MISURE DI VIBRAZIONI
1
CHE COSA SONO LE VIBRAZIONI
• RUMORE
• CARICHI DINAMICI (VELOCITA’ CRITICHE)
• FATICA
2
CHE COSA
SI MISURA
3
• SPOSTAMENTO
(m)
• VELOCITA’
(m/s)
• ACCELERAZIONE
(m/s2 o g)
2
1 g = 9,81 m/s
4
DIFFERENZE TRA LA
MISURA DI SPOSTAMENTO
VELOCITA’ ED
ACCELERAZIONE
5
SPOSTAMENTO VELOCITA’
ACCELERAZIONE
6
7
SPOSTAMENTO FUNE DI CONTATTO
200
[mm]
100
0
-100
-200
[s]
-300
0
5
10
15
8
20
ACCELERAZIONE FUNE DI CONTATTO
400
[ms-2]
0
[s]
-400
0
0,5
1
1,5
9
2
MISURE DI VIBRAZIONI
• I trasduttori forniscono segnali nel
dominio del tempo
DOMINIO DELLE
FREQUENZE
ampiezza
DOMINIO DEL TEMPO

t
f
ANALISI
FOURIER
il contenuto di
informazioni e’ lo stesso
fase
10
f
• SCALE LOGARITMICHE MOLTO DIFFUSE
NELLA PRATICA DI MISURA
• LIVELLO DI VIBRAZIONE ESPRESSO IN dB
dB20 log a
10 arif
– a = livello attuale
– arif = livello di riferimento
11
VALORI DI RIFERIMENTO
• Norme ISO/DIN 16.83.2
quantità
livello di
accelerazione
definizione
La=20 log10(a/a0) dB
livello di velocità
Lv=20 log10(v/v0) dB
livello di forza
LF=20 log10(F/F0)
dB
liv. riferimento
a0=10-6 m/s2
v0=10-9 m/s
F0=10-6 N
12
VANTAGGI
• Evidenzia armoniche “deboli” che
verrebbero mascherate dalla
presenza di armoniche “forti”
• Comprime le scale (viene data la
stessa risoluzione percentuale
sull’intero grafico)
13
SPETTRO LINEARE E SPETTRO
LOGARITMICO
spettro lineare
12
storia temporale
composta da
quattro armoniche
e rumore
6
x 20
0
f 200
spettro logaritmico
0
-25 0
0
100
10 0
100
10 1
0.2
0.4
t
-2
200
f 14
QUANDO SI MISURANO LE VIBRAZIONI
• TESTS DI VIBRAZIONI
• MONITORAGGIO E DIAGNOSTICA
• VIBRAZIONI TRASMESSE ALL’UOMO
15
TEST DI VIBRAZIONI
• Nell’ambito di un progetto, per verifiche
intermedie o su prototipo, occorrono
misure sia di grandezze statiche che
dinamiche:
– Identificazione del comportamento
dinamico di una struttura
– Analisi modale ed indentificazione di
parametri
• Verifiche imposte secondo le normative
vigenti
16
MONITORAGGIO E DIAGNOSTICA
• definizione delle condizioni di buon
funzionamento e della regione di
accettabilita’
• monitoraggio durante l’esercizio
• riconoscimento delle cause di
malfunzionamenti al loro nascere,
quando la rottura e’ associata a costi
elevati
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Monitoraggio e Diagnostica, normative: vibrazioni ammissibili ai
supporti (spostamento e/o velocità di vibrazione) in funzione della
velocità di rotazione della macchina
Spostamento pk-pk [m]
250
General
Machinery
Criterion Chart
25
15.0
7.5
3.8
2.0
1.0
0.5
0.25
0.125
2.5
0.25
0.025
0.1 k
1k
rpm
10 k
100 k
mm/s
mm/s
mm/s
mm/s
mm/s
mm/s
mm/s
mm/s
18
VIBRAZIONI TRASMESSE ALL’UOMO:
ESEMPI
rumore
trasmesso
per via aerea
rumore
irradiato
dalle pareti e
dai solai
vibrazioni
rotaia
onde superficiali
onde di
taglio
vibrazioni della fondazione
cammino di
propagazione
delle vibrazioni
onde di
pressione
19
L’uomo, nei confronti delle vibrazioni, si
comporta come un filtro, con una sua
funzione di trasferimento, che abbatte
od amplifica i contenuti armonici a certe
frequenze.
20
20
VIBRAZIONI TRASMESSE ALL’UOMO
longitudinale
FREQUENZA [Hz]
trasversale
21
VIBRAZIONI TRASMESSE ALL’UOMO
longitudinale
trasversale
22
DIFFERENZE TRA LA
MISURA DI
SPOSTAMENTO
VELOCITA’ ED
ACCELERAZIONE
23
SPOSTAMENTO VELOCITA’
ACCELERAZIONE
E’ riportato un segnale
di vibrazione che, in
termini di velocità di
vibrazione, è
pressochè costante
con la frequenza.
Sono evidenziati i
conseguenti andamenti
del segnale in termini
di spostamento e
accelerazione.
A frequenze basse è
più conveniente
misurare in termini di
spostamento (segnale
più consistente). A
frequenze elevate è più
semplice misurare
l’accelerazione.
24
DERIVAZIONE
VELOCITA’
SPOSTAMENTO
A  n
A  i
A  1
A
 1 ........  ........  n
i
 1 ........  ........  n
i
x i A i sin i t 
x i  A i i cos i t
L’operazione di derivazione
comporta l’aggiunta di 90 º alle fasi
25

DERIVAZIONE
VELOCITA’
A  n
ACCELERAZIONE
A2
A  i
A  1
 1 ........  i ........  n
x i  Ai  i  cos i t 
n
A2
i
A2
1
 1 ........  i ........  n
..
xi   A i i 2  sin i t 
L’operazione di derivazione
comporta l’aggiunta di 90 º alle fasi
26
DERIVAZIONE
VELOCITA’
ACCELERAZIONE
A  n
A  i
A  1
A
 1 ........  i ........  n
.
xi Ai sini t
 1 ........  i ........  n
..
xi Ai i  cos i t 
L’operazione di derivazione
comporta l’aggiunta di 90 º alle fasi
27
27
INTEGRAZIONE
SPOSTAMENTO
VELOCITA’
A / 1
A / i
A / n
A
1 ........i ........n
.
xi Ai sini t
1 ........i ........n
Ai
xi   cosi t 
i
L’operazione di integrazione comporta la
sottrazione di 90 º alle fasi
28
INTEGRAZIONE
VELOCITA’
SPOSTAMENTO
A / 1
A / i
A / n
 1..  i ...  n
A
xi   i  cos i t
i
DERIVAZIONE
A  n
A  i
A  1
A

ACCELERAZIONE
 1..  i ...  n
.
xi  Ai  sin i t
L’operazione di
integrazione comporta
la sottrazione di 90 º
alle fasi
 1..  i ...  n
..
xi  Ai  i  cos i t 
L’operazione di
derivazione comporta
l’aggiunta di 90 º alle
fasi
29
FATTORI CHE INFLUENZANO LA
SCELTA
• necessita’ di misura assoluta o
relativa
• banda passante
• effetto di carico
• sensibilita’
30