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Monitoraggio e diagnostica dei sistemi meccanici

Rilievo di vibrazioni e rumore in strutture, macchinari e organi meccanici in movimento, tramite l’utilizzo di strumentazione multi-canale per la misurazione, l’acquisizione e il condizionamento di segnali sperimentali. Analisi dei segnali vibro-acustici finalizzata al monitoraggio e alla diagnostica di malfunzionamenti in macchine e sistemi meccanici, realizzata mediante l’impiego di metodologie classiche e avanzate di elaborazione del segnale.

 

 

 

 

 

Misura sperimentale di vibrazioni meccaniche e rumore

Il rilievo del comportamento vibro-acustico di sistemi meccanici rappresenta un campo di notevole interesse nell’ambito delle applicazioni industriali. L’Unità Operativa possiede un’ampia gamma di strumenti per la misura di vibrazioni e rumore su componenti meccanici, macchinari e impianti.
L’attrezzatura in dotazione comprende diverse linee di acquisizione, per la misura di segnali sia analogici sia digitali, e svariate tipologie di trasduttori (accelerometri mono- e tri-assiali, microfoni, sensori di forza mono- e tri-assiali, martelli strumentati, vibrometri laser, etc.).
Le metodologie di misura includono tecniche specifiche per misure su macchine rotanti (acquisizione dei segnali in base al/ai riferimenti angolari caratteristici del sistema) e rilievo senza contatto delle vibrazioni di parti in movimento ad alta velocità (valvole della distribuzione di motori a c.i., membri di macchine automatiche, etc.).

Analisi segnali ai fini di monitoraggio e diagnostica

La caratterizzazione degli effetti vibro-acustici associati a componenti e sistemi meccanici consente di valutarne il corretto funzionamento. Tramite tecniche in grado di valutare lo stato di salute di macchine e impianti in condizioni di esercizio, ovvero di monitoraggio delle macchine, è possibile stabilire con sufficiente anticipo l’eventuale necessità di un intervento di manutenzione, rendendo quindi possibile una strategia di manutenzione predittiva. Inoltre, la misura e l’analisi delle vibrazioni generate dal macchinario durante il normale funzionamento possono essere utilizzate non solo per il monitoraggio ma anche per la diagnosi di malfunzionamenti e difetti strutturali (diagnostica industriale), ovvero l’individuazione del componente difettoso o danneggiato, nonché l’identificazione della tipologia di malfunzionamento in atto o di guasto in procinto di verificarsi. L’U.O. dispone di mezzi moderni ed efficienti per l’analisi dei dati sperimentali. Le tecniche di analisi prese in considerazione comprendono sia metodologie classiche (analisi nel tempo, analisi spettrale, analisi nel dominio delle ampiezze, etc.), sia tecniche avanzate di elaborazione del segnale (filtraggio inverso, analisi nel dominio tempo-frequenza, analisi spettrale di ordine superiore, analisi ciclostazionaria, etc.). Le tecniche usate per il monitoraggio e la diagnostica possono trovare applicazione anche per il controllo di qualità a fine linea di produzione.

Servizi per le aziende/tipologia di prove

1.    Diagnostica di malfunzionamenti
La corretta operatività di macchine e sistemi meccanici può essere compromessa dalla presenza di vibrazioni in condizioni di esercizio. Tramite l’analisi degli effetti vibro-acustici è possibile identificare le criticità e le anomalie del sistema in esame, consentendo un intervento correttivo (modifiche progettuali o altre compensazioni).  Esempi di applicazione: macchine utensili per lavorazioni con asportazione di truciolo (monitoraggio dell’usura utensile; problema del chatter in lavorazioni di fresatura); motoriduttori (monitoraggio del danneggiamento di ruote dentate e cuscinetti volventi).
2.    Sistemi diagnostici per la manutenzione predittiva
L’analisi delle vibrazioni di macchinari e impianti in condizioni di funzionamento consente di riconoscere il degrado incipiente di alcuni componenti soggetti a danneggiamento o usura. E’ possibile diagnosticare i guasti nelle fasi iniziali di sviluppo, consentendo una più efficace pianificazione della manutenzione. Esempi: macchine automatiche settore packaging.
3.    Controllo di qualità a fine linea di produzione
E’ possibile impiegare il rilievo di segnali vibro-acustici per individuare eventuali prodotti difettosi da scartare. Si caratterizza la risposta vibro-acustica di un sistema integro, che funge da campione per stabilire l’accettazione o il rigetto del componente testato. Tramite l’individuazione di opportuni parametri efficaci, è possibile automatizzare il processo di selezione. Esempi di applicazione: controllo di qualità di riduttori ad ingranaggi.
4.    Caratterizzazione vibratoria di ambienti e attrezzature di lavoro
Le vibrazioni trasmesse da macchinari e strutture agli operatori possono influenzarne la sicurezza sul lavoro o il confort. Le misure sperimentali consentono di individuare le sorgenti delle vibrazioni, e di intervenire conseguentemente per migliorare le condizioni di lavoro. Esempi applicativi: utensili portatili, macchine agricole o movimento terra.

Contatti

Prof. Dario Croccolo

Direttore CIRI MAM

Viale Risorgimento, 2

40136 - Bologna