El documento describe un experimento para analizar las vibraciones de una esmeriladora. Se colocarán acelerómetros en los rodamientos del eje de la muela para medir las vibraciones en tres direcciones. Se realizarán mediciones con la máquina en funcionamiento a velocidad constante y durante la parada. El objetivo es identificar la fuente de las excesivas vibraciones mediante el análisis de las señales temporales y espectros de frecuencia obtenidos.

1. TÉCNICAS EXPERIMENTALES
Curso 2014-2015
Fecha: 2014/09/22 orrialdea: 1
EJERCICIO 2: ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO VIBRATORIO DE UN ESMERIL
Una esmeriladora es una máquina utilizada en los talleres para afilar herramientas, quitar
rebabas, etc. Generalmente suelen estar compuestos por un motor eléctrico que, mediante
un sistema de transmisión formado por unas poleas y correas, impulsa a un segundo eje
guiado por unos rodamientos, que lleva una muela abrasiva.
El objetivo de este ejercicio es analizar la esmeriladora del taller de MU, buscando el origen
de los problemas de excesiva vibración que tiene. Se adjuntan unas fotografías para ayudar
a entender mejor el sistema y los detalles del mismo.

2. TÉCNICAS EXPERIMENTALES
Curso 2014-2015
Fecha: 2014/09/22 orrialdea: 2
Para la medición de la vibración del sistema se colocará un acelerómetro triaxial en la
carcasa sobre la posición de cada uno de los dos rodamientos del eje de la muela. Se
dispondrá por tanto de 6 señales de aceleración. Al hacer las mediciones, el eje Y es el eje
axial del eje de la muela, mientras que los ejes X y Z son las direcciones radiales, tal y
como se puede comprobar en los ejes de los acelerómetros utilizados en las mediciones.
Midiendo con un tacómetro se sabe que el eje de la muela gira a 2978 rpm. La velocidad
del eje del motor es la misma, porque la relación de transmisión teórica entre ambos ejes
es 1:1.
El sistema de adquisición utilizado es Pulse de la firma Bruel & Kjaer, el cual muestrea a
una velocidad 2,56 veces mayor que la máxima frecuencia a analizar, con una precisión de
24 bits. Se mide dos veces con dos configuraciones diferentes:
 La configuración en la medición para análisis en el rango 0-6400 Hz es la siguiente:

3. TÉCNICAS EXPERIMENTALES
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 La configuración en la medición para análisis en el rango 0-800 Hz es la siguiente:
En ambas configuraciones la configuración de las ventanas para evitar el leakage es la
siguiente:

4. TÉCNICAS EXPERIMENTALES
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Fecha: 2014/09/22 orrialdea: 4
A partir de las señales medidas se pide analizar el comportamiento de la esmeriladora en
dos condiciones:
 Maquina trabajando a velocidad constante, en régimen estacionario.
 Comportamiento de la máquina en condiciones de parada, en régimen transitorio.
Se pide realizar el siguiente trabajo:
 Conceptos de tratamiento de señal: Comprobar que se cumplen los conceptos de
tratamiento de señal teóricos aprendidos:
1. Verificar la resolución temporal T, la frecuencia de muestreo fs, el intervalo
de tiempo T y el número de muestras N de cada bloque temporal medido, así
como la relación entre las mismas.
2. Comentar las diferencias en las dos configuraciones de medida y justificarlas.
3. Comentar el uso de ventanas para evitar el error llamado leakage.
 Representar las señales temporales aceleración-tiempo de toda la medición e identificar
las zonas de aceleración (arranque), velocidad constante (régimen estacionario) y
deceleración (parada).
 Régimen estacionario:
1. Representar las señales temporales aceleración-tiempo.
2. Obtener valores característicos de las vibraciones (valor eficaz, valor pico,
valor pico a pico), tanto en escala lineal como en dB.
3. Obtener los espectros de las señales.
4. Identificar los componentes principales de los espectros. Verificar si merece la
pena o no obtener espectros hasta 6400 Hz, o si es suficiente con lograrlos
hasta 800 Hz (si es así, en adelante trabajar siempre sólo hasta 800 Hz).
 Régimen transitorio de parada:
1. Representar las señales temporales aceleración-tiempo.
2. Obtener los espectros de las señales en formato colorgrama o spectrograma.

5. TÉCNICAS EXPERIMENTALES
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 Búsqueda de fuentes de vibración:
1. Analizar todos los resultados anteriores: Frecuencias predominantes,
presencia de armónicos, etc. En particular, analizar posibles diferencias en la
información proporcionada por las dos posiciones de los acelerómetros, entre
la dirección radial y la axial,… y si merece seleccionar las señales más
representativas.
2. Identificar el origen de las vibraciones.
Para ello, tras realizar las mediciones, los ficheros con las señales adquiridas serán subidas
a Moodle en formato de datos de Matlab. Tras cargar las señales a Matlab, observar que en
las diferentes variables “cabecera” está toda la información sobre las mediciones.