1. Descrizione dei problemi e dell'ambito di applicazione

Anomalo rumore (ronzio, stridore, colpo) e vibrazione elevata nei riduttori cilindrici, conico-cilindrici e planetari indicano lo sviluppo di difetti nei componenti meccanici. Questo manuale copre impianti con potenza nominale compresa tra 11 e 500 kW, utilizzati nelle aziende industriali ucraine (conveyor metallurgici, riduttori di macine per cemento, stazioni di pompe e estrusori).

Classificazione della criticità:

Critico (Livello 3): Il rumore è accompagnato da un cigolio metallico, vibrazioni superiori a 11,2 mm/s (RMS) alla frequenza di rotazione dell'asse o da un brusco aumento della temperatura dell'olio superiore a +85°C. Richiede l'immancabile arresto dell'attrezzatura.
Significativa (Livello 2): Aumento del livello generale di vibrazione nel range 4,5–11,2 mm/s (RMS), comparsa di un rumore periodico senza interruzione del ciclo produttivo. Necessaria la diagnosi entro 24–48 ore.
Minima (Livello 1): Livello di vibrazione 1,8–4,5 mm/s (RMS), variazione del tono del suono. Richiede monitoraggio e pianificazione dell'ispezione durante l'ultimo intervento di manutenzione programmata.

2. Misure preventive e sicurezza

AVVERTENZA! PERICOLOSITÀ DI LESIONE E DI SCOCCA DI CORRENTE ELETTRICA!

Prima di eseguire qualsiasi lavoro diagnostico e di smontaggio del riduttore esegua la procedura Lockout/Tagout (LOTO):

Disattivate completamente l'elettropompa e fissate l'interruttore d'ingresso nella posizione spenta con chiave a scomparsa.

Bloccare la parte meccanica contro un'eventuale rotazione sotto l'azione dell'energia potenziale (cingie tese dei trasportatori, alberi verticali) utilizzando freni meccanici o dispositivi di bloccaggio.

Utilizzare gli strumenti di protezione individuale (SPI): occhiali protettivi, guanti termoresistenti (durante il lavoro con grasso caldo fino a +80°C), calzature speciali con tacco metallico e cuffie protettive.

Tenete presente il pericolo di superfici calde del corpo riduttore e dell'ambiente di lavoro.

3. Strumenti diagnostiche necessari

Nome dell'attrezzo	Specificazione / Modello	Intervallo di misurazione	Applicazione
Vibroanalizzatore	Monocanalico/multicanalico (es., Fluke 810 o analogo conforme a ISO 10816/20816)	10 – 10000 Гц, 0,1 – 50 мм/с	Misurazione del livello generale di vibrazione e analisi spettrale dei picchi di cuscinetti/ingranaggi
Termometro a infrarossi	Infrarosso (sensibilità < 0.05°C)	-20°C ... +250°C	Rilevamento di surriscaldamenti locali nelle zone di ingranamento e nei nodi a cuscinetto
Misuratore multimetro digitale	Verità RMS (CAT III 1000V / CAT IV 600V)	0 – 1000 В, 0 – 10 А, 0 – 40 МОм	Verifica dei sensori di temperatura (Pt100) e dello stato del grounding del motore
Indicatore a tipo orologio (IO)	Precisione di divisione 0,01 mm con fissaggio magnetico	0 – 10 mm	Misurazione dell'oscillazione assiale e radiale degli alberi, gioco laterale nel rapporto di ingranamento
Set per l'analisi del lubrificante	Spectrometro portatile / kit ferrografico	Rilevazione di particelle di usura da 1 a 100 µm	Determinazione della concentrazione di ferro, rame, cromo e grado di degradazione dell'olio

4. Checklist iniziale di valutazione dello stato

Parametro di osservazione	Metodo di verifica	Valore normale	Valori di soglia (Allarme)
Temperatura del corpo del riduttore	Termometro a infrarossi / termometro a contatto	< +65°C (a seconda del carico)	> +80°C o un gradiente > 10°C/ora
Livello e stato dell'olio	Visivamente attraverso il vetro di osservazione / prelievo di campione	Al centro della finestra, trasparente, senza zavorra	Presenza di schiuma, scolorimento, polvere metallica, odore di bruciato
Vibrazione sui supporti dei cuscinetti	Analizzatore vibrazioni (direzioni H, V, A)	< 1,8 mm/s (RMS) per ISO 10816-3	> 4,5 mm/s (avvertimento), > 11,2 mm/s (incidente)
Stato esterno dei sigilli e degli anelli di tenuta	Visuale d'insieme	Asciutto, assenza di gocce	Fuga attiva di olio sul mozzo o sui giunti del corpo

5. Schema a blocchi sistematico diagnostico

Sintomo: Comparsa di rumore o vibrazione sul riduttore.
- Verificare il livello e la localizzazione delle vibrazioni utilizzando un analizzatore di vibrazioni.
  - Se il picco di vibrazione cade sulla frequenza di rotazione del albero (1X) o sull'incertezza:
    - Verificare le giunzioni, l'allineamento degli alberi e la fissaggio del motore/riduttore alla struttura.
      - Risultato: Allentamento delle viti o spostamento angolare/parallelo → Probabile causa: Spostamento delle viti di fissaggio del basamento o usura degli elementi elastici delle giunzioni.
  - Se il picco di vibrazione alle frequenze di meshing delle denti (GMF — Gear Mesh Frequency e sue armoniche):
    - Eseguire l'analisi dello spostamento laterale e verificare la zona di contatto dei denti.
      - Risultato: Macchia di contatto irregolare o gioco eccessivo → Probabile causa: Usura dei denti, montaggio errato o deformazione degli assi sotto carico.
  - Se il picco di vibrazione sulle armoniche di alta frequenza non desiderate (BPFO, BPFI, BSF — frequenze dei difetti dei cuscinetti):
    - Eseguire un'analisi spettrale dettagliata dell'envolvente dell'accelerazione (Demodulation / PeakVue).
      - Risultato: Frequenze modulate dei cuscinetti rilevate → Probabile causa: Pitturazione delle traiettorie di rotolamento o delle sfere/rotori.

6. Matrice delle malfunzionamenti e delle cause

Sintomo	Probabili cause (in base alla probabilità)	Test diagnostico	Risultato atteso in caso di conferma della causa
Suono ad alta frequenza / rumore, vibrazione a frequenza GMF	1. Usura o frattura dei denti (pitting) 2. Gioco laterale errato 3. Sfasamento della distanza assiale	Analisi del lubrificante sulla truciola + verifica dell'intervallo con indicatore a tipo orologio	Presenza di particelle metalliche con dimensione > 50 µm, gioco laterale che si differenzia dal nominale su > 40%
Scatto a bassa frequenza / rumore (1 volta per giro di albero)	1. Danneggiamento dei corpi rotolanti o del separatore del cuscinetto 2. Incertezza dell'asse a bassa velocità 3. Allentamento del giunto a chiave	Analisi spettrale della vibrazione (orbita dell'asse, demodulazione)	Presenza di picchi alle frequenze BPFI/BPFO con bande laterali della frequenza di rotazione
Suono uniforme a frequenza elevata, riscaldamento del corpo	1. La lubrificante non risponde alla viscosità (ISO VG) 2. Deficit di olio 3. Sovraccarico del riduttore	Misurazione della temperatura con termocamera + verifica del tipo di olio secondo il manuale d'istruzioni	Temperatura dei cuscinetti > +85°C, viscosità del campione di olio inferiore alla nominale a causa di raffreddamento o degradazione
Rumore d'impatto acuto durante l'avviamento o il reverso	1. Eccessivo gioco laterale nell'ingranaggio 2. Usura dei denti della giunzione 3. Spostamento assiale dell'asse	Misurazione dell'ammortamento assiale degli alberi con IR	Lo spostamento assiale dell'asse supera il tolleranza di fabbrica di 2–3 volte

7. Analisi delle cause radice di ogni guasto

7.1. Usura e lubrificazione dei denti delle ruote dentate

Perché si verifica: Si verifica a causa del danneggiamento per fatica delle superfici di lavoro dei denti sotto l'azione di sollecitazioni di contatto cicliche che superano la resistenza alla fatica del materiale (secondo ISO 6336). Fattori aggiuntivi: inquinamento dell'olio da particelle dure o utilizzo di olio con un insieme di additivi antiusura (EP) inadeguato.

Come confermare: Ispezione endoscopica attraverso le aperture di ispezione del riduttore o analisi del campione di olio per la presenza di particelle ferromagnetiche. Sono visibili crepacci (crateri) o graffi sulla superficie dei denti.

Conseguenze: Deterioramento progressivo della forma del dente, blocco del funzionamento, completa rottura della ruota dentata e interruzione della produzione.

7.2. Defetti dei cuscinetti a rotolamento

Perché si verifica: Conseguenza del naturale usura, della mancanza di pulizia durante l'installazione, di lubrificazione insufficiente o eccessiva, nonché del passaggio di corrente elettrica attraverso il cuscinetto (elettrolisi causata da convertitori di frequenza).

Come verificare: Metodi vibroacustici (misurazione dei picchi di impatto in decibel, SPM/PeakVue) e rilevamento delle frequenze dei cuscinetti nel spectrum di vibrazione.

Conseguenze: Blocco del cuscinetto, rottura del separatore, allineamento del albero e danni ai denti dei componenti adiacenti a causa della perdita di precisione di rotazione.

7.3. Distorsione della geometria e sovrapposizione del giunto

Perché si verifica: Deformazioni termiche del corpo riduttore, insufficiente rigidità del basamento, errori durante la regolazione dei cuscinetti durante la precedente intervento di manutenzione in conformità allo standard ISO 1328.

Come verificare: Verifica del contatto tramite vernice (pittura a base di blu di Berlino — rivestimento non inferiore al 60% della lunghezza e al 50% dell'altezza del dente) e centratura laser degli alberi.

Conseguenze: Contatto laterale dei denti, sovraccarico di un lato del dente, usura rapida e fessure nel corpo della ruota dentata.

8. Procedimenti passo passo per la risoluzione dei guasti

Procedura 1: Sostituzione del cuscinetto danneggiato e regolazione dello scostamento

Esegui la procedura LOTO, versare l'olio in un contenitore specifico.
- Controllo: verificare l'assenza di residui di lubrificante nel carter.
Rimuovere le coperture degli alloggiamenti a cuscinetti e estrarre l'asse completo utilizzando appositi estrattori o attrezzature idrauliche.
- Controllo: non permettere colpi con il martello sulle superfici di accoppiamento degli assi.
Rimuovere l'ingranaggio vecchio utilizzando un riscaldatore induttivo o un estrattore idraulico.
- Controllo: verificare il diametro del collo dell'asse con un micrometro (toleranza secondo ISO h6/j6).
Riscaldare il nuovo cuscinetto a una temperatura non superiore a +110°C utilizzando un riscaldatore induttivo e montarlo sull'asse fino all'incastro.
- Controllo: misurare lo scostamento radiale del cuscinetto con un righello a incastro in base alla documentazione tecnica del produttore.
Montare l'unità, regolare l'interferenza assiale dei cuscinetti utilizzando le rondelle regolatrici con una precisione di 0,05 mm.
- Controllo: il momento di resistenza al rotolamento dell'asse deve corrispondere al regolamento di fabbrica.
Riempi con olio trasmissivo fresco della classe di viscosità raccomandata (ad esempio, ISO VG 220 o 320 in base a ISO 3448).
- Controllo: verificare il livello mediante il cristallo di osservazione dopo 10 minuti di sedimentazione.

Procedura 2: Controllo e riparazione del segno di contatto nel raccordo

Pulire le superfici di lavoro dei denti della ruota dentata e del pignone dai residui di olio utilizzando un pulitore specifico.
- Controllo: le superfici devono essere completamente desgrassate.
Applicare uno strato sottile di vernice (lilla) su 3–4 denti della pignone motrice.
- Controllo: lo strato deve essere uniforme, senza rilievi.
Fate girare manualmente l'asse a bassa velocità in entrambi i sensi sotto un momento frenante minimo.
- Controllo: assicuratevi che il rotore effettui 1 giro completo.
Valuta l'effetto di vernice sul dente guidato.
- Norma: la macchia di contatto è concentrata al centro del dente, occupa non meno del 60% della sua lunghezza e del 50% della sua altezza.
In caso di spostamento della macchia verso il bordo, corregga la posizione dell'asse utilizzando le rondelle regolabili o spostando il corpo del cuscinetto.
- Controllo: ripetere il test di verniciatura fino al raggiungimento dei valori prescritti.

9. Misure preventive

Prima causa	Strategia di prevenzione	Metodo di monitoraggio	Intervallo consigliato
Usura dei denti e degradazione dell'olio	Utilizzo di lubrificanti sintetici di qualità (PAO/PG) con additivi EP, controllo dell'umidità	Analisi laboratoriale dell'olio (ISO 4406 per la determinazione della purezza)	Ogni 2000 ore o 6 mesi
Rottura dei cuscinetti	Mantenimento della pulizia durante l'installazione, protezione contro le correnti sull'asse (cuscinetti isolati)	Monitoraggio continuo della vibrazione (sensori online o controllo manuale)	Mensilmente (manuale) / continuamente (online)
Spostamento e eccentricità degli alberi	Allineamento laser del motore tenendo conto dell'espansione termica	Verifica con indicatori o sistemi laser	Ogni 12 mesi o dopo riparazioni

10. Parti di ricambio e componenti

Descrizione dettaglio	Specificazione	Quando sostituire	Categoria UNITEC
Rulli radiali a sfera a carico radiale e assiale	Serie 320xx, 322xx (ad esempio SKF / FAG in base a DIN 616)	In caso di aumento del livello di vibrazione BPFI/BPFO o della presenza di metallo nell'olio	Pignoni industriali
Kit di guarnizioni (saliere)	FKM (Viton) o NBR con piallino per DIN 3760	A ogni smontaggio del riduttore o in presenza di gocce di olio	Sigillature e carteri a salsiccia
Coppie a ingranaggi (ingranaggi e ruote dentate)	Per il disegno del committente, modulo m=2...25, denti temprati	In seguito all'usura del profilo dentato > 15% o all'insorgere di pitting su una superficie > 25%	Componenti riduttori
Olio sintetico trasmissivo	ISO VG 220 / 320 ( CLP HC / CLP PG )	Dopo 5000–8000 ore di lavoro (a seconda del regime termico)	Materiali lubrificanti

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11. Riferimenti normativi

ISO 10816-3 / ISO 20816-3: Vibrazione meccanica. Valutazione della vibrazione delle macchine in base alle misurazioni su parti non considerate.
ISO 6336: Calcolo della resistenza delle ruote dentate cilindriche.
ISO 1328-1: Trasmissioni a ingranaggi cilindrici. Sistema di tolleranze di precisione.
DSTU GOST 21354: Trasmissioni a ingranaggi cilindrici. Calcolo della resistenza (o le corrispondenti norme europee EN).
Regolamenti tecnici di sicurezza per macchine e impianti (certificazione CE, UkrSEPRO).