Estudio y desarrollo de técnicas de medición y análisis de vibraciones torsionales

Abstract

El objetivo de esta tesis es desarrollar y evaluar una técnica de medición y análisis de vibraciones torsionales en máquinas rotantes, utilizando para ello instrumentación de uso común en la industria. Se presenta información detallada acerca de los principios físicos sobre los que se basa la técnica de medición propuesta, así como también de los procedimientos empleados. Debido a que gran parte de los problemas asociados a vibraciones torsionales pueden ocurrir a velocidades de operación constante, los ensayos fueron realizados bajo dicha condición. El trabajo experimental fue realizado sobre dos modelos mecánicos. El primero, utiliza una junta Hooke para generar las oscilaciones torsionales y fue empleado para la calibración de la técnica de medición. El segundo, representa las características físicas de una máquina rotativa y fue utilizado para contrastar el valor de la primera frecuencia natural medida experimen-talmente con el valor calculado con un modelo analítico de 3 discos y 2 tramos de eje, obteniéndose buena concordancia. Los resultados de los ensayos realizados con ambos modelos experimentales, demostraron que es posible utilizar la técnica propuesta para la medición de vibraciones torsionales y que se puede utilizar dicha medición como una herramienta importante para el diagnóstico de problemas en máquinas rotantes.

The aim of this thesis is to develop and evaluate a technique of measurement and analysis of torsional vibrations in rotating machines. For this purpose, instrumentation commonly applied in industries is used. Detailed information is presented about the physical principles on which the proposed measurement technique is based and about the procedures used. As most of the problems associated with torsional vibrations can occur at constant speeds of operation, the testing were conducted under that condition. The experimental work was developed using two mechanical models. The first model that uses a Hooke joint to generate torsional oscillations, was used for the measurement technique calibration. The second experimental model that represent the mechanical properties of a rotating machine was used to compare the value of the measured first natural frequency with the computed value using an analytical model of 3 discs and 2 shaft stations. The testing results have shown that it is possible to use the technique proposed for the measurement of torsional vibrations as an important tool for diagnostic in problems of rotating machines.