Come identificare il rumore dei cuscinetti del motore attraverso l'ascolto?

In genere, la rumorosità del motore viene misurata installando dispositivi di misurazione del suono in un ambiente di prova standardizzato, e poi il livello di rumorosità del motore viene ottenuto attraverso alcune correzioni e calcoli.

Questo processo comporta requisiti specifici relativi all'ambiente di prova, alle apparecchiature, ai metodi e alle regolazioni di calcolo. È fondamentale che gli ingegneri motoristi comprendano questi aspetti, anziché limitarsi a utilizzare un microfono per effettuare misure semplici.

Tuttavia, ciò che gli ingegneri motoristi misurano è ancora il rumore del motore, non quello dei cuscinetti. Sappiamo che il rumore del motore comprende il rumore elettromagnetico e il rumore meccanico, di cui una parte significativa è costituita dal rumore generato dalla ventola di raffreddamento. Questi rumori "mascherano" in gran parte il rumore dei cuscinetti, agendo come interferenza di fondo.

Le norme sui cuscinetti includono anche metodi di prova per il rumore dei cuscinetti. Tuttavia, le apparecchiature di rilevamento dei cuscinetti generalmente utilizzate nelle fabbriche di motori prevedono l'installazione del cuscinetto su una testa di prova, l'applicazione di un carico e la conversione del segnale in valori numerici o la trasmissione a un altoparlante per il test.

In realtà, si tratta di un tester di vibrazioni per i cuscinetti del motore, non di un tester di rumore. Anche se il tester sente il suono proveniente dall'altoparlante, questo suono è comunque una conversione del segnale di vibrazione, non un rumore diretto.

Tuttavia, quando il cuscinetto è installato nel motore e il motore ruota, le condizioni di carico che il cuscinetto sperimenta sono completamente diverse da quelle del banco di prova. Ciò comporta una diversa prestazione acustica del cuscinetto del motore.

Molti produttori hanno riscontrato situazioni in cui i cuscinetti superano il controllo al "banco di prova" ma continuano a produrre rumore quando vengono installati nel motore. Questa confusione deriva dalla differenza tra le condizioni del banco di prova e le condizioni reali del cuscinetto del motore, nonché dalla differenza tra le misure di "vibrazione" e "rumore".

I test di rumorosità dei cuscinetti specializzati, come i test di rumorosità dei motori, hanno i loro requisiti per l'ambiente, le attrezzature di prova, i metodi di prova e le regolazioni di calcolo. È difficile per le normali fabbriche di motori fare tutto ciò.

Per i cuscinetti, tutti gli altri rumori provenienti dal motore sono interferenze delle condizioni di prova, o rumore di fondo. Se il rumore di fondo dei cuscinetti del motore può essere corretto con il calcolo, la struttura stessa del motore rappresenta una sfida considerevole per il rumore dei cuscinetti. Ad esempio, la calotta terminale del cuscinetto del motore crea un certo livello di ostruzione al rumore.

Questo significa che il rumore dei cuscinetti del motore in loco non può essere valutato? Soprattutto dal punto di vista della manutenzione, come si dovrebbe misurare e ascoltare il rumore dei cuscinetti del motore?

In realtà, esistono dei metodi.

In primo luogo, a causa degli elevati requisiti ambientali per la misurazione del rumore e della sua suscettibilità alle interferenze, nell'analisi pratica dei guasti o nella manutenzione delle apparecchiature l'attenzione si sposta spesso dal rumore alle vibrazioni. Nella manutenzione ordinaria dei cuscinetti del motore, se i tecnici sono preoccupati per i potenziali guasti dei cuscinetti, il rilevamento delle vibrazioni è un metodo più diretto ed efficace della cosiddetta misurazione del rumore.

Tuttavia, se i produttori di motori sono più interessati alla "sensazione uditiva" complessiva del motore, è comunque necessario eseguire test di rumorosità dedicati. Per quanto riguarda la misurazione del rumore uditivo, c'è un problema legato ai contorni di uguaglianza del rumore, che sarà discusso in dettaglio in un articolo successivo. Parliamo prima del metodo di misurazione del "rumore" dei potenziali guasti.

Per quanto riguarda la misurazione in loco del "rumore" (in realtà vibrazioni) di potenziali guasti:

a) Il metodo più affidabile per le prove di vibrazione è attualmente quello di utilizzare sensori di vibrazione e le relative apparecchiature di analisi. Esistono molti produttori di tali apparecchiature.

In generale, i metodi del dominio del tempo e del dominio della frequenza possono essere utilizzati per un'analisi dettagliata al fine di identificare le possibili cause di guasto. (Ciò implica una conoscenza più specialistica del monitoraggio delle condizioni, che verrà approfondita in articoli successivi, quindi viene trascurata in questa sede).

b) Tuttavia, ci sono molti requisiti di monitoraggio in loco che non sono così dettagliati. Ad esempio, le ronde dei lavoratori. Se non ci sono apparecchiature di monitoraggio delle vibrazioni, come ci si deve comportare?

In effetti, il metodo di ispezione più comune è lo "stetoscopio". Anche con lo stetoscopio, se l'ingegnere non ne comprende il principio di utilizzo, il risultato che spesso si sente potrebbe non essere quello reale. Come già detto, anche con lo "stetoscopio", stiamo ancora facendo "ispezione delle vibrazioni" anziché "ispezione del rumore".

Pertanto, quando si ascolta, un'estremità dello stetoscopio deve essere premuta solo contro la parte di ispezione e l'altra estremità deve essere premuta solo contro l'osso esterno dell'orecchio. In questo modo, si crea un collegamento "rigido" tra la parte di ispezione e l'osso dell'orecchio, anziché un collegamento aereo. In questo modo si eliminano le interferenze dovute al "rumore" di altri componenti.

Ciò che stiamo ascoltando è la "vibrazione", non il "rumore". Uno dei motivi principali è l'eliminazione del rumore di interferenza trasmesso attraverso l'aria.

Sebbene questo metodo sia comunemente utilizzato, il dettaglio sta nel fatto di "premere con forza" o meno. Proprio grazie a questa differenza, spesso si può capire in loco se un ingegnere comprende il principio di questo metodo di misurazione. I tecnici esperti sono spesso in grado di distinguere alcune anomalie all'interno dei cuscinetti dalla "vibrazione" trasmessa dallo stetoscopio.

Una volta appreso il metodo corretto di "ascolto del rumore" in cantiere, tutte le analisi successive del rumore e delle vibrazioni dei cuscinetti del motore diventeranno più mirate e tempestive. Molti ingegneri in cantiere discutono a lungo di varie questioni, per poi scoprire che alla fine non stanno parlando della stessa cosa. Per evitare questa situazione, il piccolo passo di "ascoltare" è molto utile.