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Vibrazione dei Macchinari

Misurazione delle vibrazioni secondo ISO 20816-1

Cos’รจ la vibrazione dei macchinari?

La vibrazione di un macchinario รจ il movimento di una macchina o delle sue parti in risposta a una forza applicata. L’ampiezza della vibrazione รจ l’entitร  di questo movimento, che viene tipicamente misurata in micrometri, millimetri o metri.

Cosa provoca le vibrazioni nei macchinari?

Le macchine vengono ora utilizzate a velocitร  di rotazione e carichi sempre piรน elevati, nonchรฉ a un funzionamento piรน flessibile a carico parziale e a pieno carico e in condizioni operative sempre piรน severe. Le vibrazioni della macchina possono essere causate dal movimento di una varietร  di fattori, tra cui carichi squilibrati, disallineamento dei componenti e superfici irregolari. In molti casi, รจ possibile limitare le vibrazioni della macchina apportando modifiche alla macchina o alle sue parti. Tuttavia, alcune vibrazioni sono inevitabili e possono causare problemi come inquinamento acustico e usura dei componenti. Pertanto, รจ importante capire come funziona la vibrazione della macchina per minimizzarne gli effetti negativi.

Che cos’รจ l’analisi delle vibrazioni del macchinario?

L’analisi delle vibrazioni delle macchine viene utilizzata per diversi scopi, che vanno dal monitoraggio operativo di routine e dai test di accettazione ai test sperimentali avanzati, nonchรฉ alle indagini diagnostiche e analitiche. ISO 20816-1 (precedentemente ISO10816) fornisce linee guida principalmente per il monitoraggio operativo e i test di accettazione fornendo limiti per tre grandezze di vibrazione primarie: spostamento, velocitร  e accelerazione. I misuratori di vibrazioni SVANTEK sono dotati di tutti i filtri necessari per l’analisi delle vibrazioni, le misurazioni delle vibrazioni delle macchine e il monitoraggio delle condizioni delle macchine.

Perchรฉ misurare le vibrazioni?

La misurazione delle vibrazioni รจ il modo migliore per valutare le condizioni dinamiche come il bilanciamento (vibrazioni generali), i difetti dei cuscinetti (inviluppo) e lo stress dei componenti. Le vibrazioni eccessive sono un sintomo comune di problemi meccanici. La vibrazione puรฒ essere utilizzata per misurare problemi come lo squilibrio del rotore, il disallineamento, l’allentamento meccanico, la risonanza strutturale, la base morbida e i guasti dell’ingranaggio. L’attuale stato di salute di una macchina puรฒ essere determinato misurando la vibrazione “complessiva” di una macchina, un rotore in relazione a una macchina o la struttura della macchina e confrontando la misurazione con la norma.

Vibrazione dei macchinari

Monitoraggio

Cause di vibrazione

Le vibrazioni sono uno dei problemi piรน comuni che possono interessare i macchinari e possono avere diverse cause. Uno dei piรน comuni รจ la mancanza di contrappesi. Quando mancano i contrappesi, si stacca il componente rotante, facendo vibrare la macchina. Un’altra causa comune di vibrazioni sono i cuscinetti usurati o danneggiati. Quando i cuscinetti sono danneggiati, possono causare l’oscillazione del componente rotante, che porta anche a vibrazioni.

Cos’รจ la manutenzione predittiva?

La manutenzione predittiva รจ il processo di raccolta dei dati dalle macchine mentre sono in funzione per aiutare a prendere decisioni sulla loro integritร , riparazioni e potenziali aggiornamenti prima di un guasto imprevisto. L’obiettivo della manutenzione predittiva รจ aumentare la redditivitร  riducendo i costi di manutenzione.

Confronto delle tendenze

Confrontare la lettura piรน recente con le letture precedenti per lo stesso punto di misurazione, che consente di osservare come i valori di vibrazione del punto sono eventualmente cambiati nel tempo, รจ il modo piรน efficace e affidabile per valutare la gravitร  della vibrazione. Quando i valori sono presentati in un “grafico di tendenza”, รจ piรน semplice comprendere questo confronto di tendenza tra i dati attuali e quelli precedenti. Un grafico di tendenza mostra i valori del presente e del passato mostrati nel tempo. Anche una lettura di riferimento (buona nota) dovrebbe essere inclusa nei registri delle misurazioni. Dopo una revisione o quando altri indicatori indicano che la macchina funziona correttamente, รจ possibile ottenere il valore di riferimento. Per identificare le modifiche ai macchinari, i dati successivi vengono confrontati con il valore di base.

Tecniche di misurazione

Le misurazioni delle vibrazioni delle macchine vengono impiegate per una varietร  di attivitร , tra cui il monitoraggio operativo di routine, i test di accettazione, i test sperimentali sofisticati, gli studi diagnostici e analitici e altro ancora. I molti diversi obiettivi di misurazione si traducono in un’ampia gamma di tecniche di interpretazione e valutazione.

Le misurazioni effettuate su parti non rotanti sono sufficienti per alcune macchine per caratterizzare le loro caratteristiche di funzionamento in termini di eventuali problemi. Altri tipi di macchine, come turbine a vapore, turbine a gas e turbocompressori, possono presentare una varietร  di modalitร  di vibrazione nell’intervallo di velocitร  di servizio. Le macchine di queste classi richiedono un modo piรน preciso e sensibile per tenere traccia dei cambiamenti nelle condizioni di vibrazione, come le misurazioni delle vibrazioni dell’albero.

รˆ pratica comune misurare la vibrazione su parti non rotanti o misurare la vibrazione relativa dell’albero, o entrambe le cose. Il tipo di misura per il sistema di protezione si basa normalmente sull’esperienza del costruttore della macchina. La misurazione delle vibrazioni deve essere a banda larga in modo da coprire adeguatamente lo spettro di frequenza della macchina.

Le misurazioni delle vibrazioni su parti non rotanti sono generalmente eseguite con un trasduttore sismico che rileva la velocitร  assoluta o l’accelerazione delle parti della struttura su cui รจ montato (ad esempio l’alloggiamento del cuscinetto). Le misurazioni delle vibrazioni relative dell’albero vengono generalmente eseguite con un trasduttore senza contatto che rileva lo spostamento vibratorio tra l’albero e un elemento strutturale su cui รจ montato (ad esempio l’alloggiamento del cuscinetto).

Entitร  delle vibrazioni

L’ampiezza della vibrazione รจ definita all’interno di questo gruppo di standard come il valore massimo della velocitร  RMS a banda larga nell’intervallo di frequenza specificato (tipicamente da 10 a 1.000 Hz), come valutato sulla struttura nei punti prescritti. Per valutare le vibrazioni della macchina possono essere utilizzate le seguenti grandezze di misura:
a) spostamento della vibrazione, misurato in micrometri;
b) velocitร  di vibrazione, misurata in millimetri al secondo;
c) accelerazione di vibrazione, misurata in metri al secondo quadrato.

Come si riducono le vibrazioni nelle macchine?

Per ridurre le vibrazioni nelle macchine, assicurarsi che tutti i contrappesi siano in posizione. In secondo luogo, controllare i cuscinetti e sostituire quelli usurati o danneggiati. Seguendo questi semplici passaggi, puoi aiutare a ridurre le vibrazioni nei tuoi macchinari e mantenerli senza intoppi.

 

Vibrazione dei macchinari

Strumentazione

Misuratore del livello di vibrazione

Il misuratore misura l’accelerazione, la velocitร  e lo spostamento della vibrazione con una ponderazione di frequenza richiesta.

 

Misura del numero di giri

Parallelamente alla misurazione delle vibrazioni, la strumentazione offre la misurazione RPM con tachimetro laser.

FFT

Le trasformate veloci di Fourier sono calcoli matematici che trasformano, o convertono, una forma d’onda nel dominio del tempo (ampiezza rispetto al tempo) in una serie di onde sinusoidali discrete nel dominio della frequenza.

 

 

La strumentazione utilizzata deve essere progettata per funzionare in modo soddisfacente nell’ambiente per il quale deve essere utilizzata, ad esempio, per quanto riguarda la temperatura e l’umiditร . Le specifiche per gli strumenti per la misurazione della severitร  delle vibrazioni sono fornite nella ISO 2954 e gli strumenti per la misurazione delle vibrazioni dell’albero sono specificate nella ISO 10817-1.

Particolare attenzione deve essere prestata per garantire che il trasduttore di vibrazioni sia montato correttamente e che la sua presenza non influisca sulle caratteristiche di risposta alle vibrazioni della macchina. Le specifiche per il montaggio degli accelerometri sono fornite nella norma ISO 5348, che, in linea di principio, รจ applicabile anche ai trasduttori di velocitร .

La strumentazione moderna puรฒ fornire piรน metodi per fornire un valore di misurazione. I criteri di accettazione si basano su r.m.s. velocitร  in mm/s per misure su parti non rotanti e spostamento picco-picco in micrometri per misure su parti rotanti. I criteri di accettazione possono essere opportunamente dimensionati per corrispondere alle unitร  di uso comune presso il sito, utilizzando gli stessi presupposti programmati nei sistemi di controllo distribuito.

E’ desiderabile che il sistema di misurazione preveda la calibrazione in linea della strumentazione di lettura e, inoltre, abbia uscite isolate adatte per consentire ulteriori analisi come richiesto.

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