- \n
- L'obbligo di garantire un determinato squilibrio residuo<\/a>, che non deve superare 0,1 g*mm\/kg (\u00b5m).<\/li>\n
- L'obbligo di inserire la macchina equilibratrice nel Registro degli strumenti di misura.<\/li>\n<\/ul>\n
Analizziamo la ragionevolezza e la fattibilit\u00e0 dell'implementazione di questi requisiti dal punto di vista di un consumatore reale.<\/p>\n
1. Analisi dei requisiti di precisione della macchina<\/h2>\n
Verificheremo la validit\u00e0 dei requisiti di precisione del cliente utilizzando una specifica tecnica per una macchina equilibratrice progettata per bilanciare rotori di motori elettrici, unit\u00e0 turbo e compressori di peso compreso tra 10 e 1500 kg. La specifica stabilisce una tolleranza per lo squilibrio specifico residuo che, secondo il cliente, non deve superare 0,1 g*mm\/kg.<\/p>\n
Per verificare tale requisito, si rimanda alla tabella 1 di Norma ISO 1940-1<\/a> \u00abVibrazioni meccaniche \u2013 Requisiti di qualit\u00e0 dell'equilibratura dei rotori\u00bb. Sulla base delle raccomandazioni contenute nella presente tabella, si presume che la precisione di equilibratura del rotori<\/a> dei motori elettrici, delle unit\u00e0 turbo e dei compressori, che la macchina ordinata deve garantire, devono soddisfare i requisiti di qualit\u00e0 G2.5 grado<\/a>. Supponendo che la frequenza di rotazione prevista per il rotore bilanciato sia, ad esempio, 200 Hz (il che copre con ampio margine le frequenze di rotazione della maggior parte delle macchine conosciute), possiamo facilmente calcolare lo squilibrio specifico residuo ammissibile per l\u2019equilibratura statica (su un unico piano) utilizzando la formula 5 della norma: eper = 2500 \/ (6,28 * 200) = 1,99 g*mm\/kg.<\/p>\n
Considerando le raccomandazioni della stessa norma ISO 1940-1 (oggi sostituita da ISO 21940-11<\/a>), come previsto nella sezione 7, il valore ammissibile fissato per un rotore asimmetrico a due supporti durante l'equilibratura dinamica dovrebbe essere almeno pari a 0,3 * eper, che nel nostro caso sarebbe 0,6 g*mm\/kg, e non 0,1 g*mm\/kg come richiesto nella specifica tecnica iniziale. Questa suddivisione del valore ammissibile tolleranza di bilanciamento<\/a> tra i due piani di correzione pu\u00f2 essere verificata con il nostro Calcolatore dello squilibrio residuo (ISO 21940-11)<\/a>.<\/p>\n
In altre parole, come dimostra la nostra analisi, i requisiti di precisione della macchina equilibratrice contenuti in questa Specifica Tecnica (e in molti altri documenti simili) sono chiaramente eccessivi. L'attuazione pratica di questi requisiti eccessivi comporta per il costruttore la risoluzione di gravi problemi progettuali e tecnologici, tipicamente derivanti dalla produzione di macchine di precisione eccezionalmente elevata, che indubbiamente incidono sul costo e sui tempi di produzione delle macchine. Inoltre, questi requisiti non sono sempre tecnicamente realizzabili.<\/p>\n
È inoltre importante notare che il funzionamento efficace di macchine così ad alta precisione può richiedere al potenziale cliente di soddisfare diverse condizioni aggiuntive, come la necessità di ambienti termo-costanti e puliti, fondazioni isolanti dalle vibrazioni, ecc., i cui costi di realizzazione possono persino superare i costi associati all'acquisto della macchina. In risposta alla possibile obiezione del rappresentante del cliente (autore del suddetto Capitolato Tecnico) secondo cui il rispetto di tale requisito consente di ottenere sulla macchina uno squilibrio residuo significativamente inferiore, effettivamente corrispondente alla classe G0.4, si può raccomandare di familiarizzare con le raccomandazioni del GOST 22061-76 \u201cMachines and technological equipment. System of balancing quality grades. Basic provisions\u201d (una norma nazionale il cui moderno equivalente internazionale è ISO 21940-11, già ISO 1940-1), in vigore prima dell'introduzione della ISO 1940-1.<\/p>\n
La sezione 3 di questo standard, preparato dai migliori specialisti nel campo del bilanciamento dell'Unione Sovietica, afferma ragionevolmente quanto segue:<\/p>\n
- \n
- I rotori dei prodotti classificati nel 1° grado di qualità di equilibratura (classe G0.4 secondo ISO 1940-1) devono essere equilibrati nei propri cuscinetti all'interno del proprio alloggiamento in tutte le condizioni operative usando il proprio azionamento.<\/li>\n
- I rotori dei prodotti classificati con il 2\u00b0 grado di qualit\u00e0 di equilibratura (grado G1.0) devono essere equilibrati nei propri cuscinetti o nel proprio alloggiamento, con un azionamento speciale se non \u00e8 disponibile un azionamento proprio.<\/li>\n
- I rotori dei prodotti classificati con i gradi di qualit\u00e0 di equilibratura dal 3\u00b0 all'11\u00b0 (gradi da G2.5 a G4000) possono essere equilibrati come parti o unit\u00e0 di assemblaggio.<\/li>\n<\/ol>\n
L'essenza di queste raccomandazioni \u00e8 che cercare di ottenere i gradi di qualit\u00e0 di equilibratura G0,4 e G1,0 sulla macchina equilibratrice \u00e8 spesso tecnicamente ed economicamente insensato. Dopo l'installazione dei rotori nella macchina, la precisione raggiunta viene persa e per ripristinarla \u00e8 necessario un ulteriore ribilanciamento del gruppo rotore (nei propri cuscinetti e con il proprio azionamento), eseguito con un'apparecchiatura portatile di equilibratura a vibrazione.<\/p>\n
Come esempio illustrativo di questa tesi, possiamo considerare l'equilibratura di una mola destinata all'uso su una rettificatrice cilindrica di alta precisione (classe di accuratezza “C”). Secondo i requisiti della già menzionata Tabella 1 della ISO 1940-1, la qualità di equilibratura della mola dovrebbe soddisfare almeno la classe G0.4. Considerando che la frequenza di rotazione prevista della mola durante il funzionamento sarà di 6000 rpm (100 Hz), utilizzando la nota formula 7 della ISO 1940-1 determiniamo lo squilibrio specifico residuo ammissibile eper, che sarà pari a 0.64 g*mm\/kg.<\/p>\n
In altre parole, dopo l\u2019equilibratura sulla macchina equilibratrice e il rispetto di questa tolleranza, lo spostamento del centro di massa della mola rispetto all\u2019asse tecnologico (asse del mandrino della macchina equilibratrice) non dovrebbe superare 0,64 \u00b5m. Poich\u00e9 il runout radiale ammesso del mandrino di una rettificatrice di classe \u201cC\u201d secondo la norma nazionale GOST 11654-90 \u00e8 2 \u00b5m, dopo il montaggio della nostra mola su di essa (riferendo nuovamente la mola dall\u2019asse tecnologico all\u2019asse di lavoro), lo squilibrio specifico residuo pu\u00f2 aumentare sensibilmente e superare di almeno tre volte la tolleranza raccomandata dalla ISO 1940-1. In questi e altri casi simili, come gi\u00e0 osservato, \u00e8 necessaria un\u2019equilibratura aggiuntiva per compensare gli errori che si generano durante la fase di assemblaggio.<\/p>\n
Quanto sopra ci permette di affermare che, nella stragrande maggioranza dei casi, il requisito di precisione per le macchine di equilibratura medie e pesanti pu\u00f2 essere limitato a un livello di squilibrio specifico residuo di 0,5 g*mm\/kg o addirittura 1,0 g*mm\/kg. L'applicazione pratica di questa raccomandazione consente al costruttore di ridurre significativamente la complessit\u00e0 e il costo di produzione della macchina, mentre il cliente (a condizione che venga implementato un processo tecnologico razionale) pu\u00f2 ottenere la precisione di equilibratura richiesta. La principale eccezione a questa regola pu\u00f2 essere rappresentata dalle piccole macchine di equilibratura specializzate utilizzate, ad esempio, per l'equilibratura di rotori di giroscopi, turbocompressori automobilistici, ecc. Le caratteristiche progettuali di queste macchine consentono di raggiungere un livello di squilibrio specifico residuo di 0,1 g*mm\/kg o inferiore, il che \u00e8 tecnicamente giustificato ed economicamente fattibile.<\/p>\n
![\"Misura](\"https:\/\/vibromera.eu\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/5969837695301697400_120.webp\")
<\/p>\n2. Sulla necessit\u00e0 di includere le macchine equilibratrici nel registro degli strumenti di misura<\/h2>\n
Negli ultimi anni, nel nostro Paese \u00e8 stata fatta una scoperta sorprendente che potrebbe confondere gli specialisti \"defunti in pace\" dell'ENIMS**, che hanno sviluppato il classificatore delle macchine per il taglio dei metalli. Con la \"mano leggera\" di qualcuno, sul mercato delle macchine \u00e8 apparso un tipo di apparecchiatura completamente nuovo: le \"macchine equilibratrici per la misurazione delle vibrazioni\", che devono essere dotate di un certificato dello standard statale russo (GOST) e della relativa marcatura.*)<\/p>\n
E tutto andrebbe bene, ma improvvisamente si scopre che i clienti \"avanzati\" hanno iniziato a inserire nelle loro specifiche tecniche un requisito obbligatorio per l'inclusione delle macchine equilibratrici nel Registro degli strumenti di misura. Cerchiamo di capire quanto questo requisito sia giustificato dal punto di vista legale e tecnico, oltre che dalla sua fattibilit\u00e0 economica.<\/p>\n
Per cominciare, \u00e8 utile capire in che modo questo requisito si collega alle raccomandazioni dei documenti normativi esistenti. Iniziamo con la ISO 8-82 \"Macchine per il taglio dei metalli. Requisiti generali per le prove di precisione\". Questa norma stabilisce i concetti e i principi di base della classificazione delle macchine in base alla precisione, i requisiti generali per le prove di precisione e i requisiti generali per i metodi di verifica della precisione. \u00c8 importante notare che i riferimenti alle procedure per la valutazione delle caratteristiche qualitative delle macchine in questa norma utilizzano solo il termine \"verifica\" e non viene menzionata la necessit\u00e0 di includere le macchine nel Registro degli strumenti di misura e, di conseguenza, la necessit\u00e0 della loro \"taratura\".<\/p>\n
Il documento successivo a cui prestare attenzione è la ISO 21940-21 (già ISO 2953) “Vibrazione meccanica \u2013 Equilibratura dei rotori \u2013 Parte 21: Descrizione e valutazione delle macchine equilibratrici.” Questa norma, che stabilisce requisiti specifici per le caratteristiche tecniche delle macchine equilibratrici e per i loro metodi di “verifica”, non contiene neppure requisiti che prevedano la necessità di calibrare le macchine e di includerle nel Registro degli Strumenti di Misura. A questo proposito, va osservato che requisiti relativi alla calibrazione sono assenti anche nelle norme per altri tipi di macchine utensili, come le norme ISO per le rettificatrici e le macchine CNC, che possono anch'esse includere diversi sistemi di misura.<\/p>\n
Inoltre, requisiti simili non si trovano nella documentazione tecnica di tutti i modelli noti di macchine equilibratrici straniere, il che, a nostro avviso, costituisce un precedente importante. Sulla base delle argomentazioni sopra esposte, si possono trarre le seguenti conclusioni:<\/p>\n
- \n
- I documenti normativi e tecnici esistenti sviluppati per le macchine utensili e, in particolare, per le macchine equilibratrici, non includono i requisiti per la loro inclusione nel Registro degli Strumenti di Misura e, di conseguenza, la necessit\u00e0 della loro calibrazione. Di conseguenza, l'inclusione di tali requisiti nelle Specifiche Tecniche durante le procedure di appalto competitivo \"de facto\" aumenta significativamente i costi di produzione delle macchine e le spese per il loro successivo funzionamento e, come ci sembra, \"de jure\" viola i diritti dei produttori di macchine in buona fede che seguono la lettera e lo spirito dei documenti normativi esistenti.<\/li>\n
- Le prove di routine del sistema di misura possono e devono essere eseguite come parte della macchina equilibratrice in conformità ai requisiti e alle raccomandazioni della ISO 21940-21 (già ISO 2953), che prevedono l'uso di un rotore di riferimento, di un set di pesi di prova e di bilance calibrate durante i controlli. Tali prove devono necessariamente includere i seguenti tipi di verifica:\n
- \n
- Verifica dello sbilanciamento residuo minimamente ottenibile (Umar);<\/li>\n
- Controllo del coefficiente di riduzione dello squilibrio (URR);<\/li>\n
- Verifica del funzionamento del circuito di bilanciamento condizionale (con procedura di rotazione del rotore di 180\u00b0).<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ol>\n
\u00c8 importante notare che questi controlli vengono eseguiti senza smontare il sistema di misura dalla macchina e non richiedono l'uso di un supporto di vibrazione di calibrazione, il che elimina la necessit\u00e0 di coinvolgere specialisti di organizzazioni esterne e riduce significativamente l'intensit\u00e0 di lavoro e il costo del lavoro. Oltre ai controlli principali sopra menzionati, se necessario, \u00e8 possibile verificare direttamente sulla macchina (utilizzando il rotore di riferimento sopra menzionato, un set di pesi di prova e bilance calibrate) altri parametri importanti del sistema di misura, tra cui:<\/p>\n
- \n
- Ripetibilit\u00e0 delle letture dei segnali di vibrazione in ampiezza e fase da una misurazione all'altra;<\/li>\n
- Linearit\u00e0 delle letture del sistema di misura in base all'ampiezza del segnale di vibrazione;<\/li>\n
- Capacit\u00e0 di risoluzione del sistema di misura (livello minimo di squilibrio costantemente registrato dal sistema di misura), ecc.<\/li>\n<\/ul>\n
Conclusione<\/h2>\n
L'autore spera che sia i clienti che i produttori di macchine equilibratrici comprendano le argomentazioni e le raccomandazioni esposte in questo lavoro, il cui obiettivo principale \u00e8 quello di ridurre al minimo i costi di produzione per entrambe le parti, garantendo al contempo una qualit\u00e0 adeguata delle operazioni di equilibratura.<\/p>\n
*Nota:<\/em> Se questa tendenza dovesse continuare a svilupparsi, non \u00e8 escluso che presto si parli della creazione di rettificatrici per la misurazione delle vibrazioni, presse per la misurazione delle vibrazioni e persino laminatoi per la misurazione delle vibrazioni. Dopotutto, condividono con le macchine equilibratrici la possibilit\u00e0 di utilizzare apparecchiature specializzate per la misurazione delle vibrazioni.<\/p>\n
ENIMS \u00e8 l'acronimo di \"Istituto sperimentale di ricerca sulle macchine utensili per il taglio dei metalli\" (\u042d\u043a\u0441\u043f\u0435\u0440\u0438\u043c\u0435\u043d\u0442\u0430\u043b\u044c\u043d\u043e-\u0438\u0441\u0441\u043b\u0435\u0434\u043e\u0432\u0430\u0442\u0435\u043b\u044c\u0441\u043a\u0438\u0439 \u0438\u043d\u0441\u0442\u0438\u0442\u0443\u0442 \u043c\u0435\u0442\u0430\u043b\u043b\u043e\u0440\u0435\u0436\u0443\u0449\u0438\u0445 \u0441\u0442\u0430\u043d\u043a\u043e\u0432). Si trattava di un istituto di ricerca dell'Unione Sovietica dedicato allo sviluppo e al miglioramento di vari tipi di macchine e attrezzature per il taglio dei metalli. L'istituto ha svolto un ruolo significativo nel progresso dell'industria meccanica e nella standardizzazione delle attrezzature per la lavorazione dei metalli, sviluppando documenti normativi e standard, come i classificatori per le macchine utensili e i metodi per la loro verifica di precisione.<\/p>\n
V.D. Feldman, capo specialista della LLC \"Kinematics\", 2024<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Two Remarks on the Reasonableness of Customer Requirements for Balancing Machine Manufacturers Introduction Over the past one and a half years, our company has received more than 30 inquiries regarding the purchase of various types of balancing machines. An analysis of the Technical Specifications attached to these inquiries reveals that […]<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":4081,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ai_generated_summary":"","footnotes":""},"categories":[54],"tags":[],"class_list":["post-4285","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-content"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/vibromera.eu\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4285","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/vibromera.eu\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/vibromera.eu\/it\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/vibromera.eu\/it\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/vibromera.eu\/it\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=4285"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/vibromera.eu\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4285\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":102215,"href":"https:\/\/vibromera.eu\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4285\/revisions\/102215"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/vibromera.eu\/it\/wp-json\/wp\/v2\/media\/4081"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/vibromera.eu\/it\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=4285"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/vibromera.eu\/it\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=4285"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/vibromera.eu\/it\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=4285"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
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