Capire l'energia di picco

Dispositivi

Equilibratore portatile e analizzatore di vibrazioni Balanset-1A

$2,358.31

Parti di ricambio

Sensore di vibrazioni

$107.47

Parti di ricambio

Sensore ottico (tachimetro laser)

$148.07

Dispositivi

Balanset-4

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Parti di ricambio

Standard magnetico Insize-60-kgf

$54.93

Parti di ricambio

Nastro riflettente

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Dispositivi

Bilanciatore dinamico "Balanset-1A" OEM

$2,071.73

Definizione: Che cos'è l'energia Spike?

Energia di picco (chiamata anche energia d'impatto o energia dell'impulso d'urto) è un vibrazione parametro di misura che quantifica il contenuto energetico degli eventi di impatto ad alta frequenza, in particolare quelli generati da elementi rotanti difetti dei cuscinetti. L'energia di picco viene misurata rilevando la risposta di accelerazione ad alta frequenza di picco quando gli elementi volventi colpiscono difetti sulle piste dei cuscinetti, fornendo un indicatore di allarme precoce di danni ai cuscinetti che è più sensibile dei livelli di vibrazione complessivi o persino dell'analisi della frequenza standard.

La tecnica dell'energia di punta, correlata alla Metodo Shock Pulse (SPM), si concentra sui brevi picchi di accelerazione ad alta ampiezza creati quando sfere o rulli colpiscono scheggiature, crepe o buche, consentendo il rilevamento dei difetti dei cuscinetti mesi prima rispetto ai metodi convenzionali di monitoraggio delle vibrazioni.

Base fisica

Generazione di impatto nei cuscinetti

Quando un elemento volvente colpisce un cuscinetto difettoso:

1. Si verifica un impatto breve e di grande intensità (durata microsecondi)
2. L'impatto eccita risonanze ad alta frequenza nella struttura portante (tipicamente 5-40 kHz)
3. Creato un ronzio ad alta frequenza
4. Energia concentrata in picchi di breve durata
5. L'energia di picco misura questo contenuto energetico di impatto

Perché la messa a fuoco ad alta frequenza?

• Gli impatti dei cuscinetti creano energia principalmente ad alte frequenze
• Le vibrazioni a bassa frequenza (squilibrio, ecc.) non contribuiscono ai picchi
• La misurazione ad alta frequenza isola gli eventi generati dai cuscinetti
• Miglior rapporto segnale/rumore per i difetti dei cuscinetti

Metodo di misurazione

Strumentazione

• Accelerometro ad alta frequenza: Sensore ad ampia larghezza di banda (>30 kHz)
• Sensore risonante: Alcuni sistemi utilizzano la risonanza dell'accelerometro (~32 kHz) per amplificare gli impatti
• Filtro passa-banda: Tipicamente 5-40 kHz per isolare le frequenze di impatto
• Rilevatore di picco: Cattura la massima accelerazione in ogni impatto
• Calcolo dell'energia: Integrale dell'accelerazione al quadrato durante la durata dell'impatto

Unità e scala

• Espresso in dB (decibel) rispetto al livello di riferimento
• Scala tipica: 0-60 dB
• A volte espresso come gSE (energia di picco in unità g)
• La scala logaritmica si adatta ad un'ampia gamma dinamica

Criteri di interpretazione e gravità

Livelli di gravità tipici

Buone condizioni (< 20 dB)

• Energia di impatto minimo
• Cuscinetto in buone condizioni
• Lubrificazione normale
• Nessuna azione correttiva necessaria

Condizioni discrete (20-35 dB)

• Rilevata qualche attività di impatto
• Usura precoce dei cuscinetti o inizio di difetti
• Monitorare più frequentemente
• Pianificare la manutenzione entro 3-6 mesi

Condizioni scadenti (35-50 dB)

• Energia di impatto significativo
• Sono presenti difetti attivi nei cuscinetti
• Aumentare il monitoraggio a settimanale/giornaliero
• Pianificare la sostituzione entro poche settimane

Condizione critica (> 50 dB)

• Energia d'impatto molto elevata
• Danni avanzati ai cuscinetti
• Si consiglia la sostituzione immediata
• Rischio di guasto improvviso

Fasi di vita dei cuscinetti e picco di energia

• Nuovo cuscinetto: Bassa energia di picco (10-15 dB)
• Usura normale: Aumento graduale (15-25 dB)
• Inizio del difetto: L'energia del picco inizia a salire (25-35 dB)
• Difetto attivo: Aumento rapido (35-50 dB)
• Fallimento avanzato: Molto alto (> 50 dB) può quindi diminuire man mano che il cuscinetto si disintegra

Vantaggi

Rilevazione precoce

• Rileva i difetti dei cuscinetti 6-18 mesi prima dei metodi FFT
• Sensibile alle micro-scheggiature e ai danni incipienti
• Si manifesta precocemente nello sviluppo del difetto
• Fornisce il massimo tempo di consegna per la pianificazione della manutenzione

Semplicità

• Valore numerico singolo (dB)
• Facile da seguire nel tempo
• Semplice allarme basato su soglie
• Formazione minima richiesta per la raccolta dei dati

Efficacia a bassa velocità

• Funziona bene a basse velocità dove le misurazioni della velocità sono deboli
• Gli impatti generano ancora picchi ad alta frequenza indipendentemente dalla velocità dell'albero
• Adatto per attrezzature a bassa velocità (< 500 giri/min)

Limitazioni

Specifico per cuscinetto

• Rileva principalmente difetti dei cuscinetti
• Non diagnostico per squilibrio, disallineamento o la maggior parte degli altri guasti
• Deve essere integrato con altre tecniche per un monitoraggio completo

Nessuna identificazione dei guasti

• Indica un problema al cuscinetto ma non specifica quale componente (pista esterna, pista interna, ecc.)
• Richiede l'analisi spettrale per l'identificazione specifica dei guasti
• Il singolo numero non fornisce dettagli diagnostici

Sensore e sensibilità di montaggio

• Richiede un buon sensore ad alta frequenza
• Metodo di montaggio critico (montaggio a perno migliore, magnete accettabile, portatile scarso)
• Il percorso di trasmissione influenza la lettura

Applicazione pratica

Monitoraggio basato sul percorso

• Misurazione rapida dell'energia di picco su ciascun cuscinetto
• Identificare i cuscinetti con letture elevate
• Segnala per analisi FFT o envelope dettagliate
• Screening efficiente di molti cuscinetti

Di tendenza

• Tracciare l'energia del picco in funzione del tempo
• Cercare tendenze al rialzo
• I rapidi aumenti indicano un'accelerazione dei danni
• Avviare un'analisi dettagliata o una manutenzione

Complementare con altri metodi

• Utilizzare l'energia di picco per lo screening e l'andamento
• Quando elevato, eseguire analisi dell'involucro per l'identificazione specifica dei guasti
• Combina con fattore di cresta e curtosi per una valutazione completa dei cuscinetti

L'energia di picco è un prezioso indicatore delle condizioni dei cuscinetti che fornisce un avviso tempestivo di difetti in via di sviluppo attraverso semplici misurazioni a valore singolo. Sebbene non offra il dettaglio diagnostico dell'analisi in frequenza, la semplicità dell'energia di picco, la capacità di rilevamento precoce e l'efficacia a basse velocità la rendono un componente utile di programmi completi di monitoraggio dei cuscinetti, in particolare per lo screening di un gran numero di cuscinetti e l'avvio di analisi più dettagliate quando vengono rilevati problemi.

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