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Equilibratura dell'albero di trasmissione: guida completa

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Immagina di guidare un camion e di avvertire improvvisamente una forte vibrazione o un forte rumore durante l'accelerazione o il cambio di marcia. Questo è più di un semplice fastidio: potrebbe essere il segnale di un albero di trasmissione sbilanciato. Per ingegneri e tecnici, tali vibrazioni e rumori indicano una perdita di efficienza, un'usura accelerata dei componenti e potenzialmente costosi tempi di fermo se non vengono affrontati.

Stai lavorando su un veicolo? Consulta equilibratura dell'albero di trasmissione sul veicolo senza smontaggio.

Equilibratura dell'albero di trasmissione sul veicolo: un lavoro reale, passo dopo passo

Le fotografie seguenti provengono da un lavoro di bilanciamento reale eseguito con il veicolo sollevato su un ponte. L'albero di trasmissione non è mai stato rimosso: i sensori sono fissati al veicolo stesso, l'albero viene fatto girare dal motore attraverso la trasmissione, e il peso di correzione viene montato dal basso. Questo mantiene l'albero nei propri cuscinetti e ai propri angoli di lavoro, quindi il risultato riflette come funziona realmente il gruppo — cosa che una macchina bilanciatrice da banco non può riprodurre completamente.

Balanset vibration sensor clamped to the rear final drive housing next to the driveshaft flange, measuring vibration on the car without removing the driveshaft

Figura 24. Sensore di vibrazione montato sull'alloggiamento del gruppo finale, il più vicino possibile al cuscinetto di supporto dell'albero di trasmissione.

DIGT laser tachometer aimed at a reflective tape mark on the driveshaft to measure rotation speed and phase angle during in-vehicle balancing

Figura 25. Tachimetro laser puntato su una striscia di nastro riflettente sull'albero — fornisce sia la velocità di rotazione sia l'angolo di fase dello squilibrio.

Correction weight secured to the driveshaft tube with a stainless hose clamp after in-vehicle balancing, with the vibration sensor cable running along the shaft

Figura 26. Peso di correzione fissato al tubo dell'albero con una fascetta stringitubo in acciaio inox, all'angolo e con la massa calcolati dal software.

La procedura completa — posizionamento dei sensori, corse di prova sicure, controlli del peso di prova e della vibrazione residua — è descritta in equilibratura dell'albero di trasmissione sul veicolo senza smontaggio.

In questa guida completa, forniamo soluzioni pratiche ai problemi di equilibratura dell'albero di trasmissione. Imparerai cos'è un albero di trasmissione e perché necessita di equilibratura, riconoscerai i malfunzionamenti più comuni che causano vibrazioni o rumore e seguirai una chiara procedura passo passo per l'equilibratura dinamica dell'albero di trasmissione. Applicando queste best practice, puoi risparmiare denaro sulle riparazioni, ridurre i tempi di risoluzione dei problemi e garantire che i tuoi macchinari o veicoli funzionino in modo affidabile con vibrazioni minime.

Indice dei contenuti

1. Tipi di alberi di trasmissione

Una trasmissione a cardano (albero di trasmissione) è un meccanismo che trasmette la coppia tra alberi che si intersecano al centro del giunto cardanico e possono muoversi l'uno rispetto all'altro con un angolo. In un veicolo, l'albero di trasmissione trasmette la coppia dalla scatola del cambio (o transfer case) agli assi condotti nel caso di una configurazione a trazione classica o integrale. Nei veicoli a trazione integrale, il giunto cardanico collega solitamente l'albero condotto della scatola del cambio all'albero motore del transfer case e gli alberi condotti del transfer case agli alberi motore delle trasmissioni principali degli assi condotti.

Le unità montate sul telaio (come il cambio e il ripartitore di coppia) possono muoversi l'una rispetto all'altra a causa della deformazione dei loro supporti e del telaio stesso. Allo stesso tempo, gli assali motore sono fissati al telaio tramite le sospensioni e possono muoversi rispetto al telaio e alle unità montate su di esso a causa della deformazione degli elementi elastici delle sospensioni. Questo movimento può modificare non solo gli angoli degli alberi di trasmissione che collegano le unità, ma anche la distanza tra le unità.

La trasmissione a giunto cardanico presenta uno svantaggio significativo: la rotazione non uniforme degli alberi. Se un albero ruota in modo uniforme, l'altro non lo fa, e questa non uniformità aumenta con l'angolo tra gli alberi. Questa limitazione impedisce l'uso della trasmissione a giunto cardanico in molte applicazioni, come nella trasmissione dei veicoli a trazione anteriore, dove il problema principale è trasmettere la coppia alle ruote sterzanti. Questo svantaggio può essere parzialmente compensato utilizzando due giunti cardanici su un unico albero, impostati su angoli di giunto uguali (γ1 = γ2), con le forcelle di entrambe le estremità dell'albero intermedio sullo stesso piano (in fase). Le forcelle sfasate di 90° non annullano l'oscillazione, ma la sommano. Tuttavia, nelle applicazioni che richiedono una rotazione uniforme, si utilizzano solitamente giunti omocinetici (giunti CV) al loro posto. I giunti CV sono un design più avanzato, ma anche più complesso, che svolge la stessa funzione.

Le trasmissioni a cardano possono essere costituite da uno o più giunti universali collegati da alberi di trasmissione e supporti intermedi.

Schema di una trasmissione a giunto universale

Figura 1. Schema di una trasmissione a cardano: 1, 4, 6 - alberi di trasmissione; 2, 5 - giunti cardanici; 3 - collegamento di compensazione; u1, u2 - angoli tra gli alberi

In generale, una trasmissione a giunto cardanico è composta dai giunti cardanici 2 e 5, dagli alberi di trasmissione 1, 4 e 6 e da un collegamento di compensazione 3. Talvolta l'albero di trasmissione è installato su un supporto intermedio fissato alla traversa del telaio del veicolo. I giunti cardanici assicurano la trasmissione della coppia tra alberi i cui assi si intersecano ad angolo. I giunti cardanici si dividono in giunti a velocità non uniforme e giunti omocinetici. I giunti a velocità non uniforme sono ulteriormente classificati in elastici e rigidi. I giunti omocinetici possono essere a sfera con scanalature di separazione, a sfera con leva di separazione e a camma. Sono tipicamente installati nella trasmissione delle ruote motrici anteriori controllate, dove l'angolo tra gli alberi può raggiungere i 45° e il centro del giunto cardanico deve coincidere con il punto di intersezione tra gli assi di rotazione della ruota e il suo asse di sterzata.

I giunti cardanici elastici trasmettono la coppia tra alberi con assi che si intersecano a un angolo di 2...3° grazie alla deformazione elastica degli elementi di collegamento. Un giunto rigido a velocità non uniforme trasmette la coppia da un albero all'altro tramite il collegamento mobile di parti rigide. È costituito da due forcelle – 3 e 5 – nei cui fori cilindrici sono installate su cuscinetti le estremità A, B, C e D dell'elemento di collegamento – la crociera 4. Le forcelle sono rigidamente collegate agli alberi 1 e 2. La forcella 5 può ruotare attorno all'asse B–D della crociera e, contemporaneamente, insieme alla crociera, ruotare attorno all'asse A–C, consentendo così la trasmissione della rotazione da un albero all'altro con un angolo variabile tra di essi.

Schema di un giunto universale rigido a velocità non uniforme

Figura 2. Schema di un giunto cardanico rigido a velocità non uniforme

Se l'albero 1 ruota attorno al proprio asse di un angolo α, allora l'albero 2 ruoterà di un angolo β nello stesso periodo. La relazione tra gli angoli di rotazione degli alberi 1 e 2 è determinata dall'espressione tanα = tanβ * cosγ, dove γ è l'angolo al quale sono posizionati gli assi degli alberi. Questa espressione indica che l'angolo β è talvolta minore, uguale o maggiore dell'angolo α. L'uguaglianza di questi angoli si verifica ogni 90° di rotazione dell'albero 1. Pertanto, con una rotazione uniforme dell'albero 1, la velocità angolare dell'albero 2 è non uniforme e varia secondo una legge sinusoidale. La non uniformità della rotazione dell'albero 2 diventa più significativa all'aumentare dell'angolo γ tra gli assi degli alberi.

Se la rotazione non uniforme dell'albero 2 viene trasmessa agli alberi delle unità, si verificano carichi pulsanti aggiuntivi nella trasmissione, che aumentano con l'angolo γ. Per evitare che la rotazione non uniforme dell'albero 2 venga trasmessa agli alberi delle unità, nella trasmissione a cardano vengono utilizzati due giunti universali. Essi sono installati in modo che gli angoli γ1 e γ2 siano uguali; le forcelle dei giunti universali, fissate sull'albero 4 a rotazione non uniforme, devono essere posizionate sullo stesso piano.

La struttura delle parti principali di un giunto cardanico è illustrata nella Figura 3. Un giunto cardanico a velocità non uniforme è costituito da due gioghi (1) collegati da una croce (3). Uno dei gioghi a volte presenta una flangia, mentre l'altro è saldato al tubo dell'albero di trasmissione o presenta un'estremità scanalata (6) (o manicotto) per il collegamento all'albero di trasmissione. I perni della croce sono installati negli occhielli di entrambi i gioghi su cuscinetti a rullini (7). Ogni cuscinetto è alloggiato in una custodia (2) e fissato nell'occhio del giogo tramite un tappo, fissato al giogo con due bulloni bloccati da linguette sulla rondella. In alcuni casi, i cuscinetti sono fissati nei gioghi tramite anelli elastici. Per mantenere la lubrificazione nel cuscinetto e proteggerlo da acqua e sporco, è presente una guarnizione autoserrante in gomma. La cavità interna della croce è riempita di grasso tramite un ingrassatore, che raggiunge i cuscinetti. La croce è solitamente dotata di una valvola di sicurezza per proteggere la guarnizione da eventuali danni causati dalla pressione del grasso pompato nella croce. Il collegamento scanalato (6) viene lubrificato tramite l'ingrassatore (5).

Vista dettagliata di un giunto universale rigido a velocità non uniforme (componenti etichettati)

Figura 3. Dettagli di un giunto universale rigido a velocità non uniforme

L'angolo massimo tra gli assi degli alberi collegati da giunti universali rigidi a velocità non uniforme normalmente non supera i 20°, poiché l'efficienza diminuisce significativamente ad angoli maggiori. Se l'angolo tra gli assi degli alberi varia tra 0...2°, i perni della crociera vengono deformati dai cuscinetti a rullini, causando un rapido guasto del giunto universale.

Nelle trasmissioni dei veicoli cingolati ad alta velocità vengono spesso utilizzati giunti cardanici con giunti a ingranaggi, che consentono la trasmissione della coppia tra alberi con assi che si intersecano con angoli fino a 1,5...2°.

Gli alberi di trasmissione sono tipicamente tubolari, utilizzando tubi speciali in acciaio senza saldatura o saldati. I gioghi dei giunti universali, i manicotti scanalati o le punte sono saldati ai tubi. Per ridurre i carichi trasversali che agiscono sull'albero di trasmissione, l'equilibratura dinamica viene eseguita con i giunti universali montati. Lo squilibrio viene corretto saldando delle piastre di bilanciamento all'albero di trasmissione o, talvolta, installando delle piastre di bilanciamento sotto i cappucci dei giunti universali. La posizione relativa delle parti di collegamento scanalate dopo l'assemblaggio e l'equilibratura della trasmissione a cardano in fabbrica è solitamente contrassegnata da etichette speciali.

Il collegamento di compensazione della trasmissione a cardano è solitamente realizzato sotto forma di collegamento scanalato, che consente il movimento assiale delle parti della trasmissione a cardano. È costituito da una punta scanalata che si inserisce nel manicotto scanalato della trasmissione cardanica. La lubrificazione viene introdotta nella connessione scanalata attraverso un raccordo di grasso o applicata durante l'assemblaggio e sostituita dopo un uso prolungato del veicolo. In genere vengono installati una guarnizione e un coperchio per evitare perdite di grasso e contaminazione.

Per gli alberi di trasmissione lunghi, i supporti intermedi sono solitamente utilizzati nelle trasmissioni a cardano. Un supporto intermedio consiste tipicamente in una staffa imbullonata alla traversa del telaio del veicolo, in cui è montato un cuscinetto a sfere in un anello elastico di gomma. Il cuscinetto è sigillato su entrambi i lati con tappi e dispone di un dispositivo di lubrificazione. L'anello elastico in gomma aiuta a compensare le imprecisioni di montaggio e il disallineamento del cuscinetto che può verificarsi a causa delle deformazioni del telaio.

Un giunto universale con cuscinetti a rullini (Figura 4a) è composto da gioghi, croce, cuscinetti a rullini e guarnizioni. Le coppe con cuscinetti a rullini sono montate sui perni della croce e sigillate con guarnizioni. Le coppe sono fissate nei gioghi con anelli elastici o tappi fissati con viti. I giunti universali sono lubrificati da un ingrassatore attraverso fori interni alla croce. Una valvola di sicurezza viene utilizzata per eliminare la pressione eccessiva dell'olio nel giunto. Durante la rotazione uniforme del giogo motore, il giogo condotto ruota in modo non uniforme: avanza e arretra rispetto al giogo motore due volte per giro. Per eliminare la rotazione non uniforme e ridurre i carichi inerziali, si utilizzano due giunti universali.

Nella trasmissione alle ruote motrici anteriori sono installati giunti universali a velocità costante. Il giunto cardanico a velocità costante dei veicoli GAZ-66 e ZIL-131 è costituito dai gioghi 2, 5 (Figura 4b), da quattro sfere 7 e da una sfera centrale 8. Il giogo motore 2 è solidale con il semiasse interno, mentre il giogo condotto è forgiato insieme al semiasse esterno, all'estremità del quale è fissato il mozzo della ruota. Il momento trainante dal giogo 2 al giogo 5 è trasmesso attraverso le sfere 7, che si muovono lungo scanalature circolari nei gioghi. La sfera centrale 8 serve a centrare i gioghi ed è trattenuta dai perni 3 e 4. La frequenza di rotazione dei gioghi 2 e 5 è la stessa grazie alla simmetria del meccanismo rispetto ai gioghi. La variazione della lunghezza dell'albero è assicurata dalle connessioni libere dei gioghi con l'albero.

Confronto tra un giunto universale standard (a) e un giunto omocinetico (b)

Figura 4. Giunti universali: a - giunto universale: 1 - calotta; 2 - coppa; 3 - cuscinetto a rullini; 4 - guarnizione; 5, 9 - gioghi; 6 - valvola di sicurezza; 7 - croce; 8 - ingrassatore; 10 - vite; b - giunto universale a velocità costante: 1 - semiasse interno; 2 - giogo motore; 3, 4 - prigionieri; 5 - giogo condotto; 6 - semiasse esterno; 7 - sfere; 8 - sfera centrale

2. Malfunzionamenti del giunto universale

I malfunzionamenti delle trasmissioni a cardano si manifestano tipicamente come colpi bruschi nei giunti universali che si verificano quando il veicolo è in movimento, soprattutto durante i passaggi da una marcia all'altra e gli aumenti improvvisi della velocità dell'albero a gomito del motore (ad esempio, quando si passa dal freno motore all'accelerazione). Un segno di malfunzionamento del giunto cardanico può essere il suo riscaldamento ad alta temperatura (oltre 100°C). Ciò avviene a causa dell'usura significativa delle boccole e dei ganci del giunto cardanico, dei cuscinetti a rullini, delle crociere e delle connessioni scanalate, con conseguente disallineamento del giunto cardanico e carichi assiali d'impatto significativi sui cuscinetti a rullini. Il danneggiamento delle guarnizioni in sughero della crociera del giunto universale porta a una rapida usura del trunnion e del suo cuscinetto.

Durante la manutenzione, la trasmissione a cardano viene controllata ruotando bruscamente l'albero di trasmissione a mano in entrambe le direzioni. Il grado di rotazione libera dell'albero determina l'usura dei giunti cardanici e dei collegamenti scanalati. Ogni 8-10 mila chilometri si controllano le condizioni dei collegamenti bullonati delle flange dell'albero condotto del cambio e dell'albero motore della trasmissione principale con le flange dei giunti universali di estremità e il fissaggio del supporto intermedio dell'albero di trasmissione. Si controllano anche le condizioni delle cuffie di gomma sui collegamenti scanalati e le guarnizioni di sughero della crociera della presa di forza. Tutti i bulloni di fissaggio devono essere serrati a fondo (coppia di serraggio 8-10 kgf-m).

I cuscinetti a rullini dei giunti universali sono lubrificati con l'olio liquido utilizzato per i gruppi di trasmissione; le connessioni scanalate nella maggior parte dei veicoli sono lubrificate con grassi (US-1, US-2, 1-13, ecc.); l'uso del grasso per la lubrificazione dei cuscinetti a rullini è severamente vietato. In alcuni veicoli, i collegamenti scanalati sono lubrificati con olio per trasmissioni. Il cuscinetto di supporto intermedio, montato in un manicotto di gomma, non necessita praticamente di lubrificazione, in quanto viene lubrificato durante il montaggio in fabbrica. Il cuscinetto di supporto del veicolo ZIL-130 viene lubrificato con grasso attraverso un raccordo a pressione durante la manutenzione ordinaria (ogni 1100-1700 km).

Illustrazione etichettata di un gruppo di trasmissione a giunto universale

Figura 5. Trasmissione a cardano: 1 - flangia per il fissaggio dell'albero di trasmissione; 2 - croce del giunto universale; 3 - giogo del giunto universale; 4 - giogo di scorrimento; 5 - tubo dell'albero di trasmissione; 6 - cuscinetto a rullini con estremità chiusa

La trasmissione a cardano è costituita da due giunti universali con cuscinetti a rullini, collegati da un albero cavo, e da un giogo scorrevole con scanalature a evolvente. Per garantire una protezione affidabile dallo sporco e una buona lubrificazione del collegamento scanalato, il giogo scorrevole (6), collegato all'albero secondario (2) del cambio, è collocato in una prolunga (1) fissata alla scatola del cambio. Inoltre, questa posizione della connessione scanalata (al di fuori della zona tra i giunti) aumenta significativamente la rigidità della trasmissione cardanica e riduce la probabilità di vibrazioni dell'albero quando la connessione scanalata scorrevole si usura.

L'albero di trasmissione è costituito da un tubo elettrosaldato a parete sottile (8), in cui due gioghi identici (9) sono inseriti a pressione a ciascuna estremità e quindi saldati mediante saldatura ad arco. Gli alloggiamenti dei cuscinetti a rullini (18) della croce (25) sono inseriti a pressione negli occhielli dei gioghi (9) e sono fissati con anelli di ritegno a molla (20). Ogni cuscinetto del giunto cardanico contiene 22 rullini (21). I cappucci stampati (24) sono inseriti a pressione sui perni sporgenti delle croci, nei quali sono installati anelli di sughero (23). I cuscinetti sono lubrificati tramite un ingrassatore angolare (17) avvitato in un foro filettato al centro della croce, collegato a canali passanti nei perni della croce. Sul lato opposto della croce del giunto cardanico, al centro, è posizionata una valvola di sicurezza (16), progettata per rilasciare il grasso in eccesso durante il riempimento della croce e dei cuscinetti e per impedire l'accumulo di pressione all'interno della croce durante il funzionamento (la valvola si attiva a una pressione di circa 3,5 kg/cm²). La necessità di includere una valvola di sicurezza è dovuta al fatto che un aumento eccessivo della pressione all'interno della croce può causare il danneggiamento (estrusione) delle guarnizioni in sughero.

Schema di un gruppo albero di trasmissione con componenti etichettati

Figura 6. Montaggio dell'albero di trasmissione: 1 - prolunga del cambio; 2 - albero secondario del cambio; 3 e 5 - deflettori di sporco; 4 - guarnizioni in gomma; 6 - giogo scorrevole; 7 - piastra di bilanciamento; 8 - tubo dell'albero di trasmissione; 9 - giogo; 10 - giogo flangiato; 11 - bullone; 12 - flangia dell'ingranaggio di trasmissione dell'asse posteriore; 13 - rondella elastica; 14 - dado; 15 - asse posteriore; 16 - valvola di sicurezza; 17 - ingrassatore angolare; 18 - cuscinetto a rullini; 19 - occhiello del giogo; 20 - anello di ritegno della molla; 21 - ago; 22 - rondella con estremità toroidale; 23 - anello di sughero; 24 - tappo stampato; 25 - croce

L'albero di trasmissione, assemblato con entrambi i giunti cardanici, viene accuratamente bilanciato dinamicamente ad entrambe le estremità mediante la saldatura di piastre di bilanciamento (7) al tubo. Pertanto, durante lo smontaggio dell'albero, tutte le sue parti devono essere accuratamente contrassegnate in modo da poter essere rimontate nelle posizioni originali. Il mancato rispetto di questa istruzione compromette l'equilibratura dell'albero, causando vibrazioni che possono danneggiare la trasmissione e la carrozzeria del veicolo. Se singole parti si usurano, in particolare se il tubo si piega a causa di un impatto e diventa impossibile bilanciare dinamicamente l'albero dopo il montaggio, l'intero albero deve essere sostituito.

Possibili malfunzionamenti dell'albero di trasmissione, cause e soluzioni

Causa del malfunzionamento Soluzione
Vibrazioni dell'albero motore
1. Curvatura dell'albero a causa di un ostacolo 1. Raddrizzare e bilanciare dinamicamente l'albero assemblato o sostituire l'albero assemblato.
2. Usura di cuscinetti e crociere 2. Sostituire i cuscinetti e le croci e bilanciare dinamicamente l'albero assemblato.
3. Usura delle boccole di estensione e del giogo di scorrimento 3. Riposizionare la prolunga e il giogo di scorrimento e bilanciare dinamicamente l'albero assemblato.
Colpi in accelerazione e in rilascio
1. Usura delle scanalature del giogo di scorrimento o dell'albero secondario della scatola degli ingranaggi 1. Sostituire le parti usurate. Quando si sostituisce il giogo di scorrimento, bilanciare dinamicamente l'albero assemblato.
2. Allentare i bulloni che fissano il giogo della flangia alla flangia dell'ingranaggio di trasmissione dell'assale posteriore. 2. Serrare i bulloni
Getto d'olio dalle guarnizioni del giunto universale
Usura degli anelli di sughero nelle guarnizioni dei giunti universali Sostituire gli anelli di sughero, mantenendo la posizione relativa di tutte le parti dell'albero di trasmissione durante il rimontaggio. In caso di usura delle croci e dei cuscinetti, sostituire i cuscinetti e le croci e bilanciare dinamicamente l'albero assemblato.

3. Equilibratura dell'albero motore

Dopo aver riparato e assemblato l'albero di trasmissione, questo viene equilibrato dinamicamente su una macchina. La Figura 7 mostra un progetto di macchina di bilanciamento. La macchina è costituita da una piastra (18), un telaio a pendolo (8) montato su quattro aste elastiche verticali (3), che ne garantiscono l'oscillazione sul piano orizzontale. Sui tubi longitudinali del telaio a pendolo (8) sono montati una staffa e un cannotto anteriore (9), fissati su una staffa (4). Il cannotto posteriore (6) si trova su una traversa mobile (5), che consente il bilanciamento dinamico di alberi di trasmissione di diversa lunghezza. I mandrini della fantina sono montati su cuscinetti a sfera di precisione. Il mandrino della fantina anteriore (9) è azionato da un motore elettrico installato nel basamento della macchina, attraverso una trasmissione a cinghia trapezoidale e un albero intermedio, su cui è montato un arto (10) (disco graduato). Inoltre, sulla piastra della macchina (18) sono installati due supporti (15) con perni di bloccaggio retrattili (17), che assicurano il fissaggio delle estremità anteriori e posteriori del telaio del pendolo a seconda del bilanciamento dell'estremità anteriore o posteriore dell'albero motore.

Schema di una macchina equilibratrice dinamica dell'albero di trasmissione

Figura 7. Macchina per l'equilibratura dinamica degli alberi motore

1-morsetto; 2-ammortizzatori; 3-asta elastica; 4-staffa; 5-traversa mobile; 6-testata posteriore; 7-barra trasversale; 8-telaio a pendolo; 9-testata anteriore di guida; 10-albero-disco; 11-millivoltmetro; 12-albero del commutatore-raddrizzatore; 13-sensore magnetoelettrico; 14-supporto fisso; 15-supporto del fissatore; 16-supporto; 17-fissatore; 18-piastra di supporto

I supporti fissi (14) sono montati sul retro della piastra della macchina e su di essi sono installati i sensori magnetoelettrici (13), con aste collegate alle estremità del telaio del pendolo. Per prevenire le vibrazioni di risonanza del telaio, sotto le staffe (4) sono installati degli smorzatori (2) riempiti d'olio.

Durante il bilanciamento dinamico, il gruppo dell'albero di trasmissione con la forcella scorrevole viene installato e fissato sulla macchina. Un'estremità dell'albero di trasmissione è collegata tramite una forcella a flangia alla flangia della testa motrice anteriore, e l'altra estremità, tramite il collo di supporto della forcella scorrevole, al manicotto scanalato della testa posteriore. Successivamente si verifica la facilità di rotazione dell'albero di trasmissione, e un'estremità del telaio pendolare della macchina viene fissata con il fermo. Dopo l'avvio della macchina, il limbo del raddrizzatore viene ruotato in senso antiorario, portando l'ago del millivoltmetro alla sua lettura massima. La lettura del millivoltmetro corrisponde all'entità dello squilibrio. La scala del millivoltmetro è graduata in grammi-centimetro o in grammi di contrappeso. Continuando a ruotare il limbo del raddrizzatore in senso antiorario, la lettura del millivoltmetro viene portata a zero e la macchina viene arrestata. In base alla lettura del limbo del raddrizzatore si determina lo spostamento angolare (angolo di spostamento dello squilibrio), e ruotando manualmente l'albero di trasmissione, questo valore viene impostato sul limbo dell'albero intermedio. Il punto di saldatura della piastra di bilanciamento sarà sulla parte superiore dell'albero di trasmissione, e la parte pesante nella parte inferiore, nel piano di correzione. Successivamente la piastra di bilanciamento viene fissata e legata con filo sottile a una distanza di 10 mm dalla saldatura, la macchina viene avviata e si verifica l'equilibrio dell'estremità dell'albero di trasmissione con la piastra. Lo squilibrio non deve superare i 70 g·cm (700 g·mm). Successivamente, rilasciando un'estremità e fissando l'altra estremità del telaio pendolare con il supporto del fermo, si esegue il bilanciamento dinamico dell'altra estremità dell'albero di trasmissione secondo la sequenza tecnologica descritta sopra.

Gli alberi motore presentano alcune caratteristiche di bilanciamento. Per la maggior parte dei componenti, la base per il bilanciamento dinamico è costituita dai colli di supporto (ad esempio, i rotori dei motori elettrici, le turbine, i mandrini, gli alberi a gomito e così via), ma per gli alberi motore è costituita dalle flange. Durante l'assemblaggio, le diverse connessioni presentano inevitabilmente degli spazi vuoti che causano uno squilibrio. Se durante l'equilibratura non è possibile ottenere uno squilibrio minimo, l'albero viene scartato. La precisione dell'equilibratura è influenzata dai seguenti fattori:

  • Spazio nel collegamento tra la cinghia di atterraggio della flangia dell'albero di trasmissione e il foro interno della flangia di serraggio delle testate di supporto destra e sinistra;
  • Sfilamento radiale e di estremità delle superfici di base della flangia;
  • Fessure nelle connessioni a cerniera e scanalate. La presenza di grasso nella cavità della connessione scanalata può causare uno squilibrio "fluttuante". Se ciò impedisce di raggiungere la precisione di equilibratura richiesta, l'albero di trasmissione viene bilanciato senza grasso.

Alcuni squilibri possono essere del tutto irrecuperabili. Se si osserva un aumento dell'attrito nei giunti universali dell'albero di trasmissione, aumenta l'influenza reciproca dei piani di correzione. Ciò comporta una diminuzione delle prestazioni e della precisione dell'equilibratura.

Secondo OST 37.001.053-74, sono stabiliti i seguenti standard di squilibrio: gli alberi di trasmissione con due giunti (a due supporti) sono bilanciati dinamicamente e con tre (a tre supporti) - assemblati con il supporto intermedio; le flange (gioghi) degli alberi di trasmissione e dei giunti di peso superiore a 5 kg sono bilanciati staticamente prima di assemblare l'albero o il giunto; le norme di squilibrio residuo per gli alberi di trasmissione a ciascuna estremità o al supporto intermedio degli alberi di trasmissione a tre giunti sono valutate tramite squilibrio specifico;

Il valore massimo ammissibile di squilibrio residuo specifico a ciascuna estremità dell'albero o al supporto intermedio, nonché per gli alberi di trasmissione a tre giunti in qualsiasi posizione sul banco di equilibratura, non deve superare: per le trasmissioni di autovetture e autocarri leggeri (fino a 1 t) e autobus di piccole dimensioni – 6 g-cm/kg, per il resto – 10 g-cm/kg. Il valore massimo ammissibile di squilibrio residuo dell'albero di trasmissione o dell'albero di trasmissione a tre giunti deve essere garantito sul banco di equilibratura a una frequenza di rotazione corrispondente alle loro frequenze nella trasmissione alla massima velocità del veicolo.

Nota: la OST 37.001.053-74 è una norma sovietica dell'industria automobilistica del 1974, citata qui come riferimento storico. In termini moderni, 6 g·cm/kg a 3.000 rpm corrisponde a circa G 19, e 10 g·cm/kg a circa G 31 — il requisito dell'OST si colloca tra G 16 e G 40, in linea con i gradi della ISO 21940-11 (in precedenza ISO 1940-1) per gli alberi di trasmissione. Specifichi i lavori nuovi nei gradi della ISO 21940-11.

Per gli alberi di trasmissione e gli alberi di trasmissione a tre giunti di autocarri con una capacità di carico di 4 t e oltre, autobus di piccole e grandi dimensioni, è consentita una riduzione della frequenza di rotazione sul banco di equilibratura al 70% della frequenza di rotazione degli alberi di trasmissione alla velocità massima del veicolo. Secondo OST 37.001.053-74, la frequenza di rotazione di equilibratura degli alberi di trasmissione deve essere pari a:

nb = (0,7 ... 1,0) nr,

dove nb – frequenza di rotazione di equilibratura (dovrebbe corrispondere ai dati tecnici principali del banco di equilibratura, n=3000 min-1); nr – frequenza massima di rotazione di lavoro, min-1.

In pratica, a causa dello spazio tra i giunti e i collegamenti scanalati, l'albero di trasmissione non può essere bilanciato alla frequenza di rotazione raccomandata. In questo caso, si sceglie un'altra frequenza di rotazione, alla quale l'albero si equilibra.

4. Moderne macchine per l'equilibratura degli alberi di trasmissione

Equilibratrice per alberi di trasmissione (per alberi fino a 2 metri, capacità 500 kg)

Figura 8. Macchina equilibratrice per alberi motore lunghi fino a 2 metri, con peso fino a 500 kg

Il modello è dotato di 2 supporti e consente il bilanciamento in 2 piani di correzione.

Equilibratrice per alberi di trasmissione (per alberi fino a 4,2 m, capacità 400 kg)

Figura 9. Macchina equilibratrice per alberi motore lunghi fino a 4200 mm, con peso fino a 400 kg

Il modello è dotato di 4 supporti e consente il bilanciamento in 4 piani di correzione contemporaneamente.

Macchina equilibratrice orizzontale per alberi di trasmissione con cuscinetti rigidi

Figura 10. Macchina equilibratrice orizzontale a cuscinetti duri per l'equilibratura dinamica degli alberi di trasmissione

1 – Elemento da bilanciare (albero di trasmissione); 2 – Base della macchina; 3 – Supporti della macchina; 4 – Azionamento della macchina; Gli elementi strutturali dei supporti della macchina sono mostrati in Figura 11.

Componenti di supporto della macchina equilibratrice dell'albero di trasmissione (etichettati)

Figura 11. Elementi di supporto della macchina per il bilanciamento dinamico degli alberi di trasmissione

1 - Supporto non regolabile sinistro; 2 - Supporto intermedio regolabile (2 pezzi); 3 - Supporto fisso non regolabile destro; 4 - Maniglia di bloccaggio del telaio di supporto; 5 - Piattaforma di supporto mobile; 6 - Dado di regolazione verticale del supporto; 7 - Maniglie di bloccaggio della posizione verticale; 8 - Staffa di bloccaggio del supporto; 9 - Morsetto mobile del cuscinetto intermedio; 10 - Maniglia di bloccaggio del morsetto; 11 - Blocco della staffa di bloccaggio; 12 - Mandrino di azionamento (di testa) per l'installazione dell'articolo; 13 - Mandrino guidato

5. Preparazione per l'equilibratura dell'albero motore

Di seguito, si esaminerà la configurazione dei supporti della macchina e l'installazione dell'elemento di bilanciamento (albero di trasmissione a quattro supporti) sui supporti della macchina.

Installazione di flange di transizione sui mandrini delle macchine equilibratrici

Figura 12. Installazione delle flange di transizione sui mandrini della macchina di bilanciamento

Montaggio di un albero di trasmissione sui supporti della macchina equilibratrice

Figura 13. Installazione dell'albero di trasmissione sui supporti dell'equilibratrice

Livellamento di un albero di trasmissione sui supporti della macchina equilibratrice con una livella a bolla

Figura 14. Livellamento orizzontale dell'albero motore sui supporti dell'equilibratrice con una livella a bolla d'aria

Fissaggio dei supporti intermedi per fissare l'albero di trasmissione sulla macchina

Figura 15. Fissaggio dei supporti intermedi della macchina equilibratrice per evitare lo spostamento verticale dell'albero di trasmissione

Ruotare manualmente l'elemento per un giro completo. Assicurarsi che ruoti liberamente e senza incepparsi sui supporti. A questo punto, la parte meccanica della macchina è impostata e l'installazione dell'articolo è completa.

6. Come bilanciare un albero di trasmissione: procedura passo dopo passo

Di quale kit ho bisogno? Una macchina a due supporti che corregge su due piani (Figura 8) richiede il Balanset-1A a due canali. Una macchina a quattro supporti che corregge su quattro piani simultaneamente (Figura 9, e la procedura seguente) richiede il Balanset-4A a quattro canali. Il flusso di lavoro di misurazione e calcolo è identico; cambia solo il numero di canali. La procedura seguente è descritta per una configurazione a quattro piani, mentre le schermate del software mostrano lo stesso flusso di lavoro sul Balanset-1A a due piani — sul Balanset-4A le stesse schermate aggiungono semplicemente i piani 3 e 4.

Il processo di bilanciamento dell'albero di trasmissione sulla macchina bilanciatrice sarà esaminato utilizzando come esempio il sistema di misurazione Balanset-4A. Il Balanset-4A è un kit di bilanciamento portatile progettato per il bilanciamento su uno, due, tre e quattro piani di correzione dei rotori, sia che girino nei propri cuscinetti sia che siano montati su una macchina bilanciatrice. Il dispositivo include fino a quattro sensori di vibrazione, un sensore dell'angolo di fase, un'unità di misurazione a quattro canali e un computer portatile.

L'intero processo di bilanciamento, inclusa la misurazione, l'elaborazione e la visualizzazione delle informazioni sull'entità e la posizione dei pesi correttori, viene eseguito automaticamente e non richiede all'utente competenze o conoscenze aggiuntive oltre alle istruzioni fornite. I risultati di tutte le operazioni di bilanciamento vengono salvati nell'Archivio di Bilanciamento e possono essere stampati come report, se necessario. Oltre al bilanciamento, il Balanset-4A può essere utilizzato anche come normale vibro-tachimetro, consentendo la misurazione su quattro canali del valore efficace (RMS) della vibrazione totale, dell'RMS della componente rotazionale della vibrazione e il controllo della frequenza di rotazione del rotore.

Inoltre, il dispositivo consente di visualizzare i grafici della funzione temporale e dello spettro di vibrazione per velocità di vibrazione, che possono essere utili per valutare le condizioni tecniche della macchina bilanciata.

External view of the Balanset-4A balancing device

Figura 16. Vista esterna del dispositivo Balanset-4A per l'utilizzo come sistema di misura e calcolo della macchina equilibratrice per alberi di trasmissione

Balanset-4A device in use on a driveshaft balancing machine

Figura 17. Esempio di utilizzo del dispositivo Balanset-4A come sistema di misura e calcolo della macchina equilibratrice per alberi di trasmissione

Main window of the Balanset balancing software

Figura 18. Finestra principale del software Balanset: F1 - About, F5 - Vibration Meter, F7 - Balancing, F8 - Charts, F6 - Reports

Il dispositivo Balanset-4A viene fornito con sensori di vibrazione. I sensori sono basati su accelerometri; il software integra il loro segnale e visualizza la velocità di vibrazione in mm/s RMS.

Balanset-4A vibration sensors mounted on machine supports

Figura 19. Installazione dei sensori di vibrazione Balanset-4A sui supporti della macchina equilibratrice

La direzione dell'asse di sensibilità dei sensori dovrebbe corrispondere alla direzione dello spostamento vibratorio del supporto, in questo caso – orizzontale. Per ulteriori informazioni sull'installazione dei sensori, vedere EQUILIBRATURA DEI ROTORI IN CONDIZIONI OPERATIVE.

  1. Installare i sensori di vibrazione 1, 2, 3, 4 sui supporti della macchina equilibratrice.
  2. Collegare i sensori di vibrazione ai connettori X1, X2, X3, X4.
  3. Installare il sensore di angolo di fase (tachimetro laser) 5 in modo che lo spazio nominale tra la superficie radiale (o terminale) del rotore bilanciato e l'alloggiamento del sensore sia compreso tra 10 e 300 mm.
  4. Applicare un segno di nastro riflettente di almeno 10-15 mm di larghezza sulla superficie del rotore.
  5. Collegare il sensore dell'angolo di fase al connettore X5.
  6. Collegare l'unità di misura alla porta USB del computer.
  7. Quando si utilizza l'alimentazione di rete, collegare il computer all'alimentatore.
  8. Collegare l'alimentatore a una rete a 220 V, 50 Hz.
  9. Accendere il computer e avviare il software Balanset.
  10. Aprire l'area di lavoro di equilibratura con il pulsante “F7 - Balancing” e impostare il numero necessario di piani di correzione nel campo “Plane count”, in modo che la vibrazione venga misurata simultaneamente dai sensori di vibrazione collegati agli ingressi dell'unità di misura.
  11. Sul display del computer appare uno schema mnemonico che illustra il collegamento dei sensori e dell'unità di misura, come mostrato in Figura 18.

Prima di eseguire l'equilibratura, si consiglia di eseguire le misure in modalità vibrometro (tasto F5).

Vibration Meter mode of the Balanset software with total and 1x vibration readings

Figura 20. Modalità Vibration Meter (F5): vibrazione totale V1s, V2s e componenti rotazionali V1o, V2o con fasi F1, F2, visualizzate come velocità di vibrazione in mm/s RMS

Se l'intensità totale della vibrazione V1s (V2s) corrisponde approssimativamente all'intensità della componente rotazionale V1o (V2o), si può presumere che il contributo principale alla vibrazione del meccanismo sia dovuto allo squilibrio del rotore. Se l'intensità totale della vibrazione V1s (V2s) supera significativamente la componente rotazionale V1o (V2o), si raccomanda di ispezionare il meccanismo: controllare le condizioni dei cuscinetti, garantire un montaggio sicuro sulla fondazione, verificare che il rotore non entri in contatto con parti fisse durante la rotazione e considerare l'influenza delle vibrazioni provenienti da altri meccanismi, ecc.

Studiare i grafici della funzione temporale e gli spettri di vibrazione nella modalità grafici ("F8 - Charts", scheda "F5-Spectrum (Hz)") può essere utile qui.

Software per l'equilibratore e analizzatore di vibrazioni portatile Balanset-1A. Grafici dello spettro delle vibrazioni.

Figura 21. Grafici della funzione tempo e dello spettro delle vibrazioni

Il grafico mostra a quali frequenze i livelli di vibrazione sono più elevati. Se queste frequenze differiscono dalla frequenza di rotazione del rotore del meccanismo bilanciato, è necessario identificare le fonti di queste componenti di vibrazione e adottare misure per eliminarle prima dell'equilibratura.

Lettura dello spettro di un albero di trasmissione: 1x è squilibrio, 2x può essere il giunto stesso. Un picco dominante alla frequenza di rotazione (1x) indica squilibrio — questo è ciò che l'equilibratura elimina. Un picco dominante al doppio della frequenza di rotazione (2x), specialmente insieme a una forte vibrazione assiale, indica gli angoli dei giunti, crociere o scanalature usurate, o disallineamento: un giunto universale (cardanico) che lavora a un angolo γ fa sì che la forcella condotta anticipi e ritardi due volte per giro, per cui produce una componente 2x anche quando l'albero è perfettamente bilanciato. Il bilanciamento non la eliminerà — uguagli gli angoli di giunto (γ1 = γ2) e controlli prima i giunti. Nella modalità grafici (“F8 - Charts”) la scheda “F5-Spectrum (Hz)” mostra lo spettro e la scheda “F3-1x vibration” la componente rotazionale; a 3000 min-1 1x = 50 Hz e 2x = 100 Hz.

È inoltre importante prestare attenzione alla stabilità delle letture in modalità vibrometro: l'ampiezza e la fase della vibrazione non devono variare di oltre 10-15% durante la misurazione. In caso contrario, il meccanismo potrebbe funzionare in prossimità di una regione di risonanza. In questo caso, è necessario regolare la velocità del rotore.

Quando si esegue il bilanciamento a quattro piani di un rotore nuovo, sono necessarie cinque corse di calibrazione e almeno una corsa di aggiustamento (Run T) della macchina bilanciata. La misurazione della vibrazione durante la prima corsa della macchina senza peso di prova viene eseguita come Run 0 nello spazio di lavoro di bilanciamento. Le corse successive vengono eseguite con un peso di prova, installato sequenzialmente sull'albero di trasmissione in ciascun piano di correzione (nella zona di ciascun supporto della macchina bilanciatrice).

Prima di ogni esecuzione successiva, è necessario eseguire le seguenti operazioni:

  • Arrestare la rotazione del rotore della macchina bilanciata.
  • Rimuovere il peso di prova precedentemente installato.
  • Installare il peso di prova nel piano successivo.

Balancing workspace of the Balanset software during a measurement run

Figura 22. Area di lavoro di equilibratura (“F7 - Balancing”) durante una corsa di misura: Run 0 - Initial, le corse con massa di prova Run 1 e Run 2, e la corsa di rifinitura Run T

Dopo aver completato ogni misurazione, i risultati della frequenza di rotazione del rotore (Nob), nonché i valori RMS (Vo1, Vo2, Vo3, Vo4) e le fasi (F1, F2, F3, F4) della vibrazione alla frequenza di rotazione del rotore equilibrato vengono salvati nei campi corrispondenti della finestra del programma. Dopo la quinta corsa (Peso nel Piano 4), compaiono i risultati dell'equilibratura con il grafico polare (vedi Figura 23), che mostra i valori calcolati delle masse (M1, M2, M3, M4) e gli angoli di installazione (f1, f2, f3, f4) dei pesi correttivi che devono essere installati sul rotore in quattro piani per compensare il suo squilibrio.

Polar plot of the Balanset software with calculated correction masses and angles

Figura 23. Grafico polare del risultato dell'equilibratura: masse e angoli di correzione calcolati per ciascun piano, misurati dalla posizione del peso di prova nella direzione di rotazione

Attenzione! Dopo aver completato il processo di misurazione durante il quinto ciclo della macchina bilanciata, è necessario arrestare la rotazione del rotore e rimuovere il peso di prova precedentemente installato. Solo dopo questo si può procedere con l'installazione (o la rimozione) dei pesi correttivi sul rotore.

La posizione angolare per l'aggiunta (o la rimozione) del peso correttivo sul rotore nel sistema di coordinate polari viene misurata a partire dalla posizione di installazione del peso di prova. La direzione di misurazione dell'angolo coincide con il senso di rotazione del rotore. Nel caso di equilibratura a pale, la pala del rotore bilanciato, considerata condizionatamente come prima pala, coincide con la posizione di installazione del peso di prova. La direzione di numerazione delle pale indicata sul display del computer segue il senso di rotazione del rotore.

In questa versione del programma si presume per impostazione predefinita che il peso correttore venga aggiunto al rotore. Ciò è indicato dal segno impostato nel campo "Add mass". Se è necessario correggere lo squilibrio rimuovendo peso (ad esempio tramite foratura), imposti il segno nel campo "Remove mass" con il mouse, dopo di che la posizione angolare del peso correttore cambierà automaticamente di 180 gradi.

Dopo aver installato i pesi correttivi sul rotore equilibrato, eseguire la corsa di rifinitura (Run T) per verificare l'efficacia dell'operazione di equilibratura. Al termine della corsa di rifinitura, i risultati della frequenza di rotazione del rotore (Nob) e i valori RMS (Vo1, Vo2, Vo3, Vo4) e le fasi (F1, F2, F3, F4) della vibrazione alla frequenza di rotazione del rotore bilanciato vengono salvati. Contemporaneamente, i risultati del bilanciamento (vedere la Figura 23) vengono aggiornati, mostrando i parametri calcolati dei pesi correttori aggiuntivi che devono essere installati (o rimossi) sul rotore per compensare il suo squilibrio residuo. Inoltre, questo spazio di lavoro mostra i valori dello squilibrio residuo raggiunto dopo il bilanciamento. Se i valori di vibrazione residua e/o squilibrio residuo del rotore bilanciato soddisfano i requisiti di tolleranza specificati nella documentazione tecnica, il processo di bilanciamento può essere considerato completato. In caso contrario, il processo di bilanciamento può continuare. Questo metodo consente di correggere possibili errori tramite approssimazioni successive che possono verificarsi durante l'installazione (rimozione) del peso correttore sul rotore bilanciato.

Se il processo di equilibratura continua, è necessario installare (o rimuovere) pesi correttivi aggiuntivi sul rotore equilibrato secondo i parametri calcolati mostrati nei risultati dell'equilibratura.

I coefficienti di equilibratura del rotore (coefficienti di influenza dinamici) calcolati dai risultati delle cinque corse di calibrazione vengono salvati nella memoria del computer e possono essere riutilizzati con la funzione “Load Coefficients” quando si equilibrano rotori dello stesso tipo.

7. Classi di precisione di bilanciamento consigliate per rotori rigidi

I gradi seguenti sono i gradi di qualità di equilibratura G della norma ISO 1940-1, sostituita senza variazione dei valori dalla ISO 21940-11:2016. Il grado è definito come G = eper·Ω, dove eper è lo squilibrio residuo specifico ammissibile (g·mm/kg = µm) e Ω = 2πn/60 è la velocità angolare di servizio (rad/s). Lo squilibrio residuo ammissibile si ottiene come Uper = 9549·G·M/n [g·mm], ripartito tra i piani di correzione. Consulta il nostro Norma ISO 1940-1 voce del glossario.

Il grado predefinito per un albero di trasmissione di veicolo stradale è G 40; il G 16 si applica quando il disegno o la specifica OEM richiede requisiti speciali. Si noti che lo squilibrio residuo e la vibrazione sono criteri di accettazione separati: la vibrazione della macchina montata viene valutata secondo la ISO 20816 (in precedenza ISO 10816) — veda il nostro Norma ISO 10816-1 voce del glossario.

La tabella dei gradi G si applica solo ai rotori rigidi — rotori la cui velocità di servizio resta al di sotto di circa 0,5…0,7 della prima velocità critica di flessione. Gli alberi di trasmissione lunghi (2 m e oltre, e qualsiasi albero con un supporto intermedio) possono avvicinarsi a tale limite: verifichi la prima velocità critica dell'albero sia rispetto alla velocità di servizio sia rispetto alla velocità di bilanciamento. Se l'albero è flessibile a quella velocità, utilizzi una procedura modale / multi-velocità (ISO 21940-12) — una correzione da rotore rigido a due piani non sarà valida.

Tabella 2. Classi di precisione di bilanciamento raccomandate per rotori rigidi.

Finestra di calcolo della tolleranza di bilanciamento

Tipi di macchine (rotori) Classe di precisione del bilanciamento Grado di qualità di equilibratura G = eper·Ω, mm/s
Alberi motore (strutturalmente sbilanciati) per grandi motori marini diesel a bassa velocità (velocità del pistone inferiore a 9 m/s) G 4000 4000
Alberi motore (strutturalmente bilanciati) per grandi motori marini diesel a bassa velocità (velocità del pistone inferiore a 9 m/s) G 1600 1600
Alberi motore (strutturalmente sbilanciati) su isolatori di vibrazioni G 630 630
Alberi motore (strutturalmente sbilanciati) su supporti rigidi G 250 250
Motori alternativi assemblati per autovetture, autocarri e locomotive G 100 100
Alberi motore (strutturalmente bilanciati) su isolatori di vibrazioni G 40 40
Ruote di automobili, cerchioni, assili, alberi di trasmissione (alberi cardanici) G 40 40
Macchine agricole G 16 16
Alberi motore (bilanciati) su supporti rigidi G 16 16
Frantoi G 16 16
Alberi di trasmissione (alberi elica / cardanici) con requisiti speciali G 16 16
Turbine a gas per aerei G 6.3 6.3
Centrifughe (separatori, sedimentatori) G 6.3 6.3
Motori e generatori elettrici (con altezza dell'albero di almeno 80 mm) con velocità di rotazione nominale massima fino a 950 min.-1 G 6.3 6.3
Motori elettrici con altezza dell'albero inferiore a 80 mm G 6.3 6.3
Ventilatori G 6.3 6.3
Azionamenti a ingranaggi G 6.3 6.3
Macchine di uso generale G 6.3 6.3
Macchine per il taglio del metallo G 6.3 6.3
Macchine per la produzione di carta G 6.3 6.3
Pompe G 6.3 6.3
Turbocompressori G 6.3 6.3
Turbine ad acqua G 6.3 6.3
Compressori G 6.3 6.3
Azionamenti controllati da computer G 2.5 2.5
Motori e generatori elettrici (con altezza dell'albero di almeno 80 mm) con velocità di rotazione nominale massima superiore a 950 min.-1 G 2.5 2.5
Turbine a gas e a vapore G 2.5 2.5
Azionamenti per macchine per il taglio dei metalli G 2.5 2.5
Macchine tessili G 2.5 2.5
Unità per apparecchiature audio e video G 1 1
Azionamenti per rettificatrici G 1 1
Mandrini e azionamenti di apparecchiature di alta precisione G 0.4 0.4

Domande frequenti sull'equilibratura dell'albero di trasmissione

Cos'è l'equilibratura dell'albero di trasmissione?

L'equilibratura dell'albero di trasmissione è il processo di correzione di eventuali squilibri di massa in un albero di trasmissione in modo che ruoti fluidamente senza causare vibrazioni. Ciò comporta la misurazione del punto in cui l'albero è più pesante su un lato e quindi l'aggiunta o la rimozione di piccole quantità di peso (ad esempio, saldando pesi di equilibratura) per contrastare tale squilibrio. Un albero di trasmissione bilanciato funziona in modo uniforme, il che previene vibrazioni eccessive e usura dei componenti del veicolo.

Perché è importante bilanciare l'albero di trasmissione?

Un albero di trasmissione sbilanciato può causare forti vibrazioni, soprattutto a determinate velocità, e rumori metallici durante l'accelerazione o il cambio di marcia. Nel tempo, queste vibrazioni possono danneggiare cuscinetti, giunti cardanici e altri componenti della trasmissione. L'equilibratura dell'albero di trasmissione elimina queste vibrazioni, garantendo una guida più fluida, riducendo le sollecitazioni sui componenti ed evitando costosi danni o tempi di fermo.

Quali sono i sintomi più comuni di un albero di trasmissione sbilanciato?

I sintomi tipici di un albero di trasmissione sbilanciato o difettoso includono vibrazioni evidenti o tremori percepiti sul pavimento o sul sedile del veicolo, in particolare all'aumentare della velocità. Si potrebbero anche udire colpi o rumori metallici durante il cambio marcia o in accelerazione e decelerazione. In alcuni casi, il giunto cardanico potrebbe surriscaldarsi a causa dello squilibrio. Se si osservano questi segnali, è probabile che l'albero di trasmissione necessiti di equilibratura o riparazione.

Come si bilancia un albero di trasmissione?

Il bilanciamento dell'albero di trasmissione viene solitamente eseguito con una macchina bilanciatrice specializzata. L'albero di trasmissione viene montato e fatto girare ad alta velocità mentre i sensori rilevano eventuali squilibri. Un tecnico applica quindi piccoli pesi all'albero di trasmissione (o rimuove materiale) in posizioni specifiche in base alle letture della macchina. Questo processo viene ripetuto finché l'albero di trasmissione ruota senza vibrazioni significative. Sistemi moderni come il Balanset-4A possono guidare questo processo e calcolare esattamente dove e quanto peso aggiungere per un bilanciamento preciso.

Conclusione

In conclusione, una corretta equilibratura dell'albero di trasmissione è essenziale per la sicurezza, le prestazioni e il risparmio sui costi. Rilevando e correggendo lo squilibrio, si previene l'usura inutile dei componenti, si evitano guasti dannosi e si mantiene un rendimento ottimale della macchina. I moderni sistemi di equilibratura come i nostri dispositivi Balanset-1A e Balanset-4A rendono il processo efficiente, aiutando anche le piccole officine a ottenere risultati professionali.

Se riscontri vibrazioni persistenti all'albero di trasmissione o hai bisogno di una soluzione di bilanciamento affidabile, non esitare ad agire. Segui i passaggi descritti in questa guida o consulta i nostri esperti per assistenza. Con l'approccio e l'attrezzatura giusti, puoi garantire che il tuo albero di trasmissione funzioni in modo fluido e affidabile per gli anni a venire. Contattateci per saperne di più o per scoprire la migliore attrezzatura per l'equilibratura degli alberi di trasmissione adatta alle tue esigenze.

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Nikolai Shelkovenko

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.

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