Comprensione dello spostamento delle vibrazioni

Definizione: Che cosa è lo spostamento nella vibrazione?

Spostamento è una misura della distanza totale percorsa da un oggetto vibrante dalla sua posizione di riposo (equilibrio). Quantifica "quanto" un componente si muove avanti e indietro. Essendo la rappresentazione più semplice del moto vibratorio, lo spostamento è un parametro fondamentale nell'analisi delle vibrazioni, soprattutto per applicazioni a bassa frequenza e per la valutazione dei giochi meccanici.

Perché e quando misurare lo spostamento

Sebbene la velocità sia il parametro più comune per la salute generale della macchina, lo spostamento è la misurazione preferita in diversi scenari specifici e critici:

• Analisi a bassa frequenza: L'energia delle vibrazioni è proporzionale allo spostamento a frequenze molto basse. Per macchinari a bassa velocità (tipicamente inferiori a 600 giri/min o 10 Hz), come grandi ventilatori, torri di raffreddamento e macchine per la carta, lo spostamento è l'indicatore più sensibile e rappresentativo dell'intensità delle vibrazioni.
• Valutazione delle autorizzazioni: Lo spostamento fornisce una misurazione diretta del movimento fisico di un componente. Questo è fondamentale per determinare se un albero rotante ha abbastanza gioco per evitare lo sfregamento contro componenti fissi come cuscinetti o guarnizioni.
• Deflessione strutturale: Quando si analizza il movimento di strutture come basi, telai o tubazioni, lo spostamento viene utilizzato per comprendere le forme modali e garantire che le deflessioni rientrino nei limiti di progettazione.
• Bilanciamento dei rotori a bassa velocità: Durante l'equilibratura di rotori grandi e lenti, spesso si ricorre alle misurazioni dello spostamento per determinare l'entità dello squilibrio.

Unità e misura

Unità comuni

Lo spostamento delle vibrazioni è solitamente espresso in una delle due unità:

• Miglia: Lo standard industriale negli Stati Uniti, dove 1 mil equivale a un millesimo di pollice (0,001").
• Micrometri (µm): Unità di misura standard del SI, in cui 1 micrometro equivale a un milionesimo di metro (1 mil ≈ 25,4 µm).

Lo spostamento è quasi sempre misurato in Picco-picco (Pk-Pk) unità, poiché questo valore rappresenta la corsa totale del componente, che è il fattore più importante per l'analisi del gioco.

Come si misura?

Lo spostamento può essere misurato in diversi modi:

1. Sonde di prossimità: Questo è il metodo più comune per misurare le vibrazioni dell'albero. Una sonda a correnti parassite senza contatto viene montata su una parte fissa e misura la variazione della distanza tra la sua punta e l'albero rotante. Questo misura direttamente lo spostamento relativo dell'albero.
2. Integrazione dagli accelerometri: Un accelerometro standard misura l'accelerazione. Il suo segnale può essere integrato elettronicamente una volta per ottenere la velocità e una seconda volta per ottenere lo spostamento. Questa è una caratteristica comune nei moderni dispositivi di raccolta dati, ma può essere soggetta a rumore ed errori a frequenze molto basse.
3. Sensori di spostamento laser: Questi sensori senza contatto utilizzano un raggio laser per fornire misurazioni dello spostamento estremamente precise.

Il ruolo dello spostamento nella diagnostica

Sebbene un elevato spostamento alla frequenza di rotazione dell'albero (1X giri/min) su una macchina a bassa velocità sia spesso indice di squilibrio, il suo principale potere diagnostico deriva dalla sua relazione con velocità e accelerazione. Per una data quantità di energia di vibrazione:

• A basse frequenze, lo spostamento avrà l'ampiezza più elevata.
• A frequenze medie, la velocità avrà l'ampiezza più elevata.
• A alte frequenze, l'accelerazione avrà l'ampiezza più elevata.

Per questo motivo, gli analisti utilizzano lo spostamento per concentrarsi su fenomeni a bassa frequenza che potrebbero essere completamente invisibili in uno spettro di accelerazione. Una macchina potrebbe essere sottoposta a un movimento a bassa frequenza intenso e dannoso che genera un'accelerazione molto ridotta, rendendo lo spostamento una parte fondamentale di un kit diagnostico completo.

← Torna all'indice principale