Che cos'è la vibrazione?

1. Definizione: L'essenza della vibrazione

Vibrazioni, nel contesto dei macchinari, è l'oscillazione meccanica o il movimento ripetitivo avanti e indietro di una macchina o dei suoi componenti attorno a una posizione di equilibrio. Sebbene un certo livello di vibrazione sia intrinseco a qualsiasi apparecchiatura in funzione, le variazioni nei modelli di vibrazione sono spesso il primo e più affidabile indicatore dello sviluppo di problemi.

L'analisi delle vibrazioni è la pietra angolare di diagnostica delle vibrazioni e programmi di manutenzione predittiva, che ci consentono di “ascoltare” la macchina e interpretarne lo stato di salute.

2. Caratteristiche principali della vibrazione

Per essere analizzata, la vibrazione deve essere quantificata. Questo si ottiene misurandone quattro caratteristiche chiave:

• Frequenza: Frequenza del movimento. Misurata in Hertz (Hz) o Cicli al minuto (CPM), la frequenza è fondamentale per identificare la *fonte* della vibrazione (ad esempio, squilibrio, disallineamento, difetti dei cuscinetti).
• Ampiezza: Quanto è grave il movimento. Misura l'intensità della vibrazione e aiuta a determinare la *gravità* del guasto. L'ampiezza può essere misurata in termini di:
  • Spostamento: Distanza totale percorsa (ad esempio, in micrometri o mil).
  • Velocità: La velocità del movimento (ad esempio, in mm/s o in/s). La velocità è il parametro più comunemente utilizzato per valutare lo stato generale di una macchina.
  • Accelerazione: Velocità di variazione della velocità (ad esempio, in g). L'accelerazione è particolarmente sensibile a eventi ad alta frequenza, come guasti a ingranaggi e cuscinetti.
• Fase: Una misurazione temporale che descrive dove si trova una parte vibrante rispetto a un'altra parte o a un punto di riferimento fisso (Keyphasor). La fase è essenziale per diagnosticare problemi come disallineamenti e alberi piegati, ed è la base del rotore bilanciamento.
• Direzione: Le vibrazioni si verificano in tutte le direzioni. Le misurazioni vengono solitamente effettuate in direzione orizzontale, verticale e assiale per ottenere un quadro completo del movimento della macchina.

3. Fonti di vibrazioni della macchina

Le vibrazioni non sono il problema in sé, ma piuttosto il sintomo di un problema di fondo. Le fonti più comuni includono:

• Sbilanciare: Una distribuzione non uniforme della massa attorno a una linea centrale rotante, che causa un "punto pesante".
• Disallineamento: Quando gli assi centrali di due alberi accoppiati non sono collineari.
• Allentamento meccanico: Componenti usurati o allentati, come bulloni, cuscinetti o supporti di fondazione.
• Difetti dei cuscinetti: Difetti sulle piste o sugli elementi volventi dei cuscinetti.
• Difetti dell'ingranaggio: Denti degli ingranaggi usurati, scheggiati o disallineati.
• Risonanza: Quando una frequenza di forzatura corrisponde a quella di un componente frequenza naturale, provocando una drammatica amplificazione delle vibrazioni.
• Problemi elettrici: Problemi nei motori, come barre del rotore rotte o traferri eccentrici.

4. Perché è importante misurare le vibrazioni?

La misurazione e l'analisi sistematica delle vibrazioni forniscono informazioni fondamentali per la manutenzione industriale:

• Rilevamento precoce dei guasti: È in grado di rilevare i problemi molto prima che diventino visibili, udibili o causino danni secondari.
• Analisi della causa principale: Analizzando le frequenze delle vibrazioni è possibile individuare la causa esatta del problema, consentendo riparazioni più efficaci.
• Sicurezza: Il monitoraggio delle vibrazioni aiuta a prevenire guasti catastrofici che potrebbero mettere in pericolo il personale e l'ambiente.
• Efficienza: Le macchine che funzionano in modo fluido consumano meno energia e producono prodotti di qualità superiore.

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