Implementación del Computed Order Tracking (COT) en el Laboratorio de Mecánica Aplicada

Abstract

En este proyecto se aplicó el método Computed Order Tracking, en señales simuladas y en señales obtenidas en el laboratorio de Mecánica Aplicada. Estas señales tienen la peculiaridad de ser medidas a velocidad variable, lo que genera una señal del tipo no estacionaria, las cuales, al obtener el espectro directamente de estas señales, son muy difíciles de analizar. El método Computed Order Tracking (COT), transforma una señal en el dominio del tiempo, al dominio de la posición angular del eje, lo cual genera una señal del tipo estacionaria. Para la aplicación del método COT, se debe muestrear la vibración junto a un keyphasor (es una señal que genera un pulso cada vez que el eje da una vuelta). Con el keyphasor, se obtienen los tiempos en los cuales el eje da una vuelta y utilizando el supuesto de que el eje gira a aceleración angular constante en una revolución, se obtiene la curva que rige la posición del eje en el tiempo. Teniendo estos datos, se dan valores de posición del eje (a un paso constante), obteniéndose los tiempos en que el eje está en estas posiciones. Interpolando en la señal original se obtienen las amplitudes para estos datos. Luego, se grafican las amplitudes con respecto a las posiciones del eje, obteniéndose la señal en el dominio de la posición angular del eje, a la cual se puede calcular el espectro, llamado espectro en orden (frecuencia normalizada por la velocidad del eje). Para comprobar el método COT, se generaron dos tipos de fallas en el laboratorio. La primera fue un desbalance en el eje que giraba a velocidad variable, en el cual, al aplicar el COT, se obtuvo un espectro similar al obtenido si es que se trabajará a velocidad constante, con una variación de la amplitud muy pequeña y con poco ruido espectral. La segunda prueba fue medir las vibraciones de una caja reductora, en este caso, las variaciones de amplitud fueron bastante considerables y se obtuvo un aumento en el ruido espectral. En conclusión, el método COT, es una herramienta útil para medir las vibraciones en máquinas de velocidad variable y poder realizar un análisis en estas máquinas, sin embargo, para señales complejas se hace necesario de un método de interpolación más exacto (por ejemplo, utilizando una integración con un polinomio de segundo orden), para obtener un mejor resultado en amplitud.