Analisi delle vibrazioni — Diagnostica dello spettro Guida
Dai fondamenti della FFT alla diagnosi dei guasti: impara a leggere gli spettri di vibrazione, calcolare le frequenze di difetto dei cuscinetti, valutare la severità secondo ISO 10816 e diagnosticare squilibrio, disallineamento, allentamento e difetti di cuscinetti e ingranaggi — con strumenti interattivi e il Balanset-1A.
Calcolatrici diagnostiche interattive
Strumenti essenziali per l'analisi delle vibrazioni: frequenze dei difetti dei cuscinetti, frequenza di ingranamento, valutazione della gravità e conversione delle unità
Identificazione dei guasti a colpo d'occhio
Ogni guasto meccanico produce una caratteristica "impronta digitale" nello spettro delle vibrazioni
| Guasto | Frequenza primaria | Armoniche | Direzione | Comportamento di fase | Caratteristica distintiva chiave |
|---|---|---|---|---|---|
| Squilibrio statico | 1× | Basso/nessuno | Radiale (H,V) | In fase entrambi i cuscinetti | Pure 1× sinusoid. Force ∝ speed². |
| Squilibrio dinamico | 1× | Basso/nessuno | Radiale (H,V) | ~180° tra i cuscinetti | 1× dominante, cuscinetti fuori fase (coppia). |
| Disallineamento parallelo | 2× (≥ 1×) | 1×, 3× | Radiale | 180° attraverso l'accoppiamento | 2× spesso > 1×. Vibrazione radiale elevata al giunto. |
| Disallineamento angolare | 1×, 2× | 3× | Dominante assiale | 180° attraverso l'accoppiamento (assiale) | Assiale elevato. Assiale ≥ 50% del radiale. |
| Allentamento dei componenti | 1×,2×...10×+ | Molti (~10×) | Radiale | Erratico | ""Foresta" di armoniche. Possibile subarmoniche 0,5×. |
| Allentamento strutturale | 1× o 2× | Pochi sopra 2× | Verticale | Instabile | Forte componente verticale. Risponde al controllo dei bulloni. |
| Pista esterna (BPFO) | BPFO, 2×BPFO... | BPFO multipli | Radiale | N/A | Non sincrono. Nessuna banda laterale 1×. |
| Pista interna (BPFI) | BPFI, 2×BPFI… | BPFI multipli | Radiale | Modulato a 1× | Armoniche BPFI con bande laterali ±1×. |
| Elemento volvente (BSF) | BSF, 2×BSF... | BSF multipli | Radiale | N/A | 2×BSF spesso > 1×BSF. Non sincrono. |
| Gabbia (FTF) | FTF ≈ 0,4× | 2,3× FTF | Radiale | N/A | Fundamental < 1×; harmonics may exceed 1×. |
| Ingranamento | GMF=N×1× | 2,3× GMF | Radiale+assiale | Modulato a 1× | GMF con bande laterali. N = denti. |
| Elettrico (motore) | 2× frequenza di linea | — | Radiale | Scende allo spegnimento | 100/120 Hz. Prova di caduta istantanea. |
Interactive FFT Spectrum Demonstration — 17 Fault Scenarios
Seleziona un tipo di guasto per visualizzare la forma d'onda temporale caratteristica e lo spettro di frequenza. Confronta gli schemi per identificare la causa principale.
Dominio del tempo (forma d'onda)
Spettro di frequenza (FFT)
Che cos'è l'analisi delle vibrazioni?
Analisi delle vibrazioni è il processo di misurazione e interpretazione delle oscillazioni meccaniche dei macchinari rotanti per diagnosticare guasti senza smontaggio. Utilizzando FFT (Trasformata di Fourier Veloce), il complesso segnale di vibrazione viene scomposto nelle singole componenti di frequenza. Ogni anomalia produce una caratteristica "impronta digitale" spettrale: squilibrio a 1× RPM, disallineamento a 2×, allentamento come armoniche multiple, difetti dei cuscinetti a frequenze non sincrone. Il Balanset-1A esegue sia il bilanciamento che l'analisi dello spettro in un unico strumento portatile.
Every rotating machine vibrates. In a healthy machine, vibration is low and stable — its normal "operating signature." As defects develop, vibration changes in predictable ways. By measuring and analyzing these changes, we can identify the root cause, predict failure, and schedule maintenance before catastrophic breakdown. This is the foundation of manutenzione predittiva.
FFT: il nucleo dell'analisi spettrale
Un sensore di vibrazione (accelerometro) converte l'oscillazione meccanica in un segnale elettrico. Visualizzato nel tempo, questo è il forma d'onda — una curva complessa, apparentemente caotica, quando sono presenti più guasti. La FFT (Fast Fourier Transform) scompone questo segnale complesso in singole componenti sinusoidali, ciascuna con la propria frequenza e ampiezza.
Think of FFT as a prism splitting white light into a rainbow. The complex waveform is "white light" — FFT reveals the individual "colors" (frequencies) hidden inside. The result is the spettro di vibrazione — lo strumento diagnostico primario.
Parametri chiave dello spettro
- Frequenza (asse X, Hz): Frequenza delle oscillazioni. Direttamente correlata alla sorgente. 1× = velocità dell'albero. 2× = due volte la velocità dell'albero.
- Ampiezza (asse Y, mm/s RMS): Intensità di vibrazione a ciascuna frequenza. Picchi più alti = più energia = condizione più grave.
- Armoniche: Multipli interi della fondamentale: 2× (2a), 3× (3a), 4×, ecc. La loro presenza e la loro altezza relativa forniscono informazioni diagnostiche.
- Fase (°): Relazione temporale in diversi punti di misura. Essenziale per distinguere lo squilibrio (in fase) dal disallineamento (180°).
Unità di misura delle vibrazioni: spostamento, velocità, accelerazione
Vibration can be measured as three different physical parameters. Each emphasizes different frequency ranges, making them suited to different diagnostic tasks. Understanding when to use which parameter is fundamental to effective analysis.
📏 Spostamento
Misura come lontano the surface moves. Emphasizes low frequencies — ideal for slow-speed machines, shaft orbit analysis, and proximity probes on journal bearings. 1 mil = 25.4 µm.
📈 Velocità
Misura come veloce la superficie si muove. Il parametro standard per il monitoraggio generale dei macchinari secondo ISO 10816. La risposta in frequenza piatta attribuisce lo stesso peso alla maggior parte dei tipi di guasto. Balanset-1A misura in mm/s RMS.
💥 Accelerazione
Misura il forza of vibration. Emphasizes high frequencies — ideal for early bearing defects, gear mesh, and impacts. 1 g = 9.80665 m/s². Used for envelope/demodulation analysis.
| Parametro | Unità | Gamma di frequenza | Ideale per | Standard |
|---|---|---|---|---|
| Spostamento | μm picco-picco | 1-100 Hz | Macchine lente (< 600 giri/min), orbita dell'albero, sonde di prossimità, cuscinetti a strisciamento (reference — not measured by the Balanset-1A) | ISO 7919 (vibrazioni dell'albero) |
| Velocità | mm/s RMS | 10-1000 Hz | Monitoraggio generale dei macchinari — squilibrio, disallineamento, allentamento. Parametro predefinito. The Balanset-1A's native (and only) parameter. | ISO 10816, ISO 20816 |
| Accelerazione | g o m/s² RMS | 500 Hz – 20 kHz | Difetti precoci dei cuscinetti, contatto degli ingranaggi, urti, macchinari ad alta velocità (reference — not measured by the Balanset-1A) | ISO 15242 (vibrazioni dei cuscinetti) |
Se hai un solo sensore e un solo parametro da scegliere — selezionare la velocità (mm/s RMS). Copre la più ampia gamma di guasti comuni con una risposta piatta. Balanset-1A utilizza questo parametro come parametro nativo. Aggiungere la misurazione dell'accelerazione solo quando è necessario individuare difetti di cuscinetti o ingranaggi in fase iniziale ad alte frequenze.
Tecnica di misurazione con Balanset-1A
The Balanset-1A measures vibration velocity, mm/s RMS (0.2–80 mm/s). Measurement band: 5-1000 Hz; the sensor is flat within ±10% up to ~550 Hz, with display-only roll-off compensation above that. The on-screen spectrum ("Spectrum, Hz" setting) extends to 8 kHz — a display range, not a measurement-accuracy claim. There are no displacement or acceleration modes and no envelope/demodulation — the sections on acceleration, envelope analysis, and cavitation below are reference material.
Posizionamento del sensore
La qualità della diagnosi dipende interamente dalla qualità della misurazione. Le forze di vibrazione vengono trasmesse attraverso i cuscinetti, quindi i sensori devono essere montati sugli alloggiamenti dei cuscinetti, il più vicino possibile al cuscinetto, sulla struttura portante (non su coperture o alette di raffreddamento).
- Preparazione della superficie: Pulito, piano, privo di scaglie di vernice. La base magnetica deve essere a filo.
- Radiale orizzontale (H): Perpendicolare all'albero, piano orizzontale. Spesso ampiezza massima.
- Radiale verticale (V): Perpendicolare all'albero, piano verticale.
- Assiale (A): Parallelo all'albero. Fondamentale per rilevare disallineamenti.
Il Balanset-1A ha 2 canali. Per la diagnostica, montare entrambi i sensori sul Stesso bearing — one radial, one axial. This gives simultaneous radial + axial spectra, enabling instant misalignment detection.
Modalità Balanset-1A per la diagnostica
- F8 — Charts → "F5-Spectrum (Hz)" tab: Full FFT spectrum display. The primary diagnostic mode. The other Charts tabs — F2-Overall, F3-1x, F4-Harmonics (1x..Nx), and F6-Orbit — cover overall vibration, 1× tracking, harmonic patterns, and shaft orbit.
- F5 — Vibration Meter: Valutazione rapida. Confronta V1s (RMS totale) con V1o (1×). Se V1s ≈ V1o → squilibrio. Se V1s ≫ V1o → altri guasti.
- F6 — Reports: Measurement archive and HTML reports — use it to store baselines.
- F9 — Route Inspection: Guided measurement routes with trend zones per ISO 10816-1 — for regular monitoring rounds.
Prima di procedere al bilanciamento, confronta V1s con V1o. Se V1s ≫ V1o (ad esempio, 8 vs. 2 mm/s), la maggior parte delle vibrazioni NON è dovuta a squilibrio. Il bilanciamento non risolverà il problema: esamina l'intero spettro.
Analisi di fase — il differenziatore diagnostico
La frequenza indica Che cosa sta vibrando; la fase ti dice come. Two faults can produce identical spectra (both dominated by 1×) — only phase analysis distinguishes them. Phase is the angular relationship between vibration at different measurement points, measured in degrees (0°–360°).
| Relazione di fase | Punti di misurazione | Diagnosi | Spiegazione |
|---|---|---|---|
| 0° (in fase) | Cuscinetto 1 ↔ Cuscinetto 2 (radiale) | Squilibrio statico | Both bearings move together in sync — single heavy spot in center of rotor. Single-plane correction. |
| ~180° (antifase) | Cuscinetto 1 ↔ Cuscinetto 2 (radiale) | Squilibrio dinamico (di coppia) | I cuscinetti oscillano in opposizione: due punti pesanti su piani diversi creano una coppia dinamica di squilibrio. È necessaria una correzione su due piani. |
| ~90° | Orizzontale ↔ Verticale (stesso cuscinetto) | Squilibrio (qualsiasi tipo) | Normale per lo squilibrio: il vettore della forza ruota con l'albero, producendo circa 90° tra H e V nello stesso punto. |
| ~180° | Attraverso il giunto (radiale) | Disallineamento parallelo | Le forze di accoppiamento spingono gli alberi in direzioni radiali opposte. La caratteristica distintiva è 180° attraverso l'accoppiamento con una componente 2× elevata. |
| ~180° | Attraverso il giunto (assiale) | Disallineamento angolare | Gli alberi spingono/tirano alternativamente in senso assiale. Uno sfasamento assiale di 180° attraverso il giunto con elevati valori di 1× e 2× è definitivo. |
| 0° | Attraverso il giunto (assiale) | Non disallineamento | Entrambi i lati si muovono nella stessa direzione assiale: probabile dilatazione termica, deformazione delle tubazioni o piede zoppo. Non disallineamento angolare. |
| Erratico/instabile | Eventuali punti coerenti | Allentamento meccanico | Le letture di fase saltano casualmente tra le misurazioni, caratteristica degli impatti nei giunti allentati. Fase instabile = gioco meccanico. |
| Deriva lenta | Qualsiasi punto, nel tempo | Risonanza o effetti termici | Uno sfasamento graduale durante il riscaldamento suggerisce che la rigidità strutturale cambia con la temperatura (disallineamento termico). |
| Coerente, non 0/180° | Cuscinetto 1 ↔ Cuscinetto 2 | Squilibrio combinato statico + di coppia | Una fase compresa tra 0° e 180° indica una combinazione di componenti statici e di coppia: richiede un bilanciamento su due piani. |
The Balanset-1A displays phase at 1× (the F1° reading in vibrometer mode) using the tachometer as reference. To compare phase between two bearings, measure each bearing in the same direction (e.g., horizontal) with the tachometer on the same reference mark. The difference in phase readings reveals the fault type. No special software needed — just subtract the two readings.
Guasto 1: Squilibrio
Causa: Center of mass displaced from rotation axis. Manufacturing tolerances, deposit buildup, erosion, broken blade, lost weight.
Spettro: Dominant peak at exactly 1× RPM. Very low harmonics. Radial vibration. The unbalance forza grows with speed²; vibration amplitude rises with speed, with the exact relationship depending on proximity to resonance. Phase is stable and repeatable.
Squilibrio statico (piano singolo)
Forma d'onda sinusoidale pura di picco 1×. Entrambi i cuscinetti in fase. Correzione su un piano singolo.
Squilibrio dinamico (due piani/coppia)
Anche 1× dominante, ma i cuscinetti sono sfasati di circa 180°. È richiesta una correzione nei due piani.
Azione: Eseguire bilanciamento del rotore con Balanset-1A. Tolleranza di grado G per Norma ISO 1940-1.
Guasto 2: Disallineamento dell'albero
Causa: Gli assi degli alberi accoppiati non coincidono. Possono essere paralleli (sfalsati) o angolari (inclinati), solitamente entrambi.
Disallineamento parallelo (radiale)
Elevati 1× e 2× nella direzione radiale. 2× spesso ≥ 1×. Sfasamento di 180° attraverso l'accoppiamento.
Disallineamento angolare — Radiale
1× and 2× both present in the radial direction — either may dominate, so the radial spectrum alone is not conclusive. The axial measurement decides.
Disallineamento angolare — Assiale
Axial vibration ≥ 50% of radial, typically dominated by 1× with elevated 2× and 3×. 180° phase across coupling in axial. This is the key distinguishing measurement.
Azione: Il bilanciamento NON sarà d'aiuto. Arrestare la macchina ed eseguire l'allineamento dell'albero. Ricontrollare le vibrazioni dopo.
Guasto 3: Allentamento meccanico
Causa: Perdita di rigidità strutturale: bulloni allentati, crepe nelle fondamenta, sedi dei cuscinetti usurate, giochi eccessivi.
Allentamento dei componenti
"Foresta" di armoniche — 1×, 2×, 3×, 4×… fino a 10×+ con ampiezza decrescente. Può presentare subarmoniche 0,5×.
Allentamento strutturale
Dominante 1× e/o 2×. Poche armoniche superiori. Forte vibrazione verticale.
Azione: Ispezionare e serrare i bulloni di montaggio. Controllare le fondamenta. Controllare sempre che non siano allentati. prima bilanciamento.
Guasto 4: Difetti dei cuscinetti volventi
Causa: Vaiolatura, sfaldamento, usura sulle piste di rotolamento, sugli elementi volventi o sulla gabbia.
BPFI = (n/2)(1 + Bd/Pd·cos α) · fs
BSF = (Pd/2Bd)(1 − (Bd/Pd·cos α)²) · fs
FTF = ½(1 − Bd/Pd·cos α) · fs
Difetto della pista esterna (BPFO)
Serie di picchi a BPFO, 2×BPFO, 3×BPFO… Nessuna banda laterale 1× (anello stazionario). Guasto più comune nei cuscinetti.
Difetto di pista interna (BPFI)
Armoniche BPFI con bande laterali ±1× (anello rotante, modulazione della zona di carico). Il pattern delle bande laterali è l'identificatore chiave.
Difetto dell'elemento volvente (BSF)
Armoniche BSF. 2×BSF spesso dominanti. Non sincrone. Spesso accompagnate da danni alla pista.
Difetto della gabbia (FTF)
Sub-synchronous fundamental (FTF ≈ 0.4× shaft speed); its harmonics may extend above 1×. Low frequency. Often accompanies other bearing damage.
Fase 1 — Sub-superficiale: Ultrasonic / acoustic-emission zone (roughly 20–60 kHz). Not visible on standard FFT. Detectable by spike energy / enveloping.
Fase 2 — Difetto precoce: Impacts ring the bearing's natural frequencies (roughly 500–2000 Hz); discrete defect frequencies (BPFO, BPFI) appear at low amplitude toward the end of this stage. The Balanset-1A reliably picks up the discrete defect frequencies (tens to hundreds of Hz) from late Stage 2 onward.
Fase 3 — Avanzato: Armoniche multiple. Si sviluppano bande laterali. Il rumore di fondo aumenta.
Fase 4 — Avanzata: Rumore a banda larga. Le frequenze dei cuscinetti potrebbero scomparire nel rumore. Sostituzione urgente.
Analisi dell'inviluppo (demodulazione) — Rilevamento precoce dei difetti dei cuscinetti
Standard FFT spectrum analysis detects bearing defects from late Stage 2 onward. Before that, bearing impacts are too weak — and too high in frequency — to appear above the noise floor. Analisi dell'inviluppo (chiamata anche demodulazione o rilevamento ad alta frequenza, HFD) estende il rilevamento a fasi molto più precoci.
Come funziona
Quando un elemento volvente colpisce un difetto, genera un breve impulso d'impatto che eccita risonanze strutturali ad alta frequenza (tipicamente 5-20 kHz). Queste risonanze "risuonano" brevemente a ogni impatto. L'analisi dell'inviluppo si svolge in tre fasi:
- Filtro passa-banda: Isolare la banda di risonanza ad alta frequenza (ad esempio, 5–15 kHz) in cui risuonano gli impatti.
- Rettificare e inviluppo: Estrarre il modello di modulazione di ampiezza, ovvero l'"inviluppo" che segue i picchi della risonanza.
- FFT dell'inviluppo: Applicare la FFT al segnale di inviluppo. Il risultato mostra il tasso di ripetizione di impatti — che equivale alle frequenze dei difetti dei cuscinetti (BPFO, BPFI, BSF, FTF).
Nello spettro grezzo, un impatto debole al BPFO potrebbe produrre 0,1 mm/s, invisibile tra il rumore delle macchine a 2 mm/s. Ma lo stesso impatto eccita una risonanza a 8 kHz, dove non c'è altra fonte di vibrazione. Dopo la demodulazione, il pattern di ripetizione del BPFO emerge chiaramente da uno sfondo pulito.
Parametri correlati
- Energia di picco (SE): Misurazione complessiva dell'energia d'impatto ad alta frequenza. Valore di tendenza scalare. Adatto per lo screening "go/no-go".
- gSE / HFD / PeakVue: Nomi specifici del fornitore per i parametri derivati dall'inviluppo. Tutti basati sullo stesso principio.
- Inviluppo dell'accelerazione: The Balanset-1A measures in velocity (mm/s). For full envelope analysis, a dedicated analyzer with acceleration input and band-pass filtering capability is ideal. However, the Balanset-1A's FFT can still detect discrete bearing defect frequencies effectively in the standard velocity spectrum from late Stage 2 onward.
Azione: Controllare la lubrificazione. Pianificare la sostituzione dei cuscinetti. Aumentare la frequenza del monitoraggio.
Guasto 5: Difetti degli ingranaggi
Causa: Denti usurati, butterati o rotti. Eccentricità dell'ingranaggio. GMF = numero di denti × giri/min dell'albero / 60.
Eccentricità dell'ingranaggio
GMF con bande laterali a ±1× velocità dell'albero. Anche la velocità 1× dell'ingranaggio può essere elevata.
Usura/danni ai denti degli ingranaggi
Molteplici armoniche GMF con bande laterali dense. La severità aumenta con il numero e l'ampiezza delle bande laterali.
Azione: Controllare l'olio del cambio per individuare eventuali particelle metalliche. Pianificare l'ispezione. Monitorare l'andamento della banda laterale GMF.
Fault 6: Electrical Faults (Motors)
I guasti elettromagnetici producono vibrazioni a 2× frequenza di linea (100 Hz su reti a 50 Hz, 120 Hz su reti a 60 Hz). Test critico: la vibrazione scompare immediatamente quando viene interrotta l'alimentazione. I guasti meccanici si attenuano gradualmente.
- Eccentricità dello statore: 2× frequenza di linea, ampiezza costante.
- Difetti della barra del rotore: Sidebands around 1× running speed spaced at the pole-pass frequency (slip × number of poles — typically 0.5–2 Hz, so fine frequency resolution is needed to separate them). A rotor bar pass frequency (number of bars × shaft speed) with 2× line frequency sidebands may also appear.
- Piede morbido: Le vibrazioni cambiano quando si allentano i singoli piedini del motore.
Guasto 7: Problemi alla trasmissione a cinghia
Causa: Cinghie usurate, disallineate o tensionate in modo improprio. Le trasmissioni a cinghia generano vibrazioni alla frequenza di passaggio della cinghia, che in genere è una frequenza sub-sincrona (inferiore a 1× velocità dell'albero) poiché la cinghia è più lunga della circonferenza della puleggia.
Firme vibrazionali comuni della cinghia
- Usura/difetto della cinghia: Picchi alla frequenza della cinghia (fcintura) e le sue armoniche (2×, 3×, 4× fcintura). The fundamental appears below 1× shaft speed — a sub-synchronous peak is the key indicator; higher harmonics can extend above 1×.
- Disallineamento della cinghia: Elevate vibrazioni assiali a 1× e 2× la velocità dell'albero. Simili al disallineamento degli alberi, ma limitate alla macchina azionata a cinghia.
- Tensione impropria: Elevata vibrazione pari a 1× che varia notevolmente con la regolazione della tensione della cinghia. Cinghie troppo tese aumentano il carico sui cuscinetti; cinghie allentate causano sbattimenti e picchi alla frequenza della cinghia.
- Risonanza: La frequenza naturale della cinghia ("flutter") può essere eccitata se la risonanza della cinghia coincide con la velocità di esercizio. Visibile come un ampio picco alla frequenza naturale della cinghia.
Azione: Controllare le condizioni della cinghia, la tensione e l'allineamento delle pulegge. Sostituire le cinghie usurate. Per problemi ricorrenti, verificare l'allineamento delle pulegge con uno strumento laser o una riga dritta.
Guasto 8: Cavitazione della pompa
Causa: Le bolle di vapore si formano e collassano violentemente quando la pressione locale scende al di sotto della pressione di vapore del liquido, tipicamente all'aspirazione della pompa. Ogni collasso di bolla crea un micro-impatto. Migliaia di collassi al secondo generano un caratteristico rumore a banda larga.
Firma spettrale
- Broadband energy: Unlike mechanical faults (which produce discrete peaks), cavitation generates a raised, irregular noise floor spread across a broad frequency band — in the chart below, from roughly 200 Hz up to the edge of the displayed range. The spectrum looks like a "hump" or elevated plateau rather than sharp peaks.
- Casuale, non periodico: Nessuna armonica, nessuna relazione con la velocità dell'albero. Il rumore è simile a "ghiaia" o "crepitio" — udibile anche senza strumenti.
- Effetti a bassa frequenza: Una cavitazione grave può anche causare instabilità a 1× e rumore a bassa frequenza a banda larga dovuto alla turbolenza del flusso.
Azione: Aumentare la pressione di aspirazione (abbassare la pompa, aprire la valvola di aspirazione, ridurre le perdite nel tubo di aspirazione). Controllare l'NPSHdisponibile contro NPSHnecessario. Ridurre la velocità della pompa se possibile. La cavitazione causa rapidi danni da erosione: non ignorarla.
Guasto 9: Vortice e frustata dell'olio (cuscinetti a strisciamento)
Causa: Fluid-film instability in journal (sleeve) bearings. The oil film wedge forces the shaft to orbit within the bearing clearance at a sub-synchronous frequency. This is distinct from rolling element bearing defects and occurs only in plain/journal bearings. Shaft orbit display — the F8 — Charts → F6-Orbit tab on the Balanset-1A — is the classic way to watch journal-bearing behavior.
Vortice d'olio
- Frequenza: Circa Da 0,42× a 0,48× velocità dell'albero (spesso indicata come ~0,43×). Si tratta di un picco sub-sincrono che segue la velocità dell'albero: se i giri al minuto aumentano, la frequenza di precessione aumenta proporzionalmente.
- Spettro: Un singolo picco a ~0,43× che si sposta con la velocità. L'ampiezza può essere moderata.
- Condizione: Precursore della frusta d'olio. Di solito non è immediatamente distruttivo, ma indica instabilità.
Frusta d'olio
- Frequenza: Si blocca sul primo del rotore frequenza naturale (velocità critica). A differenza del vortice, NON segue la velocità dell'albero: la frequenza rimane costante al variare dei giri al minuto.
- Spettro: Ampio picco sub-sincrono alla prima velocità critica del rotore. L'ampiezza può essere molto elevata — distruttiva.
- Condizione: Pericoloso. È necessario intervenire immediatamente. Può causare la rottura dei cuscinetti e danni all'albero.
Entrambi producono picchi sub-sincroni, ma: Vortice d'olio sits at ~0.42–0.48× (not an exact half-order), while scioltezza generates peaks at exactly 0.5×, 1.5×, 2.5× — precise half-order fractions. Both follow shaft speed as it changes; the one that does non track speed is frusta d'olio, which locks onto the rotor's first critical frequency. Oil whirl only occurs in journal/sleeve bearings — if the machine has rolling element bearings, it cannot be oil whirl.
Azione: Per vortici d'olio: controllare il gioco dei cuscinetti, la viscosità dell'olio e il carico. Aumentare il carico sui cuscinetti o cambiare la viscosità dell'olio. Per oil whip: ridurre immediatamente la velocità al di sotto della soglia critica. Consultare uno specialista in dinamica dei rotori.
ISO 10816 Vibration Severity — Classification Table
ISO 10816-1 (the general part of the ISO 10816 series, superseded by ISO 20816 but still widely referenced) defines vibration severity zones for four machine classes. Vibration is measured as velocity in mm/s RMS on bearing housings. The table below shows all zone boundaries for all four classes — use it as a quick reference when evaluating measurements. Note that ISO 10816-3 (now ISO 20816-3), which covers industrial machines above 15 kW running at 120–15,000 RPM, uses a different scheme — two machine groups with rigid or flexible support classes — rather than the Classes I–IV shown here.
| Classe macchina | Zona A Buono |
Zona B Accettabile |
Zona C Attenzione |
Zona D Pericolo |
|---|---|---|---|---|
| Classe I Piccole macchine ≤ 15 kW (pompe, ventilatori, compressori) |
≤ 0,71 | 0,71 – 1,8 | 1,8 – 4,5 | > 4.5 |
| Classe II Macchine medie 15–75 kW (senza fondazione speciale) |
≤ 1,12 | 1,12 – 2,8 | 2,8 – 7,1 | > 7.1 |
| Classe III Macchine di grandi dimensioni > 75 kW (fondazione rigida) |
≤ 1,8 | 1,8 – 4,5 | 4,5 – 11,2 | > 11.2 |
| Classe IV Macchine di grandi dimensioni > 75 kW (fondazione flessibile, ad esempio telaio in acciaio) |
≤ 2,8 | 2,8 – 7,1 | 7,1 – 18 | > 18 |
Fase 1: Determina la classe della tua macchina in base alla potenza e al tipo di fondazione.
Fase 2: Misurare la velocità di vibrazione complessiva (mm/s RMS) su ciascun alloggiamento del cuscinetto in direzione radiale.
Fase 3: Trova la zona. Zona A = appena messo in servizio o eccellente. Zona B = funzionamento a lungo termine senza restrizioni. Zona C = accettabile solo per periodi limitati — programmare la manutenzione. Zona D = si sta verificando un danno: fermare la macchina il prima possibile.
Ricordare: le tendenze contano più dei valori assoluti. A machine running at 2.4 mm/s (Zone B for Class II) that was previously at 1.2 mm/s has doubled — investigate the cause even though it's still "acceptable." The Balanset-1A's vibrometer mode (F5) displays overall velocity V1s for instant zone assessment.
La norma ISO 10816 è stata formalmente sostituita dalla norma ISO 20816 (pubblicata nel periodo 2016-2022). I limiti delle zone rimangono simili per la maggior parte delle tipologie di macchine, ma la norma ISO 20816 aggiunge criteri di valutazione per lo spostamento e amplia le parti specifiche per tipologia di macchina. In pratica, i valori della norma ISO 10816 rimangono lo standard di riferimento del settore. Sia il Balanset-1A che la maggior parte dei programmi di misurazione delle vibrazioni industriali utilizzano ancora le zone ISO 10816.
Dalla misurazione al monitoraggio
Analisi delle tendenze
Un singolo spettro è un'istantanea. La potenza dell'analisi delle vibrazioni è analisi delle tendenze — tracciare i cambiamenti nel tempo.
- Crea una linea di base: Measure new or known-good equipment. Save spectra — the Balanset-1A's F6 — Reports archive stores measurements and HTML reports.
- Stabilire intervalli: Critico: settimanale. Standard: mensile. Ausiliario: trimestrale.
- Garantire la ripetibilità: Stessi punti, stesse direzioni, stesse condizioni operative.
- Tracciamento delle modifiche: Un aumento di 2 volte rispetto al valore di riferimento è significativo anche se ci si trova nella zona ISO A.
- Use measurement routes: The Balanset-1A's F9 — Route Inspection guides repeatable measurement rounds and trends readings against ISO 10816-1 zones.
Algoritmo decisionale
- Ottieni uno spettro di qualità (grafici F8, radiale + assiale).
- Identificare il picco più alto: questo è il problema dominante.
- Corrispondenza al tipo di guasto:
- 1× domina → Squilibrio → Bilanciamento con Balanset-1A.
- 2× domina + assiale alto → Disallineamento → Riallineare gli alberi.
- Molte armoniche → Allentamento → Ispezionare e serrare.
- Picchi non sincroni → Cuscinetto → Pianificare la sostituzione.
- GMF + bande laterali → Riduttore → Controllare l'olio, ispezionare il riduttore.
- Risolvere prima il difetto dominante: spesso i sintomi secondari scompaiono.
Domande frequenti — Analisi delle vibrazioni
▸ Che cos'è l'analisi delle vibrazioni?
▸ Come faccio a distinguere uno squilibrio da un disallineamento?
▸ Quali sono le frequenze dei difetti dei cuscinetti?
▸ Qual è un buon livello di vibrazione?
▸ Il Balanset-1A può effettuare analisi delle vibrazioni?
▸ Forma d'onda temporale vs. spettro FFT?
▸ Con quale frequenza dovrei misurare le vibrazioni?
▸ Cosa causa la vibrazione subarmonica (0,5×)?
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