1. Introduzione
Le fallimenti catastrofici del sistema di trasmissione nei siti industriali ucraini spesso iniziano con deviazioni nella funzionalità degli elementi di collegamento non evidenti a prima vista. Nell'ultimo caso della nostra pratica ingegneristica, su un impianto cementificio nella regione di Dnipro, si è verificata una sospensione del nodo del trasporto di materiali inertili. Durante un controllo programmato, il meccanico di turno ha registrato un calo critico della pressione nel sistema idraulico, sceso a 45 bar invece dei 140 bar nominali, accompagnato da una vibrazione aumentata a 50 Hz e da un sfiato di fluido di lavoro lungo l'asse. La precedente diagnosi ha indicato il guasto del motore idraulico DANFOSS OMR160 (codice 151-0714, precedentemente 1510213) e la rottura della molla del giunto di trasmissione. In questo materiale eseguiremo un'analisi criminale completa del guasto in base agli standard ISO e DSTU.
2. Visione del componente
Motore idraulico DANFOSS OMR160 è un motore a rotore a palette ad alta coppia (LSHT). È installato all'interno dell'unità di azionamento di un dosatore a vite e opera in condizioni di carico ciclico con velocità di rotazione fino a 770 giri/min e pressione di lavoro fino a 175 bar (pressione di punta fino a 225 bar). Il momento torcente dal mandrino del motore idraulico viene trasmesso al riduttore attraverso una giunzione a cuscinetto con elementi in poliuretano.
Condizioni operative normative in base alla documentazione tecnica del produttore:
- Temperatura di esercizio del fluido (olio idraulico ISO VG 46): da -30 °C a +80 °C.
- Viscosità cinematica: ottimale 20–75 mm²/s, minima 4 mm²/s.
- Pressione radiale massima sull'asse: dipende dal punto di applicazione della forza (fino a 1100 N a 15 mm di distanza dal flangio).
- Spostamento assiale ammissibile degli alberi: entro ±0,5 mm.
3. Base di prova delle cause di guasto
Il nodo smontato è arrivato presso la nostra laboratorio per l'ispezione. L'ispezione visiva e strumentale ha rivelato i seguenti difetti:
- Stato del giunto: Elementi in poliuretano (punteggiatura) completamente distrutti, trasformatisi in una massa polimerica viscosa a causa della degradazione termica. Le metà del giunto in ghisa grigia presentano segni di usura da impatto e di usura assiale.
- Stato dell'asse del motore idraulico DANFOSS OMR160: La parte a scanalatura dell'asse presenta un usura asimmetrica su un lato del profilo del dente per una profondità fino a 0.8 mm. L'intervallo radiale nel cuscinetto a rulli anteriore è superiore al nominale di 4 volte (0.25 mm invece di 0.06 mm).
- Dati di controllo vibrazionale (prima dell'incidente): Valore di picco registrato nella direzione verticale sul corpo del cuscinetto del riduttore — 11,4 mm/s (che corrisponde alla zona D «Non accettabile» in base a ISO 10816-3). L'aumento del livello di vibrazione alle velocità del albero indicava un allineamento errato.
- Termografia: Le registrazioni del scanner per 12 ore prima dell'arresto hanno mostrato un aumento locale della temperatura nella zona di connessione della giunzione a +92 °C.
- Smontaggio del motore idraulico d'emergenza e installazione del nuovo originale componente DANFOSS OMR160 (151-0714).
- Sostituzione della giunzione con una nuova con elementi in poliuretano di durezza 98 Shore A (secondo DIN 53505).
- Esecuzione di un centratura precisa degli alberi mediante strumento laser con tolleranza sullo scostamento radiale non superiore a 0,05 mm (in conformità con la norma ISO 14253-1).
- Pulizia della tubazione idraulica e sostituzione degli elementi filtranti (finezza di filtrazione β20(c) ≥ 200 in base a ISO 16889).
- Implementazione del controllo termografico trimestrale delle giunti e dei nodi a cuscinetti.
- Passaggio al collegamento mediante viti con fissatori a vite di media resistenza e controllo della forza di serraggio con chiave dinamometrica durante ogni MTO.
- Installazione dei sensori di vibrazione per il monitoraggio continuo dello stato del drive in conformità con le richieste EN ISO 20816-1.
- Controllo visivo della giunzione: Verificare la presenza di polvere gomma/polimero o crepe nel rivestimento protettivo.
- Controllo temperatura: Misurare la temperatura del corpo della giunzione con un pirometro (norma: massimo +50 °C rispetto all'ambiente circostante).
- Analisi vibrazioni: Verificare che il livello di vibrazione sul motore idraulico non superi 4,5 mm/s secondo lo standard ISO 10816-3.
- Controllo delle giunture: Eseguire il controllo del momento di serraggio dei bulloni del flangia del motore idraulico OMR160 (momento di serraggio dei bulloni M12 classe 8.8 — 85 Nm).
- Controllo delle spirali: Controllare l'incastro del cuscinetto del motore idraulico per la presenza di tracce di olio.
- Temperatura dell'olio: Controllare la temperatura di esercizio del fluido idraulico nel serbatoio (massimo +65 °C).
- Differenza di pressione sul filtro: Leggere i valori dell'indicatore di contaminazione sul filtro di raccordo (la differenza non deve superare 2,5 bar).
- Rumore e vibrazioni: Ascoltare il funzionamento del motore idraulico con un auscultatore per la presenza di rumori di cavitazione.
- Regolamento di sostituzione delle parti usurate: Gli elementi di poliuretano delle giunzioni sono soggetti a sostituzione obbligatoria ogni 12 000 ore di esercizio o nel caso in cui si raggiunga il 25% di usura delle superfici operative. Il tempo medio tra guasti (MTBF) per i motori idraulici della serie OMR è di almeno 25 000 ore, purché si rispetti la purezza del fluido di lavoro secondo lo standard ISO 4406 (classe 20/18/15).
- Monitoraggio dello stato (Condition Monitoring): L'introduzione dell'analisi spettrale delle vibrazioni permette di rilevare l'usura dei cuscinetti e la deviazione assiale in fase precoce (300–500 ore prima della guasto critico).
- Selezione di componenti: Durante la modernizzazione delle linee utilizzate sempre componenti certificati in conformità ai regolamenti tecnici CE e UkrSEPRO.
- ISO 10816-3: Vibrazione meccanica — Valutazione della vibrazione della macchina mediante misurazioni su parti non rotanti.
- ISO 4406: Fluido a potenza idraulica — Fluidi — Metodo per la codifica del livello di contaminazione da particelle solide.
- DSTU EN ISO 14121-1: Sicurezza macchine. Valutazione del rischio.
- Documentazione Tecnica Danfoss Power Solutions: OMR Series Motori Idraulici, Foglio Dati 520L0324.
- Manuale della Tecnologia dei Fluidi Idraulici, 2nd Edition, George E. Totten.
4. Analisi sistematica delle cause radice
Per determinare la catena di eventi che ha portato all'incidente, è stata utilizzata la metodologia dell'analisi dell'albero delle cause di guasto (Fault Tree Analysis) e l'analisi dei "5 perché" (5 Whys).
Perché 1? È andata persa l'inserto di poliuretano della giunzione.
Perché 2? La temperatura nella zona della giunzione ha superato +90 °C, causando il fusione del poliuretano.
Perché 3? È avvenuta una deformazione ciclica eccessiva degli elementi a causa dello spostamento angolare e radiale degli assi del motore idraulico e del riduttore.
Perché 4? Durante l'ultimo montaggio non è stato effettuato l'allineamento degli assi con il metodo laser, e i bulloni di fissaggio del flangia del motore idraulico si sono rilassati a causa delle vibrazioni.
Perché 5? Assenza di un regolamento per la verifica del momento di serraggio delle giunzioni filettate e del controllo dell'allineamento nei lavori di manutenzione programmata e preventiva (PMP).
5. Causei identificate (rating per probabilità)
| Prima causa | Probabilità | Documenti di prova |
|---|---|---|
| 65% | Asimmetrico usura delle scanalature dell'asse OMR160, surriscaldamento della giunzione, danni ai sigillanti. | |
| 20% | Segni di corrosione da fretting sul flangia di montaggio, serraggio della vite non uniforme. | |
| 15% | La viscosità dell'olio è scesa sotto 15 mm²/s a causa del surriscaldamento della pompa oleodinamica fino a +74 °C. |
6. Azioni correttive
Per eliminare le conseguenze dell'incidente e prevenire il suo ripetersi è stato sviluppato un insieme di misure urgenti e strategiche.
Riparazione immediata (immediate fix):
Prevenzione a lungo termine (long-term prevention):
7. Checklist diagnostico rapido per il personale tecnico
Utilizzare questa checklist durante i controlli settimanali sul tablet o su un dispositivo mobile:
8. Strategia di prevenzione delle guasti
Per garantire il funzionamento senza interruzioni del materiale su imprese ucraine è necessario rispettare i seguenti intervalli normativi e procedure:
9. Conclusione
Un guasto del sistema di trasmissione basato sul motore idraulico DANFOSS OMR160 ha dimostrato che l'ignoranza delle regole di base per l'allineamento e il controllo periodico dello stato delle giunzioni inevitabilmente porta a fermate impreviste dell'attrezzatura. Un approccio sistematico alla diagnosi, l'osservanza delle norme ISO e l'utilizzo di parti di ricambio originali di alta qualità permettono di raggiungere la massima affidabilità delle linee produttive. Per la selezione di motori idraulici originali, sigilli e componenti delle trasmissioni, visitate UNITEC-D E-Catalog.
