La misura a banda larga della vibrazione è il metodo più diffuso ed economico per diagnosticare le condizioni generali di una macchina. 

Esistono due raccomandazioni ISO relative al monitoraggio delle condizioni dei macchinari mediante questo tipo di misurazione: il diffusissimo standard ISO 2372 e il più recente ISO 10816, che sostituisce uno standard di più vecchia data.

Caratteristiche della ISO 10816

Le misurazioni vengono effettuate in tre direzioni (orizzontale, verticale e assiale).

Le condizioni di un macchinario vengono generalmente diagnosticate sulla base di misurazioni a banda larga che restituiscono un valore RMS. Lo standard ISO 10816 prevede che la gamma di frequenza inferiore sia compresa tra i 2 e i 10 Hz, a seconda della tipologia del macchinario. La frequenza superiore è pari a 1000 Hz.

Lo standard ISO 10816 parla di “magnitudine della vibrazione” che, a seconda della tipologia del macchinario, può consistere in un valore RMS della velocità di vibrazione, di accelerazione o spostamento. Se due o più di questi parametri vengono misurati, la severità di vibrazione è quella che restituisce il valore RMS relativo più elevato. Per alcuni macchinari, ISO 10816 considera tra i criteri delle condizioni anche i valori picco-picco.

Lo standard consta di varie parti, ognuna delle quali tratta determinate tipologie di macchinari; indica inoltre tabelle di valori limite che rappresentano livelli di vibrazione accettabili (fascia verde), insoddisfacenti (fascia gialla) e vibrazioni che se non ridotte rischiano di provocare danneggiamenti (fascia rossa).

Analisi delle vibrazioni (EVAM)

La sigla EVAM sta per Evaluated Vibration Analysis Method, ovvero Metodo per l’analisi valutata delle vibrazioni. Questo metodo genera tre gruppi di dati relativi alle condizioni del macchinario:  

• Parametri delle condizioni, ovvero valori misurati e calcolati che descrivono vari aspetti delle vibrazioni del macchinario.
• Spettri di vibrazione all’interno dei quali vengono identificati, evidenziati e valutati i gruppi di linee dall’andamento significativo grazie a sintomi di guasto pre-impostati.    
• Codici delle condizioni specifici per un singolo macchinario (verde, giallo, rosso) e relativi valori, sulla base di una valutazione statistica dei parametri delle condizioni e dei valori dei sintomi.

Per ciascun punto di misura, l’utente può scegliere singolarmente e definire la tipologia di dati più idonea al monitoraggio di un determinato macchinario, tra cui:

• inviluppo
• media simultanea
• bande d’allarme e media dei risultati di misura per una maggiore affidabilità degli allarmi  
• analisi della forma d’onda per una valutazione dettagliata di tutti i tipi di sintomo a partire dal segnale non elaborato

I valori elevati che compaiono in modo isolato, come conseguenza di risonanza o altre fonti di disturbo, vengono filtrati in modo da minimizzare il numero di falsi allarmi.

Analisi della forma d’onda

La forma d’onda è la fonte di tutte le valutazioni e i calcoli delle frequenze provenienti dal macchinario. Rappresenta il segnale elettrico proveniente dal trasduttore ed è il riflesso di tutti gli eventi che si verificano all’interno del macchinario stesso. Mostra il tempo intercorso tra un evento e l’altro e la quantità di energia generata dall’evento stesso. All’interno di uno spettro FFT è possibile distinguere tra vari guasti che presentano lo stesso andamento.

Parametri delle condizioni

I parametri delle condizioni vengono misurati per una gamma di frequenza selezionata. Possono essere attivati uno ad uno e vengono rappresentati all’interno di tabelle indicanti i risultati di misura o come grafici. I parametri delle condizioni disponibili sono:

I valori di picco e di picco-picco saranno indicati con l’unità selezionata per la forma d’onda.

Analisi dello spettro con "sintomi"

Per riconoscere facilmente le sequenze che emergono dagli spettri, EVAM offre una serie di "sintomi di guasto". Si tratta di istruzioni in base alle quali vengono evidenziate le sequenze create dalle linee di spettro, visualizzando la somma dei valori RMS delle linee come parametri dei sintomi (che possono essere sottoposti a valutazione e calcolo dell’andamento). La maggior parte dei sintomi viene configurata automaticamente ponendo l’rpm come variabile, per alcuni è necessario inserire alcuni dati, come ad esempio il numero di pale nel caso di un rotore. I sintomi o i gruppi di sintomi più idonei vengono selezionati da un menu in Condmaster quando viene impostato il punto di misura.

Codici delle condizioni per singoli macchinari

In Condmaster, è possibile impostare limiti di allarme per tutti i parametri attivi. Una volta raccolti i risultati di misura, è possibile creare un "criterio" EVAM che confronti i nuovi valori dei parametri con il valore medio statistico e restituisca un valore delle condizioni adimensionale su una scala di colori verde-gialla-rossa.

Misura della fase

Una fase consiste in un ritardo espresso in gradi di rotazione. Il ritardo tra il passaggio dell’impulso tachimetrico e il picco della componente in frequenza di interesse proveniente dal trasduttore di vibrazione viene calcolato alla velocità di rotazione. Il valore ottenuto è un angolo relativo, non assoluto, poiché nel trasduttore e nei circuiti elettronici non viene compensato il ritardo di fase.

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HD Order Tracking

Nel caso di macchinari operanti a velocità variabili, la funzione di Order Tracking ad alta definizione restituisce dati affidabili e risultati di misura estremamente chiari anche in presenza di variazioni significative dell’RPM nel corso della misurazione. La funzione di Order Tracking trova applicazione in un vasto campo RPM, da pochi giri al minuto fino a diverse migliaia.