Misurazione delle Vibrazioni dei Cuscinetti: Perché è Importante e Come Funziona

La misurazione delle vibrazioni può sembrare tecnica, ma in sostanza è semplicemente il processo di monitoraggio di quanto si muove o oscilla un componente di una macchina durante il funzionamento. Per i cuscinetti, componenti critici che consentono la rotazione fluida di alberi e ruote, l'analisi delle vibrazioni è un potente strumento diagnostico. Pensate a essa come a uno "stetoscopio" per i macchinari industriali, che rivela i primi segni di usura e potenziali guasti.

Cos'è la misurazione delle vibrazioni dei cuscinetti?

Quando un cuscinetto ruota, i suoi elementi volventi (sfere o rulli) si muovono lungo le piste interne ed esterne. Anche i cuscinetti fabbricati con la massima precisione presentano imperfezioni microscopiche, minuscole irregolarità nella finitura superficiale o nella geometria. Questi piccoli difetti generano vibrazioni piccole ma misurabili durante il funzionamento.

Per acquisire questi dati, i tecnici utilizzano sensori, in genere accelerometri, montati direttamente sull'alloggiamento della macchina vicino al cuscinetto. Questi sensori misurano tre parametri chiave delle vibrazioni:

1.Spostamento: La distanza picco-picco che il cuscinetto percorre dalla sua posizione di riposo (misurata in micrometri o mils). Utile per macchinari a bassa velocità.

2. Velocità: La velocità di vibrazione (in mm/s o in/s). Questo parametro è strettamente correlato al rumore e all'energia complessiva, il che lo rende ideale per il monitoraggio generale delle condizioni.

3. Accelerazione: La velocità di variazione della velocità di vibrazione (in g o m/s²). Altamente sensibile agli impatti ad alta frequenza, è particolarmente efficace per rilevare difetti dei cuscinetti in fase iniziale, come sfaldamento o vaiolatura.

Perché la misurazione delle vibrazioni è fondamentale per i cuscinetti?

Il monitoraggio delle vibrazioni dei cuscinetti non è solo una buona pratica, ma è essenziale per operazioni affidabili ed economiche.

Ecco perché:

1. Rilevamento precoce dei guasti

I cambiamenti nei modelli di vibrazione spesso segnalano problemi in via di sviluppo, come guasto della lubrificazione, disallineamento, squilibrio o crepe incipienti, molto prima che si verifichi un guasto catastrofico. Il rilevamento precoce consente un intervento tempestivo, prevenendo i tempi di inattività imprevisti.

2. Risparmio di costi e tempo

La manutenzione programmata è significativamente più economica e meno dirompente delle riparazioni di emergenza. La manutenzione predittiva basata sulle vibrazioni consente alle organizzazioni di riparare o sostituire i componenti solo quando necessario, massimizzando i tempi di attività e riducendo al minimo i costi di manodopera e dei ricambi.

3. Maggiore durata delle apparecchiature

Identificando e correggendo precocemente le condizioni operative anomale, il monitoraggio delle vibrazioni riduce lo stress sui cuscinetti e sui componenti associati, portando a una maggiore durata utile e a una migliore affidabilità.

4. Maggiore sicurezza e affidabilità

I guasti imprevisti delle apparecchiature possono comportare rischi per la sicurezza e interrompere i processi critici. L'analisi regolare delle vibrazioni aiuta a mantenere operazioni sicure e prevedibili, soprattutto in ambienti ad alto rischio come centrali elettriche, raffinerie e impianti di produzione.

Come viene eseguita la misurazione delle vibrazioni?

Il processo è semplice e ampiamente adottato in tutti i settori:

• Un sensore di vibrazioni (accelerometro) viene collegato all'alloggiamento della macchina vicino al cuscinetto.
• Il sensore raccoglie dati sulle vibrazioni in tempo reale e li trasmette a un raccoglitore di dati o a un sistema di monitoraggio online.
• Gli ingegneri o il software di monitoraggio delle condizioni analizzano lo spettro di frequenza e le tendenze di ampiezza per identificare le firme dei guasti (ad esempio, le frequenze dei difetti dei cuscinetti).
• Le azioni di manutenzione sono programmate in base alla gravità e all'evoluzione dei problemi rilevati.

I sistemi avanzati utilizzano l'analisi FFT (Fast Fourier Transform) per suddividere i segnali di vibrazione complessi in singole componenti di frequenza, facilitando l'individuazione di guasti specifici come danni alla pista interna, alla pista esterna o alla gabbia.

In sintesi

La misurazione delle vibrazioni è un metodo collaudato e non invasivo per valutare lo stato di salute dei macchinari rotanti. Quando applicata ai cuscinetti, trasforma la manutenzione da reattiva a proattiva. Per qualsiasi organizzazione che si affida alle apparecchiature industriali, l'implementazione del monitoraggio delle vibrazioni significa:

• Maggiore disponibilità delle apparecchiature
• Minori costi di manutenzione
• Riduzione del rischio di guasti imprevisti
• Maggiore sicurezza operativa

Non aspettare un guasto per agire. Utilizza l'analisi delle vibrazioni per mantenere i tuoi macchinari in funzione senza problemi, prima che i piccoli problemi diventino grandi problemi.