RMS (valore quadratico medio): lo standard per la gravità delle vibrazioni

Definizione: Che cosa è RMS?

RMS, O Radice quadrata media, è un metodo statistico per misurare l'entità di un segnale variabile, come una tensione alternata o una vibrazione meccanica. È la misura più ampiamente utilizzata e più importante per valutare lo stato di salute generale di una macchina rotante. Il valore efficace di un segnale di vibrazione è una misura del suo contenuto energetico totale ed è direttamente correlato alla capacità distruttiva della vibrazione.

Matematicamente, si calcola estraendo la radice quadrata della media (o media) dei valori quadratici del segnale in un determinato periodo di tempo. Questo processo fornisce un risultato equivalente al valore di corrente continua che produrrebbe la stessa quantità di calore o potenza.

Perché l'RMS è la misura preferita per valutare lo stato di salute delle macchine?

Sebbene i valori di picco e picco-picco siano utili per diagnosi specifiche, l'RMS è il parametro migliore per l'andamento delle condizioni generali della macchina per diversi motivi chiave:

• Direttamente correlato all'energia: Il potere distruttivo delle vibrazioni nel tempo è correlato al loro contenuto energetico, non solo ai picchi massimi. Il valore efficace (RMS) è l'unica misura che riflette accuratamente questa energia totale. Per questo motivo, è ben correlato alla fatica e all'usura dei componenti.
• Considera l'intera forma d'onda: A differenza della misurazione di picco, che rileva un solo punto, il valore RMS tiene conto dell'intera cronologia del segnale durante il periodo di misurazione. Questo lo rende una misurazione molto più stabile, ripetibile e affidabile.
• Meno sensibile agli impatti casuali: Un singolo urto o impatto non ripetuto può causare un picco significativo nel valore di picco, che potrebbe innescare un falso allarme. Il valore RMS, essendo una media, è molto meno influenzato da tali eventi casuali ed è un indicatore migliore delle condizioni di funzionamento continuo della macchina.
• Le basi per gli standard internazionali: Standard globali per la gravità delle vibrazioni dei macchinari, come ISO 20816 e serie 10816, specificano i loro limiti di allarme e di spegnimento in termini di Velocità RMS (mm/s)L'utilizzo di RMS consente un confronto diretto delle condizioni di una macchina con questi parametri di riferimento del settore ampiamente accettati.

La relazione tra RMS e picco

Per un'onda sinusoidale perfetta e pulita, esiste una semplice relazione matematica tra ampiezza RMS e picco:

RMS = Picco / √2 ≈ 0,707 × Picco

Tuttavia, questa relazione è valida solo per un'onda sinusoidale pura. Le vibrazioni dei macchinari reali sono complesse e contengono molte frequenze e talvolta anche impulsi. Per questi segnali complessi, il semplice fattore di conversione non è applicabile. Il rapporto tra il valore di picco e il valore RMS è noto come Fattore di crestaUn Crest Factor elevato (superiore a 3) indica che il segnale contiene impatti, il che rappresenta di per sé un prezioso indizio diagnostico.

RMS di cosa? Velocità, accelerazione o spostamento?

Il valore RMS può essere applicato a qualsiasi parametro di misura. Tuttavia, per il monitoraggio generico delle condizioni delle macchine nell'intervallo di frequenza più comune (da circa 10 Hz a 1.000 Hz), Velocità RMS è lo standard del settore. Questo perché:

• Un dato livello di velocità RMS corrisponde a un livello costante di intensità delle vibrazioni in un'ampia gamma di velocità e tipologie di macchine.
• Fornisce la risposta più "piatta", il che significa che è ugualmente sensibile a problemi come lo squilibrio alle basse frequenze e problemi di cuscinetti alle frequenze più alte.

Sebbene la velocità RMS sia lo standard per gli allarmi generali, gli analisti prenderanno in considerazione anche l'accelerazione RMS per i problemi ad alta frequenza e lo spostamento RMS per i problemi a frequenza molto bassa.

Come utilizzare RMS in un programma di manutenzione predittiva

1. Stabilire una linea di base: Misurare la velocità RMS su una macchina nuova o funzionante per stabilire una linea di base.
2. Tendenza dei dati: Effettuare letture regolari (ad esempio, mensilmente) e tracciare i valori RMS nel tempo.
3. Imposta allarmi: Impostare i livelli di allarme "Attenzione" e "Pericolo" in base agli standard ISO o a una variazione statistica rispetto al valore di base (ad esempio, Allerta a 2 volte il valore di base, Pericolo a 5 volte il valore di base).
4. Analizza i cambiamenti: Quando viene attivato un allarme RMS, segnala la necessità di un'analisi più dettagliata (utilizzando FFT, fase, ecc.) per diagnosticare la causa principale specifica del problema.

Monitorando costantemente l'andamento delle vibrazioni RMS, un programma di manutenzione può monitorare efficacemente lo stato di salute della macchina e passare da una strategia di manutenzione reattiva a una strategia di manutenzione predittiva.

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