Calcolatrice della velocità di vibrazione ammissibile
Calcolo secondo la norma ISO 10816
Parametri di calcolo
ISO 10816 – Valutazione delle vibrazioni della macchina mediante misurazioni su parti non rotanti
Risultati del calcolo
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Valutazione delle condizioni della zona:
Come funziona la calcolatrice
Norma ISO 10816
Standard di riferimento:
- ISO 10816-1: Linee guida generali
- ISO 10816-3: Macchine industriali
- ISO 10816-6: Macchine alternative
- ISO 20816: Nuovo standard consolidato (sostituisce ISO 10816)
La norma ISO 10816 stabilisce le condizioni generali e i metodi per la misurazione e la valutazione delle vibrazioni delle macchine mediante misurazioni su parti non rotanti. La norma definisce quattro zone di condizioni vibrazionali:
- Zona A – vibrazioni delle nuove macchine
- Zona B – accettabile per il funzionamento a lungo termine
- Zona C – accettabile per un periodo di tempo limitato
- Zona D – vibrazioni che causano danni
Classificazione delle macchine
Le macchine sono classificate in quattro classi in base alla potenza e al tipo di installazione:
- Classe I: Singole parti di macchine collegate alla macchina operatrice (motori elettrici fino a 15 kW)
- Classe II: Macchine di media potenza (15-75 kW), fino a 300 kW su fondazioni speciali
- Classe III: Grandi motori primi e altre macchine di grandi dimensioni con masse rotanti su fondamenta rigide
- Classe IV: Grandi motori primi e altre macchine di grandi dimensioni su fondamenta flessibili
Valori di soglia della velocità di vibrazione
Valori soglia della velocità di vibrazione RMS per i confini delle zone (mm/s):
Classe | A/B | A.C | CD |
---|---|---|---|
IO | 0.71 | 1.8 | 4.5 |
II | 1.12 | 2.8 | 7.1 |
III | 1.8 | 4.5 | 11.2 |
IV | 2.8 | 7.1 | 18 |
Raccomandazioni di misurazione
- Le misurazioni vengono effettuate in tre direzioni reciprocamente perpendicolari
- I punti di misurazione vengono selezionati sugli alloggiamenti dei cuscinetti o nelle loro vicinanze
- La velocità di vibrazione RMS (valore quadratico medio) viene utilizzata nell'intervallo 10-1000 Hz
- Per la valutazione viene utilizzato il valore massimo misurato
Note
Questi valori soglia sono indicativi. Per apparecchiature specifiche, è necessario tenere conto delle raccomandazioni del produttore e della cronologia operativa. Per le macchine a velocità variabile, la valutazione viene eseguita a velocità nominale.
Esempi di utilizzo e guida alla selezione del valore
Esempio 1: Piccolo motore elettrico
Scenario: Monitoraggio di un motore elettrico da 11 kW che aziona una pompa
- Classe macchina: Classe I (motori fino a 15 kW)
- Energia: 11 kW
- Velocità: 2950 giri/min
- Fondazione: Rigido (base in cemento)
- Misurazione: Alloggiamento del cuscinetto
- Risultato: Zona A: 0-0,71 mm/s, Zona B: 0,71-1,8 mm/s
- Condizioni tipiche buone: 0,5-1,0 mm/s
Esempio 2: compressore di media potenza
Scenario: Compressore centrifugo con motore da 55 kW
- Classe macchina: Classe II (15-75 kW)
- Energia: 55 kW
- Velocità: 1480 giri/min
- Fondazione: Rigido
- Misurazione: Alloggiamento del cuscinetto
- Risultato: Zona A: 0-1,12 mm/s, Zona B: 1,12-2,8 mm/s
- Azione: Se > 2,8 mm/s, pianificare la manutenzione
Esempio 3: Grande turbogeneratore
Scenario: Turbogeneratore da 50 MW su fondazione a molla
- Classe macchina: Classe IV (fondazione grande e flessibile)
- Energia: 50 MW (50000 kW)
- Velocità: 3000 giri/min
- Fondazione: Flessibile (supportato da molle)
- Misurazione: Alloggiamento del cuscinetto
- Risultato: Zona A: 0-2,8 mm/s, Zona B: 2,8-7,1 mm/s
- Nota: Limiti più elevati grazie al montaggio flessibile
Come scegliere i valori
Selezione della classe di macchina
- Classe I:
- Motori ≤ 15 kW
- Piccole pompe, ventilatori
- Attrezzatura ausiliaria
- Classe II:
- Motori 15-75 kW (standard)
- Fino a 300 kW su fondazioni speciali
- Pompe medie, compressori
- Classe III:
- Grandi macchine > 300 kW
- Fondazione rigida (calcestruzzo)
- Attrezzature rotanti pesanti
- Classe IV:
- Grandi macchine > 300 kW
- Fondazioni flessibili (molle, telai)
- Turbine, grandi generatori
Tipo di fondazione
- Fondazione rigida:
- Blocco o lastra di cemento
- Telaio in acciaio riempito di malta
- Frequenza naturale > 1,25 × frequenza operativa
- Fondazione flessibile:
- Supporti a molla
- supporti in gomma
- Strutture leggere in acciaio
- Frequenza naturale < frequenza operativa
Selezione del punto di misurazione
- Alloggiamento del cuscinetto: Posizione di misurazione primaria
- Fondazione: Per verificare la trasmissione/isolamento
- Struttura: Per le vibrazioni complessive dell'edificio
- Buone pratiche: Misurare su tutti i cuscinetti accessibili
Interpretazione dei risultati
- Zona A (Buona):
- Macchine nuove o recentemente revisionate
- Nessuna azione richiesta
- Base di riferimento per confronti futuri
- Zona B (Soddisfacente):
- Funzionamento normale
- Continuare il monitoraggio regolare
- Nessuna azione immediata
- Zona C (Insoddisfacente):
- Pianificare la manutenzione a breve
- Aumentare la frequenza del monitoraggio
- Indagare sulla causa principale
- Zona D (inaccettabile):
- È richiesta un'azione immediata
- Rischio di danni
- Considerare l'arresto
📘 Guida completa: Calcolatrice della velocità di vibrazione
🎯 Cosa fa questa calcolatrice
Questa calcolatrice determina i livelli di velocità di vibrazione ammissibili per le apparecchiature industriali secondo lo standard internazionale ISO 10816.
È uno strumento fondamentale per diagnosticare le condizioni tecniche dei macchinari rotanti e prevedere potenziali guasti prima che si verifichino.
🌍 Comprensione dello standard ISO 10816
ISO 10816 è la norma internazionale che stabilisce le regole per la valutazione delle vibrazioni delle macchine mediante misurazioni su parti non rotanti (alloggiamenti dei cuscinetti, fondazioni). La norma suddivide tutte le apparecchiature in 4 classi in base alla potenza e al tipo di installazione, con livelli di vibrazione ammissibili definiti per ciascuna classe.
Zone di vibrazione spiegate:
- Zona A (Verde): Nuova macchina vibrante - attrezzatura in ottime condizioni
- Zona B (Gialla): Accettabile per il funzionamento a lungo termine - attrezzatura in buone condizioni
- Zona C (Arancione): Accettabile solo per brevi periodi - è richiesta la pianificazione della manutenzione
- Zona D (rossa): Vibrazioni inaccettabili - rischio di danni all'apparecchiatura
Nota: Dal 2016 la norma ISO 10816 è stata sostituita dalla norma ISO 20816, ma i principi rimangono gli stessi.
💼 Applicazioni nel mondo reale
Scenari tipici:
1️⃣ Accettazione di nuove apparecchiature
Dopo l'installazione della pompa, si controlla la vibrazione. Il valore deve rientrare nella Zona A. Se superiore, significa che ci sono problemi di installazione o bilanciamento.
2️⃣ Diagnostica programmata
Misurazioni mensili delle vibrazioni sui motori. La crescita del trend segnala l'insorgenza di guasti. Consente riparazioni pianificate prima del guasto.
3️⃣ Risoluzione dei problemi
La ventola è diventata rumorosa. Vibrazione misurata - Zona C. Causa: usura dei cuscinetti o squilibrio del rotore.
4️⃣ Valutazione post-riparazione
Dopo la sostituzione del cuscinetto, si controlla la vibrazione. Dovrebbe tornare alla Zona A o B. In caso contrario, la riparazione è stata eseguita in modo errato.
📊 Esempio pratico: stazione di pompaggio
Situazione:
- Pompa centrifuga, 55 kW, 1480 giri/min
- ISO 10816 Classe II
- Vibrazione misurata: 4,5 mm/s (Zona C)
Azione: Una diagnosi urgente ha rivelato uno squilibrio della girante
Risultato: Dopo l'equilibratura, le vibrazioni sono ridotte a 1,8 mm/s (Zona B) ✓
📖 Glossario tecnico
- Velocità di vibrazione (RMS)
- Velocità del moto oscillatorio in un punto dell'alloggiamento della macchina. Misurata in mm/s. Valore quadratico medio nell'intervallo 10-1000 Hz.
- Classe macchina
- Categoria di apparecchiature per potenza e tipo di installazione:
- Classe I: Piccole macchine fino a 15 kW
- Classe II: Macchine medie 15-75 kW (fino a 300 kW su fondazioni speciali)
- Classe III: Macchine di grandi dimensioni su fondamenta rigide
- Classe IV: Macchine di grandi dimensioni su fondamenta flessibili
- Fondazione rigida
- Fondazione la cui frequenza naturale è > 1,25 volte la frequenza di rotazione. Praticamente non vibra.
- Fondazione flessibile
- Fondamenta su supporti a molla o telaio leggero. Frequenza naturale < frequenza di rotazione.
- Punto di misurazione
- Posizione del sensore di vibrazione. Solitamente: alloggiamento del cuscinetto, il più vicino possibile al cuscinetto.
- Tendenza delle vibrazioni
- Variazione del livello di vibrazione nel tempo. Più importante del valore assoluto, mostra lo sviluppo del difetto.
⚠️ Note importanti
- Questa calcolatrice fornisce valori di orientamento basati su ISO 10816
- Per le apparecchiature critiche è necessaria un'analisi ingegneristica dettagliata
- Considerare sempre le tendenze delle vibrazioni, non solo le singole misurazioni
- Gli standard locali potrebbero avere requisiti più rigorosi
🎓 Consigli professionali
- Misura in tre direzioni: verticale, orizzontale, assiale
- Prendi le misure negli stessi punti per l'analisi delle tendenze
- Registrare le condizioni operative (carico, temperatura, velocità)
- Utilizzare sensori di qualità e strumenti certificati
- Confronta con le misurazioni di base della messa in servizio