Comprensione dei gradi di qualità dell'equilibrio (gradi G)

Definizione: Che cosa è un grado di qualità dell'equilibrio?

A Grado di qualità dell'equilibrio, comunemente indicato come "Grado G", è una classificazione standardizzata definita nelle norme ISO 1940-1 e ISO 21940-11 che specifica il massimo squilibrio residuo ammissibile per un rotore. Non è una misura di vibrazione in sé, ma piuttosto una tolleranza per lo squilibrio basata sulla massa del rotore e sulla massima velocità di servizio. Il grado G rappresenta una velocità periferica costante del baricentro del rotore, espressa in millimetri al secondo (mm/s). Un numero G inferiore indica una tolleranza più rigorosa e un requisito di bilanciamento più preciso.

Lo scopo del sistema G-Grade

Il sistema G-grade è stato sviluppato per creare un metodo universale e standardizzato per specificare il livello di bilanciamento di un rotore. Invece di affermare vagamente "il rotore deve essere ben bilanciato", gli ingegneri possono specificare un obiettivo preciso e verificabile come "Bilanciamento a G6.3". Questo sistema fornisce un linguaggio comune per produttori, team di manutenzione e clienti, garantendo che le apparecchiature soddisfino gli standard operativi richiesti in termini di affidabilità e sicurezza. Gli obiettivi principali sono:

• Limitare le vibrazioni causate dallo squilibrio a livelli accettabili.
• Riduce al minimo le forze dinamiche sui cuscinetti, prolungandone la durata.
• Assicurarsi che il rotore possa funzionare in sicurezza fino alla sua massima velocità di progetto.
• Fornire un criterio di accettazione chiaro e misurabile per le apparecchiature nuove e riparate.

Come vengono determinati i gradi di qualità dell'equilibrio?

Gli standard ISO forniscono una tabella completa che raccomanda i gradi G per centinaia di diverse tipologie di componenti rotanti. La scelta di un grado specifico dipende da fattori quali:

• Tipo di macchina: Una turbina ad alta velocità richiede un bilanciamento molto migliore (grado G inferiore) rispetto a una macchina agricola a bassa velocità.
• Massa del rotore: I rotori più leggeri sono spesso più sensibili allo sbilanciamento.
• Velocità operativa: Quanto più alta è la velocità, tanto maggiore è la forza centrifuga derivante da un dato squilibrio, richiedendo quindi un migliore equilibrio.
• Struttura di supporto: I rotori su supporti flessibili potrebbero richiedere un bilanciamento migliore rispetto a quelli su fondamenta rigide.

Esempi di gradi di qualità Common Balance (da ISO 1940-1)

L'elenco seguente illustra l'ampia gamma di applicazioni e i relativi gradi G, dalla precisione più bassa a quella più alta:

• G 40: Ruote di automobili, trasmissioni ad albero motore per motori lenti.
• G 16: Parti di macchine agricole, alberi di trasmissione.
• G 6.3: Grado standard per molti componenti industriali come indotti di motori elettrici, giranti di pompe, ventilatori e macchinari per impianti di processo. È uno dei gradi più comunemente specificati.
• G 2.5: Componenti ad alta velocità e alta precisione, come turbine a gas e a vapore, turbocompressori, azionamenti per macchine utensili e rotori di turbogeneratori.
• G 1.0: Azionamenti per rettificatrici, indotti molto piccoli e ad alta velocità.
• G 0.4: Il massimo livello di precisione per componenti quali giroscopi, mandrini di rettifica di precisione e apparecchiature per l'industria dei semiconduttori.

Calcolo dello squilibrio residuo ammissibile

Il grado G viene utilizzato in una formula per calcolare lo squilibrio residuo massimo ammissibile (U_per) che possono rimanere nel rotore dopo l'equilibratura.

Tu_per (in g·mm) = (9550 × Massa del rotore [kg] × Grado G [mm/s]) / Velocità massima di servizio [RPM]

Questa formula indica al tecnico di equilibratura l'obiettivo specifico da raggiungere. Ad esempio, un rotore da 100 kg con una velocità massima di 3000 giri/min, equilibrato a G6.3, avrebbe uno squilibrio residuo ammissibile di (9550 * 100 * 6.3) / 3000 ≈ 2005.5 g·mm. Questo squilibrio totale viene quindi tipicamente distribuito tra i due piani di correzione.

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