La norma “MIL-STD-167 Military standard: Mechanical vibrators of shipboard equipment”, desarrollada por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos, describe los requisitos para los equipos marinos, incluida la maquinaria, en términos de vibraciones inducidas internamente y vibraciones inducidas externamente.
Puede ser necesario desviarse de esta norma para algunas máquinas, equipos o instalaciones especiales, como antenas, piezas de máquinas grandes y ciertos diseños únicos. En estos casos, los cambios específicos están sujetos a la aprobación del comando o agencia correspondiente. Quedan prohibidas todas las demás desviaciones o exenciones de esta norma.
Los objetivos de esta norma son ayudar en la selección de requisitos de vibración para los equipos y garantizar la consistencia. El comando o agencia pertinente debe exigir el cumplimiento únicamente de aquellas partes de esta norma que sean aplicables al equipo pertinente en un documento de adquisición particular.
Las vibraciones mecánicas de los equipos de los barcos se dividen en tres categorías generales:
Los dos primeros tipos de vibraciones se abordan en el estándar MIL-STD-167-1, mientras que los otros tipos de vibraciones se abordan en el estándar MIL-STD-167-2.
Las vibraciones ambientales Tipo I se aplican a todos los equipos diseñados para uso a bordo o que puedan soportar las condiciones de vibración ambiental que probablemente se encuentren en los buques de guerra. Las pruebas de vibración ambiental simulan fuentes de vibración externas, como motores, hélices, condiciones del mar y maquinaria. Prueba cómo responde el equipo a las vibraciones transmitidas a través de la estructura del barco.
Tipo II Las vibraciones excitadas internamente son aplicables a todas las máquinas rotatorias que deben funcionar sin problemas en términos de idoneidad mecánica. Esto no se aplica al cumplimiento de las normas de ruido ni a las máquinas de movimiento alternativo. Las pruebas de vibración excitada internamente se centran en equipos que generan su propia vibración (como motores y bombas). Mide la vibración transmitida a la estructura del barco y asegura que no supere los límites aceptables.
En resumen, el estándar MIL-STD-167 es importante porque garantiza la confiabilidad, seguridad y rendimiento de la maquinaria y el equipo de los barcos al abordar las vibraciones, especialmente las vibraciones mecánicas que pueden ocurrir en el entorno dinámico de los buques marinos.
La razón principal por la que esta norma es importante es la longevidad y confiabilidad del equipo. La maquinaria a bordo de los barcos experimenta vibraciones constantes debido a los motores, las hélices, la acción de las olas y efectos similares. Esta norma garantiza que el equipo puede soportar estas vibraciones sin fallar. Previene el desgaste prematuro, conexiones sueltas o fallas por resonancia o fatiga. Las vibraciones incontroladas pueden provocar fallos mecánicos que pueden poner en peligro al barco y a la tripulación. Por ejemplo, un fallo en una bomba, un generador o un sistema de control crítico podría provocar un desastre en el mar.
Por otra parte, esta norma proporciona procedimientos de prueba uniformes (pruebas Tipo I y Tipo II) para toda la maquinaria del barco entre contratistas y fabricantes. Facilita a la Armada verificar que todos los equipos cumplen los mismos criterios de calidad y rendimiento. Al garantizar que el equipo sea probado contra vibraciones antes de su instalación, se reduce el riesgo de fallas a bordo y tiempos de inactividad costosos.
En las pruebas de Tipo I, el equipo se monta en una plataforma de prueba de vibraciones en la misma orientación en la que se montará en el barco. Esta prueba se realiza antes y después de las pruebas de rendimiento funcional para garantizar que el equipo sigue funcionando correctamente. La vibración se aplica de forma sinusoidal (onda sinusoidal) en el rango de frecuencia de 1 a 33 Hz. La prueba se realiza en tres direcciones ortogonales (X, Y, Z o adelante-atrás, vertical, lateral). La frecuencia se escanea lentamente a lo largo del rango para encontrar frecuencias resonantes; donde el equipo vibra más fuertemente. Si se encuentran resonancias, el equipo se somete a una prueba de mantenimiento en estas frecuencias. En la prueba de retención, se aplica vibración a la frecuencia de resonancia durante 5 minutos para probar la durabilidad bajo respuesta máxima. Esto simula la exposición a largo plazo a frecuencias problemáticas. La amplitud de vibración es generalmente de 0,5 mm el doble de la amplitud, a menos que se especifique lo contrario. Para equipos muy grandes o pesados, se pueden cambiar los parámetros de amplitud o de prueba. Al finalizar la prueba, el equipo no debe presentar ningún daño físico. Debe permanecer funcional después de la prueba. Cualquier cambio en la respuesta a la vibración debe documentarse y evaluarse. El tipo I no es una prueba de choque, se trata de vibraciones continuas de baja frecuencia. El objetivo es simular cargas de vibración del mundo real, particularmente aquellas que ocurren en barcos con sistemas de propulsión impulsados por hélice.
Las pruebas de tipo II se centran en las vibraciones inducidas internamente, es decir, se aplican a los equipos de a bordo que generan vibraciones por sí mismos, por ejemplo Motores, generadores, bombas, ventiladores y compresores. El propósito de estas pruebas es medir y controlar los niveles de vibración transmitidos por los equipos a la estructura del buque durante su operación, para garantizar que estos no causen problemas estructurales o funcionales en otras partes del buque. Durante la realización de la prueba, el equipo se opera a la velocidad de funcionamiento normal y, a veces, a un rango de velocidades si la velocidad es variable. Esta prueba se realiza in situ (a bordo). La vibración se mide no sólo en el propio equipo, sino también en la estructura de montaje (placa base o cimentación). Las mediciones normalmente se realizan mediante acelerómetros. Los datos recopilados incluyen: frecuencia (Hz), amplitud y dirección. Existen niveles máximos de vibración aceptables para diferentes frecuencias y direcciones. Estos límites se dan en la norma en forma de tabla o gráfico. Si el equipo excede los límites permitidos, deberá rediseñarse o aislarse para reducir la vibración. Estas pruebas son aplicables únicamente si el equipo es una fuente de vibración. No es necesario para sistemas pasivos o sistemas sin partes móviles. Si se instala una bomba en un buque de la Armada y provoca que los equipos o elementos estructurales cercanos vibren por encima de niveles seguros, la prueba Tipo II la detectará. Es posible que el fabricante deba agregar aislamiento de vibraciones o equilibrar las piezas giratorias para que los niveles estén dentro de los límites.
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