Eccentricità, flessione e frusta dell'albero

Che cosa è la eccentricità dell'albero?

Il runout dell'albero si riferisce alla deviazione di un albero rotante dalla sua linea centrale ideale. Ciò può verificarsi sia in direzione radiale che assiale. Il runout radiale è la deviazione perpendicolare all'asse dell'albero, mentre il runout assiale è la deviazione lungo l'asse dell'albero. Un runout eccessivo può causare vibrazioni, riduzione della durata dei cuscinetti e altri problemi.

Come misurare la eccentricità dell'albero

1. Fissare l'albero su un tornio o su un dispositivo idoneo.
2. Installare un comparatore a quadrante con lo stantuffo perpendicolare alla superficie dell'albero per la scentratura radiale o parallelo all'asse dell'albero per la scentratura assiale.
3. Ruotare lentamente l'albero, annotando i valori massimo e minimo indicati sull'indicatore a quadrante.
4. Calcolare l'eccentricità totale sottraendo la lettura minima da quella massima.
5. Confrontare la scentratura totale con i limiti accettabili per la propria applicazione.

Come riparare la eccentricità dell'albero

1. Identificare il punto più alto sull'albero utilizzando un comparatore a quadrante.
2. Montare l'albero su un tornio o su una rettificatrice.
3. Rimuovere con attenzione il materiale dal punto più alto mediante operazioni di tornitura o rettifica.
4. Controllare nuovamente la convergenza con un comparatore a quadrante e ripetere il procedimento se necessario.
5. Se necessario, per applicazioni ad alta velocità, bilanciare l'albero.

Runout elettrico vs meccanico

Il runout elettrico è la variazione del segnale elettrico generato da un sensore montato sull'albero a causa del runout dell'albero. Ciò può portare a letture imprecise e problemi di controllo.

Il runout meccanico si riferisce alla deviazione fisica dell'albero dalla sua linea centrale ideale. Entrambi i tipi di runout possono essere problematici e dovrebbero essere ridotti al minimo per prestazioni ottimali.

Che cosa è la flessione dell'albero

La flessione dell'albero è la flessione o lo spostamento di un albero sotto carichi applicati. Può essere causata dal peso dell'albero, da forze esterne o momenti. La quantità di flessione dipende da fattori quali il materiale dell'albero, la sezione trasversale, la lunghezza e le condizioni di supporto. Una flessione eccessiva può portare a disallineamenti, maggiore usura e persino a guasti strutturali.

Come misurare la flessione dell'albero

1. Posizionare l'albero nella posizione di funzionamento, compresi eventuali supporti o cuscinetti.
2. Applicare i carichi previsti all'albero, simulando condizioni reali.
3. Misurare la flessione dell'albero utilizzando comparatori a quadrante, sensori laser o altri metodi idonei.
4. Registrare la flessione in più punti lungo l'albero per creare un profilo di flessione.
5. Confrontare la flessione misurata con i limiti consentiti per la propria applicazione.

Come riparare la flessione dell'albero

1. Identificare la causa della flessione eccessiva (ad esempio, albero sottodimensionato, supporti inadeguati).
2. Modificare la progettazione dell'albero aumentandone il diametro, cambiandone il materiale o ottimizzandone la sezione trasversale.
3. Migliorare i supporti dell'albero aggiungendo cuscinetti, riducendo le lunghezze delle campate o regolando il precarico.
4. Ricontrollare la flessione dell'albero sotto carichi applicati per verificare l'efficacia delle modifiche.
5. Quando si apportano modifiche alla progettazione, occorre tenere conto di fattori aggiuntivi, come la velocità critica e le vibrazioni.

Che cosa è la frusta ad albero?

La frusta dell'albero è un fenomeno di vibrazione che si verifica quando la velocità di rotazione di un albero rotante supera la sua prima velocità critica. A questo punto, la flessione dell'albero aumenta drasticamente, causando un movimento di frusta. Ciò può portare a vibrazioni eccessive, rumore e persino guasti catastrofici se non controllato.

Come misurare la frusta dell'albero

1. Installare sensori di vibrazione nei punti chiave lungo l'albero e sui componenti adiacenti.
2. Aumentare gradualmente la velocità di rotazione dell'albero monitorando i livelli di vibrazione.
3. Identificare la velocità critica alla quale si verifica la frustata dell'albero, indicata da un brusco aumento delle vibrazioni.
4. Registrare la frequenza, l'ampiezza e la fase delle vibrazioni per ulteriori analisi.
5. Confrontare i livelli di vibrazione misurati con i limiti accettabili per la propria applicazione.

Come riparare la frusta dell'albero

1. Identificare la causa principale della frustata dell'albero (ad esempio squilibrio, disallineamento, problemi ai cuscinetti).
2. Bilanciare l'albero per ridurre le forze di eccitazione delle vibrazioni.
3. Allineare l'albero e i suoi componenti per ridurre al minimo le vibrazioni indotte dal disallineamento.
4. Ispezionare e sostituire i cuscinetti, se necessario, per garantire un supporto e uno smorzamento adeguati.
5. Modificare la progettazione dell'albero per aumentarne la velocità critica, ad esempio cambiandone il diametro, il materiale o le condizioni di supporto.
6. Eseguire nuovamente il test dell'albero per verificare che il rumore sia stato eliminato o ridotto a livelli accettabili.

Domande frequenti

Quale è la tolleranza accettabile per la eccentricità dell'albero?

In genere, per applicazioni ad alta velocità o di precisione, il runout totale dovrebbe essere limitato a pochi micron (µm). Al contrario, per applicazioni a velocità inferiore o meno critiche, le tolleranze di runout potrebbero essere più flessibili, consentendo decine o addirittura centinaia di micron.