Una delle tecnologie utilizzate per monitorare la salute delle apparecchiature è il monitoraggio delle vibrazioni. I sensori di vibrazione possono essere utilizzati per fornire ai team di manutenzione informazioni sulle condizioni all’interno delle risorse chiave che potrebbero portare a guasti alle apparecchiature, consentendo loro di affrontare la necessità di riparazioni importanti.
Che cosa è un sensore di vibrazione?
Un sensore di vibrazione è un dispositivo che misura la quantità e la frequenza di vibrazione in un dato sistema, macchina o pezzo di apparecchiatura. Tali misurazioni possono essere utilizzate per rilevare squilibri o altri problemi nell’attività e prevedere disaggregazioni future.
Perché è necessario monitorare le vibrazioni
Qualsiasi azienda che utilizza attrezzature pesanti nelle proprie operazioni quotidiane può beneficiare del monitoraggio delle vibrazioni. I vantaggi di farlo includono quanto segue:
Comprendere le cause dei danni
Quando un pezzo di apparecchiatura inizia a mostrare segni di usura, l’analisi delle vibrazioni può aiutare con l’analisi delle cause alla radice (RCA). Monitorando le vibrazioni all’interno della risorsa, è possibile rintracciare la fonte principale delle vibrazioni e il danno successivo.
Esigenze di riparazione del monitor
Mentre il monitoraggio delle vibrazioni può aiutare con RCA, brilla veramente quando viene utilizzato nella manutenzione predittiva. Quando è collegato a un CMMS o un sistema simile, è possibile monitorare i dati delle vibrazioni in tempo reale. Quando vedi livelli pericolosamente elevati di vibrazioni riflessi nei dati, saprai che è necessario eseguire lavori di riparazione sulla risorsa connessa.
Mantenere un controllo generale sullo stato di salute delle apparecchiature
Il monitoraggio delle condizioni si basa molto sui sensori, inclusi i sensori di vibrazione. Monitorando i dati delle vibrazioni dalle risorse chiave, puoi vedere come si comportano durante periodi di tempo specifici.
Ad esempio, se si sta attualmente adattando il sistema per elaborare nuovi materiali, il monitoraggio delle vibrazioni può aiutare a vedere se pezzi specifici di apparecchiature sono in grado di gestirlo senza eccessiva usura.
Come funzionano i sensori di vibrazione?
Un sensore di vibrazione si collega direttamente a un asset o lo monitora in modalità wireless. Una volta posizionato, rileverà le vibrazioni dal bene attraverso vari mezzi, a seconda del tipo di sensore (più su quello di seguito). Nel corso del tempo, si otterrà due tipi di dati dal dispositivo:
Frequenza
Il primo tipo di dati è la frequenza, o la frequenza con cui si verifica la vibrazione. Tracciando quando si verificano picchi di vibrazione in una determinata risorsa, sarete in grado di individuare le cause principali.
Intensità
Il secondo punto di dati che otterrai è l’intensità della vibrazione man mano che si verifica. Più vibrazioni si hanno da un pezzo di attrezzatura, maggiore sarà la misurazione dell’intensità.
Quando questi due tipi di dati vengono raccolti, il CMM li registrerà nella cronologia dell’asset, che può quindi essere utilizzata come punto di confronto. Quando si verificano malfunzionamenti, si rifletteranno nei dati e il sistema sarà in grado di prevedere guasti e malfunzionamenti futuri confrontando i dati attuali con le tendenze passate.
7 tipi di sensori di vibrazione
I sensori di vibrazione sono disponibili in varie forme. Ciascuno dei seguenti ha le proprie applicazioni all’interno di un ambiente industriale.
Estensimetri
Un tipo di sensore di vibrazione è l’estensimetro, che è un foglio applicato direttamente sulla superficie della macchina monitorata. Il foglio contiene una griglia elettricamente conduttiva. Come la griglia è allungato o compresso—come ad esempio quando quel pezzo di apparecchiatura è vibrante—cambia la resistenza elettrica della griglia. Leggendo i cambiamenti nella resistenza della griglia, una corrente elettrica che lo attraversa richiederà più o meno tempo per passare.
Queste letture possono essere utilizzate per misurare la vibrazione di un oggetto in base a quanto il materiale è “teso.”Per funzionare correttamente, gli estensimetri devono essere perfettamente incollati alla superficie, il che significa che l’installazione può richiedere un po’ di tempo.
Accelerometri
Di gran lunga i tipi più comuni di sensori di vibrazione, accelerometri misurare le variazioni di velocità di un dato componente. Quando collegato a un pezzo di apparecchiatura, qualsiasi vibrazione rifletterà un cambiamento di velocità, che farà sì che l’accelerometro per produrre un segnale elettrico. Tale segnale viene quindi interpretato per produrre dati di vibrazione.
Il tipo più comunemente usato di accelerometro è un accelerometro piezoelettrico, che produce un segnale forte e chiaro alla maggior parte delle frequenze. Tuttavia, gli accelerometri piezoresistivi stanno diventando più popolari a causa del fatto che sono migliori alle alte e basse frequenze. Lo svantaggio è che costano fino a cinque volte tanto quanto i sensori piezoelettrici.
Correnti parassite
Un sensore di correnti parassite è un sensore senza contatto che produce campi magnetici che vengono utilizzati per misurare il movimento relativo di un determinato oggetto. Se il sensore è fissato in posizione e l’oggetto vibra, quel movimento si registrerà nel campo magnetico. I sensori di spostamento capacitivi funzionano in modo simile, ma con forti campi elettrici invece di campi magnetici.
Poiché i sensori a correnti parassite misurano il movimento relativo (cioè il movimento relativo alla posizione del sensore), devono essere fissati in posizione. Il fatto che non hanno bisogno di entrare in contatto con la risorsa li rende ideali per attività o configurazioni delicate.
Spostamento laser
Come i sensori a correnti parassite, i sensori di spostamento laser sono sensori senza contatto, tranne che invece di utilizzare campi magnetici e correnti elettriche, utilizzano un raggio laser con triangolazione. Il fascio è rivolto verso l’asset e riflette indietro attraverso una lente ricevente in un elemento ricevente. Qualsiasi modifica nella posizione dell’oggetto farà sì che il raggio colpisca una parte diversa dell’elemento ricevente.
Giroscopi
Un giroscopio è un sensore di contatto che misura la velocità angolare, che è quanto velocemente qualcosa gira o ruota. Lo fanno utilizzando la tecnologia MEMS (microelettromechanical systems), che fornisce misurazioni accurate di quanti gradi un oggetto ruota al secondo.
Nel monitoraggio delle vibrazioni, i giroscopi non vengono in genere utilizzati da soli. Invece, vengono utilizzati per integrare i dati che si otterrebbe da un accelerometro con i dati di orientamento.
Microfono sensori
Vibrazioni creare suono, e che il suono è spesso al di là della gamma di udito umano. I sensori microfonici, chiamati anche sensori di pressione acustica, possono fornire alcune informazioni di base sui cambiamenti che potrebbero verificarsi nelle vibrazioni ad alta frequenza che gli operatori delle apparecchiature non sarebbero normalmente in grado di rilevare.
I sensori microfonici hanno il vantaggio di essere altamente convenienti, sebbene le informazioni fornite siano piuttosto limitate.
Vibratori
Un vibrometro è un dispositivo portatile utilizzato per analizzare i dati di vibrazione e metterlo in un formato leggibile. Spesso includono accelerometri, ma i modelli che non lo fanno possono essere collegati a un accelerometro installato per darvi un rapido sguardo alla salute corrente del bene.
I tipi di macchine che utilizzano il rilevamento delle vibrazioni
I sensori di vibrazione sono altamente efficaci nel monitorare lo stato di una vasta gamma di macchine. Infatti, il 90% delle macchine può beneficiare del monitoraggio delle vibrazioni. Di seguito sono riportati alcuni esempi.
Pompe acqua
Pompe acqua sono pezzi importanti di attrezzature nel settore delle acque e delle acque reflue. Se le pompe dell’acqua e i condensatori smettono di funzionare, possono lasciare migliaia di persone senza accesso all’acqua pulita e causare ingenti danni all’ambiente.
I sensori di vibrazione aiutano a garantire che i cuscinetti, i motori e le ventole delle pompe dell’acqua e dei condensatori funzionino senza problemi, fornendo un avviso avanzato di potenziali problemi se le letture iniziano a diventare un po ‘ ruvide.
Motori, riduttori e cinghie
Qualsiasi risorsa con un motore, un cambio o un sistema a cinghia si basa su componenti rotanti, il che significa che il monitoraggio delle vibrazioni può svolgere un ruolo fondamentale nel monitoraggio delle condizioni di tali macchine.
Il monitoraggio delle vibrazioni in questi tipi di sistemi può impedire che squilibri minori nelle singole macchine si trasformino in gravi interruzioni nell’intero sistema. Ad esempio, l’industria alimentare e delle bevande fa uso di refrigeratori con motori. Se il motore va giù, il refrigeratore non può fare il suo lavoro, e migliaia di dollari di prodotto alimentare è perso.
Ventilatori e compressori
Ventilatori e compressori—come quelli utilizzati nella maggior parte delle macchine industriali e dei sistemi di ventilazione—fanno uso di apparecchiature rotanti che devono funzionare senza intoppi. Se un sistema di ventilatori o compressori inizia a mostrare segni di squilibrio o usura, ciò si rifletterà nei dati di vibrazione raccolti, consentendo ai team di manutenzione di rilevare i problemi nel sistema abbastanza presto da ridurre al minimo i costi di riparazione.
Turbine eoliche
Forse i pezzi più grandi di apparecchiature rotanti sono turbine eoliche, che ruotano ovunque tra 5 rpm e 30 rpm. Effettuare controlli di routine sulle turbine eoliche può richiedere molto tempo e pericoloso, date le altezze-superiori a 300 piedi-e i movimenti del rotore coinvolti.
Per ridurre i costi del monitoraggio delle turbine eoliche e preservare la sicurezza dei tecnici, il monitoraggio delle vibrazioni può fornire dati coerenti e accurati sullo stato attuale di ciascuna turbina in un parco eolico. Se uno squilibrio si presenta, questo è un segnale per inviare un tecnico per risolvere il problema.
Cuscinetti volventi
La maggior parte delle apparecchiature rotanti utilizza cuscinetti volventi per mantenere le parti in movimento. Miscelatori, turbine, motori e assi delle ruote fanno uso di cuscinetti per mantenere tutto filare senza intoppi.
Per continuare a svolgere il proprio lavoro, i cuscinetti volventi necessitano di lubrificazione. Se vanno troppo a lungo senza di essa, si macinano e si consumano, causando vibrazioni extra nel bene. Nel momento in cui la rettifica diventa udibile alle orecchie umane, spesso è troppo tardi—il sistema di cuscinetti probabilmente deve essere sostituito.
Il monitoraggio delle vibrazioni causate dai sistemi di cuscinetti può avvisare i team di manutenzione della necessità di oliare una macchina, prevenendo il costo di riparazioni più costose in seguito.
Combinazione di sensori di vibrazione con CMM di manutenzione
Per ottenere il massimo dai sensori di vibrazione, è necessario un sistema in grado di raccogliere e analizzare i risultati. Altrimenti, tutta quella strumentazione non ti farà molto bene.
Un CMM può registrare e gestire i dati di vibrazione raccolti dai sensori, consentendo di prendere decisioni di manutenzione intelligenti e persino di creare automaticamente ordini di lavoro quando le cose si sbilanciano.
Avvisi in tempo reale
Man mano che i sensori raccolgono dati, il CMM registrerà tali informazioni e le utilizzerà per anticipare quando potrebbero sorgere problemi futuri. Quando i dati delle vibrazioni superano determinati limiti, riceverai un avviso non appena accade.
Report di guasto
I report generati dai dati consentono di vedere come sta andando l’apparecchiatura, monitorare quando si verificano guasti e prendere decisioni informate sulle future procedure di manutenzione. Sei in grado di pianificare la manutenzione esattamente quando è necessario invece di eseguirla troppo presto o troppo tardi.
Facile monitoraggio
L’utilizzo di un CMMS insieme al monitoraggio delle vibrazioni consente di tenere d’occhio le macchine, semplificando la visualizzazione di potenziali problemi e pianificando le attività di manutenzione necessarie.
Per iniziare a monitorare l’attrezzatura della tua struttura, prova gratuitamente la manutenzione.
Key Takeaways
I sensori di vibrazione sono un ottimo modo per monitorare lo stato delle risorse chiave. Essi forniscono informazioni precise su come singoli pezzi di apparecchiature stanno facendo, e i dati che forniscono possono aiutare a prevedere quando future esigenze di manutenzione possono verificarsi. Il risultato finale è un processo di manutenzione più snello e una migliore salute della macchina.