Il rapporto tra chatter e lobing
Adcole
Quando l’errore di profilo di una parte cilindrica presenta un andamento ondulato e ripetitivo, si dice che presenta chatter o lobing. I due termini si sovrappongono e sono spesso usati in modo intercambiabile, sebbene nessuno dei due sia chiaramente definito da norme o prassi. In generale, tuttavia, le ondulazioni a bassa frequenza sono chiamate lobing, mentre gli errori ad alta frequenza sono chiamati chatter. L’uso di questo tipo di classificazione presenta due problemi. In primo luogo, nessuno dei due termini indica il calcolo utilizzato per ricavare il risultato dai dati misurati. In secondo luogo, nessuno dei due indica la linea di demarcazione in frequenza dove il lobing diventa chatter. Pertanto, una specifica che definisce “lobing” o “chatter” senza metodi e frequenze è inadeguata. Esaminiamo i metodi utilizzati per calcolare questi parametri sul vostro misuratore Adcole.
Il chatter viene calcolato sottoponendo il set di dati a una trasformata di Fourier veloce (FFT) e fornendo i risultati come ampiezza rispetto al numero di volte per rivoluzione (chiamato UPR o Undulations per Revolution). Tuttavia, il lobing risale a prima della disponibilità dei moderni computer, quando non era pratico eseguire trasformate di Fourier complete (ammesso che qualcuno pensasse di farlo). Il lobing è stato definito come errore di rotondità da picco a picco in un settore angolare dell’insieme di misurazioni radiali (i dati registrati dal profilo del pezzo mentre il pezzo viene ruotato nel calibro). Si tratta essenzialmente di un grafico a torta dei dati di rotondità. In pratica, una “finestra” di 5 gradi con lobi è la più stretta selezionata per la misurazione dei lobi. La più ampia è solitamente di 45 gradi. Se ipotizziamo un andamento sinusoidale attorno al pezzo, senza errori diversi da quelli della forma d’onda, una lunghezza d’onda completa che si verifica all’interno di una finestra di 45 gradi rappresenterebbe 8 increspature. Per 5 gradi, vedremmo 72 increspature complete.
Sulla base di queste definizioni di metodo, l’FFT può essere teoricamente utilizzato per rilevare modelli di ripple a qualsiasi frequenza, comprese le basse frequenze, e il metodo di calcolo del lobing può rilevare i valori picco-picco del “chatter” ad alta frequenza (supponendo che la misurazione del lobo includa una lunghezza d’onda completa del modello di chatter e che il modello sia adiacente attorno al log). Quindi, sembra che la vera domanda su cosa sia il chatter e cosa sia il lobing si riduca alla linea di demarcazione nella frequenza dell’evento, almeno secondo i concetti generalmente accettati. Esistono altri metodi proprietari e specifici per il cliente, ma questi sono i due metodi generali utilizzati.
Nel mondo reale, tuttavia, gli errori nel profilo o nell’arrotondamento sono molto raramente (se non mai) un’onda sinusoidale perfetta. Quindi, ogni misurazione, che si tratti di lobing o chatter, ha un uso e un vantaggio speciali. Ma poiché lo scopo di ciascuna sovrapposizione è l’altra, i due termini sono spesso usati in modo improprio, in modo intercambiabile. Un problema più grave sorge quando uno sostituisce l’altro. Invece di considerare il lobing e il chatter come un confronto di frequenza relativa, esaminiamo questo problema da una prospettiva diversa: quella della funzione. In altre parole, cosa stiamo cercando di ottenere con la misurazione del lobing o del chatter?
Come discusso in precedenza, la misurazione del lobing sul misuratore Adcole mostra l’ampiezza massima picco-picco all’interno di un settore limitato di dati di rotondità. Non importa se la differenza fa parte di un’onda ricorrente o di un evento singolo. La misurazione del chatter Adcole, invece, viene utilizzata per trovare i risultati specifici dell’UPR e dell’ampiezza per un segnale ricorrente. La componente UPR può quindi essere utilizzata per identificare la causa e può persino identificare la macchina specifica che l’ha causata. Ogni misurazione presenta vantaggi e svantaggi. L’analisi FFT Chatter cerca di identificare modelli ciclici nei dati di misurazione e può separare i diversi segnali sovrapposti nelle loro componenti UPR e di ampiezza. Tuttavia, è limitata nella sua capacità di determinare l’ampiezza di modelli non contigui e non è lo strumento giusto per individuare un evento singolo, come un graffio o un punto piatto.
La misurazione dei lobi, invece, può riportare il picco massimo e il minimo all’interno della finestra di misurazione ed è quindi più adatta per trovare qualcosa come un punto piatto, un graffio o un piccolo settore non pulito. Con i lobi, tuttavia, non esiste un modo pratico per separare le diverse frequenze senza calcolare 360 o più finestre. Anche in questo caso, si supporrebbe che l’ampiezza picco-picco completa fosse il risultato di una specifica frequenza di interferenza. In realtà, è probabile che vi sia una serie di componenti di frequenza che si sovrappongono e che possono aggiungere o sottrarre dall’ampiezza totale. Il lobing è più indicato per rilevare rapidi cambiamenti nei dati su un intervallo angolare limitato, applicando una tolleranza alla finestra che è più stretta rispetto alla finestra applicata all’intero set di dati. Ad esempio, le specifiche possono consentire un errore di rotondità di 6 micron, ma limitare tale errore a non più di 2 micron in una finestra di 30 gradi.
La specifica del lobing è efficace per individuare deviazioni isolate, come un gradino o un graffio nel perno. Il chatter è più utile per individuare modelli ripetitivi che indicano segnali di vibrazione nell’attrezzatura di rettifica o una situazione in cui è ancora presente un modello di funzionamento irregolare (senza eccentricità). Entrambi i tipi di difetti hanno implicazioni funzionali per l’albero motore e la giusta combinazione di misurazioni di chatter e lobing può aiutare a determinare e diagnosticare la causa. Tuttavia, le due specifiche sono complementari e l’una non può sostituire completamente l’altra.
Per definizione, Lobing esamina i dati di rotondità su una finestra angolare limitata; la nostra analisi standard FFT Chatter analizza i dati a 360 gradi. Tuttavia, se è presente un modello di chatter non contiguo, può essere utile concentrare l’analisi su una porzione più piccola del set di dati. Un segnale che si verifica su un intervallo angolare ridotto può sembrare avere un’ampiezza inferiore quando l’analisi viene eseguita sul 100% dei dati. Limitando l’analisi a un intervallo angolare specifico, è possibile ottenere una rappresentazione più accurata dell’ampiezza del chatter. I pacchetti software Adcole per l’analisi del chatter FFT includono opzioni per esaminare intervalli angolari limitati sia per i perni che per i lobi delle camme. Per una buona analisi, assicurarsi di utilizzare un settore sufficientemente ampio. Un settore troppo piccolo può portare a risultati distorti e/o a una determinazione UPR errata.