ISO 7919-1: Vibrazioni meccaniche – Valutazione delle vibrazioni della macchina mediante misurazioni su alberi rotanti – Parte 1: Linee guida generali

Riepilogo

La norma ISO 7919-1 è una norma internazionale fondamentale che fornisce linee guida generali per la misurazione e la valutazione delle vibrazioni sugli alberi rotanti dei macchinari. Questa norma è la controparte di ISO 10816, che tratta le vibrazioni su parti non rotanti. La norma ISO 7919 si concentra sull'utilizzo di sistemi senza contatto sonde di prossimità per misurare direttamente il movimento dell'albero rispetto ai suoi cuscinetti. Questo tipo di misurazione è particolarmente importante per macchinari di grandi dimensioni e critici con cuscinetti a film fluido, come turbine, compressori e pompe di grandi dimensioni, dove la comprensione del comportamento dinamico del rotore è essenziale per un funzionamento sicuro.

Indice (struttura concettuale)

La norma fornisce un quadro per l'impostazione di un programma di misurazione delle vibrazioni dell'albero e per l'interpretazione dei risultati:

1. 1. Principio di ambito e misurazione:

   Questa sezione iniziale definisce l'ambito di applicazione della norma, chiarendo che fornisce le procedure generali per la misurazione e la valutazione delle vibrazioni sugli alberi rotanti. Stabilisce il principio fondamentale: questo tipo di misurazione si concentra sul moto vibratorio dell'albero stesso, tipicamente relativo all'alloggiamento del cuscinetto fisso. Questa è una distinzione fondamentale dalle misurazioni della carcassa (trattate dalla ISO 10816). La vibrazione dell'albero è la misurazione preferita per le macchine in cui il rotore è più massiccio rispetto alla carcassa ed è supportato da cuscinetti a film fluido. In questi casi, può verificarsi un movimento significativo dell'albero entro il gioco del cuscinetto che non viene trasmesso alla carcassa esterna. L'obiettivo principale è valutare l'entità di questo movimento dinamico dell'albero per proteggere la macchina da danni ai cuscinetti o dal contatto tra rotore e statore.

2. 2. Grandezze di misurazione:

   Questo capitolo specifica i parametri che devono essere misurati e valutati. La grandezza primaria per la valutazione complessiva della gravità delle vibrazioni è S_pp valore, che è il da picco a picco spostamento vibratorio dell'albero. Rappresenta l'escursione totale dell'asse dell'albero durante il movimento all'interno del cuscinetto ed è un parametro fondamentale per la protezione dei macchinari, in quanto può essere confrontato direttamente con i giochi fisici dei cuscinetti. Tuttavia, la norma riconosce anche il valore di altre grandezze a fini diagnostici. Raccomanda che il sistema di misurazione sia in grado di fornire anche orbita dell'albero (il percorso della linea centrale dell'albero), che è essenziale per diagnosticare problemi come vortici d'olio o disallineamento, e il posizione media della linea centrale dell'albero, la cui variazione può indicare variazioni di carico o allineamento. Per alcune applicazioni, vengono utilizzati anche valori di vibrazione filtrati (ad esempio, a velocità di rotazione 1X) per la valutazione.

3. 3. Strumentazione e montaggio:

   Questo capitolo fornisce indicazioni sull'hardware necessario per le misurazioni delle vibrazioni dell'albero. Specifica l'uso di sistemi di sonde senza contatto, costituiti da tre componenti principali: sonda (sensore), UN cavo di prolunga, e un conducente (o vicino)Questi componenti sono calibrati come un sistema e non sono intercambiabili. La norma raccomanda di montare le sonde a coppie su ciascun cuscinetto, disposte a 90 gradi l'una rispetto all'altra (configurazione XY). Ciò consente al sistema di misura di acquisire l'intero movimento bidimensionale dell'asse centrale dell'albero e di ricostruirne l'orbita. La corretta installazione è considerata fondamentale, richiedendo staffe di montaggio rigide, la corretta distanza tra le sonde e la garanzia che la superficie della "traccia della sonda" dell'albero sia liscia e priva di qualsiasi eccentricità elettrica o meccanica che potrebbe alterare il segnale.

4. 4. Criteri e zone di valutazione:

   Questa sezione presenta il quadro per valutare l'intensità delle vibrazioni misurate. Propone due criteri principali. Il primo è un criterio assoluto, che prevede il confronto tra la vibrazione misurata sull'albero (S_pp) rispetto a limiti predefiniti. La norma suggerisce un modello a quattro zone per questo:

   • Zona A (Buona): Livelli di vibrazione sui macchinari appena messi in funzione.
   • Zona B (Soddisfacente): Accettabile per un funzionamento a lungo termine senza restrizioni.
   • Zona C (Insoddisfacente): Indica un potenziale problema; è necessario esaminare la macchina per determinarne la causa.
   • Zona D (inaccettabile): I livelli di vibrazione sono considerati dannosi; è necessario intervenire immediatamente.

   Il secondo criterio si basa sulla variazione dell'intensità delle vibrazioni rispetto a una baseline nota. Un aumento significativo delle vibrazioni, anche se ancora entro la zona "Soddisfacente", può essere un indicatore precoce di un guasto in via di sviluppo. Questa parte della norma (Parte 1) fornisce il quadro generale; i valori numerici specifici per i limiti di zona sono forniti nelle parti specifiche per macchina della serie ISO 7919.

5. 5. Istruzioni per l'impostazione degli allarmi (avviso e viaggio):

   Questa sezione finale fornisce un quadro pratico per l'implementazione dei criteri di valutazione in un sistema di protezione per macchinari automatizzati. Raccomanda una strategia di allarme a due livelli. Il primo livello è un Attenzione (o "allarme"). Questo valore è in genere impostato al di sopra della normale e stabile linea di base operativa della macchina. Se questo livello viene superato, dovrebbe attivare un avviso all'operatore che segnala che le condizioni della macchina sono cambiate e che è necessaria un'indagine. Il secondo livello, più alto, è un Viaggio (o "punto di arresto"). Si tratta di un limite assoluto impostato a un livello in cui il funzionamento continuato potrebbe causare gravi danni. Se questo livello viene superato, il sistema dovrebbe attivare un arresto automatico della macchina per evitare un guasto catastrofico. Lo standard consiglia che questi punti di arresto siano basati sia sui limiti assoluti della zona (un allarme non dovrebbe essere impostato al di sopra del limite della Zona C/D) sia su variazioni significative rispetto alla linea di base stabilita (ad esempio, un avviso potrebbe essere attivato se la vibrazione raddoppia, anche se si trova ancora nella Zona B).

Concetti chiave

• Vibrazione dell'albero rispetto alla carcassa: Il principio fondamentale è che per alcune macchine (in particolare quelle con rotori massicci e rigidi e involucri relativamente flessibili), il movimento dell'albero stesso è un indicatore molto più diretto e affidabile dello stato dinamico della macchina rispetto alla vibrazione trasmessa all'esterno dell'alloggiamento del cuscinetto.
• Protezione dei macchinari: Sebbene i dati vengano utilizzati anche per la diagnostica, l'applicazione principale dello standard ISO 7919 riguarda i sistemi di protezione dei macchinari in tempo reale, progettati per prevenire guasti catastrofici.
• Importanza del moto relativo: Misurando il movimento dell'albero rispetto al cuscinetto, gli analisti possono valutare direttamente l'utilizzo del gioco del cuscinetto e diagnosticare problemi specifici come vortice d'olio o precarico eccessivo.

← Torna all'indice principale