Avete mai riscontrato vibrazioni misteriose nei vostri macchinari? Questo articolo esplora l'affascinante mondo dell'analisi dello spettro delle vibrazioni e il suo ruolo nella diagnosi degli allentamenti meccanici. Il nostro team di ingegneri esperti vi guiderà attraverso esempi reali, rivelando come questa potente tecnica possa aiutarvi a identificare e risolvere problemi comuni, facendovi risparmiare tempo e denaro. Preparatevi a tuffarvi nell'intrigante regno della manutenzione predittiva!
Gli allentamenti meccanici sono generalmente classificati in due categorie principali: allentamento strutturale e allentamento dei componenti rotanti. Questa classificazione aiuta a identificare la causa principale e a implementare misure correttive adeguate.
Le cause alla base dell'allentamento meccanico sono molteplici e possono comprendere:
L'allentamento meccanico agisce come un amplificatore di vibrazioni, esacerbando i problemi esistenti come gli squilibri e i disallineamenti. Questo effetto di amplificazione può portare a una cascata di guasti man mano che l'allentamento progredisce, causando potenzialmente usura accelerata, affaticamento e persino guasti catastrofici nei casi più gravi.
Sebbene non esista uno standard universalmente accettato per classificare i tipi di allentamento, gli operatori del settore e gli analisti delle vibrazioni riconoscono comunemente tre tipi distinti di allentamento meccanico. Ogni tipo presenta caratteristiche uniche in termini di spettri di frequenza delle vibrazioni e relazioni di fase:
Questo tipo di allentamento comprende i seguenti difetti:
- Strutture allentate o resistenza inadeguata nel basamento dell'apparecchiatura, nella piastra di base e nella fondazione in calcestruzzo.
- Deterioramento o rottura della malta.
- Deformazione del telaio o della base.
- Bulloni di ancoraggio allentati, ecc.
Questi problemi di allentamento possono essere facilmente osservati in cantiere e il loro impatto distruttivo è solitamente significativo. Nei casi più gravi, possono aggravare gli squilibri o i disallineamenti delle apparecchiature.
Misure di trattamento:
Per le apparecchiature già sbilanciate o disallineate, è importante intervenire contemporaneamente sullo squilibrio o sul disallineamento.
Lo spettro di frequenza tipico dell'allentamento è rappresentato nella Figura 1, mentre le caratteristiche fondamentali rivelate dall'allentamento sono presentate nella Tabella 1.
Fig. 1 Diagramma tipico dello spettro di allentamento del tipo A
Tabella 1 Caratteristiche di base riflesse dall'allentamento di tipo A
| Parametro | Caratteristiche di base |
| Frequenza | Lo spettro di frequenza dell'allentamento è dominato dalla vibrazione più alta a frequenza 1×giro |
| Vibrazioni | In generale, la vibrazione radiale è grande, soprattutto la vibrazione verticale è grande, mentre la vibrazione assiale è piccola o normale. |
| Fase | Confrontando le vibrazioni in direzione verticale e orizzontale, si può notare che la vibrazione ha una direttività e la differenza di fase è di 0° o 180°. |
Note:
Questo tipo di allentamento si verifica solo quando si verificano i seguenti errori:
Questi problemi di allentamento possono essere osservati anche in loco, ma i problemi di accoppiamento dei componenti interni possono essere rilevati e confermati solo attraverso lo smontaggio e l'esame.
Misure di trattamento:
Le vibrazioni possono essere ridotte sostituendo le parti danneggiate e correggendo l'installazione di parti non corrette, serraggio dei bulloni, ecc.
Lo spettro di frequenza tipico dell'allentamento è rappresentato nella Figura 2, mentre le caratteristiche fondamentali che si riflettono nell'allentamento sono presentate nella Tabella 2.
Fig. 2 Diagramma tipico dello spettro di allentamento del tipo B
Tabella 2 Caratteristiche di base riflesse dall'allentamento di tipo B
| Parametro | Caratteristiche di base |
| Frequenza | Armoniche di frequenza a più giri, quando l'ampiezza della frequenza radiale a 2 giri supera i 50% dell'ampiezza della frequenza a 1 giro, indica che si è verificato un guasto. |
| Vibrazioni | L'ampiezza è piuttosto instabile. Quando il carico è elevato, la vibrazione aumenta notevolmente. |
| Fase | Se si utilizza una lampada stroboscopica per raccogliere le letture di fase, di solito vengono visualizzati due punti di riferimento instabili. |
Note:
- In condizioni normali, questi sintomi di vibrazione non si verificano se non ci sono altre forze di eccitazione.
- Se l'allentamento è causato dal cuscinetto allentato del piedistallo del cuscinetto o da parti allentate sull'albero, la vibrazione rimarrà per lo più alle velocità 1x e 2x finché non peggiorerà in una pulsazione o in un impatto.
In questo caso, la pulsazione determina una non linearità della forma d'onda nel dominio del tempo, che porta a molte armoniche più gravi rispetto all'allentamento di tipo C.
- Talvolta, il guasto del giunto è ulteriormente aggravato dalla rottura e dall'allentamento del piede dell'apparecchiatura, causando usura e allentamento del blocco elastico del giunto. Questo spettro mostra anche armoniche che superano l'allentamento di Tipo C.
Questo tipo di allentamento comprende i seguenti difetti:
- Cuscinetti allentati nel piedistallo del cuscinetto.
- Gioco interno eccessivo nei cuscinetti.
- Boccole del cuscinetto allentate nella sede del cuscinetto.
- Rotore allentato.
- Cuscinetti o anelli di scorrimento allentati, ecc.
Questi problemi possono essere osservati aprendo il coperchio del piedistallo del cuscinetto. Questo tipo di allentamento è direttamente associato ai cuscinetti e agli alberi delle apparecchiature rotanti.
Quando l'allentamento è grave, i cuscinetti, gli alberi o le relative parti di accoppiamento subiscono un'usura o, nei casi più gravi, l'apparecchiatura rotante può bloccarsi completamente.
Misure di trattamento:
Il problema può essere risolto sostituendo il cuscinetto o la boccola e regolando l'accoppiamento tra i componenti.
Lo spettro di frequenza tipico dell'allentamento è illustrato nella Fig. 3, mentre le caratteristiche di base riflesse dall'allentamento sono riportate nella Tabella 3.
Fig. 3 Diagramma tipico dello spettro di allentamento del tipo C
Tabella 3 Caratteristiche di base riflesse dall'allentamento di tipo C
| Parametro | Caratteristiche di base |
| Frequenza | Se l'ampiezza dell'armonica diventa maggiore, si genera anche una componente di frequenza con un intervallo di 1/2 volte la frequenza (ad esempio 0,5 ×， 1,5 ×， 2,5 ×). A volte è presente anche un'armonica di conversione pari a 1/3 della frequenza. |
| Vibrazioni | Questo allentamento tende a produrre vibrazioni altamente direzionali con un'ampiezza relativamente elevata. |
| fase | In genere, la misurazione della fase di questo tipo di guasto è piuttosto instabile, ma se la vibrazione stessa diventa altamente direzionale, la differenza tra le direzioni orizzontale e verticale sarà prossima a 0° o 180°. |
Note:
- L'allentamento può verificarsi anche dopo che il componente ha raggiunto la temperatura di esercizio e ha subito un'espansione termica.
- La presenza di un picco distinto di 1/2x suggerisce la presenza di un problema di allentamento più complesso, forse legato all'attrito.
- Quando il rotore, ad esempio la girante di una pompa, è allentato, la fase cambia dopo ogni avvio.
- Lo spettro di vibrazioni di questo tipo di allentamento, caratterizzato da molte armoniche a 1× velocità, indica in realtà un problema più grave, come l'allentamento dei cuscinetti e della corsa degli anelli.
Questo problema può causare un albero serraggio e guasti significativi alle apparecchiature.
In qualità di fondatore di MachineMFG, ho dedicato oltre un decennio della mia carriera al settore della lavorazione dei metalli. La mia vasta esperienza mi ha permesso di diventare un esperto nei campi della fabbricazione di lamiere, della lavorazione, dell'ingegneria meccanica e delle macchine utensili per metalli. Penso, leggo e scrivo costantemente su questi argomenti, cercando di essere sempre all'avanguardia nel mio campo. Lasciate che le mie conoscenze e la mia esperienza siano una risorsa per la vostra azienda.
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