Modelo vibratorio de un sistema de transmisión de potencia para detección y caracterización de fallas

Abstract

El comportamiento vibratorio de un sistema de transmisión de potencia permite caracterizar las señales, a fin de detectar posibles fallas en los componentes del sistema. Esta estrategia de mantenimiento predictivo contribuye a la estimación de la vida útil de los sistemas rotatorios, lo cual disminuye el tiempo y los costos de mantenimiento. Esta caracterización se realiza considerando modelos de diferentes grados de libertad de sistemas rotodinámicos, en los cuales es posible simular fallas comunes en los sistemas de transmisión —desgaste, roturas, sobrecarga—. Teniendo en cuenta lo anterior, este trabajo consiste en modelar un sistema de transmisión de potencia de dos etapas: la primera, engranajes helicoidales, y la segunda con engranajes hipoidales, usando como base el modelo de Jeffcott. Además, se implementa el acoplamiento de los ejes de transmisión a través de los engranajes, donde también es simulado el comportamiento de las fallas. La ejecución del modelo y la obtención de resultados es realizada usando el software MATLAB®. Así, fue posible completar un modelo matemático de múltiples grados de libertad que permite evaluar el comportamiento de la dinámica del sistema por etapas y, finalmente, acoplar cada una de ellas en un sistema completo. Para ello se consideraron varios factores para lograr similitudes con respecto a la realidad. Las especificaciones de algunos materiales —revisión de catálogos, entre otros— permitieron suponer valores que representaran de manera adecuada todas las partes del sistema, y, de esta forma, estar en capacidad de simular para las etapas del desarrollo del proyecto.