Come sono passato da "È normale" a "È un problema""

Sarò onesto. Per i primi anni di lavoro sulle mietitrebbie, pensavo che le vibrazioni fossero solo... il funzionamento della macchina. È quello che fanno le mietitrebbie, giusto? Tremano. Tutto trema. La cabina trema, il volante ti ronza tra le mani, i bulloni si allentano da soli ogni pochi giorni e tu li stringi di nuovo. Questa era la routine.

Poi un giorno, durante la mietitura – alta stagione, ovviamente, perché i problemi capitano sempre in alta stagione – la mietitrebbia iniziò a tremare violentemente. Non il solito ronzio. Era il tipo di vibrazione che senti tra i denti. C'era qualcosa di seriamente sbagliato nel battitore. Avevamo sostituito alcuni battitori un paio di settimane prima e nessuno aveva pensato di controllarne l'equilibrio in seguito. Perché mai avremmo dovuto? Lo facevamo così da anni.

Quel guasto ci è costato tre giorni. Tre giorni nel bel mezzo della mietitura del grano.

Ecco cosa succede quando si ignorano le vibrazioni. Alloggiamento dello scuotipaglia, distrutto. Questo non era il mio, ma ho visto danni simili su altre due macchine.

Questa è la foto che mi ha fatto cambiare idea. La mietitrebbia di un collega: la carcassa dello scuotipaglia letteralmente squarciata dalle vibrazioni. I cuscinetti si sono surriscaldati, il telaio si è crepato in corrispondenza delle saldature e il costo della riparazione è stato superiore a quello di un bilanciatore portatile. Molto di più.

Il problema dello squilibrio è che è subdolo. Una parte rotante pesante – tamburo, rotore, trinciapaglia – sviluppa un "lato pesante" nel tempo. Usura, accumulo di sporco, una lama sostituita che pesa 15 grammi in più di quella vecchia. A 1.000 giri al minuto, quei 15 grammi si trasformano in una forza centrifuga che martella i cuscinetti a ogni giro. Migliaia di volte al minuto. I cuscinetti non si rompono immediatamente. Si rompono a metà del raccolto, quando non ci si può assolutamente permettere tempi di fermo.

Prima di ottenere il Balanset-1A, Le mie opzioni erano limitate. Si poteva far girare il tamburo sui prismi e cercare di trovare il lato pesante: questo è bilanciamento statico, ed è meglio di niente, ma rileva solo un tipo di squilibrio. Lo squilibrio dinamico, quello che si manifesta solo in velocità, quando un'estremità di un tamburo lungo è più pesante dell'altra, non si percepisce sui prismi. Il tamburo ruota perfettamente. Poi lo si fa girare a 900 giri al minuto e cerca di scuotere la mietitrebbia.

Accelerometro su un alloggiamento del cuscinetto. È qui che si genera la vibrazione: proprio qui, sul cuscinetto.

Balanset-1A: cos'è e come lo uso

Tutto ciò di cui hai bisogno sta in una custodia grande quanto una scatola da trapano. Due sensori, un tachimetro, un modulo di interfaccia, cavi. Più un computer portatile.

Il kit è semplice. Due sensori di vibrazione (accelerometri) che si fissano magneticamente agli alloggiamenti dei cuscinetti. Un tachimetro laser su supporto magnetico che legge un segno riflettente sulla parte rotante, indicando al software esattamente dove si trova l'albero in ogni momento. Un modulo di interfaccia che collega il tutto a un laptop tramite USB. Una bilancia elettronica per pesare i pesi di prova. Nastro riflettente. Il tutto pesa circa 4 kg e si trasporta in una custodia.

Ecco cosa faccio effettivamente, senza tutti i termini tecnici:

Collego i sensori. Avvio il software. Il software dice "accendi la macchina". La faccio partire. Appaiono dei numeri: il livello di vibrazione e un angolo di fase che mi indica approssimativamente dove si trova il punto pesante. Poi il software dice "stop, metti un peso di prova qui". Avvitai una piastra d'acciaio al tamburo in una posizione specifica. La faccio ripartire. Il software ora ha due letture, una senza il peso, una con il peso, e dalla differenza calcola esattamente quanto metallo aggiungere e dove. La saldo. Eseguo un'altra volta per verificare. Fatto.

L'interfaccia software. Ti indica la correzione: massa, angolo, quale piano. Non c'è bisogno di capire la matematica.

Il bello è che non devo capire la matematica che c'è dietro. Il software calcola il coefficiente di influenza. Devo solo montare un peso dove mi dice di farlo e pesarlo con precisione. La prima volta che l'ho usato, ero nervoso: mi aspettavo che fosse complicato. Non lo è stato. Lo schermo dice letteralmente "installa 180 grammi a 210 gradi sul piano sinistro". Tutto qui. Avvitai una piastra da 180 grammi a 210 gradi, azionai la mietitrebbia e la vibrazione passò da "lo sento attraverso il pavimento" a "lo strumento la registra a malapena"."

Contagiri puntato sul segno riflettente. Il posizionamento è importante: è necessaria una visuale libera.

L'allestimento completo sul campo. Computer portatile su una cassa, sensori sui cuscinetti, contagiri sul suo supporto.

Le parti che si rompono: cosa deve essere effettivamente bilanciato in una mietitrebbia

Non tutto in una mietitrebbia necessita di bilanciamento. Ma tutto ciò che ruota velocemente, trasporta masse pesanti e subisce colpi dal flusso del raccolto, ne ha bisogno. Ecco la ripartizione, più o meno in base alla frequenza con cui mi ritrovo a lavorarci:

La procedura effettiva: come bilanciare un gruppo mietitrebbia

L'ho fatto così tante volte che ormai è diventata una routine. Ma la prima volta mi è sembrata davvero dura. Ecco esattamente cosa succede, passo dopo passo, con gli appunti che avrei voluto che qualcuno mi avesse dato quando ho iniziato.

Dati sul campo: numeri da lavori reali

Sarò specifico perché affermazioni vaghe su "prestazioni migliorate" non aiutano nessuno. Questi sono numeri reali, tratti dal mio lavoro sulle combine nelle ultime due stagioni.

Sensori su un tamburo di trebbiatura. La lettura delle vibrazioni prima della correzione era di 14,2 mm/s, ben al di sopra di qualsiasi valore accettabile.

Il lavoro con il rotore rotativo era diverso. Si trattava di una macchina a flusso assiale tipo Claas. Il rotore aveva funzionato per un'intera stagione senza controlli e lo sporco si era accumulato in modo non uniforme nella sezione di ingresso della coclea. L'abbiamo pulito per primo (obbligatorio), ma le vibrazioni erano ancora elevate: le lame stesse si erano usurate in modo asimmetrico.

Rotore rotante: albero lungo, massa elevata. In questo caso, è obbligatorio il bilanciamento su due piani.

Sensore sull'alloggiamento del rotore. L'accesso è stretto ma fattibile.

Diagramma polare: la freccia mostra dove si trova il lato pesante e quanto è grave.

Vista dello spettro. Il picco elevato a 1× giri/min conferma lo squilibrio, non qualcos'altro.

Dopo la correzione a due piani: la vibrazione è scesa da 9,6 mm/s a 1,4 mm/s. La temperatura del cuscinetto, che era di 15 °C superiore alla norma, è tornata a scendere nel giro di un giorno. Quel rotore ha resistito per il resto della stagione senza problemi. Sostituzione del cuscinetto su un rotore rotante? Non voglio nemmeno pensare ai costi.

Straw Choppers: il più grande mal di testa (e il più grande vantaggio)

Ho dedicato una sezione a parte all'elicottero perché è il componente che bilanciamo più spesso e quello in cui ho visto i guasti più drammatici.

Pensate a cos'è un trinciapaglia: un albero con decine di coltelli (o martelli) oscillanti, che ruotano a 3.000-4.000 giri al minuto. A quella velocità, anche pochi grammi di squilibrio producono un'enorme forza centrifuga. E i coltelli non mantengono lo stesso peso. Si usurano. Si scheggiano. Vengono sostituiti, e il set di ricambio non ha mai esattamente la stessa massa di quello che è stato rimosso. Si cerca di abbinare i coltelli a coppie in base al peso, il che aiuta, ma "abbastanza vicino" a 4.000 giri al minuto non è in realtà abbastanza vicino.

La procedura di bilanciamento del trinciapaglia è la stessa di tutto il resto, ma ci sono delle particolarità. L'elevato numero di giri rende il posizionamento del contagiri più critico: il segno riflettente scorre velocemente e il laser necessita di una lettura precisa. Di solito monto il contagiri su un supporto separato anziché sul corpo della mietitrebbia, perché la mietitrebbia stessa vibra troppo per un supporto stabile.

Peso di correzione sull'elicottero. Si tratta di una piccola piastra d'acciaio saldata con l'angolazione calcolata dal software.

Un altro metodo: rondelle extra sui bulloni della lama. Semplice, non influisce sul gioco della lama, facile da regolare in seguito.

A volte l'elicottero necessita di due iterazioni di correzione. La prima passata ci riesce, ma poiché i coltelli ruotano sui loro perni, la distribuzione della massa non è perfettamente rigida: si sposta leggermente a seconda della velocità. La seconda passata cattura il residuo. Prevedo 90 minuti per un lavoro con l'elicottero.

Ma i vantaggi sono concreti. Una trinciatrice bilanciata è notevolmente più silenziosa: la differenza si sente dalla cabina. E la carcassa non si crepa. I cuscinetti non si surriscaldano. Le cinghie smettono di saltare. È il lavoro di bilanciamento più prezioso dell'intera mietitrebbia.

Pulegge, volani e altre cose che la gente dimentica

La ventola di pulizia è un elemento che si trascura facilmente. È piccola, ma gira a una velocità decente e la polvere si accumula sulle pale in modo non uniforme. Ho bilanciato le ventole su due mietitrebbie, entrambe le volte dopo aver notato che la pulizia non era ottimale (un flusso d'aria irregolare da una ventola non bilanciata significa una pulizia non uniforme dei setacci). Prima pulisco le pale, poi controllo le vibrazioni. Le correzioni sono piccole, 5-10 grammi, quindi una pesata precisa è importante.

Pulizia della configurazione della ventola. Piccola massa, ma il sensore rileva anche piccoli squilibri in velocità.

Le coclee dell'elevatore (grano e residui) hanno una velocità inferiore, ma vale comunque la pena controllarle dopo ogni riparazione. Una volta ho trovato una coclea che era stata raddrizzata dopo aver urtato una pietra, e il raddrizzamento non era perfetto. La mietitrebbia produceva un rumore ritmico e sordo che nessuno riusciva a percepire. Il Balanset-1A installato sulla carcassa dell'elevatore ha individuato il problema in due minuti. Un paio di piccoli pesi e il rumore sordo è scomparso.

Controllo delle vibrazioni della coclea. La faccio girare con la trasmissione standard, sensore sull'alloggiamento dell'elevatore.

E poi ci sono pulegge e volani. Non li bilanciamo spesso, solo quando ci sono stati lavori di riparazione (sostituzione di cuscinetti, saldatura, rialesatura di una sede). Ma voglio condividere una storia che non riguarda tecnicamente una mietitrebbia, ma il principio è lo stesso.

Avevamo un camion con vibrazioni al motore dopo una revisione importante. Nessuno riusciva a trovarne la causa. I supporti erano a posto, gli iniettori erano a posto, la fasatura era perfetta. Ho portato il Balanset-1A, ho attaccato un sensore al blocco motore e ho fatto un segno riflettente sul volano. Come previsto, il gruppo volano-frizione era sbilanciato. Due rondelle su un bullone di montaggio e il motore girava liscio. Il meccanico che ha eseguito la revisione aveva rilavorato la superficie del volano e non aveva controllato l'equilibratura in seguito. Facile da non notare, facile da riparare, se si ha l'attrezzo.

Equilibratura del volano su un camion. Non una mietitrebbia, ma lo stesso dispositivo, lo stesso metodo, lo stesso risultato.

Specifiche Balanset-1A

Per chiunque si chiedesse i dettagli tecnici del Balanset-1A:

Il kit comprende tutto: due accelerometri, un tachimetro laser con supporto magnetico, un modulo di interfaccia, un cavo USB, una bilancia elettronica, un nastro riflettente, una custodia per il trasporto e il software su USB. Si collega a qualsiasi laptop con Windows. Nessun canone di licenza ricorrente, nessun abbonamento, nessuna "licenza premium" senza senso. Si acquista una volta sola.

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