Individuare un problema nelle condizioni dell’attrezzatura in tempo è metà del successo. Una diagnosi precoce può evitare guasti, riparazioni e tempi di inattività, risparmiare tempo e denaro e, soprattutto, garantire la sicurezza della vita e della salute dei lavoratori.
Cos’è la vibrazione e perché dovrebbe essere misurata?
La vibrazione (dal latino ‘vibrāre’ – ‘scuotere’) è un fenomeno meccanico in cui si verificano oscillazioni attorno a un punto di equilibrio. Questo processo può essere deterministico se le oscillazioni possono essere caratterizzate con precisione (ad esempio il moto periodico di un pendolo), oppure casuale se le oscillazioni possono essere analizzate solo statisticamente (ad esempio il movimento di una gomma su una strada ghiaiosa).
La vibrazione può essere desiderabile: ad esempio, il movimento di un diapason, l’ancia di uno strumento a fiato o un’armonica, un telefono cellulare o il cono di un altoparlante.
In molti casi, tuttavia, la vibrazione è indesiderabile, sprecando energia e creando suoni indesiderati. Ad esempio, i movimenti vibratori di motori, motori elettrici o qualsiasi dispositivo meccanico in funzione sono tipicamente indesiderati. Tali vibrazioni possono essere causate da squilibri nelle parti rotanti, attrito irregolare o dall’intreccio dei denti degli ingranaggi. I progetti attenti di solito minimizzano le vibrazioni indesiderate.
“Quando guadagniamo soldi per una nuova macchina da stampa, non ci interessa quella vecchia!”
La nostra comunicazione con varie aziende tipografiche negli ultimi 30 anni ha rivelato una tendenza comune. Circa sei mesi o un anno prima della vendita prevista dell’attrezzatura, il proprietario di solito riduce i costi di manutenzione. Il proprietario presume che il prossimo proprietario si occuperà di questi costi. Ma il fatto è che questo fa rapidamente cadere la macchina in rovina.
Un altro fattore che influisce sull’affidabilità dell’attrezzatura di stampa è quanto bene la base del pavimento è preparata. Un fornitore affidabile fornisce sempre all’acquirente un piano di montaggio per l’attrezzatura che vende. E per la maggior parte delle macchine da stampa, i seguenti parametri sono solitamente elencati lì:
Carico statico massimo sull’area occupata dalla macchina (pressione massima sulla superficie di supporto) – 120 N/cm2
Componente di carico dinamico (incluso carico da vibrazione) – 3%.
Nel frattempo, ci sono centinaia di casi in cui il proprietario di una tipografia ha risparmiato sulle fondamenta. L’aumento delle vibrazioni porta allo svitamento spontaneo dei dadi e a una rapida usura dei cuscinetti (la macchina inizia a emettere un ronzio caratteristico). E soprattutto, inizia a rimbalzare durante il funzionamento, il che porta a numerosi problemi di stampa. Qual è il prossimo passo? Vendilo, ovviamente!
Il proprietario di un’azienda che acquista accidentalmente una macchina così ‘problematica’ sarà convinto che sia stato sfortunato. Ma un’attrezzatura usata non è necessariamente l’affidabilità di un marchio. È qualcosa che hai ereditato dal precedente proprietario…..
Quando ispezioniamo le apparecchiature di stampa, dobbiamo prestare attenzione alla componente vibratoria. Dopotutto, una macchina che ha avuto problemi per 5-7 anni, nonostante il basso chilometraggio, può essere consumata molto più di una macchina simile con un chilometraggio di 300 milioni di impressioni, ma installata in piena conformità alle regole.
E qui i dispositivi moderni – i vibrometri – sono pronti ad aiutarci. In che modo questi dispositivi ci permettono esattamente di rilevare difetti, quali sono i loro vantaggi rispetto ad altri metodi?
‘Guardare dentro’ il prodotto
È evidente che esiste una domanda costante di soluzioni tecniche volte a individuare difetti in vari settori. E negli ultimi decenni queste tecnologie hanno evoluto molto: dall’osservazione visiva all’uso di dispositivi high-tech e metodi di test non distruttivi. La vibrodiagnostica e il vibromonitoraggio, che permettono di ‘guardare all’interno’ del prodotto o della struttura, appartengono a tali tecnologie. E, se c’è qualcosa che non va, il sensore mostrerà variazioni a seconda della natura del guasto.
Innanzitutto, si rileva un aumento delle vibrazioni. Si noterà un aumento graduale o improvviso delle vibrazioni durante il periodo di monitoraggio. Livelli aumentati di accelerazione e velocità di vibrazione in diverse parti della macchina indicano un guasto, e uno studio più dettagliato dei componenti spettrali, delle fasi e di altri parametri permette di identificare danni o squilibri di parti specifiche dell’apparecchiatura. Per tali misurazioni vengono utilizzati vibrometri con varie funzionalità (numero di canali, filtri, analisi spettrale). Esistono persino sistemi fissi di monitoraggio delle vibrazioni per il monitoraggio delle condizioni 24/7, installati nel sito di produzione e monitorano parti chiave delle apparecchiature.
Lì
Ci sono diversi parametri per misurare le vibrazioni: accelerazione delle vibrazioni, velocità di vibrazione e spostamento delle vibrazioni. Nel primo caso, possiamo ottenere informazioni sulle condizioni di quelle parti interne che causano le vibrazioni stesse, come i cuscinetti.
L’accelerazione delle vibrazioni si misura in m/s2.
La velocità di vibrazione è la velocità di movimento del punto di riferimento lungo l’asse di misura. Questo parametro fornisce un’indicazione dell’effetto delle vibrazioni sui supporti delle apparecchiature ed è misurato in mm/sec.
Infine, lo spostamento da vibrazione definisce i limiti dello spostamento del punto di riferimento dovuto alla vibrazione.
I vibrometri digitali moderni possono misurare l’accelerazione e lo spostamento delle vibrazioni, e anche gli analizzatori di vibrazione più sofisticati possono misurare la velocità di vibrazione.
Diagnostica in tempo reale
Un altro vantaggio chiave della tecnologia è la possibilità di diagnosticare le apparecchiature mentre sono in funzione. La vibrodiagnostica è efficace per macchine con elementi rotanti (il dispositivo determina lo squilibrio), cuscinetti rotanti (determina il grado di usura), apparecchiature idrauliche (grado di usura), motori elettrici (allentamento degli elementi di fissaggio degli avvolgimenti dello stator, ecc.), che corrispondono al design delle apparecchiature delle macchine utensili.
Allo stesso tempo esistono diversi metodi di diagnostica delle vibrazioni.
La prima di esse è la valutazione delle condizioni tecniche in base al livello generale del segnale di vibrazione. Questo è il metodo che abbiamo l’opportunità di utilizzare per ispezioni a breve termine delle apparecchiature. I suoi vantaggi includono la semplicità e, di conseguenza, l’assenza di formazione del personale. Tuttavia, presenta anche seri svantaggi. La principale è che molti difetti vengono rilevati in una fase avanzata, il che aumenta i costi e in gran parte annulla i benefici della diagnostica delle vibrazioni.
Il secondo metodo, la diagnostica dei diagrammi spettrali, permette di identificarli durante lo sviluppo. Ma questo metodo richiede misurazioni su un lungo periodo di tempo e, cosa più importante, uno spettroanalizzatore speciale molto costoso per ottenere lo spettro di ampiezza e personale formato per analizzarlo. </p>
Inoltre, i ricercatori nominano diversi altri metodi, che elencheremo semplicemente, tra cui: diagnostica basata sul rapporto picco/fondo del segnale di vibrazione; diagnostica delle vibrazioni per spettro energetico, funzione di autocorrelazione, rumori di sfarfallio, emissione acustica, ecc. I metodi più importanti sono i seguenti.
Durante l’ispezione delle apparecchiature di stampa possiamo misurare solo quei parametri che abbiamo al momento dell’ispezione. Pertanto, se il cliente è disposto, l’ispezione dell’attrezzatura dovrebbe essere ripetuta: la prima volta per ispezionare l’attrezzatura poco prima della firma del contratto, e la seconda volta – poco prima dello smontaggio. Poi possiamo confrontare i risultati e trarre conclusioni.
Quali unità di apparecchiatura di stampa dovrebbero essere controllate?
Tutte le parti con cuscinetti che hanno un impatto diretto sulla qualità e sulla velocità di stampa dovrebbero essere controllate. Questo include i compressori, la testata dell’alimentatore (ricordate solo quanto costa l’albero motore di una testa Heidelberg), le unità di stampa nell’area dei cuscinetti del cilindro e le unità di inchiostro e smorzamento delle presse. E se il cuscinetto del rullo d’inchiostro è facile da sostituire (anche con il rullo stesso!), l’aumento delle vibrazioni dell’unità di stampa può indicare una grave usura di ingranaggi costosi, la cui riparazione potrebbe essere impossibile nelle condizioni della tipografia….
