Detección de fallos en rodamientos mediante análisis de energía y lógica difusa

Abstract

En el presente documento se desarrollará un método de análisis y diagnosis de elementos mecánicos, todo ello dentro del concepto de mantenimiento predictivo. Concretamente en la diagnosis de fallos mecánicos en rodamientos de bola mediante el análisis de las vibraciones en dichos elementos. Los rodamientos de bola forman parte del subsistema de apoyo de máquinas rotativas, soportando una gran porción de carga estática y dinámica del sistema, por lo que la posibilidad de un defecto incipiente en su estructura, es inherente a las tensiones involucradas en la conversión de energía del sistema. El objetivo principal del presente proyecto es desarrollar un método de diagnosis de defectos en rodamiento. Se desarrollarán los dos aspectos comentados, tanto el análisis de la señal como la clasificación de la información de estos análisis. En primer lugar para el análisis de las señales se utilizarán las herramientas derivadas del análisis Wavelet, más concretamente se utilizarán las llamadas Wavelet Packet o paquetes Wavelet y la energía de dichos paquetes. Es objetivo secundario de este proyecto diferenciar qué herramientas son más idóneas para la descomposición. En el capitulo siguiente se hará una exposición de lo que son las Wavelet madre, pero por el momento, para que el lector comprenda el segundo objetivo, las Wavelet madre son una parte del funcionamiento de la descomposición Wavelet y en el tratamiento de señales de rodamientos de este proyecto se utilizarán dos Wavelets madre distintas que será objeto de estudio averiguar si una es mejor que la otra. El significado concreto de cada aspecto del análisis Wavelet se llevará a cabo en el siguiente capítulo. A partir de este análisis se desarrollará un método para poder clasificar los rodamientos según el tipo de fallo que presenten. En segundo lugar, una vez que se tenga el mencionado sistema de clasificación del estado de los rodamientos, se desarrollará un programa que sea capaz de, introduciendo una señal vibratoria de un rodamiento, identificar el fallo que presenta dicho elemento basándose en el modelo de clasificación obtenido realizado con Wavelet Packet. El funcionamiento de dicho programa utilizará la lógica difusa o borrosa, herramienta fácil y de sencilla programación que está adquiriendo cada vez más peso en ingeniería utilizándose para control de procesos. En capítulos siguientes se abordará las características de esta lógica que la hacen más idónea que la lógica tradicional. Ambas herramientas mencionadas, tanto las Wavelet Packet y su energía como la programación en lógica difusa, serán tratadas a través del programa de cálculo Matlab® que presenta algoritmos ya preprogramados de estas herramientas.