Full Shaft - Diagnostica di macchine rotanti su cuscinetti fluidodinamici

Questa applicazione software continua la collaborazione con il Dipartimento di Ingegneria Elettrica - Laboratorio di Ingegneria delle Medie Alte Tensioni, Prof. Cavallini, sulla tematica della diagnostica delle macchine elettriche. In particolare, la ricerca sperimentale si è concentrata sulla diagnostica dei cuscinetti che supportano il rotore in macchine elettriche di medie-grandi dimensioni, quindi cuscinetti a film fluido, comunemente chiamati bronzine. E' stato costruito anche un apposito banco prova, in cui simulare la dinamica dei rotori ad alta velocità, i disallineamenti delle componenti della macchina ed i problemi di instabilità fluidodinamica (whirl+whip), che affliggono le macchine rotanti e che sono oggetto di approcci diagnostici sofisticati. Il software Full Shaft, scritto nell'ambiente LabView, permette di acquisire il segnale da 2 sensori di prossimità disposti a 90° su di un piano ortogonale alla linea d'asse di un rotore; il punto di incontro dei loro assi è posizionato sull'asse stesso del rotore. Inoltre, il software permette l'acquisizione del segnale di velocità da un encoder o da un tachometro. Il software consente di rappresentare nel dominio tempo/frequenza l'andamento dei tre segnali sopra citati, con possibilità di filtrare gli eventuali rumori elettrici, mostrando marcatamente l'insorgere delle instabilità fluidodinamiche. Il software permette inoltre di rappresentare l'orbita nel piano dei sensori di prossimità durante l'acquisizione, di trovare la componente dello spostamento medio nel piano attorno a cui si genera l'orbita, nonché di filtrarne le componenti ad una specifica frequenza. La presenza di armoniche nei segnali è particolarmente evidente nella forma dell'orbita, che da una generica ellisse si può tramutare in una forma molto più complessa. Il software permette poi di ricavare il segnale analitico complesso ottenuto dai segnali in quadratura dei trasduttori, e di farne quindi la trasformata discreta che meglio evidenzia la natura intrinseca dell'orbita al variare della frequenza, mettendo in evidenza sia le componenti con frequenza positiva (quindi ruotanti nello stesso verso dell'albero) sia con frequenza negativa (quindi contro-rotanti), ricostruendo la generica orbita ellittica ad una data frequenza come composizione dei contributi alle frequenze simmetriche. Il software permette poi di visualizzare in diagrammi a cascata e a mappa di colori l'andamento dello spettro completo (+/-) del segnale analitico al variare del tempo o della prova; in questo modo si possono visualizzare variazioni dovute alla diversa velocità di rotazione, specie nei transitori (run-up e run-down), o ad occorse variazioni nella macchina dovute ad esempio dal progressivo danneggiamento. Infine il software è in grado di calcolare i semplici indici di severità di vibrazione richiesti dalla normativa ISO 7919