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  DISPENSE TECNICHE
 
  VENTILATORI
 
  LE VIBRAZIONI III
 
 
 
 
  1. Ammortizzazione delle molle
  2. Selezione degli isolanti per le vibrazioni
  3. Tipi di isolanti e costruzione
  4. Installazione
 
 
 
 
  1. Ammortizzazione delle molle
 
 
 

Per dotare di ammortizzazione le molle come veniva indicato alla fine della Scheda Tecnica Le Vibrazioni II, possiamo prendere in considerazione di nuovo la Fig. 19 di tale Scheda Tecnica.

Supponendo che gli isolanti siano con forme diverse e materiali distinti come acciaio, gomma, acciaio e spugna metallica, cavi avvolti, ecc. e che diamo un impulso al motore come quando si determinava la frequenza naturale o propria del sistema, l'elongazione del movimento in base al tempo cambierà come indica il grafico della Fig. 24.


Fig. 24

In questa osserveremo che l'ampiezza del movimento diminuisce, e il rapporto della diminuzione varia a seconda del tipo di molla e del materiale. Questa è l'ammortizzazione.

A seconda del livello di ammortizzazione la Fig. 22 della Scheda precedente considerata si trasforma nella Fig. 25, quando si sperimenta con il motore in moto.


Fig. 25

Da questa figura si vede che con l'ammortizzazione si ottengono dei valori inferiori di trasmissibilità vicino alla risonanza, anche se l'isolamento non è così efficace per valori di ascissa < 2.

In sintesi: Sarà positivo dotare di una certa ammortizzazione le molle per l'avviamento e l'arresto della macchina, ma non troppo grande da diminuire eccessivamente l'isolamento alla velocità nominale.

 
 
 
 
  2. Selezione degli isolanti per le vibrazioni
 
 
 

Il grafico della Fig. 23, Scheda II, permette di selezionare dei silent-block conoscendo la velocità di rotazione della macchina e il livello di isolamento richiesto. Determinata la deflessione statica e i silent-block adeguati da montare sulla macchina otterremo tale deflessione.

Nel caso dei ventilatori, l'isolamento richiesto è identificabile nella tabella D.

ISOLAMENTO RICHIESTO IN t%
Tipo ventilatore Impianti Impianti
Assiale < 7,5 kW
da 7,5 a 40 kW
> 40 kW
90 %
94 %
96 %
70 %
75 %
80 %
Centrifugo < 4 kW
da 4 a 20 kW
> 20 kW
90 %
96 %
98 %
40 %
80 %
90 %
Tabla D
Esempio: Supponiamo di voler isolare un ventilatore centrifugo da 11 KW a 600 giri/min, da installarsi in un luogo " impegnato", come ad esempio un condominio. Dalla tabella D necessitiamo un isolamento del 96%. Entrando con questo valore e la velocità, nell'abaco della fig. 23 vediamo che saranno necessari dei silent-block che si devono deformare di circa 30 mm per il peso del ventilatore.

Questo sistema di selezione si può utilizzare se la struttura che sostiene la macchina è rigida, come può accadere in un piano terra.

Tuttavia ogni giorno si montano sempre più macchine su strutture più leggere, come ad esempio un pavimento o soffitto sostenuti da travi con una luce sufficiente.

In questi casi bisogna considerare la frequenza naturale della struttura stessa che verrà messa in relazione con quella del silent-block. In queste condizioni la curva di trasmissibilità assume la forma della Fig. 26 per cui l'isolamento inizia ad essere effettivo per valori superiori rispetto alla 2 e quindi saranno necessari degli isolanti con delle rigidità ancora inferiori che ci porteranno verso deflessioni più grandi rispetto a quelle del caso precedente.


Fig. 26

La selezione in questi casi si effettua tramite la tabella E che ci fornisce direttamente la deflessione statica necessaria a seconda del tipo di ventilatore e della luce delle travi che costituiscono la struttura del supporto.

Deflessione statica minima (mm)
Caratteristiche del ventilatore Luce delle travi (m)
Tipo KW giri/min 6 m 9 m 12 m 15 m
Assiali < 5
5 a 15
5 a 15
> 17
> 17

< 500
> 500
< 500
> 500
25
40
25
20
25
25
20
25
60
30
25
50
40
70
40
25
60
90
90
50
Centrifughi
Pt < 750 Pa
< 4
> 5,5
> 5,5
< 500
> 500
25
40
25
25
50
25
25
50
40
25
60
50
Centrifughi
Pt < 750 Pa
15
15
15
17,5
17,5
17,5
175-300
300-500
> 500
175-300
300-500
> 500
60
50
30
60
50
30
60
50
30
90
60
50
90
60
50
120
90
60
120
90
60
140
120
90
Tabla E
Pertanto lo stesso ventilatore dell'esempio precedente installato su un pavimento con travi da 12 m di luce, si dovrebbe montare con dei silent-block con una deflessione di 50 mm, 20 mm più di prima.

Un buon osservatore si renderà sicuramente conto che molti ventilatori già installati con silent-block, non soddisfano i criteri di selezione precedenti e, tuttavia, funzionano alla perfezione.

Ciò è dovuto al fatto che gli isolanti sono stati progettati per ridurre solo le vibrazioni provenienti dai cuscinetti, turbolenze d'aria e magnetismo del motore, lasciando da parte lo squilibrio considerando che erano molto bene equilibrati, e consentendo che lavorassero in zona di amplificazione. In questo caso è necessario che esista ammortizzazione (silent-block di caucciù), per evitare delle ampiezze eccessive.
 
 
 
 
  3. Tipi d'isolanti e costruzione
 
 
 

Il tipo più comune di silent-block è quello di caucciù, che lavora a compressione/elasticità. Si monta tra il ventilatore e la struttura, e si raggiungono deflessioni massime di 15 mm.

Il neoprene o il caucciù sono attaccati a dei pezzi metallici con delle viti o dadi che agevolano il montaggio. Le disposizioni più frequenti sono quelle della fig. 27.


Fig. 27

L'applicazione di queste disposizioni è valida per ventilatori sostenuti dalla base. Tuttavia in molti casi, soprattutto con ventilatori assiali, il ventilatore viene sospeso dall'alto. Per questo tipo di applicazione si utilizzano i modelli della fig. 28.


Fig. 28

Dove sono necessarie delle deflessioni molto grandi o un grande isolamento a bassa frequenza, si utilizzano degli isolanti a base di molle metalliche. Nel mercato esistono dei modelli che possono raggiungere delle deflessioni fino a 175 mm. Grazie a questa notevole capacità di deflessione, questi insiemi hanno delle viti di livellamento per adattare la posizione della macchina nel momento della sua installazione. Un'altra caratteristica di questi supporti antivibranti metallici, sono dei pezzi di gomma a piccola deflessione che evitano le vibrazioni o i rumori di frequenze udibili che potrebbero viaggiare attraverso la molla, passando direttamente alla struttura di sostegno. Esistono anche dei modelli per montaggi inferiori e superiori Fig. 29 e 30.


Fig. 29

Fig. 30

Al fine di dotare di ammortizzazione questi tipi metallici in genere si include un cuscino a maglia resistente, sempre metallico, dentro la molla. Fig. 31.



Fig. 31

Un modello molto ammortizzato di isolante metallico è quello della fig. 32, costruito a base di un cavo avvolto.


Fig. 32

 
 
 
 
  4. Installazione
 
 
 

Una volta selezionati gli isolanti, bisogna considerare altri aspetti per far sì che l'impianto sia accettabile:

  1. Distribuire in modo equo i carichi tra i silent-block.
  2. Stabilità del montaggio anche sotto gli effetti della coppia motore e reazioni aerodinamiche sia in regime permanente che durante l'avvio.
  3. Evitare "ponti meccanici" che trasmettano vibrazioni.
 
a. Distribuire in modo equo i carichi tra i silent-block
 
 
È opportuno collocare gli isolanti in modo che il peso del ventilatore venga distribuito in parti uguali sugli stessi. Nei ventilatori assiali ciò si può ottenere facilmente utilizzando quattro unità come viene indicato nella Fig. 33.


Fig. 33

In altri casi, come ad esempio nei ventilatori centrifughi con il motore separato e le cinghie, in genere è necessario progettare una base rigida che si appoggi su vari silent-block, strategicamente distribuiti affinché abbiano una carica uguale e che, naturalmente, diano la deflessione adeguata all'insieme. Fig. 34.


Fig. 34

 
b. Stabilità nella macchina
 
 
Per garantire la stabilità della macchina a volte è necessario progettare delle basi speciali affinché gli isolanti rimangano più separati e abbassare la posizione del c.d.m. La Fig. 35 è un esempio per un ventilatore centrifugo con l'uscita d'aria nella parte superiore, abbastanza lontana dai punti di fissaggio.


Fig. 35

In determinate circostanze è necessario un blocco di inerzia di calcestruzzo come quello indicato nella Fig. 36. Questo deve pesare circa tre volte il ventilatore più il suo motore.


Fig. 36

I principali vantaggi sono:

  • Migliore stabilità per abbassare il c.d.m. dell'insieme e per consentire di separare maggiormente tra di loro gli isolanti di vibrazione.
  • L'ampiezza di vibrazione viene ridotta.
  • Più facilità per distribuire il carico sui silent-block.
 
c. Evitare "ponti mecchanici"
 
 
Anche se potrebbe risultare sorprendente, uno dei difetti più comuni dei montaggi anti-vibrazioni sono i "ponti meccanici".

La maggior parte dei ventilatori devono essere accoppiati a condotte sull'aspirazione e sulla mandata. Inoltre devono giungere al ventilatore le connessioni elettriche.

È pertanto assolutamente necessario per ottenere un buon isolamento realizzare queste unioni in modo molto flessibile affinché non apportino alcuna rigidità aggiuntiva all'insieme. Vedi Fig. 36.
 
 
 
 
 
 
 
 
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