Capire l'olospettro

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Equilibratore portatile e analizzatore di vibrazioni Balanset-1A

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Bilanciatore dinamico "Balanset-1A" OEM

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Definizione: Che cos'è l'olospettro?

Olospettro (chiamato anche spettro completo) è una tecnica avanzata di analisi della frequenza in dinamica del rotore che elabora simultaneamente X e Y (orizzontale e verticale) vibrazione misurazioni per separare il movimento dell'albero in componenti di precessione in avanti (che orbitano nella stessa direzione della rotazione) e componenti di precessione all'indietro (che orbitano in direzione opposta alla rotazione). A differenza dei sistemi convenzionali spettri che mostrano solo l'entità delle vibrazioni, l'olospettro mostra sia le frequenze positive (in avanti) sia quelle negative (all'indietro), fornendo informazioni complete sulla direzione del movimento orbitale del rotore, fondamentali per diagnosticare le instabilità, identificare le vibrazioni forzate rispetto a quelle autoeccitate e caratterizzare il comportamento dinamico del rotore.

L'olospettro viene utilizzato principalmente con sonda di prossimità Misurazioni (coppie XY) su turbomacchine critiche, rivelando fenomeni invisibili negli spettri monoassiali standard. È uno strumento diagnostico di livello esperto per gli specialisti della dinamica dei rotori che risolvono complessi problemi di vibrazione in turbine, compressori e generatori.

Basi teoriche

Precessione in avanti vs. precessione all'indietro

• Precessione in avanti: Il centro dell'albero orbita nella stessa direzione della rotazione dell'albero (più comune)
• Precessione all'indietro: L'albero orbita in direzione opposta alla direzione di rotazione (indica problemi specifici)
• Significato: La direzione indica il meccanismo di eccitazione e il tipo di guasto

Limitazione dello spettro standard

• La FFT monoasse non riesce a distinguere avanti da indietro
• Entrambi appaiono come componenti della stessa frequenza
• Informazioni sulla direzione perse
• Ambiguità nell'interpretazione

Soluzione Holospectrum

• Elabora le misurazioni XY insieme
• Separa matematicamente i componenti direzionali
• Avanti: frequenze positive
• Indietro: frequenze negative
• Caratterizzazione completa del movimento del rotore

Applicazioni e diagnostica

Diagnosi di instabilità

• Vortice/Frusta d'olio: Appare a frequenze negative (inizialmente precessione all'indietro)
• Vortice di vapore: Componente sub-sincrona all'indietro
• Identificazione: L'olospettro identifica immediatamente l'instabilità rispetto allo squilibrio

Vibrazione forzata vs. autoeccitata

• Squilibrio (forzato): Forte componente in avanti a 1×, minima componente all'indietro
• Instabilità (autoeccitata): Componente arretrata significativa
• Distinzione: Chiaro nell'olospettro, ambiguo nello spettro standard

Rilevamento dello sfregamento del rotore

• Lo sfregamento spesso crea componenti all'indietro
• Le forze di attrito determinano la precessione inversa
• L'olospettro rivela un movimento all'indietro correlato allo sfregamento

Effetti giroscopici

• Le modalità di vortice in avanti e indietro si separano a frequenze diverse
• L'olospettro mostra chiaramente entrambe le modalità
• Convalida i modelli dinamici del rotore

Requisiti dei dati

Coppia di misurazione XY

• Sono necessarie due misurazioni delle vibrazioni perpendicolari
• Tipicamente dalla coppia di sonde di prossimità XY
• Devono essere spazialmente distanti 90°
• Campionamento sincronizzato essenziale

Fase relativa

• La relazione di quadratura tra X e Y consente la determinazione della direzione
• X precede Y di 90° → in avanti
• X è in ritardo rispetto a Y di 90° → indietro
• Precisione di fase critica

Interpretazione

Display olospettrale

• Asse orizzontale: Frequenza (positiva per avanti, negativa per indietro)
• Asse verticale: Ampiezza
• Centro Zero: Frequenza zero al centro del grafico
• Lato destro: Componenti della precessione in avanti (+1×, +2×, ecc.)
• Lato sinistro: Componenti della precessione all'indietro (-1×, -2×, ecc.)

Modelli tipici

Rotore sano

• Grande componente in avanti a +1× (sbilanciamento)
• Componenti arretrati piccoli o assenti
• Indica la normale vibrazione forzata

Vortice d'olio

• Componente significativa a frequenza sub-sincrona negativa
• Esempio: -0,45× (indietro a 45% di velocità del rotore)
• Diagnostica per l'instabilità indotta dai cuscinetti

Disallineamento

• Componente in avanti +2× forte
• Minimo all'indietro
• Conferma la vibrazione forzata dovuta al disallineamento

Vantaggi

Chiarezza diagnostica

• Distingue immediatamente l'instabilità dallo squilibrio
• Identifica le condizioni di sfregamento del rotore
• Caratterizza il movimento complesso del rotore
• Riduce l'ambiguità diagnostica

Completezza

• Informazioni complete sul moto orbitale
• Nessuna perdita di informazioni (rispetto all'analisi monoasse)
• Quadro dinamico completo del rotore

Limitazioni

Richiede misurazioni XY

• Non applicabile ai dati monoasse
• Richiede coppie di sonde di prossimità o accelerometri sincronizzati
• Strumentazione più costosa

Complessità

• Più complesso dello spettro standard
• Richiede la comprensione dei concetti di precessione
• L'interpretazione richiede competenza
• Tecnica di analisi non di routine

Applicazione limitata

• Principalmente per problemi di dinamica del rotore
• Meno utile per difetti dei cuscinetti, ingranaggi
• Strumento specializzato, non di uso generale

Quando utilizzare Holospectrum

Casi appropriati

• Sospetta instabilità del rotore
• Indagine sulle vibrazioni sub-sincrone
• Diagnosi di sfregamento
• Risoluzione dei problemi critici delle turbomacchine
• Validazione della dinamica del rotore

Non necessario per

• Squilibrio o disallineamento di routine
• Analisi dei difetti dei cuscinetti
• Misurazioni monoassiali
• Rilievi generali di macchinari

L'analisi olospettrale è una tecnica diagnostica avanzata per la dinamica del rotore che fornisce una caratterizzazione completa del moto orbitale separando le componenti di precessione in avanti e all'indietro. Pur richiedendo misurazioni XY specializzate e competenze specifiche, l'olospettrale fornisce informazioni diagnostiche uniche, in particolare per instabilità e sfregamenti, non ottenibili con l'analisi spettrale monoassiale convenzionale, rendendolo uno strumento essenziale per l'analisi specialistica di complessi problemi di dinamica del rotore in turbomacchine critiche.

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