Strumento di ingegneria gratuito · #008
Calcolatrice della frequenza armonica
Converti RPM in Hz e visualizza le armoniche da 1× a 20×. Essenziale per l'analisi delle vibrazioni e la diagnostica delle macchine.
Risultati
| Ordine (armonica) | Frequenza (Hz) | CPM | Periodo (ms) |
|---|
Conversione da RPM a Hz
La frequenza fondamentale (ordine 1×) in Hz è uguale alla velocità di rotazione divisa per 60:
Frequenze armoniche
Ogni armonica (ordine) è un multiplo intero della frequenza fondamentale:
dove n è l'ordine armonico (1, 2, 3, …).
Velocità angolare
Fonti armoniche comuni nella vibrazione
| Ordine (armonica) | Fonte comune |
|---|---|
| 1× | Squilibrio, albero piegato, eccentricità |
| 2× | Disallineamento (angolare/parallelo), allentamento |
| 3× | Disallineamento (grave), allentamento |
| N× | Passaggio lama/paletta (N = numero di pale) |
| Z× | Frequenza di ingranamento (Z = numero di denti) |
| ½× | Vortice d'olio, sfregamento |
| 0,43× | frusta d'olio |
Esempio pratico
Dato: Velocità = 3000 giri/min
1× = 3000 / 60 = 50 Hz (3000 CPM)
2× = 2 × 50 = 100 Hz (6000 CPM)
3× = 3 × 50 = 150 Hz (9000 CPM)
Periodo = 1 / 50 = 20 millisecondi
ω = 2π × 50 = 314,16 rad/s
💡 Suggerimento: Nell'analisi delle vibrazioni, il modello dello spettro armonico è uno strumento diagnostico fondamentale. Lo sbilanciamento mostra un picco dominante 1×, il disallineamento mostra un picco 2× (e talvolta 3×) e i difetti dei cuscinetti generano frequenze non sincrone correlate alla geometria del cuscinetto.
Basta dividere i giri al minuto (RPM) per 60:
Hz = RPM / 60
Ad esempio: 3000 RPM / 60 = 50 Hz. Questo fornisce la frequenza fondamentale di rotazione (1×).
Le armoniche sono multipli interi della frequenza fondamentale di rotazione (1×):
- 1× = fondamentale = un evento per ogni giro dell'albero
- 2× = seconda armonica = due eventi per giro
- 3× = terza armonica = tre eventi per giro
Anomalie meccaniche diverse generano spettri armonici caratteristici. Lo squilibrio si manifesta prevalentemente a 1×, il disallineamento mostra una forte componente 2× e talvolta 3×, mentre la frequenza di passaggio pale è pari al numero di pale × 1×.
La frequenza 1× (una volta al giro) è la componente di vibrazione fondamentale. Cause comuni di vibrazione 1×:
- Squilibrio di massa — la causa in assoluto più frequente
- Albero inflesso (piegato) — genera una forte componente 1× accompagnata da vibrazione assiale
- Rotore eccentrico — nelle macchine elettriche e negli ingranaggi
- Risonanza — se una frequenza propria strutturale coincide con la 1×
La fase della vibrazione 1× è essenziale per l'equilibratura — poiché indica la direzione angolare del punto pesante.
Le armoniche superiori rivelano specifici difetti meccanici:
- 2×: Disallineamento (angolare e parallelo), allentamento meccanico, albero criccato
- 3× e superiori: Grave disallineamento, giochi o allentamenti strutturali
- Passaggio pale (N×): Problemi fluidodinamici su giranti di pompe o ventilatori
- Ingranamento (Z×): Usura, errori di profilo o danneggiamento dei denti degli ingranaggi
Il rapporto tra le ampiezze delle armoniche superiori e l'ampiezza della fondamentale 1× costituisce un indicatore diagnostico fondamentale.
Hz (Hertz) = cicli al secondo. È l'unità di misura assoluta della frequenza nel sistema SI.
CPM (Cicli Per Minuto) = Hz × 60. È numericamente uguale agli RPM per il primo ordine (1×).
Ordini (1×, 2×, ...) = multipli della velocità di rotazione dell'albero. Sono normalizzati rispetto alla velocità — rimangono invariati anche se il regime (RPM) cambia.
Esempio a 3000 RPM: 1× = 50 Hz = 3000 CPM; 2× = 100 Hz = 6000 CPM.
Le procedure descritte in questa pagina sono state sviluppate e collaudate sul campo dal team Vibromera utilizzando il Balanset-1A, un bilanciatore portatile a due canali e analizzatore di vibrazioni per l'equilibratura dei rotori in loco.
Identifica le armoniche, diagnostica i guasti e bilancia i rotori in loco con i nostri analizzatori di vibrazioni professionali e sistemi di bilanciamento portatili.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko è ingegnere di analisi delle vibrazioni nonché fondatore e amministratore delegato di Vibromera. Da più di 15 anni bilancia macchine rotanti sul campo anziché al banco di prova: pacciamatrici, ventilatori industriali, frantoi, centrifughe, alberi e mandrini. È da questo lavoro che sono nati gli strumenti Balanset — sono stati progettati come uno strumento che il tecnico può portare fino alla macchina e usare da solo, in loco, e non come apparecchiatura da laboratorio. Vibromera è stata fondata nel 2017 e dal 2023 ha sede a Porto, in Portogallo. Qui avvengono lo sviluppo, l'assemblaggio e l'assistenza della linea Balanset. Lo strumento di punta è il Balanset-1A, un analizzatore portatile per il bilanciamento su uno e due piani e per la diagnostica delle vibrazioni. Nikolai segue personalmente l'assistenza ai clienti, la risoluzione dei casi di bilanciamento più difficili e lo sviluppo del software. Lavora con clienti in tutto il mondo, in qualsiasi lingua.
