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.