Controllo della velocità di rotazione

Il controllo della velocità di rotazione misura i giri di motori, ventilatori, pompe e macchine rotanti, per verificare che funzionino alla velocità corretta e per fornire un riferimento all’analisi delle vibrazioni. La velocità di rotazione, cioè il numero di giri nell’unità di tempo, è una grandezza fondamentale di ogni macchina rotante: molte lavorano a una velocità nominale precisa, e uno scostamento può indicare un problema di alimentazione, di carico o di regolazione. Misurare i giri permette di verificare il corretto funzionamento e, nella diagnostica, di correlare le vibrazioni alla velocità, perché molti difetti producono vibrazioni a frequenze legate ai giri. La misura può essere fatta senza contatto, con strumenti ottici, o a contatto sull’albero. Questa pagina spiega come si controlla la velocità di rotazione nella manutenzione delle macchine.

Questa pagina appartiene all’area Manutenzione industriale e diagnostica macchine ed è una guida alla misura dei giri delle macchine rotanti.

Perché misurare i giri

La velocità di rotazione è una grandezza chiave di ogni macchina rotante. Molte macchine sono progettate per lavorare a una velocità nominale precisa, e verificare che la rispettino è un controllo di base del loro funzionamento: una velocità diversa da quella attesa può segnalare un problema di alimentazione elettrica, un carico anomalo, uno slittamento o un difetto di regolazione. Misurare i giri serve quindi sia per il controllo di funzionamento, sia come parametro di processo dove la velocità determina la lavorazione. Nella diagnostica delle macchine, inoltre, la velocità di rotazione ha un ruolo particolare: è il riferimento a cui legare l’analisi delle vibrazioni. Molti difetti meccanici, come squilibri, disallineamenti e danni ai cuscinetti, producono vibrazioni a frequenze legate alla velocità di rotazione, per cui conoscere i giri esatti permette di interpretare lo spettro delle vibrazioni e risalire alla causa. Per questo la misura della velocità accompagna spesso quella delle vibrazioni. Misurare i giri in modo corretto è quindi utile sia come controllo a sé, sia come supporto alla diagnostica.

Come si misura la velocità

La velocità di rotazione si può leggere in più modi. Esistono tachimetri ottici e a contatto, che danno direttamente il numero di giri, e sensori di giri fissi da installare sulla macchina. Un metodo alternativo, che non richiede né un riferimento riflettente incollato sull’albero né una punta appoggiata, è lo stroboscopio: si illumina l’organo in rotazione con lampi a frequenza regolabile e si aggiusta quella frequenza finché la parte appare ferma; il valore impostato è allora il regime dell’organo. Questo lo rende praticabile anche dove non si può intervenire sulla macchina. Ha però due condizioni precise. Il moto deve essere periodico e a velocità costante: su una macchina che accelera o rallenta l’immagine non si ferma e il metodo non si applica. E la lettura va verificata sulla frequenza fondamentale, perché se la frequenza dei lampi è un sottomultiplo di quella del moto la parte appare ferma lo stesso, ma il regime reale è un multiplo di quello letto: la controprova si fa raddoppiando la frequenza dei lampi e osservando se compaiono due immagini invece di una.

Aspetto	Che cosa comporta
Lettura stroboscopica	Senza contatto, nulla da applicare sull’albero
Controprova del raddoppio	Conferma di essere alla frequenza fondamentale
Limite del metodo	Solo moti periodici a velocità costante

Affidabilità della misura

Per una lettura dei giri affidabile con lo stroboscopio contano poche cose, ma precise. La prima è la verifica della frequenza fondamentale: si sale o si scende di frequenza in modo controllato e si guarda quante immagini compaiono, perché una parte ferma non garantisce da sola che il valore letto sia il regime reale. La seconda è la costanza del regime durante la lettura: se la macchina sta accelerando o rallentando, l’immagine non si stabilizza e il valore non ha significato. Contano poi la stabilità della frequenza dei lampi dello strumento, da verificare periodicamente secondo le indicazioni del costruttore, e la luce ambientale, perché in un locale molto illuminato l’effetto si percepisce peggio. Infine conviene confrontare il valore con la logica dell’applicazione, cioè con il regime nominale e con il rapporto di trasmissione noti, e annotare regime nominale e regime letto per cogliere gli scostamenti nel tempo.

• I giri verificano il corretto funzionamento della macchina.
• Lo stroboscopio legge il regime senza applicare nulla sull’albero.
• Il metodo vale solo per moti periodici a velocità costante.
• La lettura va confermata sulla frequenza fondamentale.
• Il tachimetro ottico dà invece la lettura diretta del numero di giri.

Dall’applicazione allo strumento: cosa serve in pratica

Questo tema appartiene all’area Manutenzione industriale e diagnostica macchine del ramo Applicazioni di misura e controllo, ed è collegato all’analisi delle vibrazioni su motori e cuscinetti e alla manutenzione predittiva programmata.

Nel catalogo la lettura del regime fa capo agli stroboscopi e ai tachimetri portatili ottici e a contatto, nella famiglia sensori di processo: velocità, lunghezza, distanza e colore del Catalogo prodotti. Se devi leggere il regime di una macchina rotante senza contatto, il modulo di richiesta consente di ricevere un’indicazione mirata.