15 Problemi e sintomi di vibrazioni meccaniche

1. Squilibri

Caratteristiche dei sintomi di squilibrio:

• Frequenza principale delle vibrazioni pari alla velocità del rotore
• Le vibrazioni radiali sono prevalenti
• La fase di vibrazione è stabile
• La vibrazione varia con il quadrato della velocità
• La direzione dello spostamento di fase delle vibrazioni è proporzionale alla direzione di misurazione

1) Csquilibrio di coppia

Caratteristiche sintomatiche dello squilibrio di coppia:

• Ha una differenza di fase di 180° sullo stesso asse;
• La frequenza 1x RPM esiste e domina;
• L'ampiezza della vibrazione varia con il quadrato dell'aumento della velocità;
• Può causare grandi ampiezze di vibrazione assiale e radiale;
• Il bilanciamento dinamico deve essere corretto in due superfici di correzione.

2) Squilibrio del rotore a sbalzo

Caratteristiche sintomatiche dello squilibrio del rotore a sbalzo:

• La frequenza di velocità 1X esiste sia in direzione radiale che assiale;
• Le letture in direzione assiale sono in fase, ma quelle in direzione radiale possono essere instabili;
• I rotori a sbalzo spesso presentano squilibri sia di forza che di coppia, per cui è necessario correggerli entrambi.

2. Disallineamento

1) Adisallineamento ngolare

Caratteristiche sintomatiche del disallineamento angolare:

• La caratteristica è l'elevata vibrazione assiale;
• Ha una differenza di fase di 180° tra i lati di accoppiamento;
• In genere presenta vibrazioni assiali elevate alle velocità 1X e 2X;
• Di solito, le frequenze di giri 1X, 2X o 3X non sono dominanti;
• I sintomi possono indicare un guasto all'accoppiamento.

2) Disallineamento parallelo

Caratteristiche sintomatiche del disallineamento parallelo:

• Quando la vibrazione con una differenza di fase di 180° in direzione radiale è fortemente disallineata, si generano frequenze armoniche più elevate;
• L'ampiezza di 2X RPM è spesso maggiore dell'ampiezza di 1X RPM, il che è simile ai sintomi del disallineamento angolare;
• Il design dell'accoppiamento può influenzare la forma e l'ampiezza del segnale. spettro di vibrazione.

3). Cuscinetti volventi inclinati

Caratteristiche sintomatiche dei cuscinetti volventi inclinati:

• I sintomi delle vibrazioni sono simili a quelli del disallineamento angolare;
• Il tentativo di ricentrare l'accoppiamento o di bilanciare il rotore non risolve il problema;
• Produce uno spostamento di fase di circa 180° in senso laterale;
• C'è un movimento di rotazione laterale o dall'alto verso il basso.

3. Rotore eccentrico

Caratteristiche dei sintomi del rotore eccentrico:

• Ha una frequenza di vibrazione massima di 1x velocità in direzione dell'asse del rotore;
• La differenza di fase relativa è 0° o 180°;
• Il tentativo di bilanciamento dinamico ridurrà l'ampiezza delle vibrazioni in una direzione, ma potrebbe aumentare le vibrazioni nell'altra direzione.

4. Asse di flessione

Caratteristiche sintomatiche dell'asse di flessione:

• L'albero piegato produce grandi vibrazioni assiali;
• Se la curva è vicina al centro della campata dell'albero, la frequenza di velocità 1X domina;
• Se la curva è vicina a entrambe le estremità dell'albero, domina la frequenza di velocità 2X;
• La differenza di fase in direzione assiale tende a essere di 180°.

5. Allentamento meccanico

1) Mallentamento meccanico (A)

Caratteristiche sintomatiche della mobilizzazione meccanica (A):

• È causato dalla struttura allentata dei piedi della macchina;
• La deformazione delle fondamenta causerà problemi di "appoggio morbido";
• L'analisi di fase rivelerà una differenza di fase verticale di circa 180° tra i componenti della piastra di base della macchina.

2) Allentamento meccanico (B)

Caratteristiche sintomatologiche della mobilizzazione meccanica (B):

• È causato da bulloni di ancoraggio allentati;
• Le strutture o gli alloggiamenti incrinati possono produrre vibrazioni a frequenze di velocità 0,5X, 1X, 2X e 3X.

3) Allentamento meccanico (C)

Caratteristiche sintomatiche della mobilizzazione meccanica (C):

• La fase è spesso instabile;
• Verranno generate molte frequenze armoniche.

6. Attrito del rotore

Caratteristiche sintomatiche dell'attrito del rotore:

• Lo spettro delle vibrazioni è simile a quello dell'allentamento meccanico;
• Di solito, produce una serie di frequenze che possono eccitare vibrazioni autoeccitate;
• È possibile che si verifichino vibrazioni di frequenza subarmoniche della velocità;
• L'attrito può riguardare la circonferenza parziale o completa.

7. Risonanza

Caratteristiche sintomatiche della risonanza:

• La risonanza si verifica quando la frequenza di vibrazione forzata coincide con la frequenza di auto-oscillazione;
• Quando l'albero attraversa la risonanza, la fase cambia di 180° e, quando il sistema è in risonanza, si genera un valore elevato di vibrazioni.

8. Cinghia e puleggia

1) Risonanza della cinghia

Caratteristiche sintomatiche della risonanza della cinghia:

• Se la frequenza di autooscillazione della cinghia coincide con la frequenza della velocità di marcia o della velocità di azionamento, possono verificarsi forti vibrazioni;
• La variazione della tensione del nastro può modificare la frequenza di autooscillazione del nastro.

2) Cinture usurate, allentate o non abbinate

Caratteristiche sintomatiche di cinghie usurate, allentate o non corrispondenti:

• Domina la frequenza 2X RPM;
• L'ampiezza delle vibrazioni è spesso instabile, a volte in impulsi, frequenze o frequenze di velocità guidate;
• Le cinghie dentate usurate o disallineate producono valori elevati di vibrazione nella frequenza della cinghia dentata;
• Il nastro vibra a una frequenza inferiore alla velocità di marcia o alla velocità di azionamento.

3) Pulegge eccentriche

Caratteristiche sintomatiche della puleggia eccentrica:

• Le pulegge eccentriche o sbilanciate produrranno grandi valori di vibrazione della puleggia alla frequenza di 1x velocità;
• Ha un'ampiezza massima di vibrazione nella stessa direzione del nastro;
• Fate attenzione a cercare di bilanciare le pulegge eccentriche.

4) Disallineamento della cinghia/della puleggia

Caratteristiche sintomatiche del disallineamento di cinghia/puleggia:

• Quando la puleggia non è allineata, si verifica una grande vibrazione assiale pari a 1X la frequenza della velocità;
• L'ampiezza maggiore delle vibrazioni sul motore è spesso la frequenza della velocità della turbina.

9. Eccitazione idrodinamica

1) Frequenza di passaggio della lama

Caratteristiche sintomatiche dell'eccitazione idrodinamica:

• Se il gioco tra la lama e l'alloggiamento non è uniforme, l'ampiezza della vibrazione della lama attraverso la frequenza (BPF) può essere molto elevata;
• Se l'anello di attrito è bloccato sull'albero, possono verificarsi vibrazioni di elevata ampiezza della frequenza di passaggio delle palette (BPF);
• Il rotore eccentrico può produrre un'ampiezza eccessiva delle vibrazioni della frequenza di passaggio delle pale (BPF).

2) Turbolenza del fluido

Caratteristiche sintomatiche della turbolenza dei fluidi:

• Nel ventilatore, a causa della variazione di pressione o di velocità del flusso d'aria nel canale di flusso, il flusso d'aria appare spesso turbolento;
• Produrrà vibrazioni casuali a bassa frequenza nella gamma di frequenze da 0 a 30 Hz.

3) Cavitazione

Caratteristiche sintomatiche della cavitazione:

• La cavitazione genererà vibrazioni di energia a banda larga casuali e ad alta frequenza sovrapposte alla frequenza di passaggio della lama (BPF);
• In genere, indica una pressione di ingresso non corretta;
• Se il fenomeno della cavitazione viene lasciato sussistere, può portare alla corrosione delle pale della girante e del corpo pompa;
• Sembrava che la ghiaia passasse attraverso una pompa.

10. Vibrazione del battito

Caratteristiche sintomatiche della vibrazione del battito:

• La vibrazione di battimento è il risultato della sintesi di due vibrazioni di frequenza molto vicina in fase e fuori fase;
• Lo spettro a banda larga apparirà come un picco sopra e sotto, e la fluttuazione stessa è il battito della differenza di frequenza tra due picchi nello spettro a banda larga.

11. Rotore eccentrico

• Frequenza di alimentazione FL (50 Hz in Cina = 3000 giri/min.)
• Polar P
• Frequenza di passaggio delle barre del rotore Fb = numero di barre del rotore * velocità del rotore
• Velocità sincrona NS=2XFL/P
• Frequenza di scorrimento FS = velocità sincrona - velocità del rotore

1) Eccentricità dello statore, cortocircuito dell'isolamento e nuclei allentati

Caratteristiche sintomatiche di eccentricità dello statore, cortocircuiti dell'isolamento e nuclei allentati:

• Il problema dello statore genera frequenze di potenza di elevata ampiezza e vibrazioni elettromagnetiche doppie (2FL);
• L'eccentricità dello statore produce un traferro non uniforme e la vibrazione unidirezionale è evidente;
• I piedi con suola morbida possono causare l'eccentricità dello statore.

2) Motori sincroni

Caratteristiche sintomatiche del motore sincrono:

• È prodotta da bobine di statore allentate nei motori sincroni;
• Le bobine ad alta ampiezza vibrano e possono passare attraverso la frequenza;
• Le bobine passano attraverso una banda laterale su entrambi i lati della frequenza che sarà accompagnata da una frequenza di velocità 1X.

3) Guasto di fase dell'alimentazione

Caratteristiche sintomatiche dell'interruzione di fase dell'alimentazione:

• I problemi di fase causano un raddoppio della frequenza di alimentazione;
• (2FL) è accompagnato da (1/3) bande laterali FL;
• L'ampiezza delle vibrazioni elettromagnetiche a due frequenze di alimentazione (2FL) può superare i 25 mm/s di picco se non vengono corretti i guasti dell'alimentazione;
• Il guasto locale del connettore di alimentazione è solo un guasto di contatto occasionale.

4) Rotori eccentrici

Caratteristiche dei sintomi del rotore eccentrico:

• Il rotore eccentrico crea un traferro variabile che genera vibrazioni pulsate;
• La spettroscopia di affinamento è spesso necessaria per separare le frequenze armoniche della doppia frequenza di alimentazione (2F) dalla velocità di rotazione.

5) Bbarra rotore roken

Caratteristiche sintomatiche della rottura della barra del rotore:

• La velocità di rotazione e la sua frequenza armonica, accompagnate da una banda laterale della frequenza di passaggio del polo (Fp) su entrambi i lati, indicano un guasto di rottura del rotore;
• Quando le barre del rotore passano su entrambi i lati della frequenza (RBPF), una banda laterale a due frequenze di alimentazione (2FL) indica che la barra del rotore è allentata.
• Spesso, l'ampiezza della frequenza di passaggio della barra del rotore (RBPF) è molto elevata a due (2XRBPF) e tre volte (3XRBPF), mentre l'ampiezza della RBPF è molto piccola alla frequenza fondamentale (1XRBPF).

12. Motori a corrente continua

Caratteristiche sintomatiche del guasto del motore CC:

• DC guasti al motore può essere rilevato utilizzando una frequenza del tiristore (SCR) superiore al normale.
• Questi guasti comprendono la rottura delle bobine di avvolgimento e i guasti ai fusibili e alle schede di controllo che possono produrre vibrazioni di elevata ampiezza a frequenze di potenza da 1X a 5X.

13. Guasto all'ingranaggio

Spettro di stato normale:

• Lo spettro allo stato normale mostra la frequenza di velocità 1X e 2X e la frequenza di ingranamento GMF;
• La frequenza dell'ingranaggio GMF è solitamente accompagnata da una banda laterale di frequenza della velocità di rotazione;
• Tutti i picchi di vibrazione hanno una bassa ampiezza, senza frequenza di auto-oscillazione.

1) Effetto del carico sul dente

Caratteristiche sintomatiche degli effetti del carico dentale:

• La frequenza dell'ingranaggio è spesso sensibile al carico;
• Una frequenza di ingranamento GMF di ampiezza elevata non è necessariamente indice di guasto all'ingranaggio;
• Ogni analisi deve essere eseguita al massimo carico.

2) Tusura del dente

Caratteristiche sintomatiche dell'usura dentale:

• L'eccitazione della frequenza di auto-oscillazione è accompagnata da una banda laterale che consuma l'ingranaggio a una frequenza pari a 1X quella di rotazione, indicando l'usura del dente;
• Le bande laterali sono un indicatore migliore dell'usura rispetto alla frequenza dell'ingranaggio GMF;
• L'ampiezza della frequenza dell'ingranaggio può non cambiare con l'usura dei denti dell'ingranaggio.

3) Eccentricità del riduttore e corsa del gioco

Caratteristiche sintomatiche dell'eccentricità degli ingranaggi e dell'escursione del gioco laterale:

• Le bande laterali di ampiezza maggiore su entrambi i lati della frequenza di ingranamento GMF indicano che l'escursione del gioco laterale dell'eccentrico dell'ingranaggio e l'albero dell'ingranaggio non sono paralleli;
• Gli ingranaggi difettosi modulano le bande laterali;
• Le escursioni anomale del gioco causano normalmente la vibrazione dell'ingranaggio alla frequenza di auto-oscillazione.

4) Disallineamento degli ingranaggi

Caratteristiche sintomatiche del disallineamento degli ingranaggi:

• Il disallineamento degli ingranaggi eccita sempre frequenze armoniche di secondo ordine o di ordine superiore, accompagnate da una banda laterale di frequenza della velocità di rotazione;
• L'entità della frequenza di base dell'ingranaggio (1XGMF) è minore, mentre l'entità delle frequenze degli ingranaggi 2X e 3X è maggiore;
• Per catturare almeno 2 volte le frequenze GMF, è importante impostare un valore sufficientemente alto con la frequenza di analisi massima Fmax.

5) Denti rotti/incrinati

Caratteristiche sintomatiche dei denti rotti/perduti:

• Un dente rotto o incrinato produrrà una vibrazione di elevata ampiezza a una frequenza pari a 1X la velocità dell'ingranaggio;
• Induce una vibrazione di frequenza auto-oscillante con una banda laterale fondamentale di velocità di rotazione su entrambi i lati;
• Utilizza la forma d'onda nel dominio del tempo per indicare al meglio il guasto di un dente rotto o incrinato;
• L'intervallo di tempo tra i due impulsi è il reciproco di 1X della velocità.

6) Tusura eeth

Caratteristiche sintomatiche dei denti oscillanti:

• La vibrazione degli ingranaggi oscillanti è una vibrazione a bassa frequenza, spesso ignorata.

14. Cuscinetti volventi

1) Fase 1 dello sviluppo dei guasti dei cuscinetti volventi

Caratteristiche dei sintomi del primo stadio di sviluppo dei guasti dei cuscinetti volventi:

• Dalle prime indicazioni nella gamma di frequenza degli ultrasuoni (>250 KHz), lo spettro può essere valutato al meglio utilizzando la tecnica dell'inviluppo dell'accelerazione delle vibrazioni (vibration spike energy gSE).

2) Fase 2 dello sviluppo dei guasti dei cuscinetti volventi

Caratteristiche sintomatiche del secondo stadio di sviluppo dei guasti dei cuscinetti volventi:

• I difetti minori suscitano la frequenza naturale vibrazioni dei componenti dei cuscinetti volventi.
• La frequenza del guasto è compresa nell'intervallo 500-2000 Hz.
• Alla fine del secondo stadio di sviluppo del difetto del cuscinetto volvente, compaiono frequenze laterali a sinistra e a destra della frequenza di auto-oscillazione.

3) Fase 3 dello sviluppo dei guasti dei cuscinetti volventi

Sintomi caratteristici della Fase 3 dello sviluppo dei guasti dei cuscinetti volventi:

• Presenta una frequenza di guasti ai cuscinetti volventi e frequenze armoniche
• Il numero di bande laterali aumenta con il numero di frequenze armoniche a cui si verifica la frequenza di guasto con un'usura pesante;
• In questa fase, l'usura è visibile a occhio nudo e si estende sulla circonferenza del cuscinetto.

4) Fase 4 dello sviluppo dei guasti dei cuscinetti volventi

Caratteristiche dei sintomi della fase 4 dello sviluppo dei guasti dei cuscinetti volventi:

• Le frequenze di guasto discrete dei cuscinetti volventi scompaiono e vengono sostituite da vibrazioni casuali a banda larga sotto forma di orizzonti di rumore;
• Verso la fine di questa fase, influisce persino sull'ampiezza della frequenza della velocità 1X;
• In effetti, l'entità dell'orizzonte del rumore ad alta frequenza e l'entità totale possono essere ridotte.

15. Cuscinetti scorrevoli

1) Instabilità dell'oscillazione del film d'olio

Caratteristiche sintomatiche dell'oscillazione del film d'olio:

• L'oscillazione del film d'olio può verificarsi se la macchina viene fatta funzionare a una velocità critica del rotore di 2X;
• Quando il rotore sale alla seconda velocità critica del rotore, il film d'olio si avvicina alla velocità critica del rotore e le vibrazioni eccessive impediscono al film d'olio di sostenere l'albero;
• La frequenza di oscillazione del film d'olio è bloccata alla velocità critica del rotore; all'aumentare della velocità di rotazione, la frequenza di oscillazione del film d'olio non aumenta.

2)  Instabilità

Caratteristiche sintomatiche del vortice del film d'olio:

• Di solito, si verifica nell'intervallo di frequenza 42-48% della velocità di rotazione.
• A volte, l'ampiezza della vibrazione è molto grande e la vorticità del film d'olio è intrinsecamente instabile perché aumenta la forza centrifuga e quindi la forza di vorticità.

3) Usura del cuscinetto di scorrimento/guasto del gioco

Caratteristiche sintomatiche dell'usura dei cuscinetti a strisciamento/deviazione:

• Nella fase post-usura del cuscinetto a manicotto si generano vibrazioni armoniche di grande ampiezza alle frequenze della velocità di rotazione;
• In caso di scorrimento eccessivo gioco del cuscinetto, piccoli squilibri o disallineamenti possono portare a grandi valori di vibrazioni.