Monitoraggio dei cuscinetti
SPM è l’abbreviazione di Shock Pulse Method (Metodo Shock Pulse), una tecnica brevettata per l’utilizzo dei segnali provenienti dai cuscinetti rotanti come base per un monitoraggio efficace. Dalla sua scoperta avvenuta nel 1969, il metodo è stato sviluppato e ampliato fino a diventare una filosofia riconosciuta a livello mondiale per il monitoraggio delle condizioni dei cuscinetti rotanti e per la manutenzione dei macchinari.
Differenze tra shock pulse e vibrazione
Pensate a una sfera di metallo che colpisce una barra anch'essa di metallo. Al momento dell’impatto, si diffonde un’onda di pressione meccanica attraverso il materiale di entrambi i corpi (1). L’onda è transiente (si attenua velocemente). Quando il fronte dell’onda colpisce il trasduttore di shock pulse, provocherà un’oscillazione smorzata della massa di riferimento del trasduttore. L’ampiezza di picco è in funzione della velocità d’impatto (v.)
Nella fase seguente della collisione, entrambi corpi iniziano a vibrare (2). La frequenza di questa vibrazione è in funzione della massa e della forma dei corpi in collisione.
Elaborazione dei segnali di shock pulse
Un trasduttore di shock pulse reagisce con una oscillazione di grande ampiezza agli shock pulse deboli poiché viene eccitato alla propria frequenza di risonanza pari a 32 kHz. La vibrazione del macchinario, di una frequenza molto più bassa, viene filtrata.
Il primo schema mostra il simbolo di un trasduttore e, sotto, il segnale di vibrazione proveniente dalla macchina, con transienti sovrapposti alla frequenza di risonanza, provocata dagli shock pulse.
Il secondo schema mostra il filtro elettrico che lascia passare una sequenza di fenomeni transitori a 32 kHz. La loro ampiezza dipende dall’energia degli shock pulse.
I transienti vengono convertiti in impulsi elettrici analogici. L’ultimo schema mostra il segnale di shock pulse convertito, proveniente dal cuscinetto, che ora consiste in una rapida sequenza di impulsi elettrici più forti e più deboli.
Modelli di shock pulse
Il segnale filtrato del trasduttore riflette la variazione di pressione nell’interfaccia di rotolamento del cuscinetto. Quando il film lubrificante è consistente, il livello di shock pulse è basso, senza picchi rilevanti. Il livello aumenta quando si riduce il film lubrificante, ma non ci sono ancora picchi rilevanti. Il danneggiamento del cuscinetto provoca impulsi forti a intervalli irregolari.
Misura della condizione operativa
I misuratori di Shock Pulse misurano il segnale di shock su una scala in decibel, a due livelli. Un microprocessore valuta il segnale. Esso ha bisogno dell'inserimento di dati che definiscano il tipo di cuscinetto (numero ISO) e la velocità di rotazione (RPM e diametro del cuscinetto).
Il danneggiamento in un cuscinetto provoca un notevole aumento della forza degli shock pulse, così come una marcata variazione nelle caratteristiche tra gli impulsi shock più forti e più deboli. I valori degli impulsi quindi vengono immediatamente tradotti, secondo i casi, in misure dello spessore del film lubrificante o dell'entità del danneggiamento in atto nel cuscinetto.