Comprensione dei difetti di accoppiamento
Definizione: Cosa sono i difetti di accoppiamento?
Difetti di accoppiamento sono danni, usura o deterioramento degli accoppiamenti meccanici che collegano gli alberi motore e condotto (motore-pompa, motore-ventola, ecc.). Questi difetti includono elementi flessibili usurati, denti danneggiati negli accoppiamenti a ingranaggi, inserti elastomerici incrinati o rotti, collegamenti mozzo-albero allentati e danni indotti da disallineamento. I problemi di accoppiamento creano difetti caratteristici vibrazione modelli dominati da armoniche 2× e 3×, spesso accompagnate da alti vibrazione assiale.
Mentre gli accoppiamenti sono progettati per ospitare alcuni disallineamento e garantiscono una connessione flessibile, hanno una durata limitata e possono rompersi a causa di eccessivo disallineamento, sovraccarico, affaticamento o usura, rendendo essenziali ispezioni e monitoraggi regolari.
Tipi comuni di accoppiamento e relativi difetti
1. Giunti elastomerici (elementi flessibili)
Difetti tipici
- Usura dell'elemento: L'elemento in gomma o uretano si degrada a causa della flessione
- Crepe: Crepe da fatica nell'elemento flessibile
- Strappo: L'elemento si strappa a causa di sovraccarico o disallineamento
- Indurimento: Il calore o l'invecchiamento induriscono l'elemento, perdendone la flessibilità
- Danni chimici: L'olio o le sostanze chimiche attaccano i materiali elastomerici
Sintomi di vibrazione
- Aumento delle armoniche 2× e 3× man mano che l'elemento si degrada
- Elevata vibrazione assiale dovuta al degrado dell'elemento
- Vibrazione irregolare mentre l'elemento si guasta progressivamente
- Guasto definitivo: rottura completa dell'elemento, perdita di trasmissione
2. Giunti a ingranaggi
Difetti tipici
- Usura dei denti: Usura dei denti degli ingranaggi dovuta al movimento di scorrimento durante l'adattamento al disallineamento
- Guasto di lubrificazione: Grasso inadeguato che provoca abrasioni
- Guasto della guarnizione: Il grasso fuoriesce, i contaminanti entrano
- Rottura dei denti: Un grave sovraccarico o affaticamento causa la rottura dei denti
- Allentamento del mozzo: Mozzi allentati sugli alberi
Sintomi di vibrazione
- Elevata vibrazione 2× (firma di disallineamento primario trasmessa tramite giunto usurato)
- Accoppiamento dei picchi di frequenza naturale (tipicamente 200-1000 Hz)
- Rumore di sferragliamento e impatti se il gioco è eccessivo
- Armoniche multiple dal contatto non lineare dei denti
3. Giunti a griglia/molla metallica
Difetti tipici
- Usura o rottura della griglia
- Fatica dell'elemento elastico
- Degrado della lubrificazione
- Danni alla guarnizione di copertura
Sintomi
- Aumento della vibrazione 2×
- Rumore proveniente da elementi della griglia allentati o rotti
- crepitio ad alta frequenza
4. Giunti disco/membrana
Difetti tipici
- Affaticamento del disco: Crepe del disco metallico o del diaframma dovute alla flessione
- Allentamento del bullone: I bulloni di collegamento si allentano
- Rottura del disco: Guasto completo del pacco dischi
Sintomi
- Elevata vibrazione 2× dovuta allo stress da disallineamento sull'accoppiamento rigido
- Possibile guasto catastrofico improvviso
- Rumore metallico se i bulloni si allentano
Caratteristiche di vibrazione dei problemi di accoppiamento
Contenuto di frequenza
- 2× Dominante: La maggior parte dei difetti di accoppiamento enfatizzano la velocità di corsa 2×
- 3× Componente: Spesso presente, indica un disallineamento angolare dovuto a giunto usurato
- 1× Maggio Aumento: Dall'effetto di squilibrio dell'asimmetria di accoppiamento
- Alta frequenza: I rumori e gli impatti creano rumore a banda larga
Caratteristiche direzionali
- Assiale alto: Vibrazione assiale spesso > 50% di quella radiale (classico disallineamento trasmesso tramite giunto)
- Modello radiale: Potrebbe essere più alto nei cuscinetti adiacenti all'accoppiamento
- Fase 180°: Misurazioni assiali alle estremità del motore e della trasmissione spesso sfasate di 180°
Rilevamento e diagnosi
Analisi delle vibrazioni
- Monitorare le tendenze di ampiezza 2× (l'aumento indica usura o disallineamento dell'accoppiamento)
- Confronta i rapporti di vibrazione assiale e radiale
- Cercare rumori o impatti ad alta frequenza
- Analisi di fase attraverso l'accoppiamento (grandi differenze indicano un problema)
Ispezione fisica
- Visivo: Cercare crepe, usura, danni, perdite d'olio
- Controlli dei bulloni: Verificare che tutti i bulloni di accoppiamento siano ben serrati
- Adattamento del mozzo: Controllare che gli alberi non siano allentati
- Elementi flessibili: Ispezionare per usura, crepe, indurimento
- Lubrificazione: Verificare la presenza di grasso nei giunti degli ingranaggi
- Allineamento: Allineamento laser per verificare l'accoppiamento entro le tolleranze
Indicatori operativi
- Rumore insolito dalla zona di accoppiamento
- Danni o usura visibili
- Perdita di lubrificante
- Accoppiamento a caldo (temperatura al tatto)
- Odore di gomma bruciata (giunti elastomerici)
Manutenzione preventiva
Allineamento
- Allineamento di precisione durante l'installazione
- Verifica periodica dell'allineamento (annuale o secondo programma)
- Rimanere entro le tolleranze di disallineamento del produttore del giunto
- Considerare la crescita termica nella procedura di allineamento
Lubrificazione (ingranaggi e giunti a griglia)
- Utilizzare il tipo di grasso specificato
- Lubrificare nuovamente secondo il programma (in genere ogni 6-12 mesi)
- Verificare che le guarnizioni siano intatte per mantenere la lubrificazione
- Sostituire le guarnizioni durante la revisione del giunto
Programma di ispezione
- Settimanale: Ispezione visiva esterna, ascoltare eventuali rumori insoliti
- Trimestrale: Andamento delle vibrazioni, controlli della temperatura
- Annualmente: Verifica dell'allineamento, ispezione dettagliata
- Interruzioni importanti: Smontare e ispezionare i componenti interni
Criteri di sostituzione
- Elementi elastomerici: Sostituire quando la crepa è > 1/3 della profondità, o indurita, o dopo le ore specificate dal produttore
- Denti dell'accoppiamento degli ingranaggi: Sostituire quando l'usura supera i limiti o la corrosione superficiale > 30%
- Elementi griglia/molla: Sostituire se rotto, incrinato o secondo la sostituzione programmata
- Accoppiamento completo: Dopo guasti importanti, valutare la sostituzione di entrambe le metà e dei mozzi
I difetti del giunto sono fonti comuni di vibrazioni nei macchinari accoppiati. La caratteristica firma 2×, combinata con l'elevata vibrazione assiale, rende i problemi del giunto facilmente identificabili, e un'ispezione regolare, abbinata al monitoraggio delle vibrazioni, consente la sostituzione pianificata prima che un guasto catastrofico del giunto causi costosi danni secondari alle apparecchiature collegate.
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