Come faccio a identificare una fonte di vibrazione in base alla frequenza?

La maggior parte dei guasti dovuti a vibrazioni produce modelli di frequenza caratteristici correlati alla velocità di rotazione dell'albero. 1x giri/min indica tipicamente squilibrio, 2x giri/min indica disallineamento, frequenze sub-sincrone (0,42-0,48x) indicano vortici d'olio nei cuscinetti a strisciamento. Analizzando quali frequenze sono dominanti nello spettro delle vibrazioni, è possibile restringere il campo delle fonti di guasto più probabili.

Cos'è la vibrazione 1x?

La vibrazione 1x (detta anche vibrazione sincrona) si verifica esattamente alla frequenza di rotazione dell'albero (1 volta il numero di giri al minuto). È la componente di vibrazione più comune ed è causata principalmente da squilibrio di massa. Altre cause includono albero piegato, disallineamento, allentamenti e risonanza. L'analisi dell'angolo di fase aiuta a distinguere tra queste cause.

Cosa causa la vibrazione sub-sincrona?

Le vibrazioni subsincrone si verificano al di sotto della velocità di rotazione dell'albero. Le cause più comuni includono: vortici d'olio (0,42-0,48x nei cuscinetti a strisciamento), sbattimento dell'olio (bloccato alla frequenza naturale del rotore), sfregamento (varie subarmoniche), allentamenti (armoniche 0,5x e frazionarie) e problemi alla trasmissione a cinghia.

Cosa causa le vibrazioni ad alta frequenza?

Le vibrazioni ad alta frequenza (superiori a 10 volte i giri al minuto) sono solitamente causate da: difetti dei cuscinetti volventi (BPFO, BPFI, BSF), frequenze di accoppiamento degli ingranaggi, frequenze di passaggio delle pale/palette, rumore elettrico, risonanza dei componenti strutturali o cavitazione nelle pompe.

Quale ruolo gioca l'angolo di fase nella diagnosi delle vibrazioni?

L'angolo di fase è fondamentale per distinguere guasti con firme di frequenza simili. Per vibrazioni 1x: fase stabile = sbilanciamento, differenza di fase di 180 gradi attraverso l'accoppiamento = disallineamento, fase instabile/spostata = allentamento. La fase viene misurata utilizzando un segnale di riferimento tachimetrico e indica la relazione angolare tra il picco di vibrazione e la posizione dell'albero.

Strumento di ingegneria gratuito #033

Identificatore della sorgente di vibrazione

Strumento diagnostico interattivo: inserisci la frequenza delle vibrazioni in base alla velocità di rotazione per identificare le probabili fonti di guasto dei macchinari rotanti.

Analisi di frequenza Diagnosi dei guasti Monitoraggio dell'ordine

Risultati diagnostici

Fonte più probabile

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Frequenza alla velocità operativa

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Ordine di vibrazione

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Riferimento completo frequenza–guasto

Analisi della frequenza delle vibrazioni

Ogni guasto meccanico produce vibrazioni a frequenze caratteristiche correlate alla velocità di rotazione dell'albero. Identificando la frequenza dominante in uno spettro di vibrazioni ed esprimendola come un ordine (multiplo) della velocità dell'albero, è possibile determinare la fonte di guasto più probabile.

Calcolo dell'ordine

Ordine = f_vibrazione / f_running = f_vibrazione / (RPM / 60)

Dove f_vibrazione è la frequenza dominante misurata in Hz e giri al minuto è la velocità di rotazione dell'albero.

Frequenze di guasto comuni

Ordine	Frequenza	Fonte primaria	Indicatori aggiuntivi
1x	Velocità dell'albero	Squilibrio	Fase stabile, proporzionale al quadrato della velocità
1x	Velocità dell'albero	Albero piegato	Elevata vibrazione assiale, fase stabile
2x	2 x velocità dell'albero	Disallineamento	Elevata vibrazione assiale, fase a 180° attraverso il giunto
3x	3 x velocità dell'albero	Grave disallineamento	Sono presenti più armoniche
0,42–0,48x	Sub-sincrono	Vortice d'olio	Cuscinetti a strisciamento, dipendenti dalla velocità
0,5x	Metà velocità dell'albero	Allentamento meccanico / sfregamento	Subarmoniche frazionarie
Armoniche multiple	1x, 2x, 3x…	Allentamento meccanico	Molte armoniche della velocità di funzionamento
Non sincrono	BPFO, BPFI, BSF	Difetti dei cuscinetti	Modulato dalla velocità di funzionamento
Z x giri/min	Passaggio delle pale	Problemi di flusso	Pulsazione, cavitazione
Z x giri/min	Ingranamento	Problemi con gli ingranaggi	Le bande laterali indicano quale ingranaggio
2x linea (100/120 Hz)	Frequenza fissa	Elettrico	Scompare quando l'alimentazione viene rimossa

Guida all'angolo di fase

L'analisi di fase è fondamentale per distinguere i guasti alla stessa frequenza. A 1x: fase stabile = sbilanciamento, 180° attraverso l'accoppiamento = disallineamento, fase instabile = allentamento. Utilizzare sempre un riferimento tachimetrico.

Esempio pratico

Esempio — Motore a 1500 giri/min con vibrazione a 75 Hz

Dato: Velocità di rotazione = 1500 giri/min, frequenza dominante = 75 Hz

Frequenza di velocità di rotazione = 1500 / 60 = 25 Hz

Ordine = 75 / 25 = 3,0x

Principale causa sospetta: Grave disallineamento o allentamento meccanico

Consigliato: controllare l'allineamento del giunto, ispezionare i bulloni di montaggio, verificare la fondazione

⚠️ Nota: Questo strumento fornisce indicazioni basate sulle relazioni più comuni tra guasti e frequenza. Una diagnosi definitiva richiede la correlazione con i dati di fase, la forma d'onda temporale, i grafici orbitali, le condizioni operative e la cronologia della macchina. Verificare sempre con misurazioni aggiuntive.