Comprensione della velocità nell'analisi delle vibrazioni

Definizione: Che cos'è la velocità di vibrazione?

Velocità è la velocità di variazione dello spostamento rispetto al tempo. Nell'analisi delle vibrazioni, è una misura della "velocità" di movimento di un componente. Dei tre parametri principali delle vibrazioni (spostamento, velocità e accelerazione), la velocità è il più ampiamente utilizzato per valutare lo stato generale e l'intensità delle vibrazioni di macchinari rotanti generici nell'intervallo di frequenza più comune.

Perché la velocità è lo standard per la misurazione della gravità?

La velocità è diventata lo standard del settore per il monitoraggio delle vibrazioni in ambito generico per diversi motivi fondamentali:

• Miglior indicatore di energia distruttiva: L'energia distruttiva delle vibrazioni è direttamente correlata alla loro velocità. Un dato livello di velocità corrisponde a un livello costante di intensità delle vibrazioni in un'ampia gamma di velocità e tipologie di macchine.
• Risposta in frequenza "piatta": Nell'intervallo di frequenza più critico per la diagnostica delle macchine (tipicamente da 10 Hz a 1.000 Hz o da 600 a 60.000 CPM), la velocità fornisce la visualizzazione più bilanciata o "piatta". Ciò significa che è quasi altrettanto sensibile ai problemi a bassa frequenza, come lo sbilanciamento, e a quelli ad alta frequenza, come il disallineamento, il che lo rende un eccellente indicatore a tutto tondo.
• Base per gli standard internazionali: Standard globali per le vibrazioni dei macchinari, come ISO 20816 (che ha sostituito il vecchio ISO 10816), utilizzare Velocità RMS (valore quadratico medio) come parametro primario per definire i limiti di accettazione e i livelli di allarme per diverse classi di macchine.

Unità e misura

Unità comuni

La velocità di vibrazione è solitamente espressa in una delle due unità:

• mm/s (millimetri al secondo): L'unità di misura standard del Sistema Internazionale, comunemente utilizzata nella maggior parte del mondo.
• in/s (pollici al secondo): L'unità di misura imperiale standard, diffusa negli Stati Uniti.

La velocità è quasi sempre misurata e analizzata come un RMS valore, poiché rappresenta al meglio il suo contenuto energetico.

Come si misura?

La velocità può essere misurata principalmente in due modi:

1. Direttamente con un trasduttore di velocità: Un sensore di velocità elettrodinamico genera una tensione direttamente proporzionale alla velocità della vibrazione. Questi sensori erano comuni, ma sono stati ampiamente sostituiti dagli accelerometri.
2. Integrando un segnale accelerometrico: Questo è il metodo più comune oggi. Un robusto accelerometro misura l'accelerazione e un sistema di raccolta dati o di monitoraggio integra elettronicamente il segnale per calcolare la velocità. Questo approccio combina l'ampia gamma di frequenze e l'affidabilità di un accelerometro con i vantaggi diagnostici del parametro velocità.

Il ruolo della velocità nella diagnostica

Un livello di velocità complessivo elevato indica che una macchina ha un problema, ma non ne specifica la causa. Il passo successivo è esaminare spettro di velocità (FFT) per vedere quali frequenze contribuiscono all'elevato valore complessivo.

• Alta velocità a 1x giri/min indica sbilanciare.
• Alta velocità a 2x giri/min indica disallineamento.
• Una serie di picchi di velocità alle armoniche di velocità di corsa indica scioltezza.

Sebbene l'accelerazione sia migliore per guasti ad altissima frequenza (cuscinetti, ingranaggi) e lo spostamento sia migliore per problemi a bassissima frequenza (movimento strutturale), la velocità rimane il parametro più prezioso per una visione d'insieme dello stato dinamico di una macchina nel suo intervallo operativo primario.

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