In questo articolo spiegheremo in termini semplici il processo di bilanciamento dei rotori delle trinciatrici e dei trinciaerba forestali. Risponderemo alle domande più frequenti e forniremo diversi consigli utili. Iniziamo col capire cosa sono le vibrazioni, i loro pericoli, cos'è l'equilibratura, perché è necessaria e come si può fare in modo indipendente.
Bilanciamento del rotore è il processo di regolazione della distribuzione della massa del rotore per ridurre o eliminare le vibrazioni che si verificano durante la sua rotazione. Un'equilibratura eseguita correttamente prolunga la vita del meccanismo, riduce il rumore e le vibrazioni e previene l'usura prematura dei cuscinetti e di altri componenti della macchina.
L'aumento delle vibrazioni è spesso sottovalutato dai meccanici e dagli operatori di trinciatrici e falciatrici; tuttavia, le vibrazioni possono avere gravi conseguenze negative:
- Aumento dell'usura delle attrezzature. Le vibrazioni costanti accelerano l'usura di componenti meccanici come cuscinetti, ingranaggi e altre parti rotanti. Questo può portare a frequenti riparazioni e sostituzioni, aumentando i costi operativi complessivi.
- Cuscinetti e sedi dei cuscinetti. I cuscinetti spesso si rompono, creando un gioco che aumenta le vibrazioni. I cuscinetti devono essere sostituiti. Un'inezia, un paio d'ore alla settimana. Le sedi dei cuscinetti si rompono, richiedendo il ripristino dei fori. Questa procedura richiede già lo smontaggio dell'unità, il trasporto all'officina, lo smontaggio del rotore, il lavoro di ripristino e la successiva installazione. Concorderete che si tratta di un'operazione già di per sé spiacevole.
- Crepe e perdite. Si formano crepe sul corpo della trincia o della trincia. C'è il rischio di un'interruzione della geometria. Inoltre, l'aumento delle vibrazioni porta a perdite nel sistema idraulico, con tutti i problemi che ne conseguono.
- Allentamento delle connessioni bullonate. Le connessioni bullonate si allentano continuamente, causando situazioni di emergenza.
- Consumo energetico inefficiente. I rotori sbilanciati richiedono più energia per la rotazione, con conseguente aumento del consumo di carburante.
- Disagio per l'operatore. L'aumento delle vibrazioni può causare disagio all'operatore, peggiorando le condizioni di lavoro e aumentando la fatica. Può anche aumentare il rischio di errori operativi.
- Rischio di situazioni di emergenza. Le vibrazioni possono causare l'allentamento di elementi di fissaggio e connessioni, aumentando il rischio di emergenze, soprattutto quando si lavora con attrezzature ad alta velocità come trinciatrici e falciatrici.
- Trasmissione delle vibrazioni al trattore. Le vibrazioni del rotore vengono trasmesse al trattore, dove sono presenti numerosi bulloni e collegamenti vari. Sono molte le cose che possono rompersi e allentarsi.
- Tempi di inattività. E alla fine, l'attrezzatura si ferma per le riparazioni nel bel mezzo del lavoro.
Conoscevo un'azienda i cui meccanici iniziavano quasi ogni mattina con la sostituzione dei cuscinetti. Acquistavano i cuscinetti più economici e li cambiavano quasi ogni giorno perché i cuscinetti costosi, a causa delle vibrazioni estremamente elevate, cadevano a pezzi proprio come quelli economici in un paio di giorni. Sono rimasto scioccato dallo stato dell'attrezzatura. Non si trattava di una trinciatrice, ma di un pezzo di legno, strappato e saldato, rinforzato da tutti i lati con canali e angoli, solo per non cadere a pezzi. La plastica nel trattore scorreva a ondate e il povero operatore ha continuato a vibrare per qualche tempo dopo essere sceso dal trattore.
Perché non è possibile bilanciare un trinciaerba senza un dispositivo portatile per il bilanciamento dinamico o una macchina equilibratrice? Spesso sento dire: "Bilancerò il rotore da solo, come ho sempre fatto prima senza alcun dispositivo, usando il vecchio metodo collaudato. Metterò il rotore sui coltelli e quando si abbasserà con la punta pesante, salderò un peso in cima finché non smetterà di ruotare!".
Sì, questo metodo funziona bene con squilibrio statico. Lo squilibrio statico del rotore si manifesta in assenza di rotazione, quando sotto l'azione della gravità il rotore diventa pesante e punta verso il basso. Questo tipo di squilibrio può essere eliminato con il metodo tradizionale: posizionando il rotore su guide orizzontali e aggiungendo una massa come contrappeso finché non smette di ruotare. Questo metodo è efficace per i rotori stretti, il cui diametro supera notevolmente la lunghezza, ad esempio per i dischi dei freni, le pulegge a cinghia singola e i dischi di rettifica.
Tuttavia, quando si tratta di bilanciare rotori lunghi, come gli alberi delle falciatrici o delle trinciatrici, questo metodo è inefficace. Considerate la situazione in cui il punto pesante si trova in alto su un lato del rotore e in basso sull'altro. In posizione statica, le forze di gravità si bilanciano e il rotore rimane immobile. Ma non appena il rotore inizia a ruotare, la forza centrifuga agisce su questi punti, tirandoli in direzioni diverse e provocando vibrazioni. Questo tipo di squilibrio, che si manifesta solo durante la rotazione, è chiamato **squilibrio dinamico** e non può essere corretto con i metodi di bilanciamento statico.
Per eliminare lo squilibrio dinamico, sono necessari dispositivi portatili per l'equilibratura dinamica o macchine equilibratrici che consentano di identificare con precisione la posizione dello squilibrio e di installare pesi di compensazione a entrambe le estremità del rotore per neutralizzarlo.
Pertanto, l'uso di apparecchiature specializzate per il bilanciamento dinamico è una condizione necessaria per eliminare le vibrazioni nei rotori lunghi.
Processo di bilanciamento dinamico mediante il Balanset-1A Dispositivo
- I sensori di vibrazione sono installati alle estremità del rotore, il più vicino possibile alle unità di supporto. L'orientamento dei sensori deve essere perpendicolare all'asse di rotazione del rotore.
- Un indicatore riflettente viene incollato sul rotore o sulla puleggia.
- Il tachimetro viene posizionato su un supporto magnetico e orientato in modo che il raggio laser colpisca il marcatore riflettente.
- I sensori sono collegati al Balanset-1A che, a sua volta, è collegato a un computer portatile.
- Viene lanciato un programma di bilanciamento specializzato.
- Nel programma è selezionata l'opzione di bilanciamento su due piani.
- Il peso di calibrazione viene pesato e le informazioni sul peso e sul raggio di installazione vengono inserite nel programma.
- Il rotore viene avviato e viene misurato il livello iniziale di vibrazioni.
- Il peso di calibrazione viene posizionato sul rotore nel primo piano (corrispondente al lato di installazione del primo sensore).
- Il rotore viene riavviato per misurare la vibrazione. È importante che le variazioni di vibrazione o di fase costituiscano almeno 20%.
- Il peso di calibrazione viene spostato sul secondo piano del rotore (corrispondente al lato di installazione del secondo sensore) e viene effettuata una terza misurazione delle vibrazioni durante la rotazione.
- Il programma calcola quale peso e a quale angolo devono essere installati i pesi di compensazione in entrambi i piani. L'angolo viene calcolato nella direzione di rotazione del rotore a partire dalla posizione del peso di calibrazione.
- Il peso di calibrazione viene rimosso.
- I pesi di compensazione vengono pesati.
- I pesi di compensazione sono saldati nei punti calcolati.
- Il rotore viene avviato per verificare i risultati dell'equilibratura. Se necessario, se il programma indica che è necessaria un'ulteriore correzione, si aggiungono altri pesi e si verifica nuovamente l'equilibratura.
Evviva, la nostra trincia rotante è bilanciata!
Ma poi sei diventato il felice proprietario di un dispositivo di bilanciamento della falciatrice. Avete collegato il dispositivo, ripetuto tutto come descritto sopra, ma la vibrazione non solo non è diminuita, ma è addirittura peggiorata! Perché?
In un mondo ideale, tutto accadrebbe come descritto sopra. Ma il nostro mondo, purtroppo, non è perfetto. Tanto che questa parte dell'articolo è probabilmente la più corposa.
Consideriamo i principali problemi che si presentano durante il bilanciamento dinamico di una trinciatrice rotativa.
Il bilanciamento può essere impossibile per tre motivi principali: malfunzionamento del meccanismo, condizioni di bilanciamento inadeguate ed errori di funzionamento del dispositivo.
Malfunzionamenti del meccanismo che ostacolano il bilanciamento del rotore
- Cuscinetti danneggiati, compresi usura, serraggio eccessivo, giochi o usura dell'area di appoggio.
- Curvatura dell'albero.
- Allentamento dei punti di attacco della trinciatrice, bulloni allentati, allentamento nelle zone della tendina anteriore (abbassamento) o nel telaio dello spintore quando si utilizzano le trinciatrici.
- Il rotore colpisce parti inamovibili della struttura.
- Crepe nel corpo del tosaerba.
- Casi in cui la sabbia entra nel tubo, che possono essere rilevati facendo girare il rotore più volte senza cambiamenti. In questo caso, la fase e il livello di vibrazione cambiano.
Condizioni di bilanciamento non corrette
- Risonanza alla frequenza di rotazione del rotore e presenza di elementi strutturali allentati.
- Cambiamenti delle condizioni durante l'equilibratura, come la variazione della massa o della rigidità del meccanismo, il posizionamento di un supporto sotto il tosaerba o modifiche della struttura (rimozione di elementi, aggiunta di angoli per la rigidità).
- Rotazioni non uniformi. Il rotore deve ruotare alla stessa frequenza a ogni avvio.
Errori nel funzionamento del dispositivo
- Installazione errata di sensori di vibrazione. La superficie deve essere piana e priva di contaminanti, il sensore deve aderire perfettamente, il magnete deve essere fissato saldamente e il sensore non deve toccare i bordi del meccanismo.
- Spostamento del tachimetro durante il funzionamento. Occorre evitare di modificare la posizione del tachimetro durante l'equilibratura.
- Calcolo errato dell'angolo per l'installazione dei pesi. L'angolo viene misurato dalla posizione del peso di prova nella direzione di rotazione del rotore; spesso si commette un errore quando si contano i gradi nella direzione opposta.
- Massa di prova inadeguata quando la massa del peso si rivela insufficiente.
- Esposizione dell'elemento sensibile del tachimetro. Questo problema può verificarsi durante l'equilibratura alla luce del sole o in presenza di una fonte di luce intensa di fronte al tachimetro, compromettendo la precisione delle misure.
Conclusione
L'equilibratura dinamica dei rotori di trinciatrici e trinciatrici forestali è un processo complesso che richiede attenzione ai dettagli e l'uso corretto di attrezzature specializzate. Malfunzionamenti del meccanismo, condizioni di bilanciamento improprie ed errori di funzionamento del dispositivo possono complicare notevolmente il processo di bilanciamento e renderlo addirittura impossibile. Tuttavia, con il giusto approccio e il rispetto di tutte le procedure necessarie, è possibile eliminare efficacemente le vibrazioni, prolungare la vita dell'apparecchiatura, ridurre l'usura dei componenti e migliorare le condizioni generali del macchinario. È importante ricordare che la bilanciatura dinamica è un investimento per l'operatività e l'affidabilità a lungo termine delle apparecchiature.
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