Cap Misure di vi braz di vi ioni

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Cesare Corradini
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1 Cap 12 - Misure di vibrazioni Le vibrazioni sono poi da sempre uno strumento di diagnostica di macchine e sistemi meccanici 1

2 Le direttive CEE 89/392/CEE, 91/368/CEE, 93/44/CEE e 93/68/CEE, obbliga tutti i costruttori di macchine a misurare e considerare i possibili effetti che le vibrazioni e il rumore hanno sul corpo umano. Spostamento di picco in μm Criteri di valutazione dell intensità di vibrazione Hz Frequenza Non Ammissibile (Veff= 4.5 mm/s) Appena tollerabile (Veff= 1.8 mm/s) Tollerabile (Veff= 0.7 mm/s) Soglia media della percezione umana (Veff= 0.7 mm/s) Rottura Livello di Vibrazione Macchina nuova Periodo di Rodaggio Punto di manutenzione programmato Riparazione effettuata Riparazione necessaria Tempo Il misurando: le vibrazioni di un sistema meccanico Il misurando: le vibrazioni di un sistema meccanico Le vibrazioni di un sistema meccanico possono essere viste come piccole oscillazioni che si generano sul materiale che costituisce un corpo, solido, liquido o gassoso a seguito di una eccitazione prodotta ad esempio da forze alterne o da impulsi in un suo punto. 2

8 mm/s) Tollerabile (Veff= 0.7 mm/s) Soglia media della percezione umana (Veff= 0.

3 Quando una struttura è eccitata da una forza dinamica con un certo spettro di eccitazione essa si comporta come uno strumento di misura caratterizzato dalla sua funzione di trasferimento. Se ci sono quindi diversi modi di vibrare essi saranno eccitati più o meno intensamente a seconda del valore dell ampiezza dello spettro di forza in corrispondenza delle frequenze di questi modi di vibrare 3

Se ci sono quindi diversi modi di vibrare essi saranno eccitati più o meno intensamente a seconda

4 I parametri delle vibrazioni Spostamento integrazione Velocità derivazione Accelerazione A/ω 1 A*ω 1 A/ω i A A*ω i A/ω n A*ω n ω 1 ω i ω n ω 1 ω i ω n ω 1 ω i ω n = ( ) = ( ) = ( ) L operazione di integrazione comporta la sottrazione di 90 alle fasi L operazione di derivazione comporta l aggiunta di 90 alle fasi 4

1 ω i ω n = ( ) = ( ) = ( ) L operazione di integrazione comporta la

5 Livello di Vibrazione Accelerazione (a) Velocità (V) Spostamento (d) = 2 Frequenza = Spettri tipici di spostamento velocità ed accelerazione Parametro della vibrazione Livello di accelerazione Definizione da norma ISO/DIN Livello di riferimento da norma ISO/DIN La = 20 log10 (a/a0) db a0 = 10-6 m/s 2 Livello di velocità Lv = 20 log10 (v/v0) db v0 = 10-9 m/s Livello di forza L F = 20 log 10 (F/F 0) db F 0 = 10-6 N Fenomeno o luogo Accelerazione (m/s 2 ) Livello pressione sonora(db) Esplosione Jet al decollo (distanza m) Macchina Utensile (tornio) Lavoro d ufficio Camera da letto Definizioni dei parametri della vibrazione in livelli (in db) 5

2 Livello di riferimento da norma ISO/DIN 16.83.

6 Scelta ed installazione dei sensori di vibrazione Sensori di prossimità Sono molto utilizzati i sensori di prossimità senza contatto di tipo induttivo, ma anche quelli di tipo ottico, capacitivo e a triangolazione laser. 6

di prossimità senza contatto di tipo induttivo, ma

7 Sensori di Velocità Possono essere di tipo assoluto, con principio di misura elettromagnetico, generalmente avvitati sul corpo macchina, o, per un monitoraggio temporaneo le sonde possono essere tenute a contatto della superficie manualmente o per mezzo di una base magnetica. Sensori di Accelerazione Si misura di solito con un accelerometro piezoelettrico. Le caratteristiche principali da considerare per la scelta di un accelerometro per misure di vibrazione sono: la sensibilità temperatura la massa il campo di misura dinamico vibrazioni trasversali la gamma di frequenza 7

Sensori di Accelerazione Si misura di solito con un accelerometro piezoelettrico.

8 10 8 Ampiezza Accelerometri Sensori velocità Sensori spostamento Hz Campi di impiego dei diversi trasduttori di vibrazione 8

9 Misure di vibrazioni durante test di resistenza a fatica da vibrazione Un importante e diffuso ambito in cui si effettuano misure di vibrazioni è quello dei test di resistenza a fatica da vibrazioni, normalmente imposti a tutti quei prodotti che devono operare in ambienti in cui siano presenti rilevanti livelli di vibrazione. 9

test di resistenza a fatica da vibrazioni, normalmente imposti a tutti quei

10 Eccitatori elettrodinamici: sistema di controllo e curve caratteristiche 10

11 Misure di vibrazioni per monitoraggio, diagnostica e manutenzione Le misure di vibrazione sono da sempre effettuate per la diagnostica di macchine e strutture Esistono norme specifiche per la classificazione ad esempio di motori elettrici in relazione al loro livello di vibrazione. 11

macchine e strutture Esistono norme specifiche per la classificazione

12 12

13 Misure di vibrazioni trasmesse al corpo umano Macchine, utensili, dispositivi vibranti e mezzi di trasporto la vibrazione ai loro operatori, conducenti, passeggeri. Il livello di tali vibrazioni può provocare fastidio o, per lungo tempo, anche danni alla salute. La già citata direttiva europea 392/89 (sicurezza delle macchine) afferma che le macchine devono essere progettate e costruite in modo tale da limitare al minimo l emissione di rumore e di vibrazioni prendendo in considerazione sia il progresso tecnico che la validità di nuove tecniche di misura. 13

La già citata direttiva europea 392/89 (sicurezza delle macchine) afferma che le macchine devono essere progettate e costruite in modo tale

14 I valori dell accelerazione ponderata si possono ottenere mediante calcolo dai dati delle bande di un terzo di ottava Il valore globale viene determinato dalle misure effettuate generalmente con un accelerometro triassiale 14

terzo di ottava Il valore globale viene determinato

15 vibrometro laser doppler vibrometro laser doppler controller Sensore di pressione capacitivo Accelerometro Amplificatore di carica Martello neumatico Sistema di potenza martello pneumatico Controller Matrice di pressione Misure di vibrazioni trasmesse alle mani di operatori di martelli demolitori con metodi classici e con un vibrometro laser a scansione 15

martello pneumatico Controller Matrice di pressione Misure di vibrazioni trasmesse alle

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