COSA SONO I SUPPORTI ANTIVIBRANTI?
I supporti antivibranti sono elementi importanti per la riduzione del rumore e delle vibrazioni nei macchinari e nelle attrezzature industriali.
Isolano le vibrazioni e il rumore dei macchinari riducendo l'usura dei loro componenti interni. I supporti antivibranti possono essere l’alternativa più economica per ridurre i dB. Sono altamente efficaci e ampiamente utilizzati in molte applicazioni.
I supporti antivibranti sono anche spesso indicati come supporti AV, isolatori di vibrazioni o supporti antivibranti. Esistono molti materiali diversi che vengono utilizzati, come elementi resilienti degli isolatori di vibrazioni, a seconda dell'applicazione e delle prestazioni richieste. Il materiale utilizzato indica il tipo di supporto antivibrante, ogni materiale ha i suoi particolari vantaggi, ma anche svantaggi. Gli isolatori di vibrazioni in materiali plastici hanno caratteristiche prestazionali simili a quelle degli isolatori di tipo gomma-metallo e sono utilizzati in configurazioni equivalenti. I loro vantaggi includono il basso costo e l'eccezionale uniformità; i loro svantaggi includono una temperatura operativa massima solitamente limitata a 80ºC (180ºF).
Le molle metalliche sono comunemente utilizzate dove sono richieste grandi deflessioni statiche per fornire basse frequenze naturali del sistema, sono anche vantaggiose dove l'alta temperatura o altre condizioni ambientali rendono gli elastomeri inadatti. Uno svantaggio di un isolatore a molla in acciaio è la mancanza di smorzamento, è necessario prestare attenzione che la stabilità del sistema sia controllata durante condizioni di urto o shock. Le molle pneumatiche (aria) offrono vantaggi laddove è richiesto l'isolamento a bassa frequenza; possono essere utilizzate in molte delle applicazioni delle molle metalliche, ma senza alcuni svantaggi tipici di queste ultime. Questo tipo di sistema è solitamente richiesto per applicazioni speciali che richiedono un design unico.
I cuscinetti resilienti (cioè le lastre piatte) sono fabbricati con molti materiali tra cui neoprene, feltro, fibra di vetro, sughero, gomma naturale e altri materiali compositi. Mancano dell'adattabilità delle parti elastomeriche, che sono plasmate per modellare e aderiscono agli inserti metallici per una facile applicazione.
SUPPORTI ANTIVIBRANTI ELASTOMERICI
Il tipo di isolatore più comunemente usato è fabbricato con un materiale elastomerico, cioè gomma naturale o materiale sintetico. Tali isolatori di vibrazioni possono sostenere grandi deformazioni e quindi tornare al loro stato originale approssimativo praticamente senza danni.
Gli isolatori di vibrazioni elastomerici possono essere superiori ad altri tipi di isolatori di vibrazioni nel senso che, per una data quantità di elasticità, capacità di deflessione, accumulo di energia e dissipazione, richiedono meno spazio e meno peso. Possono anche essere stampati in molte forme e dimensioni diverse per adattarsi alle prestazioni richieste da ciascuna applicazione, generalmente a un costo inferiore rispetto ad altri tipi di isolatori di vibrazioni.
Gli elastomeri hanno una deformabilità eccezionale, possono essere utilizzati per allungamenti fino a circa il 300%, con allungamenti finali, di alcuni elastomeri, fino a circa il 1000%. Possono essere sollecitati fino a 1000-1500 psi (da 0,145 a 0,218 Pa) o più, prima che venga raggiunto il loro limite elastico. La loro grande capacità di immagazzinare energia consente loro di tollerare sollecitazioni elevate, al rilascio delle sollecitazioni, si ha un recupero praticamente completo dalla deformazione.
Lo smorzamento intrinseco degli elastomeri è spesso utile per prevenire ampiezze di vibrazione eccessive durante una condizione di risonanza, l'ampiezza è molto inferiore rispetto se, ad esempio, fosse stata utilizzata una molla metallica. I materiali elastomerici possono anche fornire un'eccellente resistenza alla trasmissione del rumore attraverso le strutture a causa della loro impedenza acustica specifica relativamente bassa, una considerazione importante dove i requisiti acustici sono un fattore chiave.
Tra i vari elastomeri, la gomma naturale incarna probabilmente la combinazione più favorevole di proprietà meccaniche, come il minimo spostamento, la massima resistenza alla trazione e il massimo allungamento a rottura. La sua utilità è limitata dalla sua limitata resistenza al deterioramento sotto l'influenza di idrocarburi, ozono e alte temperature ambientali. Neoprene e butadiene (nitrile) presentano una resistenza superiore agli idrocarburi e all'ozono. Il butadiene è particolarmente vantaggioso per le applicazioni che richiedono temperature ambiente relativamente elevate.
La gomma siliconica è uno degli elastomeri più costosi. Le sue proprietà sono notevolmente stabili e fornisce un isolamento efficace in un intervallo di temperature molto ampio: da -54ºC a 177ºC (da -65 a +350ºF). In confronto, l'uso del neoprene è limitato a un intervallo compreso tra -20ºC e 93ºC (-4ºF +200ºF). Il limite superiore di temperatura dipende dalle proprietà del particolare composto, come il grado di deterioramento consentito in seguito all'esposizione continua a temperature elevate e la durata dell'esposizione. Per il silicone è consentita una temperatura superiore a 149°C (300ºF) per diverse ore. L'eccezionale capacità degli elastomeri siliconici di resistere a temperature estreme è in qualche modo compensata dalla loro resistenza inferiore, resistenza allo strappo e resistenza all'abrasione.
Gli isolatori di vibrazioni fabbricati con elastomeri, hanno un comportamento complesso a causa della loro intrinseca natura viscoelastica (più o meno compresa tra quella di un solido e quella di un liquido). Le loro prestazioni possono essere complesse da determinare, a causa del loro punto di snervamento indefinito, poiché le loro proprietà fisiche variano con il tempo, la temperatura e anche gli impatti ambientali.
Ad esempio, la gomma è un materiale sostanzialmente incomprimibile (ha un rapporto di Poisson di circa 0,5). Pertanto, la rigidezza di un elemento in gomma, quando viene deformato in compressione, dipende in misura considerevole dall'area della superficie disponibile per l'espansione laterale. Al contrario, la rigidità di un elemento in gomma a taglio è sostanzialmente indipendente dalla forma dell'elemento in gomma. Una regola empirica approssimativa è che si può presumere che la minima rigidità di compressione probabile di una data molla di gomma, sia cinque volte la sua rigidità di taglio. La rigidezza massima alla compressione può essere molte volte maggiore del valore minimo se l'espansione laterale della gomma è limitata.
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