Diagnostica delle vibrazioni eccessive nelle apparecchiature rotanti: dall'analisi dello spettro alla determinazione della causa

1. Descrizione e portata del problema

Questo suggerimento è dedicato alla diagnosi di vibrazioni eccessive nelle apparecchiature rotanti. La vibrazione può essere di diversa natura: armonica, pulsata o tagliente. Può verificarsi in apparecchiature di vario tipo: motori elettrici, pompe, compressori, turbine. La vibrazione viene determinata utilizzando un misuratore di vibrazioni o una termocamera. A seconda del livello di vibrazione, viene classificato come critico (più di 12 mm/s), medio (5–12 mm/s) o piccolo (fino a 5 mm/s). Le vibrazioni critiche possono causare una rapida usura dei cuscinetti, scheggiature dell'alloggiamento o guasti alle apparecchiature.

2. Misure preliminari di sicurezza

Arrestare l'apparecchiatura prima della diagnosi. Utilizzare un sistema di blocco e disconnessione (LOTO) per eliminare un collegamento elettrico pericoloso. Scollegare il cablaggio, aprire i gruppi dei cuscinetti e accedere alle parti interne dell'apparecchiatura. Utilizzare dispositivi di protezione speciali: guanti, occhiali, manicure, mezzi per proteggersi dalle alte temperature e dall'alta pressione.

3. Strumenti diagnostici necessari

4. Revisione preliminare

5. Schema diagnostico sistematico

1. Misurare la vibrazione su tre piani (X, Y, Z) a una distanza di 10-20 mm dal cuscinetto.
   1. Se la vibrazione è superiore a 12 mm/s:
      1. Misurare lo spettro della vibrazione.
         1. Se viene rilevata la frequenza armonica:
            1. Bilancia diagnosi.
               1. Controlla il bilanciamento del livello.
                  1. Se il saldo non è corretto:
                     1. Esegui il bilanciamento.
                     2. Controllare la vibrazione dopo la correzione.

6. Matrice di determinazione delle cause

7. Analisi delle ragioni

7.1. Negligenza

Motivo: Negligenza nel bilanciare l'attrezzatura rotante. Durante il bilanciamento, il momento centrale dovrebbe essere inferiore allo 0,1% della massa dell'elemento rotante. La disattenzione porta a vibrazioni armoniche nella frequenza corrispondente.

Diagnosi: utilizza l'analisi dello spettro delle vibrazioni per rilevare le frequenze armoniche. Se la vibrazione aumenta da 1 a 10 kHz, ciò potrebbe essere segno di disattenzione.

Danno potenziale: La negligenza provoca una rapida usura dei cuscinetti, guasti alle apparecchiature e perdita di energia.

7.2. Centratura errata

Motivo: L'eccentricità tra gli alberi nell'attrezzatura rotante non soddisfa gli standard consentiti (fino a 0,1 mm). Ciò si traduce in vibrazioni ad una frequenza che è un multiplo della frequenza di rotazione.

Diagnosi: Misurare il disallineamento con uno strumento di misurazione. Se l'eccentricità è maggiore di 0,1 mm, potrebbe essere causa di vibrazioni.

Danno potenziale: una centrifugazione non corretta comporta una rapida usura dei cuscinetti, guasti alle apparecchiature e perdita di energia.

7.3. Violazione dei cuscinetti

Motivo: I cuscinetti perdono le loro proprietà di usura o si verificano difetti interni. Possono verificarsi vibrazioni a causa di superfici irregolari o crepe.

Diagnosi: Misura la temperatura dei cuscinetti con una termocamera. Se la temperatura è superiore a 40°C, ciò potrebbe essere segno di un difetto.

Danno potenziale: il guasto dei cuscinetti porta al guasto dell'apparecchiatura, all'usura dei cuscinetti e alla perdita di energia.

7.4. Risonanza

Motivo: La risonanza si verifica quando la frequenza di rotazione dell'apparecchiatura coincide con la frequenza equivalente degli elementi dell'apparecchiatura. Ciò si traduce in vibrazioni a frequenze diverse, che aumentano la vibrazione.

Diagnosi: utilizza l'analisi dello spettro delle vibrazioni per identificare le frequenze di risonanza. Se la vibrazione avviene ad una frequenza che coincide con la frequenza di rotazione, ciò potrebbe essere un segno di risonanza.

Danno potenziale: la risonanza porta al guasto dell'apparecchiatura, all'usura dei cuscinetti e alla perdita di energia.

8. Procedure risolutive passo passo

8.1. Bilanciamento

1. Bilanciare l'attrezzatura rotante con uno strumento di bilanciamento.
2. Misurare nuovamente la vibrazione dopo l'equilibratura.
3. Verificare che la vibrazione non superi i 5 mm/s.

8.2. Centratura

1. Misurare l'eccentricità dell'attrezzatura rotante.
2. Centrare l'albero sul piano appropriato.
3. Misurare nuovamente la vibrazione dopo la centrifugazione.

8.3. Riparazione dei cuscinetti

1. Misurare la temperatura dei cuscinetti.
2. Sgancia i vecchi cuscinetti e installa quelli nuovi.
3. Misurare nuovamente la vibrazione dopo la correzione.

8.4. Correzione della risonanza

1. Utilizzare l'analisi dello spettro delle vibrazioni per identificare la frequenza di risonanza.
2. Modificare la frequenza di rotazione dell'apparecchiatura o rimuovere i nodi che causano risonanza.
3. Misurare nuovamente la vibrazione dopo la correzione.

9. Misure preventive

10. Parti e componenti di ricambio

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11. Collegamenti

• Certificati: CE, UkrSEPRO
• Standard: DSTU 3109-96, EN 13445, ISO 10816
• Link aggiuntivi: Manuale di riparazione dell'attrezzatura rotativa, Guide di manutenzione UNITEC-D