Parametri di calcolo

ISO 20816 – Valutazione delle vibrazioni della macchina mediante misure di accelerazione





giri al minuto




Risultati del calcolo

Tipo di apparecchiatura:
—
Gamma di frequenza consigliata:
—
Zona A (Nuove attrezzature) – fino a:
—
Zona B (Operazione a lungo termine) – fino a:
—
Zona C (Operazione a breve termine) – fino a:
—
Zona D (Danni) – sopra:
—

Interpretazione della zona di accelerazione delle vibrazioni:

Zona A: Accelerazione delle vibrazioni di macchine nuove o dopo una revisione importante
Zona B: Le macchine possono funzionare indefinitamente senza rischio di danni
Zona C: Monitoraggio delle condizioni richiesto e pianificazione della manutenzione necessaria
Zona D: Alto rischio di danni. Intervento immediato richiesto.

Come funziona la calcolatrice

Norma ISO 20816

La norma ISO 20816 integra la norma ISO 10816 e stabilisce i criteri per la valutazione delle vibrazioni mediante misurazioni dell'accelerazione. Questa norma è particolarmente importante per i componenti soggetti a vibrazioni ad alta frequenza, che non sempre vengono adeguatamente considerati nelle misurazioni della velocità.

Vantaggi delle misurazioni dell'accelerazione

  • Migliore sensibilità ai componenti ad alta frequenza
  • Rilevamento precoce dei difetti dei cuscinetti volventi
  • Diagnosi efficace degli ingranaggi
  • Rilevamento della cavitazione nelle pompe

Relazione tra accelerazione e velocità

L'accelerazione della vibrazione è correlata alla velocità della vibrazione attraverso la frequenza:

a = 2πf × v

dove:

  • UN — accelerazione di vibrazione (m/s²)
  • f — frequenza (Hz)
  • v — velocità di vibrazione (m/s)

Valori di soglia tipici

I valori di soglia dell'accelerazione delle vibrazioni dipendono dal tipo di apparecchiatura, dall'intervallo di frequenza e dalle condizioni operative. Raccomandazioni generali:

  • < 0,5 g: Ottime condizioni
  • 0,5-1,0 g: Buone condizioni
  • 1,0-2,5 g: Condizione soddisfacente
  • 2,5-5,0 g: Condizione insoddisfacente
  • > 5,0 g: Condizione inaccettabile

Caratteristiche dell'applicazione

  • Per i cuscinetti volventi si consiglia la misurazione nell'intervallo 10-10000 Hz
  • Per le trasmissioni ad ingranaggi, l'analisi delle frequenze di accoppiamento dei denti è importante
  • Le misurazioni ad alta frequenza vengono utilizzate per la diagnostica della cavitazione
  • Bisogna considerare le frequenze di risonanza strutturale

Raccomandazioni di misurazione

  • Utilizzare accelerometri con un intervallo di frequenza sufficiente
  • Garantire un montaggio affidabile del sensore
  • Misurare in tre direzioni reciprocamente perpendicolari
  • Considerare gli effetti della temperatura sulla sensibilità del sensore

Esempi di utilizzo e guida alla selezione del valore

Esempio 1: Pompa centrifuga con cuscinetti volventi

Scenario: Monitoraggio di una pompa centrifuga da 30 kW

  • Tipo di apparecchiatura: Pompa centrifuga
  • Velocità: 2950 giri/min
  • Gamma di frequenza: 10-1000 Hz (standard)
  • Tipo di cuscinetto: Cuscinetti volventi
  • Montaggio: Rigido
  • Risultato: Zona A: 0-1,0 g, Zona B: 1,0-2,5 g
  • Nota: Per difetti dei cuscinetti, controllare anche 10-10000 Hz
Esempio 2: Generatore a turbina a gas

Scenario: Turbina a gas da 25 MW con cuscinetti a manicotto

  • Tipo di apparecchiatura: Turbina a gas (3-40 MW)
  • Velocità: 5400 giri/min
  • Gamma di frequenza: 10-2000 Hz
  • Tipo di cuscinetto: Cuscinetti a manicotto
  • Montaggio: Flessibile
  • Risultato: Zona A: 0-0,5 g, Zona B: 0,5-1,2 g
  • Critico: Monitorare le frequenze di passaggio delle pale
Esempio 3: compressore alternativo

Scenario: compressore alternativo a 4 cilindri

  • Tipo di apparecchiatura: Compressore alternativo
  • Velocità: 750 giri/min
  • Gamma di frequenza: 2-1000 Hz (bassa frequenza)
  • Tipo di cuscinetto: Cuscinetti a manicotto
  • Montaggio: Isolato dalle vibrazioni
  • Risultato: Zona A: 0-2,0 g, Zona B: 2,0-5,0 g
  • Nota: Limiti più elevati dovuti alle pulsazioni intrinseche

Come scegliere i valori

Guida alla selezione del tipo di apparecchiatura
  • Turbine a gas:
    • < 3 MW: Piccole turbine industriali
    • 3-40 MW: generazione di potenza media
    • > 40 MW: Grandi turbine di servizio pubblico
  • Compressori:
    • Centrifugo: funzionamento regolare, limiti inferiori
    • Alternativo: Forze pulsanti, limiti superiori
    • Vite: Limiti medi, controllare le armoniche
  • Motori elettrici:
    • < 15 kW: Piccoli motori ausiliari
    • 15-300 kW: Motori di processo
    • > 300 kW: Grandi azionamenti
Selezione della gamma di frequenza
  • 10-1000 Hz: Standard per la maggior parte delle apparecchiature rotanti
  • 10-2000 Hz: Macchine ad alta velocità, scatole del cambio
  • 10-10000 Hz: Diagnostica dei cuscinetti volventi, cavitazione
  • 2-1000 Hz: Macchine a bassa velocità, attrezzature alternative
Considerazioni sul tipo di cuscinetto
  • Cuscinetti volventi:
    • Più sensibile alle alte frequenze
    • Limiti di accelerazione inferiori
    • Controllare la frequenza dei difetti dei cuscinetti
  • Cuscinetti a manicotto:
    • Migliori caratteristiche di smorzamento
    • Concentrarsi sulle basse frequenze
    • Preoccupazioni per il vortice/frusta del petrolio
  • Cuscinetti magnetici:
    • Vibrazioni meccaniche molto basse
    • Controllare le frequenze del sistema di controllo
    • Criteri di valutazione speciali
Misurazioni di accelerazione e velocità
  • Utilizzare l'accelerazione quando:
    • Importanti le alte frequenze > 1000 Hz
    • Monitoraggio dei cuscinetti volventi
    • Frequenze di accoppiamento degli ingranaggi
    • Rilevamento della cavitazione
  • Utilizzare Velocity quando:
    • Condizioni generali della macchina
    • Frequenze medio-basse (10-1000 Hz)
    • Squilibrio, disallineamento
    • Vibrazione strutturale