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Teoria dell’Equilibratura dei Rotori: Norme ISO, Gradi G, Formule e Calcoli
Tutto ciò che le norme dicono realmente, con la matematica mostrata: cos’è lo squilibrio in parole semplici, la formula della forza centrifuga, squilibrio statico e dinamico, velocità di vibrazione RMS, zone di vibrazione ISO 10816 (comprese le pompe), gradi di qualità di equilibratura ISO 1940 / ISO 21940-11 con il calcolo dello squilibrio residuo ammissibile, conversione mm/s ↔ dB, frequenze naturali e risonanza — e come ciascuno di questi appare sullo schermo di uno strumento strumento di equilibratura sul campo.
- Squilibrio del rotore in parole semplici
- Forza centrifuga da sbilanciamento
- Squilibrio statico e dinamico
- Come lo squilibrio accorcia la vita dei cuscinetti
- Velocità di vibrazione RMS — cos’è
- Norme di vibrazione ISO 10816 (comprese le pompe)
- Tabella gradi G (ISO 1940 / 21940-11)
- Squilibrio residuo ammissibile: il calcolo
- Frequenza naturale e risonanza
- Conversione mm/s in dB
- FAQ
1. Cos’è lo Squilibrio del Rotore, in Parole Semplici
Idealmente, la massa di un rotore è distribuita in modo che il suo centro di massa si trovi esattamente sull’asse di rotazione. In realtà non è mai esattamente così: porosità di fusione, tolleranze di lavorazione, riparazioni saldate, pale usurate o sostituite, sporco incrostato, una chiavetta nella sua sede — tutto sposta qualche grammo su un lato. Questo spostamento di massa è squilibrio.
Quando il rotore è fermo, lo squilibrio è invisibile. Non appena inizia a ruotare, la massa spostata è costretta a percorrere un cerchio e, per le leggi di Newton, tira l’albero verso l’esterno — una volta per rotazione, sempre verso il “punto pesante”. I cuscinetti ricevono una forza rotante; l’alloggiamento riceve vibrazioni esattamente alla frequenza di rotazione (la componente 1×). Questa singola frase spiega gran parte di ciò che fa uno strumento di equilibratura: misura quanto è grande la spinta una volta per rotazione (ampiezza) e dove punta il punto pesante (fase).
Lo squilibrio si quantifica come massa moltiplicata per il suo raggio:
U — squilibrio [g·mm]; m — massa spostata [g]; r — raggio a cui si trova [mm]. 10 g a 100 mm = 1.000 g·mm — esattamente dannoso quanto 20 g a 50 mm.
Dividere U per la massa del rotore dà il squilibrio specifico e = U/M [g·mm/kg = µm] — che non è altro che la distanza tra il centro di massa e l’asse di rotazione. Questa piccola grandezza è il ponte verso i gradi ISO in sezione 7: un rotore industriale “ben equilibrato” ha tipicamente il centro di massa entro qualche decina di micron dall’asse.
2. La Forza Centrifuga dallo Squilibrio — Formula ed Esempi Numerici
La spinta rotante che lo squilibrio crea è ordinaria forza centrifuga:
F — forza [N]; m — massa di squilibrio [kg]; r — raggio [m]; U — squilibrio [kg·m]; ω — velocità angolare [rad/s]; n — velocità del rotore [rpm].
La parte che la gente sottovaluta è la quadrato su ω. Prendi uno squilibrio modesto di 100 g·mm (10 g a 10 mm, oppure 1 g a 100 mm) e osserva cosa gli fa la velocità:
| Velocità del rotore | ω | Forza centrifuga da 100 g·mm | Peso statico equivalente |
|---|---|---|---|
| 500 rpm | 52,4 rad/s | 0,27 N | ~28 g |
| 1.500 rpm | 157 rad/s | 2,5 N | ~0,25 kg |
| 3.000 rpm | 314 rad/s | 9,9 N | ~1 kg |
| 6.000 rpm | 628 rad/s | 39,4 N | ~4 kg |
| 12.000 rpm | 1.257 rad/s | 158 N | ~16 kg |
Un esempio più industriale: un’officina salda una nuova staffa del martello su un tamburo trinciatore e lo lascia 50 g più pesante a un raggio di 200 mm — cioè U = 10.000 g·mm. Alla velocità di lavoro di 1.500 rpm i cuscinetti del tamburo ora sopportano una forza rotante aggiuntiva di F = 0,01 kg·m × 157² ≈ 246 N ≈ 25 kg — un sacco di cemento che oscilla attorno all’albero 25 volte al secondo. A 2.000 rpm lo stesso errore tira con ~44 kg.
Due conseguenze pratiche seguono direttamente dalla legge ω²:
- Le tolleranze si restringono con la velocità. Lo stesso squilibrio residuo che è innocuo in un frantoio a 500 rpm è distruttivo in un mandrino a 12.000 rpm — motivo esatto per cui il gradi G sono costruiti;
- “Vibra solo a piena velocità” è fisica prevedibile, non è un mistero: a metà velocità la forza è un quarto. (Se la vibrazione salta in modo sproporzionato in una stretta banda di rpm, quello è un fenomeno diverso — risonanza.)
3. Squilibrio Statico e Dinamico — la Differenza che Decide un Piano o Due
Lo squilibrio si presenta in due forme elementari, e la differenza non è accademica: decide se basta un solo peso di correzione o servono due piani.
- Squilibrio statico — il punto pesante si trova essenzialmente in un’unica posizione assiale; il centro di massa è spostato lateralmente. Su supporti liberi il rotore fermo ruota da sé fino a portare il lato pesante in basso (da cui “statico” — lo si trova senza far girare il rotore). Un peso in un solo piano lo corregge (statico / bilanciamento su un solo piano).
- Squilibrio di coppia / dinamico — due punti pesanti uguali alle estremità opposte del rotore, sfasati di 180°. Da fermo si annullano: il rotore è staticamente equilibrato e non ruota da sé. In rotazione ciascuna estremità tira per conto proprio, sfasata di mezzo giro — il rotore oscilla, i supporti vibrano in controfase. Questo squilibrio di coppia è rilevabile solo in rotazione e correggibile solo con pesi in due piani. I rotori reali portano un misto di entrambe le forme, motivo per cui i rotori lunghi vengono equilibrati in due piani in un unico calcolo combinato — il metodo completo è trattato in L'Equilibratura Dinamica Spiegata.
| Squilibrio statico | Squilibrio dinamico (di coppia) | |
|---|---|---|
| Rilevabile a riposo? | Sì — il rotore ruota fino a portare il lato pesante in basso | No — appare solo in rotazione |
| Vibrazione del supporto | Entrambi i supporti in fase | Supporti sfasati (il rotore “oscilla”) |
| Correzione | 1 peso, 1 piano | 2 pesi, 2 piani, risolti insieme |
| Regola pratica | Larghezza del rotore < ~1/2 del diametro (in pratica 1/3) → di solito basta un piano; più lungo → due piani (ISO 21940-11) | |
4. Cosa lo Squilibrio Fa ai Cuscinetti: la Legge Cubica della Vita
La forza centrifuga dovuta a sezione 2 non scompare — finisce nei cuscinetti come carico rotante aggiuntivo, che si somma al peso e ai carichi di processo per cui il cuscinetto è stato dimensionato. La vita a fatica dei cuscinetti a rotolamento segue l’equazione classica di durata:
C — capacità di carico dinamico del cuscinetto; P — carico dinamico equivalente effettivamente applicato.
Poiché il carico entra al cubo (o peggio), squilibri dall’aspetto moderato si traducono in una perdita di vita drammatica:
| Carico dinamico aggiuntivo dovuto allo squilibrio | Vita residua del cuscinetto (a sfere, p = 3) |
|---|---|
| +10 % | ≈ 75 % |
| +26 % | ≈ 50 % |
| +50 % | ≈ 30 % |
| +100 % (carico raddoppiato) | ≈ 12 % |
Nell’esempio della trinciatrice sopra, i 50 g dimenticati a 200 mm hanno aggiunto ~250 N di carico rotante. Per un cuscinetto del tamburo caricato, ad esempio, a 1 kN questo significa +25% — vita quasi dimezzata per una riparazione superficiale. E i cuscinetti sono solo la prima vittima; la stessa vibrazione allenta i bulloni, apre cricche nelle saldature e negli alloggiamenti, usura giunti e cinghie e peggiora la finitura di lavorazione delle macchine utensili. Questa catena — squilibrio → forza → fatica — è il motivo per cui l’equilibratura è manutenzione, non estetica.
5. Velocità di Vibrazione RMS: Cosa Viene Effettivamente Misurato
La vibrazione può essere descritta in spostamento (µm), velocità (mm/s) o accelerazione (m/s²). Le norme sullo stato delle macchine si sono orientate su velocità di vibrazione, perché pesa nel modo più uniforme l’intervallo di frequenze medie distruttivo — e specificamente sul suo Valore RMS (valore quadratico medio):
L’RMS è la “media energetica” del segnale sulla finestra di misura — la grandezza a cui si riferiscono i limiti ISO 10816/20816.
Perché RMS e non il picco? Un segnale di vibrazione reale è un cocktail: la sinusoide 1× dello squilibrio più armoniche, rumore dei cuscinetti e picchi casuali. I picchi variano in modo imprevedibile; l’RMS integra il reale contenuto energetico del segnale e si ripete in modo affidabile da una misura all’altra — proprio ciò che serve per confrontare con una norma o con un valore “prima”. (I valori di picco restano importanti nell’analisi degli urti; per l’equilibratura e la valutazione dello stato, comanda l’RMS.)
Come si misura in pratica: un accelerometro sul supporto del cuscinetto (direzione radiale, montaggio magnetico su un punto piano e pulito), segnale integrato in velocità, limitato alla banda standard 10–1.000 Hz, RMS calcolato su alcune decine di rotazioni mediate. Sullo schermo del vibrometro Balanset-1A vedi affiancati i tre numeri che contano: RMS complessivo (tutte le cause insieme), la componente 1× (la parte che l’equilibratura può eliminare — con la sua fase), e la giri al minuto. Se il valore complessivo è 6 mm/s ma la componente 1× è solo 1 mm/s, l’equilibratura non risolverà quella macchina — qualcos’altro oltre allo squilibrio la sta facendo vibrare.
6. Norme di Vibrazione secondo ISO 10816 / 20816 — Comprese le Pompe
ISO 10816 (ora in fase di consolidamento in ISO 20816) risponde alla domanda dell’operatore: “questo livello di vibrazione è accettabile?” Valuta la macchina assemblata in base alla velocità di vibrazione RMS misurata sulle parti non rotanti (supporti dei cuscinetti) e classifica il risultato in quattro zone:
| Zona | Significato | Linea guida tipica (macchine medie) |
|---|---|---|
| A | Condizione di macchina nuova | fino a ~1,4 mm/s |
| B | Accettabile per un funzionamento a lungo termine senza restrizioni | 1,4 – 2,8 mm/s |
| C | Insoddisfacente per il funzionamento a lungo termine — pianificare la correzione | 2,8 – 4,5 mm/s |
| D | Vibrazione dannosa — agisci ora | oltre 4,5 mm/s |
Specificamente per le pompe (ISO 10816-3 Gruppo 2: macchine 15–300 kW, e ISO 10816-7 per pompe rotodinamiche), i confini delle zone dipendono dal tipo di fondazione — rigida o flessibile:
| Pompa accesa… | Confine zona A/B | Confine zona B/C | Confine della zona C/D |
|---|---|---|---|
| Supporti rigidi (basamento cementato) | 1,4 mm/s | 2,8 mm/s | 4,5 mm/s |
| Supporti flessibili (telaio, montaggi a molla) | 2,3 mm/s | 4,5 mm/s | 7,1 mm/s |
Le macchine più grandi (>300 kW, ISO 10816-3 Gruppo 1) hanno limiti proporzionalmente più morbidi (2,3 / 4,5 / 7,1 mm/s rigidi, 3,5 / 7,1 / 11 mm/s flessibili). Verifica sempre il limite indicato dal produttore della macchina, se specificato — esso prevale sulla tabella generica.
Tre regole pratiche che rendono le tabelle utili invece che accademiche:
- Misura ai cuscinetti, in tre direzioni dove possibile (orizzontale, verticale, assiale) — la norma si applica alla lettura più alta;
- Valuta la tendenza, non solo il valore assoluto. Una pompa che è vissuta a 1,8 mm/s per anni e ora mostra 3,4 mm/s merita attenzione anche se è ancora “accettabile”;
- I macchinari agricoli e mobili sono valutati in modo più tollerante — trinciatrici e falciatrici su telai intrinsecamente flessibili sono considerate accettabili fino a ~7 mm/s; inseguire numeri da pompa lì è uno sforzo sprecato (dettagli nella capitolo delle tolleranze).
7. Gradi di Qualità di Equilibratura G — la Tabella ISO 1940 / ISO 21940-11
Mentre ISO 10816 valuta la macchina in funzione, ISO 1940-1 (sostituita da ISO 21940-11, contenuto sostanzialmente invariato) valuta il il rotore stesso: quanto squilibrio residuo può rimanere dopo l’equilibratura. La tolleranza è espressa come una grado di qualità di bilanciamento G, definito come il prodotto dello squilibrio specifico e della velocità angolare:
e_per — squilibrio specifico ammissibile (spostamento del centro di massa) [mm]; ω — velocità angolare [rad/s]. Il prodotto è una velocità — motivo per cui i gradi hanno unità mm/s.
L’eleganza di questa definizione: un solo numero G copre tutte le velocità. Un rotore equilibrato a G 6,3 ha il centro di massa abbastanza vicino all’asse che il velocità causata dallo squilibrio è 6,3 mm/s — indipendentemente dai suoi rpm. Rotore più veloce → ω maggiore → spostamento ammesso e_per proporzionalmente minore. I gradi standard e le loro applicazioni tipiche:
| Grado | Tipi tipici di rotore (secondo ISO 21940-11) |
|---|---|
| G 40 | Ruote di automobili, cerchioni, alberi di trasmissione di veicoli a bassa velocità |
| G 16 | Alberi cardanici/di trasmissione, rotori di macchine agricole, componenti di frantoi, singoli componenti motore |
| G 6.3 | Il valore predefinito industriale: ventilatori, soffianti, pompe, motori elettrici generici, componenti meccanici, tamburi, pulegge, volani, centrifughe |
| G 2.5 | Turbine a gas e vapore, rotori rigidi di turbo-generatori, azionamenti di macchine utensili, motori elettrici medi/grandi con requisiti speciali |
| G 1 | Azionamenti di rettificatrici, azionamenti di registratori a nastro e giradischi, piccoli indotti di precisione |
| G 0.4 | Mandrini di rettificatrici di precisione, giroscopi |
Cosa significhi fisicamente il grado è più facile da percepire tramite e_per. A 3.000 rpm (ω = 314 rad/s), il grado G 6,3 consente e_per = 6,3 / 314 = 0,02 mm = 20 µm: il centro di massa di un rotore “normalmente equilibrato” a 3.000 rpm si trova entro due centesimi di millimetro dal suo asse. G 1 alla stessa velocità consente solo 3 µm. Ecco perché gli utensili di equilibratura, i mandrini e persino la posizione del riferimento del tachimetro vengono trattati con tale pedanteria — a queste soglie, tutto conta.
8. Squilibrio Residuo Ammissibile: il Calcolo ISO 1940, Passo dopo Passo
La domanda pratica con cui ogni lavoro si conclude: “quanti grammi-millimetri possono rimanere?” Dalla definizione di grado, una formula risponde a tutto:
G — grado [mm/s]; M — massa del rotore [kg]; n — velocità di esercizio [rpm]. La costante 9549 = 1000 × 60/2π converte le unità. Per l’equilibratura a due piani il risultato viene suddiviso tra i piani — solitamente 50/50 per rotori simmetrici.
-
Scegli il grado
Dalla tabella applicativa ISO 21940-11 sopra — ad es. la girante di un ventilatore industriale → G 6.3.
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Inserisci massa e velocità di esercizio
Rotore ventilatore M = 80 kg, n = 3.000 rpm: U_per = 9549 × 6,3 × 80 / 3000 = ≈ 1.604 g·mm totali.
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Suddiviso tra i piani di correzione
Rotore simmetrico, due piani → ≈ 802 g·mm per piano. (Lo stesso rotore equilibrato al grado agricolo G 16 consentirebbe ≈ 2.037 g·mm per piano — i gradi scalano linearmente.)
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Traduci in grammi al tuo raggio
Raggio di correzione 250 mm → il punto pesante residuo deve essere sotto 802 / 250 ≈ 3,2 g per piano. Questo è il numero da confrontare con quello che lo strumento riporta dopo la corsa di prova.
Non serve farlo a mano vicino alla macchina: lo stesso calcolatore è integrato nel software Balanset — inserisci massa, velocità e grado, e la tolleranza appare accanto allo squilibrio residuo misurato nella finestra dei risultati. Una versione online gratuita è qui: Calcolatore dello squilibrio residuo ISO 21940-11.
Lo strumento esegue questi calcoli per te
Balanset-1A misura due canali + fase, calcola le masse di correzione con il metodo dei coefficienti di influenza, verifica il risultato rispetto alle tolleranze ISO 21940-11 e stampa il report — per €1,975, aggiornamenti software gratuiti a vita. La teoria in questa pagina è esattamente ciò che i suoi schermi implementano.
9. Frequenza Naturale e Risonanza — la Trappola che Ogni Tecnico di Equilibratura Incontra
Ogni struttura — rotore, supporti, telaio, fondazione — ha frequenze naturali: la frequenza con cui “vuole” oscillare dopo un colpo, determinata dalla sua rigidità e massa (per il modello più semplice, f_n = (1/2π)·√(k/m)). Quando la velocità del rotore si avvicina a una frequenza naturale, la forza di squilibrio, che arriva una volta per rotazione, si sincronizza con l’oscillazione propria della struttura, e ogni spinta si somma alla precedente. Questo è risonanza: l’ampiezza si moltiplica (limitata solo dallo smorzamento), la fase oscilla in modo selvaggio, e l’aritmetica lineare su cui si basa l’equilibratura crolla.
Come la risonanza si tradisce durante l’equilibratura:
- una piccola variazione di rpm (50–100 rpm) cambia la vibrazione di più volte;
- la lettura di fase si rifiuta di stabilizzarsi, o salta quando la velocità deriva di pochi rpm;
- dopo aver installato il peso calcolato, la vibrazione cresce — e la corsa successiva richiede sempre più massa;
- la vibrazione è maggiore lontano dal rotore (una scaletta, un riparo, una cabina) piuttosto che sui cuscinetti — è un elemento strutturale in risonanza, non il rotore.
Come trovare la frequenza naturale con lo strumento: il grafico RunDown
Il metodo sul campo più rapido non richiede attrezzature aggiuntive: porta la macchina alla velocità di lavoro, interrompi l’alimentazione e lascia che lo strumento registri ampiezza e fase in continuo mentre il rotore decelera lungo tutto il campo di velocità. Il software Balanset traccia entrambi in funzione degli rpm (il grafico RunDown). Leggerlo richiede un solo sguardo:
- ciascuno picco di ampiezza in discesa segna una frequenza naturale attraversata dal rotore;
- alla stessa velocità il la traccia di fase fa una brusca variazione (~180° di oscillazione attraverso la risonanza) — la conferma classica che si tratta di una vera risonanza, non di un effetto di carico;
- il valli tranquille tra i picchi sono le tue velocità di equilibratura sicure.
Cosa fare con questa conoscenza:
- Equilibra al di fuori delle zone di risonanza — di solito chiaramente sotto il primo picco o in una valle tra i picchi. Prassi per le trinciatrici: pre-equilibrare a 600–900 rpm, poi verificare alla velocità di lavoro;
- Mantieni ogni serie di misure alla stessa velocità (±100 rpm) — vicino a una risonanza anche 2–3 rpm di deriva spostano ampiezza e fase in modo evidente;
- Per banchi di prova e allestimenti fai-da-te, progetta la geometria deliberatamente: un supporto morbido (sotto-risonanza) vuole la sua frequenza naturale 2–3× sotto la velocità di equilibratura — supporti a molla che oscillano visibilmente a mano raggiungono esattamente questo;
- Se la velocità di lavoro stessa si trova su una risonanza, l’equilibratura è un palliativo — la vera soluzione è modificare rigidità o massa (irrigidire il telaio, supporti diversi) per allontanare la frequenza naturale.
10. Conversione da mm/s a dB (Livello di Velocità di Vibrazione)
I dati di vibrazione a volte arrivano in decibel — vecchie norme dell’Europa dell’Est, alcuni analizzatori e report di vibrazione degli edifici usano la scala logaritmica. La conversione è una definizione, non una misura:
v — velocità RMS misurata; v₀ — velocità di riferimento. 5·10⁻⁸ m/s è il riferimento usato nella pratica della diagnostica delle vibrazioni (tradizione GOST/vecchia ISO); anche ISO 1683 indica 10⁻⁹ m/s per alcuni usi acustici — indica sempre il riferimento quando citi i dB.
Conversioni utili al riferimento comune v₀ = 5·10⁻⁸ m/s:
| Velocità RMS | Livello | Dove lo incontri |
|---|---|---|
| 0,5 mm/s | 80 dB | Macchina piccola eccellente |
| 1,0 mm/s | 86 dB | Zona A, buone condizioni |
| 2,8 mm/s | 95 dB | Regione di confine zona A/B → B/C |
| 4,5 mm/s | 99 dB | Confine zona C/D (macchine medie) |
| 7,1 mm/s | 103 dB | Confine zona C/D supporto flessibile |
| 10 mm/s | 106 dB | Grave — zona di danno |
Due regole pratiche rendono la scala intuitiva: +6 dB = il doppio della velocità, +20 dB = dieci volte la velocità. Quindi una macchina passata da 99 dB a 86 dB dopo l’equilibratura ha ridotto la sua vibrazione di ~4,5× — la scala logaritmica comprime grandi miglioramenti in numeri apparentemente modesti, ed è esattamente per questo che i report di servizio per i clienti sono più chiari in mm/s.
11. Domande Frequenti
Cos’è lo squilibrio del rotore in parole semplici?
Lo squilibrio significa che il centro di massa del rotore non si trova esattamente sul suo asse di rotazione — una massa in eccesso si trova su un lato. Da fermo è invisibile; in rotazione la massa spostata tira l’albero verso l’esterno una volta per rotazione, creando una forza centrifuga rotante che scuote la macchina esattamente alla frequenza di rotazione (la componente 1×). Si misura come massa × raggio (g·mm) e si corregge aggiungendo o rimuovendo pesi.
Qual è la formula della forza centrifuga dovuta allo squilibrio?
F = m·r·ω² = U·ω², dove U = m·r è lo squilibrio e ω = 2πn/60 la velocità angolare. La forza cresce con il quadrato dei giri: 100 g·mm producono ~1 kg di forza rotante a 3.000 rpm ma ~16 kg a 12.000 rpm. Questa legge quadratica è il motivo per cui le tolleranze di equilibratura si restringono all’aumentare della velocità.
Qual è la differenza tra bilanciamento statico e dinamico?
Lo squilibrio statico è un unico punto pesante efficace: il rotore fermo, su supporti liberi, ruota fino a portare il lato pesante in basso, e un peso in un solo piano lo corregge. Lo squilibrio dinamico (di coppia) consiste in punti pesanti alle estremità opposte, sfasati di 180°: il rotore è equilibrato da fermo ma oscilla in rotazione, e può essere rilevato solo durante la rotazione e corretto con pesi in due piani. I rotori reali combinano entrambi, motivo per cui i rotori lunghi vengono equilibrati in due piani con un unico calcolo.
Come influisce lo squilibrio sulla vita utile dei cuscinetti?
La forza centrifuga si aggiunge al carico dinamico P del cuscinetto, e la vita dei cuscinetti a rotolamento segue L₁₀ = (C/P)³ per i cuscinetti a sfera — il carico entra al cubo. Approssimativamente: +10% di carico ≈ −25% di vita, +26% ≈ −50%, il raddoppio del carico lascia ~12% della vita. Oltre ai cuscinetti, la stessa forza rotante allenta i fissaggi, propaga le cricche e usura i giunti.
Cos’è la velocità di vibrazione RMS e come si misura?
La velocità di vibrazione RMS (valore quadratico medio) è la media energetica del segnale di velocità in mm/s — la grandezza standard secondo ISO 10816/20816. Per una sinusoide pura equivale a 0,707 del picco. Si misura con un accelerometro sul supporto del cuscinetto (direzione radiale), integrando il segnale in velocità nella banda 10–1.000 Hz e mediandolo su molte rotazioni; gli strumenti a due canali leggono entrambi i cuscinetti simultaneamente e separano anche la componente 1×, quella che l’equilibratura può eliminare.
Quali sono le norme di vibrazione ISO 10816 per le pompe?
Per le pompe da 15–300 kW (ISO 10816-3 Gruppo 2), i confini delle zone sono 1,4 / 2,8 / 4,5 mm/s RMS su supporti rigidi e 2,3 / 4,5 / 7,1 mm/s su supporti flessibili — zona A fino al primo valore, zona B fino al secondo (accettabile a lungo termine), zona C fino al terzo (correggere presto), zona D oltre (rischio di danni). Le macchine più grandi hanno limiti proporzionalmente più alti; il limite dichiarato dal produttore prevale sulla tabella generica.
Cosa significano i gradi di qualità di equilibratura G in ISO 1940?
Un grado G (in mm/s) è uguale allo squilibrio specifico ammissibile moltiplicato per la velocità angolare: G = e_per·ω. Assegnazioni comuni: G 40 — ruote di automobili; G 16 — alberi cardanici e rotori agricoli; G 6,3 — ventilatori, pompe, motori generici e tamburi (il valore predefinito industriale); G 2,5 — turbine e macchine utensili; G 1–G 0,4 — mandrini di precisione. Poiché ω entra nella definizione, lo stesso grado consente meno g·mm all’aumentare della velocità.
Come calcolo lo squilibrio residuo ammissibile secondo ISO 1940?
U_per = 9549 · G · M / n, dove G è il grado in mm/s, M la massa del rotore in kg e n la velocità in rpm — il risultato è in g·mm, suddiviso tra i due piani di correzione (di solito 50/50). Esempio: ventilatore da 80 kg a 3.000 rpm, G 6,3 → 9549×6,3×80/3000 ≈ 1.604 g·mm totali ≈ 802 g·mm per piano; a un raggio di correzione di 250 mm sono circa 3,2 g. Strumento online: il calcolatore ISO 21940-11 su vibromera.eu.
Come trovo la frequenza naturale ed evito la risonanza durante l’equilibratura?
Registra un grafico di arresto per inerzia (RunDown): porta la macchina a regime, interrompi l’alimentazione e registra ampiezza e fase in funzione del calo di RPM. Ogni picco di ampiezza accompagnato da una brusca variazione di fase indica una frequenza naturale; le valli tra i picchi sono velocità di equilibratura sicure. Segnali che indicano una risonanza: una variazione di 50–100 rpm altera la vibrazione di più volte, la fase non si stabilizza e i pesi calcolati peggiorano la situazione. Equilibra al di fuori delle zone, oppure modifica la rigidità della struttura per allontanare la risonanza.
Come converto mm/s in dB per la vibrazione?
L_v = 20·log₁₀(v/v₀) con il valore di riferimento v₀ = 5·10⁻⁸ m/s usato nella pratica della diagnostica delle vibrazioni: 1 mm/s ≈ 86 dB, 4,5 mm/s ≈ 99 dB, 10 mm/s ≈ 106 dB. Ricorda che +6 dB significa il doppio della velocità e +20 dB significa dieci volte; e indica sempre il valore di riferimento, poiché alcune norme acustiche usano invece 10⁻⁹ m/s.
