Estudio y fabricación de un sensor de vibraciones a partir de materiales compuestos a base de silicona y fibras de carbono

Abstract

In the present work, a silicone and carbon fiber composite material are proposed for application in vibration sensors in rotors and supports of machinery and mechanisms, with the purpose of detecting and preventing malfunctions. Vibration tests were carried out on specimens with different percentages of carbon fiber and silicone. These experiments allowed us to identify the optimal percentage of both materials for the aforementioned purpose. To carry out the tension and vibration tests, a low-capacity machine was designed and manufactured using plates and a sprocket and chain transmission system. In addition, a geometry of a prototype of a vibration sensor was proposed. A finite element simulation of the prototype was carried out and vibration tests were carried out on the manufactured machine, using virtual instrumentation with LabVIEW software. By comparing the results obtained with those of an industrial vibration analyzer, it was determined that they show similar behavior, so this prototype is viable to be used in the application of vibration sensors.

En el presente trabajo, se propone un material compuesto de silicona y fibra de carbono para aplicación en sensores de vibraciones en rotores y apoyos de maquinarias y mecanismos, con la finalidad de detectar y prevenir fallas de funcionamiento. Se realizaron ensayos de vibraciones a probetas con diferentes porcentajes de fibra de carbono y silicona. Estos experimentos permitieron identificar el porcentaje óptimo de ambos materiales para el propósito mencionado. Para realizar los ensayos de tensión y vibración, se diseñó y manufacturó una máquina de baja capacidad a empleando placas y un sistema de transmisión de catarinas y cadenas. Además, se propuso una geometría de un prototipo de un sensor de vibraciones. Se realizó una simulación de elemento finito del prototipo y se realizaron ensayos de vibraciones en la maquina manufacturada, utilizando instrumentación virtual con el software LabVIEW. Al comprar los resultados de obtenidos con los de un analizador de vibraciones industrial, se determinó que muestran un comportamiento similar, por lo que este prototipo es viable para ser utilizado en la aplicación de sensores de vibración.