Tipi di disallineamento del motore

Un corretto allineamento tra il motore e l'attrezzatura condotta è fondamentale nelle applicazioni di macchinari industriali. Un disallineamento, anche di una frazione di millimetro, può causare problemi come vibrazioni eccessive, guasti prematuri dei cuscinetti e riduzione dell'efficienza, con conseguenti tempi di fermo non pianificati e riparazioni costose. Con l'avanzare della tecnologia, le tecniche di allineamento si sono evolute da metodi semplici che utilizzano strumenti di base a sofisticati sistemi basati su laser che forniscono una precisione senza pari.

In questo post del blog, esamineremo in dettaglio i tre principali tipi di disallineamento del motore: disallineamento angolare, parallelo e combinato. Esploreremo quindi le tecniche di allineamento più comuni impiegate nel settore, dal semplice metodo del righello e dello spessimetro ai sistemi di allineamento laser avanzati, discutendo i vantaggi e i limiti di ciascun approccio.

Tipi di disallineamento del motore

Il disallineamento tra l'albero motore e l'apparecchiatura condotta può causare una serie di problemi, tra cui vibrazioni eccessive, guasti prematuri dei cuscinetti, perdite delle guarnizioni e danni al giunto.

Esistono tre tipi principali di disallineamento che possono verificarsi:

Disallineamento angolare

Nel disallineamento angolare, le linee centrali del motore e degli alberi condotti si intersecano, ma non sono parallele. Immagina due linee che si incrociano ad angolo.

Questo angolo di incrocio tra gli alberi provoca un momento flettente nell'accoppiamento durante ogni rotazione. L'accoppiamento si flette costantemente avanti e indietro mentre cerca di adattarsi al disallineamento.

Il disallineamento angolare è solitamente causato da macchine che non si trovano sullo stesso piano orizzontale a causa di spessori non corretti o di fondamenta non livellate. Immagina una macchina che si trova leggermente più in alto dell'altra.

Lo stress da flessione ripetuta può portare a guasti prematuri dell'accoppiamento. Trasmette inoltre forze cicliche dannose al motore e ai cuscinetti e alle guarnizioni dell'attrezzatura.

Disallineamento parallelo (offset)

Con il disallineamento parallelo, noto anche come disallineamento offset, le linee centrali del motore e dell'albero condotto sono parallele ma sono sfalsate l'una dall'altra. Immagina due linee che sono sullo stesso piano ma non si intersecano.

Questo offset tra gli alberi fa sì che il giunto si allunghi e si comprima costantemente mentre ruota, come una fisarmonica. Il giunto cerca sempre di compensare lo spazio tra gli alberi.

Il disallineamento parallelo spesso deriva dallo spostamento orizzontale del motore e dell'attrezzatura condotta l'uno rispetto all'altro. Ciò potrebbe essere dovuto a un posizionamento non corretto durante l'installazione o a una fondazione mobile.

Il continuo allungamento e compressione dell'accoppiamento dovuto al disallineamento parallelo accelera l'usura. Inoltre, pone carichi alternati di trazione e compressione sugli alberi, sui cuscinetti e sulle guarnizioni a ogni rotazione.

Disallineamento combinato

Nel mondo reale, la maggior parte dei disallineamenti dell'albero è una combinazione di disallineamenti sia angolari che paralleli. L'albero motore è ad angolo rispetto alla linea centrale dell'albero condotto e c'è anche un offset tra di loro.

Il disallineamento combinato incorpora gli effetti dannosi del disallineamento angolare e parallelo. L'accoppiamento sopporta contemporaneamente sia la distorsione angolare che lo spostamento assiale mentre ruota.

Come per i singoli tipi di disallineamento, il disallineamento combinato può derivare da un'installazione imprecisa, da fondamenta degradate o da spessoramenti impropri. Sottopone l'intero sistema meccanico a stress ciclici dannosi.

Tecniche per l'allineamento del motore

Metodo del bordo dritto e dello spessimetro

Uno dei più basilari allineamento motore metodi utilizza strumenti semplici: un righello e un set di spessimetri. Il righello, in genere un righello di metallo rettificato di precisione, viene posizionato attraverso l'accoppiamento che collega il motore all'apparecchiatura condotta. Gli spessimetri, che sono sottili lame di metallo di spessori precisi, vengono quindi utilizzati per misurare eventuali spazi tra le facce dell'accoppiamento e il righello.

Prendendo misure in alto, in basso e sui lati dell'accoppiamento sia sul lato motore che sul lato apparecchiatura, è possibile determinare l'offset e il disallineamento angolare. Vengono quindi aggiunti o rimossi spessori sotto i piedi del motore o dell'apparecchiatura per allineare le metà dell'accoppiamento in base alle specifiche dell'apparecchiatura. Il metodo del righello e dello spessimetro può essere efficace per alcune applicazioni, ma la sua accuratezza è limitata, in particolare per le apparecchiature che richiedono un allineamento di precisione.

Metodo del quadrante

Un passo avanti nella precisione rispetto ai calibri a righe e a spessimetri è il metodo di allineamento dell'indicatore a quadrante. Gli indicatori a quadrante sono strumenti di misura con uno stantuffo che sposta una faccia del quadrante per mostrare lo spostamento, in genere con incrementi di 0,001 pollici o più piccoli.

Per effettuare l'allineamento, una coppia di indicatori a quadrante sono montati su staffe fissate a una metà del giunto. Gli stantuffi sono posizionati in modo da entrare in contatto con la faccia e il bordo dell'altra metà del giunto. Quando gli alberi vengono ruotati insieme, gli indicatori a quadrante mostrano la quantità di offset o disallineamento angolare in varie posizioni che possono essere registrate su una scheda dati di allineamento.

Si effettuano spessori e regolazioni sul motore o sull'attrezzatura finché gli indicatori a quadrante non mostrano che l'accoppiamento è allineato entro la tolleranza per tutta una rotazione completa. Sebbene richieda più tempo del metodo del bordo dritto, l'allineamento dell'indicatore a quadrante fornisce una maggiore precisione adatta a molte applicazioni industriali. Tuttavia, lunghe distanze tra il motore e l'attrezzatura possono ridurre la precisione.

Sistemi di allineamento laser

Per la massima precisione, i sistemi di allineamento laser sono la tecnica preferita. Questi sistemi utilizzano trasmettitori e ricevitori laser montati sugli alberi motore e delle apparecchiature. Il trasmettitore laser emette un piano o una linea di luce laser che viene captata dal ricevitore.

Un software speciale analizza le letture laser durante una rotazione completa dell'albero per calcolare l'angolarità verticale e orizzontale e il disallineamento dell'offset. Fornisce quindi una lettura visiva che mostra esattamente quanto e dove sono necessari spessori o regolazioni per allineare con precisione gli alberi.

Lo svantaggio principale dell'allineamento laser è il costo iniziale più elevato dell'attrezzatura. Tuttavia, per applicazioni di precisione in cui l'allineamento è fondamentale, l'investimento può ripagare con una maggiore durata dell'attrezzatura, vibrazioni ridotte e risparmi sulla manutenzione nel tempo. Molti sistemi laser offrono anche capacità aggiuntive come misurazioni geometriche di fori di turbine e guide di macchine utensili.