Comprensione del bilanciamento statico (bilanciamento su un solo piano)

Definizione: Che cos'è il bilanciamento statico?

bilanciamento statico è la forma più semplice di bilanciamento del rotore. È un processo che corregge squilibrio statico, una condizione in cui il baricentro di un rotore è disassato rispetto al suo asse di rotazione, creando un singolo "punto pesante". Questo tipo di bilanciamento può, in teoria, essere eseguito con il rotore a riposo (staticamente). Se un rotore con puro squilibrio statico fosse posizionato su una superficie priva di attrito (come i bordi di un coltello), ruoterebbe finché il punto pesante non si assestasse nel punto più basso a causa della gravità.

Il bilanciamento statico comporta una correzione in un piano singolo per contrastare questo punto pesante. La correzione consiste nell'applicare un singolo peso a 180° rispetto al punto pesante per riportare il baricentro al centro di rotazione.

Squilibrio statico vs. squilibrio dinamico

Lo squilibrio statico è anche noto come "squilibrio di forza" perché crea una forza centrifuga che agisce radialmente verso l'esterno dal centro di rotazione. Tuttavia, non crea alcuna "coppia" o movimento oscillatorio. Questo è in contrasto con squilibrio dinamico, che è una combinazione di squilibrio di forza e di coppia e richiede correzioni su almeno due piani per essere completamente risolto. Un rotore può essere perfettamente bilanciato staticamente ma presentare comunque uno squilibrio di coppia significativo che lo farà vibrare fortemente durante la rotazione.

Quando è sufficiente il bilanciamento statico?

L'equilibratura statica è un metodo appropriato e sufficiente solo per una specifica classe di rotori. È generalmente riservata a componenti molto stretti o a forma di disco, dove la lunghezza assiale è molto ridotta rispetto al diametro. Per questi tipi di rotori, è improbabile che si verifichi uno squilibrio di coppia significativo.

Esempi comuni di rotori in cui il bilanciamento statico su un singolo piano è spesso sufficiente includono:

• Mole abrasive
• Ruote e pneumatici per autoveicoli
• Giranti singole e strette per ventilatori o soffiatori
• Volani
• Pulegge e pulegge

Per qualsiasi rotore che abbia una lunghezza significativa (ad esempio, un'armatura del motore, una pompa multistadio o un albero lungo), il solo bilanciamento statico è inadeguato e bilanciamento dinamico è obbligatorio.

Metodi di bilanciamento statico

1. Equilibrio a lama di coltello

Questo è il metodo classico, non rotante. Il rotore viene posizionato su una coppia di lame parallele, livellate e a basso attrito. Il rotore rotolerà finché il suo punto più pesante non si troverà in basso. Un peso temporaneo viene quindi aggiunto in alto (a 180° opposti) finché il rotore non rimarrà nella posizione in cui viene posizionato senza rotolare. Questo peso viene quindi reso permanente.

2. Macchina equilibratrice verticale

L'equilibratura statica moderna viene spesso eseguita su una macchina equilibratrice verticale. Il rotore (come un volano o uno pneumatico) viene posizionato su una piastra orizzontale supportata da sensori di forza. La macchina fa girare il rotore a bassa velocità e i sensori misurano la direzione e l'entità della forza di squilibrio, visualizzando la correzione richiesta su uno schermo.

3. Bilanciamento del campo a piano singolo

L'equilibratura statica può essere eseguita anche sul campo su una macchina assemblata utilizzando un analizzatore di vibrazioni portatile. Si tratta di una versione a piano singolo del metodo del coefficiente di influenza. Si effettua una lettura delle vibrazioni, si aggiunge un peso di prova, si esegue una seconda lettura e lo strumento calcola il singolo peso di correzione richiesto e il suo angolo.

Limitazioni

Il limite principale dell'equilibratura statica è la sua incapacità di rilevare o correggere lo squilibrio di coppia. Applicare un'equilibratura statica a un rotore che presenta effettivamente uno squilibrio dinamico può talvolta peggiorare la vibrazione correggendo la componente di forza ma ignorando o esacerbando la componente di coppia. Per questo motivo, per la maggior parte dei macchinari industriali, l'equilibratura dinamica a due piani è la pratica standard e obbligatoria.

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