Prove di vibrazione: l'importanza per il tuo business

Lo scopo del presente articolo è quello di chiarire e condividere i concetti di base in merito alle diverse tipologie di vibrazione: sine, random, sine on random e random on random. Questi test sono particolarmente utili per verificare la capacità e le reazioni di dispositivi e prodotti durante l'esposizione a specifiche sollecitazioni meccaniche.

IASELAB, laboratorio di Ferrara fondato nel 2004 dal sottoscritto (Andrea Zanirati) e Irene Tagliani, è specializzato in questo tipo di prove, oltre che in test climatici, d'irraggiamento solare, test di corrosione in nebbia salina, compatibilità elettromagnetica (EMC) e Safety.

Nel 2021 è entrata a far parte del Gruppo Nemko, ampliandone così il portafoglio servizi e la presenza sul territorio nazionale.
Per maggiori informazioni, è possibile approfondire leggendo l’intervista a Irene Tagliani, attuale General Manager della sede Nemko di Ferrara.

Alla fine dell’articolo sono disponibili 5 best practices per affrontare al meglio un percorso di test di vibrazione.

Per consentire una simulazione quanto più reale possibile, gli enti legislativi o altre associazioni private, hanno messo a disposizione un vasto numero di norme o capitolati tecnici che descrivono i metodi di sollecitazione meccanica che apparecchiature, componenti o altri sistemi possono subire durante il trasporto, oppure in esercizio.
Le vibrazioni possono essere di natura armonica, generate principalmente da forze rotanti, pulsanti o oscillanti e che possono verificarsi su navi, aerei, veicoli terrestri, velivoli ad ala rotante o jet, applicazioni spaziali, oppure causate da macchinari e infine da fenomeni sismici, naturali e non.

La serie IEC 60068 sono fra le norme maggiormente utilizzate e richiamate per la definizione dei metodi di prova:

• IEC 60068-2-6: Vibration (sinusoidal)
• IEC 60068-2-64: Vibration (broadband random and guidance)
• IEC 60068-2-27: Determination of the ability of a specimen to withstand specified severities of shock

Shaker di vibrazione - IASELAB Srl (A Nemko Company)

Cosa sono le prove combinate climatiche/vibrazione?

Questo genere di test simula le vibrazioni in concomitanza ad una serie di variazioni dei parametri ambientali come temperatura ed umidità relativa. Lo scopo delle prove combinate è quello di verificare l’influenza delle condizioni climatiche e dinamiche su apparecchiature o componenti in termini di variazioni elettriche, meccaniche o di altro tipo.

Camera climatica per prove combinate climatiche-vibrazioni - IASELAB Srl (A Nemko Company)

Perché sono necessarie?

Le prove di vibrazione risultano fondamentali per capire lo stato del prodotto dopo un periodo di trasporto e/o immagazzinamento. Queste verifiche consentono l’identificazione delle eventuali debolezze strutturali del prodotto al fine di poterle ottimizzare, aumentandone così il relativo ciclo di vita. Questo genere di test è particolarmente utile per il settore automotive, ferroviario, avionico, marittimo, medicale (es. elettromedicali indossabili o trasportabili), oltre che per prodotti destinati ad essere installati nelle vicinanze di motori di diversa natura. Le casistiche possono essere molteplici.

Le prove climatiche evidenziano le criticità dei prodotti destinati ad essere utilizzati in ambienti ostili, in zone geografiche particolari o che dovranno subire, anche in questo caso, trasporto ed immagazzinamento.

Concludendo, è facile intuire che le prove combinate (climatiche – vibrazione), possono identificarsi come la miglior simulazione possibile di quanto potrebbe accadere alla maggior parte dei prodotti presenti sul mercato.

Best Practices

1. Definizione dell’ambiente di utilizzo finale del prodotto
   Prima di effettuare qualsiasi verifica è buona prassi definire l’utilizzo finale del prodotto. Decidere preliminarmente questo fattore inciderà in modo sostanziale sulla progettazione. Sulla base della scelta effettuata, sarà necessario comprendere al meglio quali sono gli standard applicabili e i relativi parametri di prova. Infatti, i capitolati e le norme che definiscono questo genere di test si riferiscono quasi sempre ad un ambiente di utilizzo/installazione. E’ pertanto utile comprendere se il proprio prodotto è compatibile a quell’ambiente specifico e dal momento che talvolta i test possono essere distruttivi, è sconsigliato affidarsi a vani tentativi.
2. Conoscenza degli standard e/o dei capitolati tecnici
   Oltre agli standard normativi, potrebbe emergere l’esigenza di dover adempiere ai requisiti di capitolati tecnici, tipicamente emessi da società pubbliche o private. Prima di applicare i metodi di prova, è bene chiedersi se il prodotto sia stato progettato e costruito in modo da poter rispettare i parametri richiesti dal test, dalla norma o dal capitolato in questione. In termini pratici, la migliore domanda da porsi potrebbe essere la seguente: “L’entità delle vibrazioni o degli urti indicati sono compatibili con la struttura meccanica del mio prodotto?” Pur essendo una domanda apparentemente semplice, la lecita inesperienza in questo campo potrebbe rivelarsi un effettivo ostacolo. In tal caso, l’assistenza di un laboratorio di prove, potrebbe essere una efficace soluzione per la comprensione dei livelli di severità richiesti dai test.
3. Fixture
   Il vincolo fondamentale delle prove di vibrazione risiede nel fissaggio del dispositivo al piano vibrante. Infatti, è la problematica più delicata dell’intera prova. Prima di affrontare una qualsiasi verifica, il costruttore dovrebbe comprendere la migliore modalità di fissaggio del prodotto al sistema vibrante, possibilmente sfruttando la meccanica dell’involucro. Richiedere al laboratorio un disegno dei piani di accoppiamento è un’informazione fondamentale da tenere in considerazione.
4. Specifiche del prodotto
   Le indicazioni sul prodotto ed il livello di sensibilità delle apparecchiature ai campi magnetici in bassa frequenza, è il quarto punto fondamentale. Se è vero che il sistema vibrante dispone di alcune protezioni (bobina di contro-campo), è altrettanto veritiero che determinati dispositivi elettronici si caratterizzano per una elevata sensibilità a determinati campi magnetici (da pochi Hz a 3000 Hz).
5. Verifiche & testing set-up
   Non per ultimo, se è necessario eseguire la prova mentre il prodotto esercita il suo normale funzionamento, la consapevolezza di quali e quante verifiche effettuare, è un ulteriore punto da tenere ampiamente in considerazione. Inoltre, per non incorrere in impedimenti durante il fissaggio sul piano vibrante o addirittura non riuscire a conseguire un risultato positivo a causa di un ausiliario, è importante definire quanti e quali dispositivi ausiliari dovranno accompagnare l’apparato soggetto a test.
   
   

I nostri servizi

Nemko è fra i più importanti enti di certificazione e laboratori di test e di recente, grazie all'acquisizione di IASELAB, ha esteso i propri servizi soprattutto nell'ambito delle prove climatiche, ambientali e di vibrazione.

Cliccando qui sotto è possibile consultare i nostri servizi:

• Prove climatiche, ambientali
• Prove di vibrazione

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