Shaft alignment measurement system developed for industrial applications

• Iván Mendoza ^[1] ; Grover Zurita ^[1]
  1. [1] Universidad Privada Boliviana

     Universidad Privada Boliviana

     Bolivia

     
• Localización: Investigación & Desarrollo (I&D), ISSN 2518-4431, Vol. 18, Nº. 1, 2018, págs. 91-102
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Desarrollo de un sistema de medición de alineación de ejes para aplicaciones industriales
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• Resumen
  • español

    En la industria, se considera una falla común en las máquinas rotatorias la desalineación de ejes. La inadecuada alineación de los ejes giratorios a través de acoplamientos a menudo conduce a graves complicaciones de vibraciones, con falla prematura de las piezas de las máquinas. Es sin duda alguna, la mayor pérdida de ganancias asignada a la desalineación, resulta en una producción limitada de los equipos, aumento del costo de la energía, aumento del tiempo de inactividad y la falla prematura de equipos. Es muy importante optimizar el rendimiento de las máquinas rotativas mediante la alineación adecuada. Por tanto, el objetivo principal de este trabajo de investigación es desarrollar un sistema de medición de alineación de ejes de alta precisión y de bajo costo para aplicaciones industriales. El prototipo desarrollado se basó en un sistema de sensor inductivo, que es un equipo sin contacto y con indicador electrónico. Se utilizó un Arduino Uno para el procedimiento de adquisición de datos y Matlab® para el proceso de análisis. El rendimiento y la efectividad del sistema desarrollado, se verificaron mediante procedimientos experimentales. Finalmente, se logró con éxito el desarrollo de un sistema de alineación de ejes de bajo costo, y con un alto grado de precisión. La desviación estándar promedio global del conjunto de datos experimentales fue de 0.02 mm, el cual está por debajo de los valores estándar recomendados para la alineación de ejes industriales.

  • English

    In the industry, the shaft misalignment is considered a common fault in rotating machines. Inadequate alignment of rotating shafts through couplings often lead to severe vibration complications with premature failure of machines parts. It is, without uncertainty, the greatest loss of profits allocated to misalignment, resulting limited production, increasing energy cost, increasing downtime and premature breakdown of the equipment. It´s of a big paramount to optimize the rotating machines efficiency by an appropriate alignment technique. Therefore, from aforementioned, the main objective of this research work is to develop a low-cost, with high precision shaft alignment measurement system for industrial applications. The developed prototype was based on an inductive sensor system, which is a non-contacting and electronic dial indicator equipment. It was used an Arduino Uno for the data acquisition procedure and Matlab® for the data analysis processes. The performance and the effectiveness of the proposed measurement system were verified by an experimental validation procedure. Finally, the research approach was successfully accomplished, by developing a shaft alignment system with ultra-low cost with high degree of accuracy. The overall average standard deviation of the experimental data set was about 0.02 mm, which is under the standard recommended values for alignment.