Combined misalignments in spur gear transmission systems: a semi-empirical approach

Un área inexplorada en el diseño de sistemas de transmisión de engranajes es el estudio de los efectos de desalineamientos combinados en las medidas de vibración. Actualmente, las investigaciones se centran en desalineamientos individuales y no combinados los cuales reflejan mejor los escenarios de aplicaciones reales. En esta investigación se analizan los efectos de los desalineamientos combinados en las mediciones de vibración en la base de los rodamientos y en el esfuerzo de flexión de los dientes de engranajes rectos de un sistema de transmisión de una etapa. Se diseñó y construyó un banco de pruebas para generar desalineamientos radiales, axiales y angulares en un sistema de transmisión de engranajes de una etapa. Se evaluaron todas las combinaciones posibles de niveles extremos de desalineamiento para un par de engranajes rectos para identificar tendencias en la respuesta vibratoria. Se desarrolló un modelo teórico del área de contacto proyectada para estudiar la relación entre esta y la respuesta vibratoria. Al analizar el cambio en los espectros, se determinó la influencia de diferentes desalineamientos y sus interacciones en las mediciones de vibración. Finalmente, se desarrolló un modelo híbrido para estimar las aceleraciones en los rodamientos, utilizando un modelo de elementos finitos para determinar el esfuerzo de flexión en los dientes y un modelo analítico para estimar las señales de vibración en los rodamientos. El modelo demostró una alta correlación en comparación con los resultados experimentales, validando su efectividad. Finalmente, se propusieron recomendaciones de diseño considerando las zonas de esfuerzo y vibración de interés.DoctoradoDoctor en Ingeniería Mecánic

Aplicación de las transformadas de Hilbert a la dinámica de una pala de aerogenerador

Las oscilaciones de las palas de un aerogenerador son semejantes a las de las vigas empotradas con un extremo fijo. Las palas suelen estar fabricadas con fibra de vidrio y su geometría no es constante. Además son huecas por dentro, de manera que los coeficientes de la ecuación diferencial de la oscilación no son constantes. En este trabajo se miden las frecuencias de vibración del extremo libre de una pala; los resultados se usan para validar los cálculos teóricos. En el análisis de la señal interesa también una estimación del rozamiento amortiguamiento asociado a cada modo de vibración. El rozamiento se puede obtener de la anchura de cada resonancia, ajustándola a una forma funcional de tipo Breit-Wigner. También es posible resolver un problema inverso: a partir de las medidas registradas de oscilación, estimar los coeficientes de una ecuación diferencial que reproduce las oscilaciones. La herramienta para este caso es la transformada de Hilbert. Además, si se aplica la descomposición de modos empíricos de Hilbert Huang a las medidas, se obtienen dos modos empíricos, encontrándose en este trabajo que la duración del modo de mayor frecuencia es indicativa del rozamiento

Disminuir la vibración de los paquetes de rodillos mediante la estandarización de medidas en la producción de bolas de molienda de la empresa Molycop Adesur

En el presente informe de trabajo de suficiencia profesional, se expone la disminución de la vibración de los paquetes de rodillos mediante la estandarización de medidas en la producción de bolas de molienda en la empresa Molycop Adesur. El principal problema que se tiene es la excesiva vibración en los paquetes de rodillos durante su producción, además de la baja capacidad de tonelaje de cada rodillo, lo que se ve reflejado en la baja productividad mensual. El objetivo de las actividades profesionales es desarrollar y mostrar un conjunto de medidas estandarizadas que ayuden a llevar un mejor control de todos los componentes de los paquetes de rodillos, y así disminuir la vibración de estos paquetes en producción y tengan más tonelaje acumulado. El desarrollo del informe inicia hablando de las características generales de la empresa. Seguidamente, se dispondrá a dar experiencia propia del bachiller de cada una de las labores de las que fue parte importante para el adecuado desarrollo, describiendo los procesos operativos, los aportes brindados y las consideraciones más sustanciosas. En la parte final del presente informe se encuentra una serie de apreciaciones, conclusiones y recomendaciones para cada una de las labores mencionadas. La implementación de este conjunto de medidas se llevó a cabo satisfactoria y efectivamente desde el año 2018, obteniendo resultados muy buenos, logrando reducir la vibración de los rodillos en la línea de producción y, además, incrementado así la productividad mensual de la RF4

Estudio de efectos de asimetría en vibradores ultrasónicos axisimétricos

8 pages, 6 figures.-- Comunicación presentada en: XXXV Congreso Español de Acústica – TecniAcústica 2004, IV Congreso Iberoamericano de Acústica, IV Congreso Ibérico de Acústica y EAA Symposium "Environmental and Architectural Acoustics" (Guimaraes, 14-17 Sep 2004).[EN] The use of high-power ultrasonic plate transducers shows a series of problems related with the presence of modal coupling or interactions between the vibrational modes of the ultrasonic system. In such system, the radiator consists of a stepped circular plate. The radiator plate is driven at its centre by a tuned piezoelectric vibrator generating an axysimetric mode of vibration. Nevertheless, in many cases the nodal figures are deformed and present ovals instead of circles in the plate. This phenomenon which is frequently observed can be basically due to two main reasons: the material anisotropy and the influence of the high-density of nonaxysimetrical modes around the operating frequency.This paper deals with the study and analysis of both possibilities using numerical simulations by finite element techniques and experimental measurements.[ES] El uso de transductores ultrasónicos de potencia del tipo placa vibrante, plantea una serie de problemas relacionados con el posible acoplamiento o interacción entre los diversos modos de vibración que contiene el sistema. En estos transductores el radiador está constituido por una placa vibrante de geometría circular y perfil escalonado. Esta placa se pone en vibración mediante un excitador piezoeléctrico sintonizado a la frecuencia del modo de vibración de interés. La placa radiante se excita sinusoidalmente en su centro generando un modo de vibración axisimétrico. Las figuras nodales que se forman son círculos concéntricos. Sin embargo, en muchos casos aparecen asimetrías en el modo de vibración, de forma que las figuras nodales aparecen deformadas en forma de óvalos. Este fenómeno, que se repite con determinada frecuencia, puede ser debido fundamentalmente a dos causas: la influencia de modos cercanos no axisimétricos o a la anisotropía del material.En este trabajo se estudian y analizan ambas posibilidades empleando tanto técnicas de simulación numérica por elementos finitos como medidas experimentales.Este trabajo ha sido financiado con cargo al Proyecto del Plan Nacional de Investigación DPI 2002-3409.Peer reviewe

Monitorización de un lecho fluidizado mediante acelerometría

El presente proyecto estudiará la posibilidad de monitorizar un reactor químico mediante sensores de vibración. Actualmente, no se realiza este tipo de monitorización sobre reactores químicos, y los estudios realizados al respecto son escasos. Se tratarán de establecer las posibles equivalencias entre las medidas realizadas con sensores de presión y de vibración. Para ello se realizará la monitorización de un modelo de reactor a escala, del laboratorio de la Universidad, utilizando ambos tipos de sensores. Se realizará una serie de pruebas destinadas a determinar hasta qué punto las medidas de vibración proporcionan una información equiparable a la proporcionada por los sensores de presión. El objetivo fundamental de este proyecto es validar la utilización de sensores de vibración (acelerómetros) para la monitorización de un reactor químico con lecho fluidizado. La manera habitual de caracterizar los lechos fluidizados es mediante sensores de presión. Por ello, se llevará a cabo una caracterización del lecho objeto del estudio, por medio de sensores presión, y, en paralelo se tratará de hacer lo mismo mediante acelerómetros. Para ello se han planteado una serie de objetivos, a partir de los cuales se deducirán las correspondientes conclusiones. Los objetivos planteados son los siguientes: - Definir la metodología empleada en la adquisición de los datos de acelerometría. Para ello se recurrirá a la experiencia de estudios previos, pero también se realizarán modificaciones sobre el planteamiento inicial, con el objeto de adecuarse a las características del reactor. - Estudiar los datos obtenidos mediante los sensores de vibración. Fundamentalmente, se utilizará como referencia los datos obtenidos con los sensores de presión. - Estudiar los resultados que puedan proporcionar acelerómetros situados en dirección vertical para la monitorización del lecho fluidizado. Hasta el momento, los estudios que se han realizado muestran resultados de acelerómetros que miden en dirección horizontal.Ingeniería Técnica en Electrónic

MODELO ESTRUCTURAL NUMÉRICO QUE SIMULA LA LOCALIZACIÓN DE ABSORBEDORES DINÁMICOS PARA REDUCCIÓN DE RUIDO ACÚSTICO EMITIDO POR UN TRANSFORMADOR DE POTENCIA

TRANSFORMADORES DE ENERGÍA ELÉCTRICA RUIDO GENERADO POR TRANSFORMADORES TÉCNICAS PARA CONTROL DE VIBRACIÓN Y RUIDO MEDIDAS DE ACELERACIÓN DE LAS CARAS DEL TANQUE TRATAMIENTO DE LAS SEÑALES DE ACELERACIÓN MODELAJE VÍA MÉTODO DE LOS ELEMENTOS FINITOS REDUCCIÓN DE LA INTENSIDAD DE RUIDO ACÚSTIC

Diagnóstico de las vibraciones del barrilete y de los elementos combustibles en los PWRs de Ringhals, Suecia

El diagnóstico de las estructuras internas de los PWR, en particular del barrilete del núcleo y su soporte se pueden realizar por medio del análisis de las señales de los detectores de neutrones extra-nucleares. Se han elaborado varios procedimientos que se han usado en diversas plantas en todo el mundo [1], [2]. El objetivo es la vigilancia de la integridad de la estructura del núcleo y la detección temprana y la cuantificación de signos de fatiga, desgaste, etc en las diferentes estructuras tales como el muelle, la placa de sujeción del barrilete del núcleo, etc. Esta vigilancia se ha venido realizando en las tres unidades PWR 2, 3 y 4 de la central sueca de Ringhals desde 1970. Durante las últimas dos décadas el trabajo se ha llevado a cabo en el contexto de un contrato de colaboración entre la Universidad de Chalmers y Ringhals. Esta actividad de colaboración ha consistido tanto en el desarrollo de nuevos métodos, la mejora de éstos así como su aplicación continuada para diagnóstico, vigilancia, incluyendo un análisis de tendencia a lo largo del tiempo. Este trabajo describe el desarrollo realizado en los últimos años con un énfasis especial en los tres últimos

Diseño óptimo de múltiples amortiguadores de masa sintonizada sobre pasarelas peatonales

El control de las vibraciones en pasarelas peatonales es un tema que, actualmente, va cobrando importancia debido a la búsqueda de una mayor esbeltez en las estructuras de nueva construcción, con la finalidad de lograr un ahorro económico. La disposición de sistemas de amortiguamiento en las pasarelas para la reducción de las vibraciones hasta unos valores admisibles, en términos de confort de los peatones, requiere un estudio detallado de los principales factores que afectan a la dinámica de la estructura y del sistema conjunto formado por estructura y TMD (Tuned Mass Damper), siendo este último un dispositivo de disipación de energía con una determinada masa, amortiguamiento y rigidez que queda unido a la estructura. Este estudio se hace mucho más complicado para estructuras con comportamiento no lineal, donde la asunción de ciertas hipótesis clásicas para el diseño de TMD es inviable, o en estructuras cuyas propiedades dinámicas presentan una gran variabilidad debido, por ejemplo, a la carga actuante. Además de lo anterior, en el diseño de un TMD se debe tener en cuenta la forma del modo o modos de vibración que se ven excitados en la estructura con objeto de determinar su ubicación. En un modo de vibración con una forma modal en la que aparece un único punto de máximo valor modal o antinodo, la disposición del TMD es clara: el único punto de máximo valor modal; sin embargo, cuando la forma modal presenta varios antinodos, la disposición de un único TMD en el punto de máximo valor modal no es suficiente para paliar los problemas vibratorios, por lo que es necesario recurrir a un sistema de múltiples TMD (MTMDs) colocados estratégicamente en los diferentes antinodos del modo de vibración afectado. En el presente TFM se ha desarrollado una metodología para el diseño optimizado de MTMDs en una estructura con comportamiento no lineal geométrico. Para ello, se ha partido del estudio de la carga peatonal y de la interacción de ésta con la estructura. Tras ello, se ha realizado un análisis teórico de la respuesta de una estructura en la que se incluye un sistema de amortiguación (con objeto de visualizar el efecto del amortiguador), así como un estudio de las diferentes metodologías para el diseño optimizado de TMD en una estructura. Dichos estudios han permitido la elaboración de una metodología que combina el Criterio de Desempeño (diseñar una estructura de acuerdo a una restricción impuesta sobre una variable de desempeño), la minimización de la masa del sistema de MTMDs dispuesto y la utilización de algoritmos genéticos para dotar de versatilidad al proceso de optimización. La metodología desarrollada se ha validado sobre una pasarela peatonal suspendida de cables de acero situada en el municipio de Zuheros (provincia de Córdoba), cuyo modelo de cálculo numérico se ha actualizado de acuerdo a medidas de campo obtenidas mediante un ensayo de vibración ambiental. Dicha pasarela cumple con las hipótesis de comportamiento no lineal geométrico concebidas para el desarrollo de la metodología, habiéndose obtenido resultados satisfactorios tras el proceso de diseño de MTMDs, en el que se ha considerado un único modo de vibración afectado que posee tres antinodos.Universidad de Sevilla. Máster en Ingeniería de Caminos, Canales y Puerto

Péndulo de prueba para el estudio dinámico de modelos estructurales

Se presenta y analiza un aparato sencillo para el estudio dinámico de modelos estructurales en laboratorio. El dispositivo consiste de un péndulo de periodo largo (aprox. 5.0 s) formado por una plataforma que cuelga de un techo alto en la cual se coloca un generador de vibración forzada. Cuando un modelo se coloca sobre la plataforma, el movimiento de ésta simula un tipo particular de movimiento sísmico. Este sistema se utilizó para el estudio dinámico de modelos de acero representativos de estructuras torsionalmente desbalanceadas. Las respuestas medidas, tanto de la plataforma como de los modelos se analizan para entender y conocer la capacidad del péndulo de pruebas para simular movimientos sísmicos del terreno de características particulares. Los resultados indican que el péndulo de prueba genera excitaciones propias de movimientos sísmicos de banda angosta. Este aparato de bajo costo puede utilizarse para pruebas dinámicas de modelos representativos de sistemas estructurales y mecánicos