ISO 1940-2: Vibrazioni meccaniche – Requisiti di qualità dell’equilibrio – Vocabolario

Riepilogo

La norma ISO 1940-2 costituisce uno standard terminologico fondamentale per l'intero campo dell'equilibratura dei rotori. Il suo scopo principale è definire e standardizzare il vocabolario utilizzato nella discussione di concetti, procedure e attrezzature di equilibratura. Fornendo definizioni chiare e inequivocabili per i termini chiave, questa norma garantisce che ingegneri, tecnici, produttori e clienti possano comunicare con precisione e senza incomprensioni. È il "dizionario" essenziale a supporto di altre norme di equilibratura come la ISO 1940-1.

Nota: questo standard è stato formalmente sostituito da ISO 21940-2, ma i termini in esso definiti restano la base del moderno vocabolario di bilanciamento.

Indice (struttura concettuale)

Lo standard è strutturato come un glossario completo, con termini raggruppati in categorie logiche:

1. 1. Ambito di applicazione:

   Questa sezione iniziale definisce l'obiettivo principale della norma: stabilire un vocabolario chiaro, univoco e concordato a livello internazionale per il campo dell'equilibratura dei rotori. Chiarisce che i termini definiti al suo interno sono destinati all'uso in ambito ingegneristico, produttivo, di controllo qualità e di comunicazione tecnica, al fine di evitare malintesi. Creando un linguaggio comune, la norma facilita il commercio e la collaborazione a livello globale, garantendo che un termine come "sbilanciamento dinamico" abbia esattamente lo stesso significato, indipendentemente dal fatto che venga utilizzato da un ingegnere in Germania, Giappone o Stati Uniti.

2. 2. Termini relativi al rotore:

   Questo capitolo definisce l'oggetto fisico in equilibrio. Fornisce la definizione formale di un Rotore come un corpo capace di ruotare attorno ad un asse fisso. Ancora più importante, stabilisce la distinzione critica tra un Rotore rigido e un Rotore flessibileUn rotore rigido è definito come un rotore il cui squilibrio può essere corretto in due piani arbitrari e, dopo la correzione, lo squilibrio residuo non cambia significativamente a nessuna velocità fino alla massima velocità di servizio. Al contrario, un rotore flessibile è definito come un rotore che si deforma elasticamente alla sua velocità di servizio e il cui stato di squilibrio deve essere corretto alla sua velocità di servizio o in prossimità di essa in più di due piani. Questa distinzione è la più importante in tutta l'equilibratura, poiché determina l'intera procedura di equilibratura, l'attrezzatura richiesta e la complessità del compito.

3. 3. Termini correlati allo squilibrio:

   Questa sezione centrale fornisce le definizioni basate sulla fisica per la condizione che il bilanciamento mira a correggere. Definisce Sbilanciare come la condizione che si verifica quando l'asse principale di inerzia di un rotore non coincide con il suo asse di rotazione. Questo disallineamento provoca una forza centrifuga, che a sua volta genera vibrazioni. La norma definisce quindi tre distinti tipi di squilibrio:

   • Squilibrio statico: Condizione in cui l'asse principale di inerzia è spostato parallelamente all'asse di rotazione. È causata da un singolo "punto pesante" e può essere rilevata posizionando il rotore su un bordo a coltello, dove rotolerà verso il basso. Causa vibrazioni in fase sui cuscinetti.
   • Squilibrio di coppia: Condizione in cui l'asse principale di inerzia interseca l'asse di rotazione in corrispondenza del baricentro del rotore. È causata da due punti pesanti uguali e opposti su due piani diversi, che creano un movimento di "oscillazione" o oscillazione. Può essere rilevata solo quando il rotore è in rotazione e provoca vibrazioni fuori fase sui cuscinetti.
   • Squilibrio dinamico: La condizione più comune, in cui l'asse principale di inerzia non è parallelo né interseca l'asse di rotazione, è una combinazione di squilibrio statico e di coppia.

   Questa sezione definisce anche Squilibrio residuo come la piccola quantità di squilibrio che rimane dopo il completamento del processo di bilanciamento.

4. 4. Termini correlati al processo di bilanciamento:

   Questo capitolo definisce le azioni e i componenti coinvolti nell'esecuzione della procedura di bilanciamento. Definisce formalmente Bilanciamento come il processo mediante il quale la distribuzione della massa di un rotore viene verificata e, se necessario, regolata per garantire che lo squilibrio residuo rientri in una tolleranza specificata. Definisce quindi gli elementi fisici e procedurali chiave:

   • Piano di correzione: Un piano perpendicolare all'asse del rotore in cui viene aggiunta o rimossa massa per correggere lo squilibrio.
   • Massa di correzione: La massa effettiva (ad esempio un peso in acciaio) che viene aggiunta o rimossa dal rotore con un raggio e un angolo specifici all'interno del piano di correzione.
   • Bilanciamento a piano singolo (statico): Una procedura che corregge solo la componente statica dello squilibrio, solitamente eseguita su un piano di correzione.
   • Bilanciamento dinamico a due piani: Una procedura che corregge sia lo squilibrio statico che quello di coppia effettuando regolazioni in almeno due piani di correzione separati.
5. 5. Termini relativi alle macchine equilibratrici:

   Questa sezione finale definisce l'attrezzatura utilizzata per eseguire l'attività di bilanciamento. Fornisce una definizione per un Macchina equilibratrice come dispositivo che misura lo squilibrio in un rotore in modo da poter correggere la distribuzione della massa. Definisce quindi i due tipi principali in base alle loro caratteristiche di sospensione:

   • Macchina equilibratrice con cuscinetti morbidi: Una macchina con un sistema di sospensioni molto flessibile, almeno in direzione orizzontale. Il rotore viene fatto girare a una velocità ben superiore alla frequenza naturale delle sospensioni e la macchina misura lo spostamento fisico del rotore. Queste macchine devono essere calibrate per ogni specifica geometria del rotore.
   • Macchina equilibratrice con cuscinetti rigidi: Una macchina con un sistema di sospensioni molto rigido. Il rotore viene fatto girare a una velocità ben al di sotto della frequenza naturale delle sospensioni e i sensori della macchina misurano le forze centrifughe prodotte dallo squilibrio. Queste macchine sono calibrate in modo permanente e possono misurare un'ampia gamma di rotori senza una calibrazione specifica per ogni singolo rotore, il che le rende molto più comuni nell'industria moderna.

Concetti chiave

• Chiarezza e coerenza: L'obiettivo principale è eliminare ogni ambiguità. Quando uno standard o un cliente specifica il concetto di "squilibrio dinamico", questo documento garantisce che tutti abbiano la stessa e precisa comprensione del suo significato.
• Fondazione per altri standard: Questo vocabolario è il linguaggio utilizzato in tutti gli altri principali standard di bilanciamento (come quelli che riguardano tolleranze, macchine e procedure), il che lo rende un documento di accompagnamento indispensabile.
• Precisione tecnica: Le definizioni sono tecnicamente precise, spesso basate sulla fisica dei corpi rotanti, il che ne garantisce la solidità e l'applicabilità ad analisi ingegneristiche complesse.

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