Che cosa significano le vibrazioni del motore Lenze MH? Segnali di avvertimento nei motori trifase Lenze

Le vibrazioni del motore Lenze MH indicano nella maggior parte dei casi un problema meccanico, per esempio cuscinetti usurati, squilibrio del rotore, ventola sporca, allineamento errato o carico eccessivo del sistema di azionamento. Più raramente la causa è legata a guasti elettrici, come asimmetria dell’alimentazione, problemi di isolamento degli avvolgimenti o danneggiamento degli elementi della gabbia del rotore. Se le vibrazioni sono accompagnate da rumore, surriscaldamento, aumento dell’assorbimento di corrente o colpi metallici, il motore non dovrebbe continuare a funzionare senza ulteriori controlli diagnostici.
In uno stabilimento produttivo, le vibrazioni non sono solo una questione di comfort operativo della macchina. Sono un segnale che nel sistema di azionamento sta aumentando il carico meccanico, termico o elettrico. Ignorare i sintomi può portare al danneggiamento dell’albero, dei cuscinetti, degli avvolgimenti, del giunto, del riduttore, della ventola e persino dell’intera macchina azionata.

Proprio per questo un motore Lenze MH, come ogni motore trifase Lenze industriale, dovrebbe essere valutato non solo in base al fatto che continui a girare. Contano anche la regolarità di funzionamento, la temperatura, il livello di vibrazioni, la corrente sulle fasi, lo stato dei collegamenti meccanici e le condizioni di raffreddamento.

RGB Elektronika esegue diagnostica, assistenza, rigenerazione, modernizzazione e riparazione di motori Lenze
e di altri componenti dei sistemi di azionamento. Aiutiamo a valutare se il dispositivo è riparabile,
se richiede la sostituzione dei cuscinetti oppure se il problema riguarda la meccanica, l’alimentazione, l’inverter, il giunto
o la macchina azionata.

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Perché un motore Lenze MH inizia a vibrare durante il funzionamento?

Che cosa distingue il motore trifase Lenze MH nelle applicazioni industriali?

I motori della serie Lenze MH sono motori asincroni trifase utilizzati in molte applicazioni industriali tipiche. Lavorano tra l’altro in trasportatori, pompe, ventilatori, sistemi di trasporto semplici e sistemi di azionamento di media complessità.

Dal punto di vista tecnico, il motore IE2 Lenze è una costruzione progettata per molti anni di funzionamento
in condizioni industriali. La serie MH comprende unità in un ampio intervallo di potenza, da circa 0,12 kW
a 45 kW. Le varianti tipiche sono alimentate con tensione 230/400 V o 460 V AC, mentre la coppia generata può variare da pochi a diverse centinaia di newton metro, a seconda dell’esecuzione.

È una costruzione robusta, ma resta comunque soggetta all’usura di esercizio. Cuscinetti, ventola, albero, giunto, elementi di fissaggio, isolamento degli avvolgimenti e collegamenti elettrici lavorano sotto carico. Per questo anche un motore scelto correttamente può iniziare, dopo anni, a mostrare sintomi di usura.

Le cause più frequenti delle vibrazioni di un motore elettrico Lenze

Le vibrazioni di un motore elettrico raramente compaiono senza motivo. Nella pratica di assistenza sono più spesso
il risultato di un malfunzionamento meccanico progressivo. A volte il problema inizia da un piccolo gioco, da sporco o da un montaggio non corretto. Con il tempo le vibrazioni si trasferiscono agli altri elementi del sistema.

Le cause più comuni delle vibrazioni nei motori Lenze MH sono:

• cuscinetto danneggiato nel motore Lenze,
• mancanza di lubrificazione o contaminazione dei cuscinetti,
• squilibrio del rotore o della ventola di raffreddamento,
• pale della ventola sporche,
• puleggia, giunto o componente montato sull’albero danneggiati,
• allineamento errato del motore rispetto alla macchina azionata,
• giochi sul fissaggio del motore o sulla base della macchina,
• sovraccarico del sistema di azionamento,
• asimmetria della tensione di alimentazione,
• guasti degli avvolgimenti o degli elementi del rotore.

Cuscinetto danneggiato nel motore Lenze

Una delle cause più comuni delle vibrazioni è un cuscinetto danneggiato nel motore Lenze. I cuscinetti assorbono i carichi assiali e radiali, stabilizzano il lavoro dell’albero e influiscono sulla regolarità di funzionamento dell’intero azionamento.
Quando iniziano a usurarsi, compaiono microgiochi, rumore, aumento della temperatura e vibrazioni.

I sintomi di un cuscinetto danneggiato possono includere ululati, fischi, rumori di sfregamento, colpi metallici, funzionamento irregolare, aumento della temperatura nella zona degli scudi dei cuscinetti e vibrazioni percepibili sul corpo del motore.
In molti casi le prime deviazioni possono essere rilevate prima mediante misurazioni vibrazionali, prima che il rumore diventi udibile dall’operatore.

I danni ai cuscinetti possono essere causati da usura naturale, contaminazione, lubrificazione non corretta, sovraccarico, errori di allineamento, temperatura di esercizio troppo elevata o vibrazioni provenienti dalla macchina azionata. Per questo la semplice sostituzione del cuscinetto, senza individuare la causa del problema, potrebbe non risolvere il guasto in modo duraturo.

Squilibrio del rotore, ventola sporca e giochi meccanici

Lo squilibrio del rotore o degli elementi montati sull’albero provoca carichi ciclici che si trasferiscono ai cuscinetti, alla carcassa e alla struttura della macchina. Nella pratica, la fonte del problema non è sempre il solo rotore. Spesso sono responsabili le pale della ventola sporche, una ventola di raffreddamento danneggiata, una puleggia che lavora in modo irregolare, un giunto scelto in modo errato o un piccolo danno meccanico dopo un guasto precedente.

Nelle applicazioni con grandi quantità di polvere, trucioli, fibre o contaminanti di produzione, la ventola e le alette di raffreddamento possono perdere gradualmente efficacia. Uno sporco apparentemente lieve influisce allora contemporaneamente sull’equilibratura e sul raffreddamento. Questo aumenta il rischio di vibrazioni e surriscaldamento.

Errori di montaggio, mancanza di allineamento e sovraccarico del sistema

Una causa molto frequente di guasto è l’allineamento errato del motore rispetto alla macchina azionata. Se l’albero del motore e l’albero ricevente non lavorano sullo stesso asse, il giunto inizia a trasmettere forze aggiuntive. Il risultato sono vibrazioni, aumento della temperatura dei cuscinetti, usura più rapida delle guarnizioni, problemi al riduttore e funzionamento irregolare dell’intero sistema.

Sintomi simili possono derivare da una tensione eccessiva della cinghia, da un giunto selezionato in modo errato, da una base del motore non serrata correttamente, da un telaio macchina deformato o da sovraccarico meccanico. Per questo, durante la diagnostica, non basta controllare il solo motore. Occorre valutare l’intero gruppo di azionamento.

Asimmetria dell’alimentazione e guasti elettrici

Sebbene le vibrazioni abbiano più spesso origine meccanica, a volte derivano da problemi elettrici. Asimmetria delle tensioni, assorbimento di corrente non uniforme sulle fasi, danni all’isolamento, cortocircuiti tra spire
o problemi con le barre della gabbia del rotore possono causare un campo magnetico irregolare e pulsazioni di coppia.

In questo caso il motore può funzionare più rumorosamente, scaldarsi di più e assorbire maggiore corrente anche senza una variazione visibile del carico della macchina. Se il sistema è alimentato da un inverter, conviene controllare anche i parametri dell’azionamento, i cavi motore, la schermatura, la messa a terra, le impostazioni delle rampe, la frequenza di lavoro e la cronologia degli errori.

Quali sintomi accompagnano le vibrazioni del motore Lenze MH?

Le vibrazioni raramente si presentano da sole. Nella maggior parte dei casi compaiono insieme ad altri sintomi,
che aiutano a indicare la direzione della diagnostica.

• Rumore durante il funzionamento – ululati, fischi, colpi metallici, rumori di sfregamento o stridii possono indicare
  degrado dei cuscinetti, contatto tra elementi rotanti o un problema alla ventola.
• Surriscaldamento del motore asincrono – una carcassa eccessivamente calda può indicare sovraccarico, raffreddamento limitato, avviamenti troppo frequenti, problemi agli avvolgimenti o condizioni di lavoro non corrette.
• Picchi di assorbimento di corrente – l’aumento della corrente su una o più fasi può indicare asimmetria dell’alimentazione, resistenze meccaniche, problema di isolamento o sovraccarico.
• Funzionamento irregolare della macchina – strappi, pulsazioni di coppia, variazione del rumore di lavoro e calo dell’efficienza possono indicare un problema nell’intero sistema di azionamento.
• Odore di isolamento surriscaldato – è un segnale che richiede una reazione immediata, perché può indicare il danneggiamento degli avvolgimenti.

Come distinguere il normale funzionamento del motore da uno stato di guasto?

Un motore trifase efficiente dovrebbe funzionare in modo regolare. È ammissibile un rumore elettromagnetico e meccanico stabile, ma senza cambi improvvisi del suono, senza colpi metallici,
senza urti percepibili e senza aumento eccessivo della temperatura.

Si può sospettare uno stato di allarme quando:

• le vibrazioni sono comparse improvvisamente o aumentano rapidamente,
• il livello di vibrazioni cambia con il carico,
• il motore inizia a ululare, fischiare o battere,
• la carcassa si riscalda più del solito,
• l’assorbimento di corrente aumenta senza una chiara ragione tecnologica,
• dopo una riparazione meccanica della macchina sono comparse nuove vibrazioni,
• l’azionamento genera errori dell’inverter o delle protezioni,
• compaiono problemi di avviamento, coppia o stabilità di funzionamento.

Se il motore Lenze MH lavora in un’applicazione produttiva critica, non conviene aspettare che i sintomi diventino
inequivocabili. Nella manutenzione industriale, il guasto meno costoso è quello rilevato prima dell’arresto della linea.

Come diagnosticare e assistere i motori Lenze MH per evitare fermi macchina?

In cosa consiste la diagnostica vibrazionale dei motori Lenze?

La diagnostica vibrazionale dei motori Lenze consiste nella valutazione del livello e del carattere delle vibrazioni durante il funzionamento dell’azionamento. L’obiettivo non è solo confermare che il motore vibra. È più importante stabilire se la fonte del problema siano i cuscinetti, lo squilibrio, l’allineamento, i giochi meccanici, la risonanza della struttura, la ventola, il giunto, il carico della macchina o un problema elettrico.

La diagnostica può comprendere:

1. colloquio con la manutenzione e analisi dei sintomi,
2. verifica della cronologia di funzionamento del motore e dei guasti precedenti,
3. misurazione delle vibrazioni sulla carcassa e nella zona dei cuscinetti,
4. valutazione di rumore, temperatura e stabilità di funzionamento,
5. controllo della corrente sulle singole fasi,
6. verifica dell’alimentazione, dei collegamenti e della morsettiera,
7. controllo dello stato della ventola e delle alette di raffreddamento,
8. verifica dell’allineamento del motore con la macchina azionata,
9. valutazione del giunto, della puleggia, del riduttore o di altri elementi montati sull’albero,
10. test dopo riparazione o rigenerazione.

Una diagnostica predittiva dei motori elettrici eseguita in questo modo consente di rilevare le deviazioni prima rispetto a un controllo visivo standard. È particolarmente importante nelle applicazioni in cui il guasto di un singolo azionamento ferma un trasportatore, una pompa, un ventilatore, una linea di confezionamento o una parte del processo tecnologico.

Che cosa controllare quando un motore asincrono si surriscalda?

Il surriscaldamento del motore asincrono è uno dei segnali di avvertimento più importanti. La temperatura influisce direttamente sulla durata dell’isolamento degli avvolgimenti, del grasso dei cuscinetti, delle guarnizioni
e degli elementi meccanici. Se il motore lavora a una temperatura troppo alta, il guasto può evolvere molto rapidamente.

In caso di surriscaldamento conviene controllare:

• se le alette di raffreddamento non sono bloccate da polvere, sporco o olio,
• se la ventola di raffreddamento è completa e correttamente installata,
• se il motore non è sovraccaricato meccanicamente,
• se il numero di avviamenti non è troppo elevato,
• se la corrente sulle fasi è uniforme,
• se non sono presenti cortocircuiti tra spire,
• se i cuscinetti non generano attrito eccessivo,
• se l’inverter o il soft starter sono configurati correttamente.

In molti casi sono utili le indagini termografiche. Permettono di rilevare rapidamente nodi dei cuscinetti in surriscaldamento,
problemi nella morsettiera, riscaldamento non uniforme della carcassa o punti locali con temperatura elevata.

Quando è necessaria la sostituzione dei cuscinetti in un motore elettrico Lenze?

La sostituzione dei cuscinetti in un motore elettrico Lenze è necessaria quando la diagnostica conferma usura, danneggiamento delle piste, gioco eccessivo, rumore, surriscaldamento o livello di vibrazioni elevato
nel campo caratteristico di lavoro dei cuscinetti.

Non bisogna rimandare la sostituzione se compaiono:

• colpi metallici o rumori di sfregamento,
• ululato che aumenta con la velocità di rotazione,
• gioco percepibile sull’albero,
• aumento della temperatura presso gli scudi dei cuscinetti,
• funzionamento instabile dopo l’avviamento,
• vibrazioni trasmesse alla struttura della macchina,
• vibrazioni trasmesse alla struttura della macchina,

La sostituzione professionale dei cuscinetti dovrebbe includere anche la valutazione dell’albero, delle sedi dei cuscinetti, degli scudi, delle guarnizioni, della ventola e della causa del danno. Se la fonte del guasto era un allineamento errato
o un sovraccarico, anche i nuovi cuscinetti possono danneggiarsi rapidamente.

Riparazione di motori Lenze, rigenerazione e modernizzazione del sistema di azionamento

Il guasto del motore Lenze MH non significa sempre che sia necessario acquistare subito una nuova unità.
In molti casi sono convenienti la diagnostica, la riparazione, la rigenerazione o la sostituzione di componenti selezionati. La decisione dovrebbe dipendere dallo stato di avvolgimenti, cuscinetti, albero, carcassa, disponibilità dei ricambi, tempo di fermo
e importanza dell’azionamento per la produzione.

RGB Elektronika supporta gli stabilimenti industriali con servizi quali:

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• diagnostica di motori trifase Lenze,
• riparazione di motori Lenze,
• rigenerazione di motori elettrici,
• sostituzione dei cuscinetti,
• controllo degli avvolgimenti e dell’isolamento,
• verifica degli elementi meccanici,
• test dopo la riparazione,
• modernizzazione dei sistemi di azionamento,
• scelta di ricambi o dispositivi sostitutivi,
• acquisto di componenti industriali danneggiati e fuori produzione.

Un problema del motore può essere collegato anche ad altri elementi dell’automazione. Per questo, durante l’analisi del guasto, conviene considerare inverter, soft starter, alimentatori, controllori PLC, pannelli HMI, encoder, moduli I/O, cavi motore, elettronica di controllo, sistemi di potenza e comunicazione industriale. Un sintomo visibile
sul motore può avere origine nell’azionamento, nel controllo o nella meccanica sovraccaricata della macchina.

Perché una reazione rapida riduce il costo di un guasto produttivo?

Le vibrazioni sono tra quei sintomi che spesso precedono un guasto più grave. All’inizio l’operatore può notare solo un rumore di lavoro diverso o leggere vibrazioni sulla carcassa. In seguito compaiono surriscaldamento, aumento della corrente, rumore dei cuscinetti, errori dell’inverter, funzionamento irregolare della macchina e rischio di arresto della produzione.

Il costo della sola assistenza al motore è spesso molto più basso del costo di un fermo non pianificato. Soprattutto
quando un guasto ferma una linea, ritarda le spedizioni, blocca i processi successivi o richiede l’organizzazione urgente di ricambi. Per la manutenzione è quindi importante non solo riparare dopo il guasto, ma anche pianificare la diagnostica e valutare le tendenze.

Il controllo regolare permette di:

• rilevare l’usura dei cuscinetti prima del grippaggio,
• identificare squilibrio o mancanza di allineamento,
• ridurre il rischio di danni agli avvolgimenti,
• programmare l’assistenza fuori dagli orari critici di produzione,
• prolungare la vita utile del motore e della macchina azionata,
• ridurre il costo della produzione persa,
• migliorare la sicurezza di funzionamento del sistema di azionamento.

Le vibrazioni del motore Lenze MH sono un segnale di avvertimento che non conviene ignorare. Prima viene eseguita la diagnostica, maggiore è la possibilità che la riparazione si limiti ai cuscinetti, al raffreddamento, all’allineamento
o agli elementi collegati. Un funzionamento troppo lungo in stato di guasto può portare a danni che coinvolgono l’intero sistema di azionamento.

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