Che cosa è l'analisi delle vibrazioni?

Risposta rapida

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: sbilanciare 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.

Ogni macchina rotante vibra. In una macchina sana, la vibrazione è bassa e stabile: è la sua normale "firma operativa". Con lo sviluppo di difetti, la vibrazione cambia in modo prevedibile. Misurando e analizzando queste variazioni, possiamo identificare la causa principale, prevedere i guasti e programmare la manutenzione prima di un guasto catastrofico. Questo è il fondamento di 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.

Immaginate la FFT come un prisma che scompone la luce bianca in un arcobaleno. La forma d'onda complessa è la "luce bianca" — la FFT rivela i singoli "colori" (frequenze) nascosti al suo interno. Il risultato è... spettro di vibrazione — lo strumento diagnostico primario.

Frequenza di rotazione
f₁ₓ = giri/min / 60 (Hz)
1× = frequenza di rotazione dell'albero — il riferimento per tutte le analisi spettrali

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 sbilanciamento (in fase) dal disallineamento (180°).

Unità di misura delle vibrazioni: spostamento, velocità, accelerazione

Le vibrazioni possono essere misurate tramite tre diversi parametri fisici. Ognuno di essi enfatizza intervalli di frequenza diversi, rendendoli adatti a diverse attività diagnostiche. Capire quando utilizzare ciascun parametro è fondamentale per un'analisi efficace.

📏 Spostamento

µm (picco-picco) o mil
Miglior intervallo: 1–100 Hz

Misura come lontano la superficie si muove. Enfatizza le basse frequenze: ideale per macchine a bassa velocità, analisi orbitale dell'albero e sonde di prossimità su cuscinetti portanti. 1 mil = 25,4 µm.

📈 Velocità

mm/s (RMS)
Miglior intervallo: 10-1000 Hz

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

m/s² o g (RMS/picco)
Miglior intervallo: 500 Hz – 20 kHz+

Misura il forza di vibrazione. Enfatizza le alte frequenze: ideale per difetti precoci dei cuscinetti, ingranamento degli ingranaggi e impatti. 1 g = 9,81 m/s². Utilizzato per l'analisi di inviluppo/demodulazione.

Quando utilizzare ciascun parametro
ParametroUnitàGamma di frequenzaIdeale perStandard
Spostamentoµm pk-pk1–100 HzMacchine lente (< 600 giri/min), orbita dell'albero, sonde di prossimità, cuscinetti portantiISO 7919 (vibrazioni dell'albero)
Velocitàmm/s RMS10-1000 HzMonitoraggio generale dei macchinari — squilibrio, disallineamento, allentamento. Parametro predefinito.ISO 10816, ISO 20816
Accelerazioneg o m/s² RMS500 Hz – 20 kHzDifetti precoci dei cuscinetti, ingranamento degli ingranaggi, urti, macchinari ad alta velocitàISO 15242 (vibrazioni dei cuscinetti)
Conversione a frequenza singola
v = 2πf · d | a = 2πf · v = (2πf)² · d
d = spostamento (m), v = velocità (m/s), a = accelerazione (m/s²), f = frequenza (Hz)
💡 Regola pratica

Se hai un solo sensore e un solo parametro da scegliere — scegli 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

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 al fusto, piano orizzontale. Spesso ampiezza massima.
  • Verticale radiale (V): Perpendicolare all'albero, piano verticale.
  • Assiale (A): Parallelo all'albero. Fondamentale per rilevare disallineamenti.
💡 Trucco diagnostico a due canali

Il Balanset-1A ha 2 canali. Per la diagnostica, montare entrambi i sensori sul Stesso cuscinetto: uno radiale, uno assiale. Ciò fornisce spettri radiali e assiali simultanei, consentendo il rilevamento immediato del disallineamento.

Modalità Balanset-1A per la diagnostica

  • F1 — Analizzatore di spettro: Visualizzazione FFT completa. La modalità diagnostica principale.
  • F5 — Vibrometro: Valutazione rapida. Confronta V1s (RMS totale) con V1o (1×). Se V1s ≈ V1o → sbilanciamento. Se V1s ≫ V1o → altri guasti.
  • F8 — Grafici: Spettro dettagliato + forma d'onda temporale. Ideale per modelli armonici e frequenze di rilevamento.
⚠️ V1 vs. V1o: il primo controllo diagnostico

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 ti dice Che cosa sta vibrando; la fase ti dice Come. Due faglie possono produrre spettri identici (entrambi dominati da 1×) — solo l'analisi di fase li distingue. La fase è la relazione angolare tra le vibrazioni in diversi punti di misurazione, misurata in gradi (0°–360°).

🧭 Fase → Tabella di riferimento della diagnosi
Relazione di fasePunti di misurazioneDiagnosiSpiegazione
0° (in fase)Cuscinetto 1 ↔ Cuscinetto 2 (radiale)Squilibrio staticoEntrambi i cuscinetti si muovono insieme in sincronia: un unico punto pesante al centro del rotore. Correzione su un singolo piano.
~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 oscillante. È necessaria una correzione su due piani.
~90°Orizzontale ↔ Verticale (stesso orientamento)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°Accoppiamento trasversale (radiale)Disallineamento paralleloLe forze di accoppiamento spingono gli alberi in direzioni radiali opposte. La caratteristica distintiva è un angolo di 180° attraverso l'accoppiamento con un elevato coefficiente di 2×.
~180°Accoppiamento trasversale (assiale)Disallineamento angolareGli alberi spingono/tirano alternativamente in senso assiale. L'accoppiamento assiale di 180° con elevati valori di 1× e 2× è definitivo.
0°Accoppiamento trasversale (assiale)Non disallineamentoEntrambi i lati si muovono nella stessa direzione assiale: probabile dilatazione termica, deformazione delle tubazioni o piede zoppo. Non disallineamento angolare.
Erratico/instabileEventuali punti coerentiallentamento meccanicoLe letture di fase saltano casualmente tra le misurazioni, caratteristica degli impatti nei giunti allentati. Fase instabile = allentamento.
Alla deriva lentaIn qualsiasi momento, nel tempoRisonanza o effetti termiciUno sfasamento graduale durante il riscaldamento suggerisce che la rigidità strutturale cambia con la temperatura (disallineamento termico).
Coerente, non 0/180°Cuscinetto 1 ↔ Cuscinetto 2Squilibrio combinato statico + coppiaUna fase compresa tra 0° e 180° indica un mix di componenti statici e di coppia: richiede un bilanciamento su due piani.
💡 Misurazione di fase con Balanset-1A

Il Balanset-1A visualizza la fase a 1× (il valore F1 in modalità vibrometro) utilizzando il tachimetro come riferimento. Per confrontare la fase tra due cuscinetti, misurare ciascun cuscinetto nella stessa direzione (ad esempio, orizzontale) con il tachimetro sullo stesso segno di riferimento. La differenza nelle letture di fase rivela il tipo di guasto. Non è necessario alcun software speciale: è sufficiente sottrarre le due letture.

Guasto 1: Squilibrio

Causa: Centro di massa spostato dall'asse di rotazione. Tolleranze di fabbricazione, accumulo di depositi, erosione, rottura della lama, perdita di peso.

Spettro: Picco dominante esattamente a 1× giri/min. Armoniche molto basse. Vibrazione radiale. L'ampiezza aumenta con la velocitಠ(quadratica). La fase è stabile e ripetibile.

Squilibrio statico (piano singolo)

Forma d'onda sinusoidale pura di picco 1×. Entrambi i cuscinetti in fase. Correzione su un singolo piano.

Sbilanciamento statico — dominante 1× a 25 Hz (1500 giri/min). Armoniche minime.

Squilibrio dinamico (due piani/coppia)

Anche 1× dominante, ma cuscinetti sfasati di circa 180°. È richiesta una correzione a due piani.

Squilibrio dinamico — 1× dominante. Spettro simile a quello statico, ma la fase differisce nei cuscinetti.

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 parallelo — direzione radiale. Forte 1× e 2× con lieve 3×.

Disallineamento angolare - Radiale

1× e 2× sono presenti in radiale, ma in genere è 2× a dominare.

Disallineamento angolare — radiale (R). 2× > 1×.

Disallineamento angolare - assiale

Vibrazione assiale ≥ 50% radiale. Accoppiamento di fase a 180° in direzione assiale. Questa è la misurazione chiave distintiva.

Disallineamento angolare — assiale (A). Molto elevato 2× in direzione assiale.

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 dei componenti: molte armoniche da 1× a 10×. Nota: subarmonico 0,5×.

Allentamento strutturale

Dominante 1× e/o 2×. Poche armoniche superiori. Forte vibrazione verticale.

Allentamento strutturale: dominano 1× e 2×. Armoniche superiori minime.

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, scheggiatura, usura sulle piste di rotolamento, sugli elementi volventi o sulla gabbia.

Frequenze dei difetti dei cuscinetti
BPFO = (n/2)(1 − Bd/Pd·cos α) · fs
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
n = elementi volventi | Bd = diametro della sfera | Pd = diametro primitivo | α = angolo di contatto | fs = giri/min/60

Difetto della razza esterna (BPFO)

Serie di picchi a BPFO, 2×BPFO, 3×BPFO… Nessuna banda laterale 1× (anello stazionario). Guasto più comune nei cuscinetti.

Difetto della pista esterna: armoniche BPFO a frequenze non sincrone. Nessuna banda laterale.

Difetto di razza 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 della pista interna: armoniche BPFI con bande laterali ±1× (picchi più piccoli che fiancheggiano i picchi principali).

Difetto dell'elemento rotolante (BSF)

Armoniche BSF. 2×BSF spesso dominanti. Non sincrone. Spesso accompagnate da danni alla pista.

Difetto dell'elemento rotante — Armoniche BSF. Nota: 2×BSF è il valore più alto (danno a due elementi).

Difetto della gabbia (FTF)

Picchi sub-sincroni (FTF ≈ 0,4× velocità dell'albero). Bassa frequenza. Spesso accompagna altri danni ai cuscinetti.

Difetto della gabbia: FTF e armoniche inferiori a 1× velocità dell'albero (sub-sincrono).
Progressione dei difetti del cuscinetto (4 fasi)

Fase 1 — Sottosuolo: Zona ultrasonica (> 5 kHz). Non visibile su FFT standard. Rilevabile tramite energia di picco/inviluppo.

Fase 2 — Difetto precoce: Compaiono le frequenze di rilevamento (BPFO, BPFI). Bassa ampiezza. È qui che Balanset-1A inizia il rilevamento.

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 della direzione

L'analisi spettrale FFT standard rileva difetti nei cuscinetti a partire dalla Fase 2. Tuttavia, nella Fase 1, gli impatti sui cuscinetti sono troppo deboli per essere rilevati al di sopra del livello di rumore di fondo. Analisi dell'involucro (chiamata anche demodulazione o rilevamento ad alta frequenza, HFD) estende il rilevamento a fasi molto precedenti.

Come funziona

Quando un elemento rotante 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:

  1. Filtro passa-banda: Isolare la banda di risonanza ad alta frequenza (ad esempio, 5–15 kHz) in cui risuonano gli impatti.
  2. Rettificare e imbustare: Estrarre il modello di modulazione di ampiezza, ovvero l'"inviluppo" che segue i picchi della risonanza.
  3. FFT della busta: 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).
Perché Envelope rileva prima

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'envelope. Tutti basati sullo stesso principio.
  • Accelerazione avvolgente: Il Balanset-1A misura la velocità (mm/s). Per un'analisi completa dell'inviluppo, è ideale un analizzatore dedicato con ingresso di accelerazione e capacità di filtraggio passa-banda. Tuttavia, la FFT del Balanset-1A è comunque in grado di rilevare efficacemente difetti dei cuscinetti di Fase 2+ nello spettro di velocità standard.
Spettro di inviluppo del difetto della pista interna: le armoniche BPFI emergono chiaramente dal segnale ad alta frequenza demodulato. Confrontare con lo spettro di velocità grezzo, dove potrebbero essere nascoste dal rumore.

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.

Eccentricità dell'ingranaggio — GMF a 500 Hz con bande laterali ±1×. Elevata 1×.

Usura/danni ai denti degli ingranaggi

Molteplici armoniche GMF con bande laterali dense. Tracce di gravità con conteggio e ampiezza delle bande laterali.

Usura degli ingranaggi: GMF e 2×GMF con più bande laterali a intervalli 1×.

Azione: Controllare l'olio del cambio per individuare eventuali particelle metalliche. Pianificare l'ispezione. Monitorare l'andamento della banda laterale GMF.

Guasti elettrici (motori)

I guasti elettromagnetici producono vibrazioni a 2× frequenza di linea (100 Hz su griglie a 50 Hz, 120 Hz su 60 Hz). Test critico: la vibrazione scompare immediatamente quando viene interrotta l'alimentazione. I guasti meccanici scompaiono gradualmente.

  • Eccentricità dello statore: Frequenza di linea 2×, ampiezza costante.
  • Difetti della barra del rotore: Bande laterali attorno alla frequenza di linea a intervalli di frequenza di scorrimento.
  • 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 a livello 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.

Frequenza della cinghia
fcintura = (π · D · RPM) / (60 · L)
D = diametro della puleggia (m) | L = lunghezza della cinghia (m) | RPM = velocità della puleggia
Semplificato: fcintura = velocità della circonferenza della puleggia / lunghezza della cinghia

Firme comuni della cintura

  • Usura/difetto della cinghia: Picchi alla frequenza della cinghia (fcintura) e le sue armoniche (2×, 3×, 4× fcintura). Questi valori si verificano al di sotto di 1× velocità dell'albero: i picchi sub-sincroni sono l'indicatore chiave.
  • Disallineamento della cinghia: Elevate vibrazioni assiali a velocità dell'albero pari a 1 e 2 volte. Simili al disallineamento dell'albero, 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 di frequenza.
  • 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.
Difetto della trasmissione a cinghia: picchi sub-sincroni alla frequenza della cinghia e armoniche (inferiori a 1× velocità dell'albero a 25 Hz).

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 un righello.

Guasto 8: Cavitazione della pompa

Causa: Le bolle di vapore si formano e collassano violentemente quando la pressione locale scende al di sotto della tensione 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

  • Energia ad alta frequenza a banda larga: A differenza dei guasti meccanici (che producono picchi discreti), la cavitazione genera un rumore di fondo elevato su un'ampia gamma di frequenze, tipicamente superiore a 2-5 kHz. Lo spettro appare come una "gobba" o un plateau elevato, piuttosto che come picchi netti.
  • 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.
Cavitazione della pompa: rumore ad alta frequenza a banda larga (pavimento rialzato oltre i 200 Hz). Nessun picco discreto, in contrasto con i difetti dei cuscinetti che presentano frequenze specifiche.

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 portanti)

Causa: Instabilità del film fluido nei cuscinetti a strisciamento (a manicotto). Il cuneo del film d'olio forza l'albero a orbitare entro il gioco del cuscinetto a una frequenza subsincrona. Questo fenomeno è diverso dai difetti dei cuscinetti volventi e si verifica solo nei cuscinetti a strisciamento/a strisciamento.

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 rotazione aumenta proporzionalmente.
  • Spettro: Un singolo picco a ~0,43× che si sposta con la velocità. L'ampiezza può essere moderata.
  • Condizione: Precursore della frusta oleosa. Di solito non è immediatamente distruttivo, ma indica instabilità.

Frusta d'olio

  • Frequenza: Si blocca sul primo rotore frequenza naturale (velocità critica). A differenza del vortice, NON tiene traccia della 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, con conseguenze distruttive.
  • Condizione: Pericoloso. È necessario intervenire immediatamente. Può causare la rottura dei cuscinetti e danni all'albero.
Vortice d'olio: picco sub-sincrono a ~0,43 volte la velocità dell'albero (≈ 10,7 Hz per 1500 giri/min). Diverso da un allentamento pari a 0,5 volte.
⚠️ Vortice d'olio vs. allentamento: come distinguerlo

Entrambi producono picchi sub-sincroni, ma: Vortice d'olio è a ~0,43× (non esattamente 0,5×) e segue la velocità. Scioltezza produce picchi esattamente a 0,5×, 1,5×, 2,5× e non segue la velocità (si mantiene a frazioni fisse di 1×). Il vortice d'olio si verifica solo nei cuscinetti a strisciamento/manicotto: se la macchina ha cuscinetti volventi, non può verificarsi un vortice d'olio.

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 vortici d'olio: ridurre immediatamente la velocità al di sotto della soglia critica. Consultare uno specialista in dinamica dei rotori.

ISO 10816 Severità delle vibrazioni — Tabella di classificazione completa

La norma ISO 10816 (sostituita dalla ISO 20816 ma ancora ampiamente utilizzata) definisce le zone di severità delle vibrazioni per quattro classi di macchine. La vibrazione è misurata come velocità in mm/s RMS sugli alloggiamenti dei cuscinetti. La tabella seguente mostra tutti i limiti di zona per tutte e quattro le classi: utilizzarla come riferimento rapido per la valutazione delle misurazioni.

📋 Zone di gravità delle vibrazioni ISO 10816-3 — Tutte le classi di macchine (mm/s RMS)
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 fondamento speciale)		 ≤ 1,8 1,8 – 4,5 4,5 – 11,2 > 11.2
Classe III
Macchine di grandi dimensioni > 75 kW
(fondazione rigida)		 ≤ 2,8 2.8 – 7.1 7.1 – 18 > 18
Classe IV
Macchine di grandi dimensioni > 75 kW
(fondazione flessibile, ad esempio telaio in acciaio)		 ≤ 4,5 4,5 – 11,2 11.2 – 28 > 28
📌 Come usare questa tabella

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 commissionato 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. Una macchina che funziona a 3,0 mm/s (Zona B per la Classe II) e che in precedenza era a 1,5 mm/s è raddoppiata: indagare la causa anche se è ancora "accettabile". La modalità vibrometro del Balanset-1A (F5) visualizza la velocità complessiva V1 per una valutazione immediata della zona.

⚠️ ISO 10816 contro ISO 20816

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 i parametri specifici delle singole macchine. In pratica, i valori della norma ISO 10816 rimangono lo standard di riferimento del settore. Sia il programma Balanset-1A che la maggior parte dei programmi di valutazione 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: Misura apparecchiature nuove o sicuramente funzionanti. Salva gli spettri.
  • Stabilire intervalli: Critico: settimanale. Standard: mensile. Ausiliario: trimestrale.
  • Garantire la ripetibilità: Stessi punti, stesse direzioni, stesse condizioni operative.
  • Traccia le modifiche: Un aumento di 2 volte rispetto al valore basale è significativo anche se ci si trova nella zona ISO A.

Algoritmo decisionale

  1. Ottieni uno spettro di qualità (grafici F8, radiale + assiale).
  2. Identificare il picco più alto: questo è il problema dominante.
  3. Corrispondenza al tipo di errore:
    • 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 → Cambio → Controllare l'olio, ispezionare il cambio.
  4. Risolvere prima il difetto dominante: spesso i sintomi secondari scompaiono.

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