reduccin deldesbalanceamiento.

Ensayos experimentales preliminares desarrollados en elLaboratorio de Vibraciones Mecnicas de la U.N.S.

Seales senoidales de 40 Hz

La diferencia de fase se vara entre 0 y360, en pasos de 5 (oscilador doblesintetizado HP3326A).

Medicin automtica:

Control generador via GPIB

Medida del desfasaje con osciloscopioAgilent 7104 via USB

Medida del desfasaje con el software

Almacenamiento de resultados

RESULTADOS EXPERIMENTALES

Calcular la masa de balanceo que colocada con

un desfasaje respecto a la posicin de referenciapermita equilibrar el rotor.

Para aplicar el mtodo es necesario efectuarmediciones:

1. Medicin del del rotor dedonde se obtiene :

la magnitud mxima del desbalance ( ),

el retardo relativo entre las seales de lossensores de referencia y de vibracin ( ).

La diferencia de fase angular se calcula como

= 2 , donde es la frecuencia de rotacindel rotor.

2. Medicin del causado por una masa de prueba y el desbalance propiodel rotor.

La magnitud mxima de la seal de vibracin ysu desfase respecto a la seal de referencia senotan como y , respectivamente.

M

V

t

f t f

M

V

b

b

u

r

u

u r

t

r

r

2

desbalance propio

desbalance conjunto

V + V = V u rw

Vu

Vu

Vw

b

b

u

r

(desbalance de lamasa de prueba)

(desbalance propiodel rotor)

(resultante)

(vector de balanceo)

M M V Vb b= ( / ),u r b=V +u

2 V Vw r2 2

2V Vu w

Con estas dos mediciones se calcula el desbalancecausado nicamente por la masa de prueba

Si la masa de balance se ubica sobre el mismoradio que la masa de prueba se encuentra que

V MM

M

w t

b

t

MTODO DE LOS COEFICIENTES DE INFLUENCIA

Desarrollado bajo la plataforma LabView

Integra adquisicin de datos, anlisis ypresentacin en un solo sistema

adquisicin de datos

procesamiento de las seales

clculo del mdulo y fase del vector decompensacin

generacin de reportes

certificacin de balanceo de acuerdo a la

DISEO DEL SOFTWARE

Osciloscopio

Software

El instrumento virtual tiene una precisincasi un orden de magnitud mejor que el

osciloscopio, a costa de un mayor tiempode medicin.