Investigación de la relación entre señales de vibración debidas a impurezas de aceite y burbujas de cavitación en bombas hidráulicas
Autores: Ylmaz, Özgür; Aksoy, Murat; Kesilmi, Zehan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Disponible con Suscripción Virtualpro
Artículo científico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 11
Citaciones: Sin citaciones
Aunque las bombas hidráulicas se utilizan con frecuencia en la vida diaria, se ignora el uso indebido debido al análisis de aceite o a la contaminación del aceite. No hay una inspección instantánea; en su lugar, el aceite se cambia periódicamente en ciertos momentos, ya sea que esté contaminado o no. Los sistemas hidráulicos operan basados en la ley de Pascal, que establece que el fluido distribuirá la presión de manera igual en cada punto de un área cerrada. El aceite fluido tomado de un depósito de aceite se mueve hacia la bomba mediante la potencia del motor. Durante este movimiento, a medida que pasa por diferentes áreas de presión y secciones diferentes, ocurren eventos no deseados como cambios de viscosidad y formación de gas en el aceite hidráulico. Estas formaciones chocan con las paredes exteriores y causan cavitación con respecto a las impurezas no deseadas del aceite. Esta cavitación provoca que se produzcan señales de vibración no deseadas en el funcionamiento normal del sistema. Como resultado de la cavitación, las partículas que afectan la lubricidad y fluidez del aceite en el aceite se mezclan en el líquido y circulan libremente. En los puntos de conexión, el bloqueo causado por el líquido en el bloque del cilindro de la bomba o en la placa de la válvula y las colisiones de partículas son efectivos. Como resultado, se crean vibraciones de diferentes frecuencias. La frecuencia y amplitudes de estas vibraciones difieren según el grado de contaminación del aceite. Se ha desarrollado un método para encontrar el grado de contaminación del aceite que circula en la bomba al observar la amplitud y frecuencia de estas vibraciones medidas desde el cuerpo del motor. Existen estándares sobre la contaminación del fluido hidráulico. Con estos estándares, se define el número máximo de partículas permitidas para un nivel de contaminación dado. Este tema se discute en la conclusión de este estudio. Este método también se ha demostrado experimentalmente. Estudios de análisis de error y vibración en bombas utilizando un enfoque diferente están disponibles en la literatura. En estos estudios, se utilizaron variaciones de presión, transmisión total de energía o modelos de inteligencia artificial para detectar anomalías en la bomba. En este estudio, la tasa de impurezas del aceite se estableció en cinco niveles diferentes y se investigó experimentalmente el régimen de funcionamiento de la bomba en cada nivel. Se utilizaron los modelos Rayleigh-Plesset y Zwart-Gerber-Belamri, que son los modelos de cavitación más comunes, para explicar la formación de burbujas en el aceite en movimiento y la relación de estas burbujas con la vibración. Los componentes de frecuencia fueron examinados mediante el método de Análisis Rápido de Fourier Discreto, donde la operación de la bomba se vio afectada por el aumento de la impureza del aceite.
Descripción
Aunque las bombas hidráulicas se utilizan con frecuencia en la vida diaria, se ignora el uso indebido debido al análisis de aceite o a la contaminación del aceite. No hay una inspección instantánea; en su lugar, el aceite se cambia periódicamente en ciertos momentos, ya sea que esté contaminado o no. Los sistemas hidráulicos operan basados en la ley de Pascal, que establece que el fluido distribuirá la presión de manera igual en cada punto de un área cerrada. El aceite fluido tomado de un depósito de aceite se mueve hacia la bomba mediante la potencia del motor. Durante este movimiento, a medida que pasa por diferentes áreas de presión y secciones diferentes, ocurren eventos no deseados como cambios de viscosidad y formación de gas en el aceite hidráulico. Estas formaciones chocan con las paredes exteriores y causan cavitación con respecto a las impurezas no deseadas del aceite. Esta cavitación provoca que se produzcan señales de vibración no deseadas en el funcionamiento normal del sistema. Como resultado de la cavitación, las partículas que afectan la lubricidad y fluidez del aceite en el aceite se mezclan en el líquido y circulan libremente. En los puntos de conexión, el bloqueo causado por el líquido en el bloque del cilindro de la bomba o en la placa de la válvula y las colisiones de partículas son efectivos. Como resultado, se crean vibraciones de diferentes frecuencias. La frecuencia y amplitudes de estas vibraciones difieren según el grado de contaminación del aceite. Se ha desarrollado un método para encontrar el grado de contaminación del aceite que circula en la bomba al observar la amplitud y frecuencia de estas vibraciones medidas desde el cuerpo del motor. Existen estándares sobre la contaminación del fluido hidráulico. Con estos estándares, se define el número máximo de partículas permitidas para un nivel de contaminación dado. Este tema se discute en la conclusión de este estudio. Este método también se ha demostrado experimentalmente. Estudios de análisis de error y vibración en bombas utilizando un enfoque diferente están disponibles en la literatura. En estos estudios, se utilizaron variaciones de presión, transmisión total de energía o modelos de inteligencia artificial para detectar anomalías en la bomba. En este estudio, la tasa de impurezas del aceite se estableció en cinco niveles diferentes y se investigó experimentalmente el régimen de funcionamiento de la bomba en cada nivel. Se utilizaron los modelos Rayleigh-Plesset y Zwart-Gerber-Belamri, que son los modelos de cavitación más comunes, para explicar la formación de burbujas en el aceite en movimiento y la relación de estas burbujas con la vibración. Los componentes de frecuencia fueron examinados mediante el método de Análisis Rápido de Fourier Discreto, donde la operación de la bomba se vio afectada por el aumento de la impureza del aceite.