Macchine rotanti

Vibrazioni del Macchinario Rotante.

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La misura della vibrazione sulle macchine avviene di solito tramite l’uso di accelerometri monoassiali o triassiali, gli strumenti classici della Spectra sono il Soundbook in tutte le sue configurazioni e gli analizzatori OROS. La grandezza misurata è l’accelerazione da cui si possono ottenere tramite il processo di integrazione nel tempo, la velocità e lo spostamento. I punti di misura sulla macchina possono cambiare a seconda delle indicazioni desiderate che del tipo di macchina, i principali tipi di macchinario rotante si differenziano per il tipo di albero (rigido o flessibile). Normalmente la misura della vibrazione si effettua vicino ai cuscinetti, e se le vibrazioni non sono particolarmente intense la misura può essere effettuata con 2 accelerometri mono-assiali in direzione normale all’asse del cuscinetto. Se le vibrazioni assiali non sono trascurabili allora conviene misurare con un accelerometro normale ed uno in asse oppure usare triassiali.
Nelle macchine ad albero flessibile come ad esempio i turboalternatori per raggiungere la velocità operativa, vengono attraversate una o più velocità critiche dove il rotore vibra in modalità diverse. In questo caso le vibrazioni misurate sul supporto non sono più indicative della vibrazione dell’albero. In questo caso è necessario misurare le vibrazioni dell’albero. Questo tipo di vibrazioni si misura con i sensori di prossimità (proximity probes) senza contatto.
I dati ottenuti dalle misure delle vibrazioni con le modalità sopra descritte forniscono indicazioni su
Guasti di tipo meccanico:
problemi del cuscinetto, sbilanciamento meccanico anche dovuto al carico, problemi dei giunti e della trasmissione.

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Inoltre anche su problematiche del tipo: Traferro non uniforme (eccentricità statica e dinamica), problemi negli avvolgimenti, sbilanciamento dell’alimentazione elettrica. (richiedono misure sulla cassa dello statore e sulle testate degli avvolgimenti dello statore.
Analizzando la time history del segnale nel tempo della vibrazione non si possono valutare questi tipi di problemi, si possono meglio evidenziare utilizzando l’analisi in frequenza FFT. (Analisi di Fourier). Per poter relazionare la vibrazione alle problematiche occorre conoscere le cause delle vibrazioni nelle macchine elettriche rotanti.

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Il basamento, la cassa dello statore di una macchina elettrica rotante è caratterizzata da frequenze di oscillazione naturale che se trovano accordo con le vibrazioni forzate possono dare parecchi problemi (sbilanciamento dinamico, disallineamento, eccentricità, interferenze, trasmissioni, variazione della coppia).
In questi casi il controllo delle ampiezze di vibrazione avviene solo tramite lo smorzamento meccanico. Quindi il passaggio attraverso le velocità critiche dovrà avvenire rapidamente per evitare vibrazioni eccessive.
Le vibrazioni flessionali sono importanti nello studio delle macchine rotanti, le macchine ad albero rigido hanno la velocità di rotazione a regime minore della prima velocità critica flessionale, i rotori flessibili hanno una velocità di rotazione a regime tra la prima e la seconda velocità critica flessionale.

Nelle vibrazioni torsionali si studiano i moti relativi tra diverse sezioni dell’albero, la forma dell’albero stesso rimane invariata, con 1 punto di misura si possono valutare le variazioni di coppia dell’albero, con due ruote foniche la torsione vera e propria fra gli estremi dell’albero.
Lo strumento principe per la valutazione delle vibrazioni dei turboalternatori è OROS Orbigate.

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OROS ha in opzione anche il software bilanciamento rotori rigide e flessibili.

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Per le vibrazioni torsionali OROS Prevede l’opzione IVC instantaneous angular velocity converter + Virtual inputs per calcolare il Twist, che gestiscono gli ingressi tachimetrici. Tachimetro e ruote foniche sono disponibili in opzione.

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