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Calcolatore del peso di prova per il bilanciamento del rotore
Calcolare la massa di prova consigliata per l'equilibratura del rotore su un singolo piano. Tenere conto della massa del rotore, della velocità, del raggio di correzione, della rigidità del supporto e dell'intensità delle vibrazioni.
Risultati
Formula del peso di prova
La massa del peso di prova viene calcolata utilizzando una formula ingegneristica pratica che tiene conto delle condizioni di supporto e dell'intensità delle vibrazioni:
- Mt — massa del peso di prova (g)
- Mr — massa del rotore (g) — inserire in kg, convertito internamente in grammi
- Ksupp — coefficiente di rigidità del supporto (0,5–5,0)
- Kvib — coefficiente del livello di vibrazione (0,5–3,0) — derivato dalla vibrazione misurata in mm/s
- Rt — raggio di installazione del peso di prova (cm) — inserire in mm, convertito internamente in cm
- N — velocità del rotore (RPM)
Coefficiente di rigidità del supporto (Ksupp)
Questo coefficiente tiene conto del modo in cui la struttura di supporto della macchina influisce sulla risposta alle vibrazioni in caso di squilibrio:
| Ksupp | Tipo di supporto | Descrizione |
|---|---|---|
| 5.0 | Molto rigido | Blocco di cemento massiccio, struttura in acciaio rigido. Le vibrazioni cambiano appena con lo squilibrio — serve un peso di prova più pesante (Ksupp elevato). |
| 4.0 | Rigido | Fondamenta in cemento, basamento rigido. Tipico per pompe e compressori di grandi dimensioni. |
| 2,0–3,0 | Medio | Montaggio industriale standard, piastra di base su cemento. Situazione più comune per ventilatori, motori e macchinari in genere. |
| 1.0 | Flessibile | Supporti a molla, isolatori in gomma. La macchina vibra liberamente — più leggero peso di prova sufficiente (basso Ksupp). |
| 0.5 | Molto flessibile | Supporto sospeso, isolatori morbidi, supporto/culla di bilanciamento. Massima risposta alle vibrazioni: il peso di prova più leggero. |
Regola pratica: I supporti rigidi (Ksupp = 4–5) “assorbono” le vibrazioni, quindi è necessario un peso di prova più pesante per produrre una variazione misurabile. I supporti flessibili (Ksupp = 0,5–1) amplificano la risposta, quindi è consigliabile un peso di prova più leggero.
Coefficiente di livello di vibrazione (Kvib)
Questo coefficiente riflette l'intensità delle vibrazioni attuali della macchina prima dell'equilibratura:
| Kvib | Livello di vibrazione | Condizione |
|---|---|---|
| 1 | Basso (< 2 mm/s) | La macchina funziona senza intoppi. Solo regolazione fine. Peso di prova più leggero, altrimenti potrebbe sovrastare il segnale di squilibrio esistente. |
| 2 | Moderato (2–4,5 mm/s) | Vibrazioni evidenti. Lavoro di equilibratura standard. |
| 3 | Elevato (4,5–7,1 mm/s) | Problema di squilibrio evidente. Tipico scenario di bilanciamento in campo. Scelta predefinita. |
| 5 | Alto (7,1–11 mm/s) | Squilibrio significativo. Bilanciamento urgente. Peso di prova più grande accettabile, ma le vibrazioni sono già elevate. |
| 8 | Molto alto (> 11 mm/s) | Livello pericoloso. Grande squilibrio. È accettabile un peso di prova più pesante per garantire una variazione misurabile del vettore. |
Perché questa formula funziona
La formula Mt = Mr × Ksupp × Kvib / (Rt × (N/100)²) racchiude i concetti fisici chiave:
- Rotori più pesanti richiedono pesi di prova più pesanti (lineari con Mr)
- Velocità più elevate generano più forza centrifuga per grammo, quindi è necessario meno peso di prova (inverso del quadrato di N)
- Raggio più grande significa più momento per grammo, quindi meno peso necessario (inverso di Rt)
- Supporti più rigidi richiedono più peso per produrre un cambiamento di vibrazione rilevabile (Ksupp più alto = 4–5)
- Supporti flessibili amplificano la risposta, quindi è necessario meno peso (Ksupp inferiore = 0,5–1)
- Vibrazione esistente più elevata significa uno squilibrio esistente più grande — peso di prova proporzionalmente più grande (Kvib più alto)
Esempio pratico
Dato: Mr = 111 kg = 111.000 g, N = 1111 giri/min, Rt = 111 mm = 11,1 cm, Ksupp = 1,0, Vibrazione = 11 mm/s → Kvib = 1,5
Fase 1: Fattore di velocità: (N/100)² = (1111/100)² = 11,11² = 123,43
Fase 2: Denominatore: Rt(cm) × (N/100)² = 11,1 × 123,43 = 1.370,1
Fase 3: Numeratore: Mr(g) × Ksupp × Kvib = 111.000 × 1,0 × 1,5 = 166.500
Fase 4: Mt = 166.500 / 1.370,1 = 121,5 g
Risultato: Utilizzare circa 122 grammi peso di prova a raggio di 111 mm.
⚠️ Nota di sicurezza: Un peso di prova eccessivamente pesante può causare vibrazioni pericolosamente elevate. Se il peso calcolato sembra troppo grande, iniziare con metà e aumentare gradualmente. Assicurarsi sempre che il peso di prova sia fissato saldamente e non possa staccarsi durante la rotazione.
Confronto con il metodo ISO 21940
L'approccio ISO classico utilizza il grado di equilibratura G per calcolare lo squilibrio ammissibile, quindi utilizza il 5–10% come peso di prova. Questa formula Vibromera è una scorciatoia pratica sul campo che fornisce risultati simili, tenendo conto direttamente delle condizioni reali (rigidità del supporto e livello di vibrazione attuale) che il metodo ISO presuppone siano ideali.
Strumenti e software professionali per il bilanciamento in campo. Raggiungete la conformità ISO 21940-11 in loco con i dispositivi della serie Balanset. Utilizzati in oltre 50 paesi.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko è ingegnere di analisi delle vibrazioni nonché fondatore e amministratore delegato di Vibromera. Da più di 15 anni bilancia macchine rotanti sul campo anziché al banco di prova: pacciamatrici, ventilatori industriali, frantoi, centrifughe, alberi e mandrini. È da questo lavoro che sono nati gli strumenti Balanset — sono stati progettati come uno strumento che il tecnico può portare fino alla macchina e usare da solo, in loco, e non come apparecchiatura da laboratorio. Vibromera è stata fondata nel 2017 e dal 2023 ha sede a Porto, in Portogallo. Qui avvengono lo sviluppo, l'assemblaggio e l'assistenza della linea Balanset. Lo strumento di punta è il Balanset-1A, un analizzatore portatile per il bilanciamento su uno e due piani e per la diagnostica delle vibrazioni. Nikolai segue personalmente l'assistenza ai clienti, la risoluzione dei casi di bilanciamento più difficili e lo sviluppo del software. Lavora con clienti in tutto il mondo, in qualsiasi lingua.
