Una guida ai sensori di vibrazione per motori

È normale che le macchine vibrino, ma un cambiamento nei modelli di vibrazione di una macchina può indicare potenziali problemi. La misurazione dei cambiamenti nei modelli di vibrazione aiuta i team a identificare squilibri, allentamenti, disallineamenti o usura dei cuscinetti nelle apparecchiature, prima che si verifichi un guasto. Vibrazioni anomale o eccessive creano un'usura prematura nei componenti e possono ridurre la durata delle risorse. I sensori di vibrazione per motori sono montati sui macchinari per monitorare i cambiamenti nell'ampiezza, nella frequenza e nell'intensità della vibrazione.

Sensori di vibrazione possono raccogliere informazioni da fonti quali struttura, risonanze, ambiente, macchine adiacenti, processo, cavitazione e turbolenza. I dati raccolti dai sensori di vibrazione possono essere analizzati per identificare guasti e determinarne la gravità. Quando i team di manutenzione sanno quali macchine necessitano attenzione e con quale urgenza possono pianificare e stabilire le priorità del loro lavoro in modo più efficace.

I progressi tecnologici hanno reso i sensori di vibrazione più accessibili, rendendoli anche più accessibili e scalabili.  

I sensori di vibrazione per motori sono comuni in parte perché i motori si trovano nella transizione tra fonti elettriche e meccaniche. E mentre i sensori di vibrazione sono più focalizzati su fonti meccaniche, possono effettuare lo screening di alcune fonti elettriche.

I motori sono disponibili in un'ampia gamma di dimensioni e sono utilizzati per azionare molti tipi diversi di apparecchiature. Anche l'impostazione e l'accessibilità del motore sono importanti. Con i numerosi tipi di sensori di vibrazione disponibili, ci sono opzioni per quasi ogni scenario.

Quando si monitora un motore che aziona una macchina grande e lenta, ad esempio, spesso ha senso concentrarsi sullo spostamento o sul movimento. In questo caso, una sonda di prossimità è la migliore. Le sonde di prossimità sono più comunemente utilizzate su grandi compressori o turbine, specialmente quando le turbine sono azionate da idroelettrico o vapore, ovvero da qualcosa di diverso da un motore elettrico.

Sensori di vibrazione MEMS

Nella maggior parte dei casi, tuttavia, un accelerometro è più adatto. La stragrande maggioranza dei sensori di vibrazione odierni sono accelerometri, che misurano l'accelerazione. I sensori MEMS sono un tipo di accelerometro e stanno diventando sempre più comuni perché hanno valutazioni elevate per la loro risposta in frequenza. Molti ora hanno anche valutazioni IP elevate, che si riferiscono a quanto efficacemente l'apparecchiatura previene l'intrusione di liquidi (come l'acqua) o solidi (come la polvere). I sensori MEMS sono convenienti e offrono una lunga durata della batteria. Queste caratteristiche li rendono una buona scelta per lo screening su larga scala.

I sensori MEMS sono adatti per un intervallo di frequenza da 0 a 1,000 hertz. Quell'intervallo di frequenza inferiore è in genere quello in cui è possibile identificare squilibrio, disallineamento e allentamento.

Sensori di vibrazione piezoelettrici

Gli ambienti industriali possono richiedere classificazioni IP più elevate e alcuni ambienti e applicazioni richiedono apparecchiature intrinsecamente sicure. Intrinsecamente sicuro significa che qualcosa non è in grado di causare un'esplosione. I cristalli piezoelettrici sono impermeabili all'umidità, alla polvere e al fumo, il che li rende una scelta comune per i sensori di vibrazione negli ambienti industriali. Sono un altro tipo di accelerometro.

Per le gamme di frequenza più elevate, quelle superiori a 1,000 hertz, a sensore piezoelettrico dovrebbe essere utilizzato. Ciò include il monitoraggio di cuscinetti, compressori e riduttori. La frequenza più alta è quella in cui si riscontrano problemi con la maglia degli ingranaggi e le barre del motore.

Sensori di vibrazione wireless per motori

La lunga durata della batteria è particolarmente vantaggiosa per i sensori di vibrazione per motori in aree pericolose o difficili da raggiungere: riduce il numero di viaggi che i tecnici della manutenzione devono effettuare. Alcuni sensori richiedono la sostituzione della batteria anche ogni due anni.

Un motore che aziona un soffiatore potrebbe essere abbastanza alto da rendere pericoloso accedervi. Alcuni motori che azionano pompe o compressori sono posizionati dietro pannelli, in stanze chiuse o sui tetti. Oppure i motori possono essere posizionati in aree con vapore caldo o materiali caustici. Sensori wireless remoti possono essere utilizzati per monitorare tali motori, raccogliendo e trasmettendo dati sulle vibrazioni in modo che i team di manutenzione possano rimanere informati senza il tempo e il rischio di frequenti viaggi al motore.

Considerazioni uniche per i motori

Per le macchine composite, o configurazioni in cui ci sono diversi alberi che vanno a velocità diverse e fanno cose diverse, una soluzione è usare più sensori. Questa può essere un'opzione particolarmente utile per trovare guasti che si trovano a frequenze diverse.

Alcune macchine sono dotate di molti piccoli motori che azionano piccoli riduttori su un trasportatore, con un motore grande che aziona la ruota principale e una cinghia sul trasportatore che aziona tutto. I riduttori e i compressori tendono ad avere guasti che rientrano nelle gamme di frequenza più elevate, il che significa che i sensori piezoelettrici sono consigliati rispetto ai sensori MEMS.  

La maggior parte dei motori funziona a velocità costante per la maggior parte del tempo, rendendo monitoraggio delle vibrazioni e analisi piuttosto semplici. Ma durante l'avvio di un motore, il motore subisce molti carichi e molti cambiamenti. Ciò può richiedere un sensore di vibrazione più avanzato e sensibile e può richiedere un'analisi delle vibrazioni più avanzata.

Accelerazione e decelerazione, test di risonanza, test strutturali, moto alternativo: è in questi casi che l'analisi delle vibrazioni può diventare più complessa e richiedere sensori di vibrazione all'altezza del compito.