Isolamento delle vibrazioni su macchinari industriali
Vi è un'ampia varietà di macchinari industriali nei quali possono essere utilizzati diversi tipi di supporti antivibranti. Per porre in atto il corretto dimensionamento del supporto antivibrante ideale per ciascun caso, bisogna tener conto di diverse considerazioni, ottenere un adeguato isolamento delle vibrazioni e mantenere una buona stabilità del macchinario stesso.
Considerazioni:
- A. Disponibilità dei dati dell'applicazione: possibilità di eseguire calcoli in 1 o 6 gradi di libertà per una stima dell’isolamento dalle vibrazioni.
- B. Conoscere la posizione dei supporti antivibranti e il loro impatto sulle frequenze naturali del sistema e sulla stabilità complessiva.
- C. Temperatura
- D. Tipo di lavoro della macchina, esposizione a shock e spettri vibrazionali che devono essere isolati.
- E. Limitazioni strutturali del macchinario
- F. Rilievi vibrazionali.
A.- Disponibilità dei dati dell'applicazione: possibilità di eseguire calcoli in 1 o 6 gradi di libertà per una stima dell’isolamento dalle vibrazioni
I macchinari industriali possono essere installati su piattaforme che presentano differenti gradi di elasticità. A seconda della loro costruzione, ruote e telai hanno una loro elasticità. Questa elasticità influenzerà le frequenze naturali del sistema. In teoria, per avere un calcolo preciso sull’isolamento dalle vibrazioni, dovremmo prendere in considerazione tutti questi differenti gradi di elasticità.
Quando questi dati sono difficilmente reperibili, esistono modelli matematici semplificati, di possibile utilizzo, in grado di fornire un buon valore guida. I calcoli che prendono in considerazione l'elemento sospeso come un solido, tenendo conto dei 6 gradi di libertà, sono quelli preferiti da AMC-MECANOCAUCHO®. Questo tipo di calcolo, per una stima dell’isolamento dalle vibrazioni, è in grado di fornire le 6 frequenze naturali del sistema e i vettori propri del sistema sospeso. Nell'immagine sottostante mostriamo un esempio di calcolo.
Al fine di consentire agli Ingegneri di AMC-Mecanocaucho® di eseguire questo tipo di calcoli per l’isolamento delle vibrazioni, di seguito troverete un link diretto al questionario per la raccolta dati: Clicca su questo Link per scaricare il questionario.
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Questo questionario ci permette di introdurre facilmente la posizione delle antivibranti, il peso, il baricentro e i momenti di inerzia del sistema. L'immagine sottostante mostra la visualizzazione grafica del questionario.
Una volta che il questionario è stato completato, si prega di rivolgersi agli Ingegneri di AMC-MECANOCAUCHO® che eseguiranno questo tipo di calcolo e vi illustreranno i risultati.
B.- Disponibilità della posizione dei supporti antivibranti e loro impatto sulle frequenze naturali del sistema e sulla stabilità complessiva
La posizione dei supporti antivibranti determina i modi vibratori dell’elemento sospeso. E’ consigliabile una distribuzione uniforme del carico su tutti i supporti antivibranti. Un modo semplice per ottenere questo, è di installare i supporti antivibranti equidistanti dal CdG (centro di gravità o baricentro).
Supporti antivibranti installati a livello del CdG, forniscono soluzioni più stabili e limitano i movimenti dell’elemento sospeso, in particolare su macchinari molto eccentrici e vibranti. Poiché questo nella maggior parte dei casi non è possibile, installare i supporti antivibranti a diversi livelli di altezza, attraversando il centro di gravità, può essere di grande aiuto per raggiungere buoni livelli in termini di stabilità e longevità.
Tuttavia, se anche questa soluzione non può essere applicata, gli Ingegneri di AMC-Mecanocaucho® saranno in grado di studiare i limiti dell’applicazione e proporre delle posizioni, per i supporti antivibranti, attraverso le quali ottenere il migliore isolamento e la miglior stabilità.
Contatta gli ingegneri applicativi di AMC-MECANOCAUCHO®.
C.- Temperatura
Nei casi dove la temperatura è elevata, i limiti dell'elemento elastico devono essere considerati e deve essere eseguita una corretta selezione della mescola da utilizzare. Anche le forze dinamiche possono apportare calore al supporto ed è per questo che quando l'applicazione supera i 60 °C bisogna studiare la giusta mescola da utilizzare. Gli Ingegneri di AMC-Mecanocaucho® sono in grado di riprodurre in laboratorio queste condizioni per poi calcolare, testare e verificare l’effettiva resistenza dei supporti antivibranti.
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D.- Tipo di lavoro, esposizione a shock e spettri vibrazionali che devono essere isolati
I macchinari industriali hanno diverse funzioni e svolgono differenti tipi di lavoro. Alcuni veicoli sono esposti a shock transitori provenienti sia dalla strada che dall’attrezzatura che stanno utilizzando. In questi casi, la frequenza è generalmente bassa ed è preferibile l’utilizzo di supporti antivibranti con un basso grado di rigidezza. Questo fatto permette al supporto di raggiungere frequenze naturali del sistema basse, riducendo l'accelerazione che raggiunge il macchinario. Una frequenza naturale bassa si ottiene attraverso supporti antivibranti a bassa rigidezza. Supporti antivibranti soffici possono però portare a elementi sospesi instabili. Per poter aggiungere stabilità al sistema si utilizzano supporti antivibranti con sistemi di smorzamento che consentono all’elemento sospeso di stabilizzarsi più velocemente come mostrato nel grafico seguente.
Supporti antivibranti come i supporti Idraulici AMC-MECANOCAUCHO® e i supporti Coni Idraulici AMC Mecanocaucho® presentano questa caratteristica di smorzamento.
L'immagine sotto mostra la sezione del supporto idraulico e la velocità del trasferimento del liquido viscoso da una camera all'altra in diversi colori. La dissipazione dell’energia avviene attraverso il trasferimento del liquido. Questi prodotti possono essere progettati con la rigidità e lo smorzamento necessari per soddisfare ogni tipo di applicazione. Gli Ingegneri di AMC-Mecanocaucho® sono in grado di calcolare e selezionare i supporti antivibranti con le proprietà ottimali per la vostra applicazione.
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Altri veicoli industriali possono produrre una frequenza vibrazionale fissa. Questa frequenza può variare per ogni tipo di macchina. Pertanto, la frequenza naturale dell’elemento sospeso dovrà essere studiata e messa a punto per ottenere una buona stabilità e un buon livello di isolamento delle vibrazioni. A questo scopo gli Ingegneri di AMC-MECANOCAUCHO saranno in grado di aiutarvi e darvi dei suggerimenti.
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E.- Limitazioni strutturali del macchinario
La questione del rumore all'interno del macchinario sta diventando sempre più importante, allo stesso tempo caratteristiche secondarie quali le vibrazioni e i livelli sonori stanno sostituendo quelle primarie come l’affidabilità nelle decisioni di acquisto del veicolo. Il rumore interno può esser generato da molte fonti differenti, ma la più comune è data dalla risonanza del telaio. Questo fenomeno può essere generalmente descritto come una bassa frequenza (inferiore a 200 Hz) di risonanza acustica che passa attraverso la struttura. Questi inputs strutturali provengono generalmente sia dalla forza motrice che dalla risposta strutturale a sollecitazioni provenienti dalla strada.
In questi casi, i supporti antivibranti montati sotto la cabina, possono mascherare il problema, ma in ogni caso possono anche risolvere il problema strutturale all’origine. Un supporto antivibrante selezionato correttamente potrà attenuare la vibrazione che arriva al macchinario, riducendo l'effetto di risonanza. Una mescola di gomma con basse caratteristiche di rigidezza dinamica è particolarmente interessante in questi casi. A questo scopo gli Ingegneri di AMC-MECANOCAUCHO saranno in grado di aiutarvi e darvi consigli.
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F.- Rilievi vibrazionali
Le considerazioni precedenti tengono conto degli aspetti teorici del macchinario. I risultati empirici sull’isolamento delle vibrazioni possono essere compresi solamente facendo delle analisi quando si effettuano rilievi vibrazionali. Comprendere questi dati, mettendoli a confronto con i calcoli teorici, ci permette di progredire e trovare soluzioni sempre migliori per il cliente finale. AMC-MECANOCAUCHO® offre un servizio completo di progettazione e rilievi vibrazionali su macchinari industriali. Se siete interessati a questo argomento non esitate a contattare i nostri Ingegneri, che saranno in grado di aiutarvi dandovi il loro prezioso supporto.
