Dinamica delle vibrazioni nei compressori: impatto su strutture e componenti meccanici
In molte applicazioni industriali ad alte prestazioni (compressori, pompe dell’acqua, refrigeratori industriali, motori diesel, motori a benzina, motori elettrici, macchine utensili) le vibrazioni prodotte dagli organi meccanici sono molto intense. Durante il normale funzionamento, queste sollecitazioni continue si trasmettono sotto forma di vibrazioni alle strutture portanti e alle apparecchiature adiacenti. Questa trasmissione di energia, se non gestita attraverso antivibranti industriali adeguati, innesca fenomeni di fatica nei materiali, usura precoce dei cuscinetti e cedimenti strutturali nei telai di base.
L’isolamento delle vibrazioni alla fonte è un requisito tecnico imprescindibile per preservare l’integrità dell’impianto. Le frequenze eccitatrici prodotte interagiscono con l’ambiente circostante, creando danni meccanici e un elevato livello di rumore strutturale. Impiegare dei supporti antivibranti che, attraverso l’elevata elasticità e viscoelasticità delle loro componenti in gomma, possano eseguire uno smorzamento delle vibrazioni permette di disaccoppiare fisicamente il macchinario dalla fondazione, garantendo la continuità operativa del sistema nel lungo periodo.
Tutte le tipologie di impianti industriali sono fortemente soggette alla produzione di vibrazioni e questo può compromettere nel lungo periodo le apparecchiature e le strutture di supporto. Installando sugli impianti dei supporti antivibranti in prossimità dei punti in cui le vibrazioni si generano (pompe, compressori, motori) e in maniera calibrata nei punti delle costruzioni metalliche più critici, è possibile generare un abbattimento drastico dei guasti.
Criteri tecnici di dimensionamento: carico statico, dinamico e frequenza di risonanza
Il corretto dimensionamento di un supporto antivibrante richiede un’analisi ingegneristica basata sulle grandezze fisiche del macchinario. Il primo parametro da valutare è il carico statico, ovvero il peso reale del compressore suddiviso sui vari punti di appoggio, considerando l’eventuale sbilanciamento del baricentro. A questo si somma il carico dinamico, che rappresenta le forze aggiuntive generate durante l’avvio, l’arresto e il regime di rotazione.
Un elemento cruciale è lo studio della frequenza. Ogni sistema possiede una frequenza propria (o di risonanza). L’obiettivo della scelta del componente in gomma-metallo è fare in modo che la frequenza propria del sistema montato sia significativamente inferiore alla frequenza eccitatrice del compressore. Questo disallineamento impedisce alla struttura di entrare in risonanza, condizione critica in cui l’ampiezza delle vibrazioni viene amplificata. Anche la mescola elastomerica gioca un ruolo fondamentale: la durezza Shore (espressa in SH) determina la rigidità del supporto e la sua capacità di deflessione sotto carico.
| Parametro Tecnico | Impatto sul dimensionamento dell’antivibrante |
|---|---|
| Carico Statico | Determina la portata nominale che il supporto deve sostenere senza subire deformazioni permanenti. |
| Carico Dinamico | Definisce la resistenza agli shock e alle forze cicliche indotte dal movimento degli organi meccanici. |
| Frequenza Propria / di Risonanza | Deve essere mantenuta al di sotto della frequenza di eccitazione per garantire un corretto grado di isolamento delle vibrazioni. |
| Durezza Shore (SH) | Indica il grado di rigidezza dell’elastomero; mescole più morbide isolano frequenze basse ma sopportano carichi statici minori. |
Dagli antivibranti cilindrici alla linea SUCON
Le applicazioni industriali richiedono soluzioni scalabili. Per macchinari di taglia piccola e media, gli antivibranti cilindrici (realizzati in gomma, acciaio inox o silicone) offrono un eccellente compromesso tra ingombro e smorzamento. Quando i carichi aumentano e le forze di taglio diventano predominanti, si ricorre agli antivibranti a campana. Il loro design trattiene l’elastomero all’interno di una calotta metallica protettiva, limitando gli spostamenti trasversali e proteggendo la gomma da oli e agenti esterni.
Per applicazioni gravose (come gruppi elettrogeni o grandi sistemi di pompaggio), DAB Antivibranti propone i supporti antivibranti della linea SUCON e gli antivibranti tipo SURMAC. Progettati per sopportare sollecitazioni estreme, garantiscono un fissaggio sicuro e una deflessione controllata. L’integrazione tra la piastra di base, l’elastomero e il perno di fissaggio assicura che il compressore rimanga saldamente ancorato alla fondazione anche in presenza di forti shock dinamici.
Antivibranti in gomma per tubazioni collegate ai compressori
Le connessioni idrauliche e pneumatiche rappresentano un punto critico. Le tubazioni vengono stressate dinamicamente a causa degli spostamenti imprevisti e degli urti indotti dai macchinari al quale sono fissati (pompe, motori, compressori) al quale si aggiunge la normale dilatazione termica. I montanti e le guide delle tubazioni devono consentire una certa flessibilità: in caso contrario si assiste al danneggiamento della tubazione o delle flange di raccordo.
Per prevenire rotture strutturali ed evitare la propagazione del rumore, è essenziale installare antivibranti in gomma per tubazioni. L’impiego di antivibranti in gomma-metallo disaccoppia la rete di piping dalla struttura rigida dell’edificio. Gli antivibranti in gomma per tubazioni DAB sono disponibili a magazzino in diverse varianti dimensionali per rispondere immediatamente alle esigenze impiantistiche.
L’integrazione di sistemi di isolamento elastico sul piping non protegge soltanto la condotta, ma salvaguarda le strumentazioni di precisione collegate, riducendo gli interventi di calibrazione.
In presenza di condizioni ambientali o fluidi particolari, le mescole possono essere selezionate (es. silicone) per mantenere invariate le caratteristiche di elasticità e smorzamento, garantendo la totale sicurezza dell’impianto.
Requisiti di settore: HVAC, ferroviario, elettromedicale e alimentare
Negli ambienti industriali sono spesso presenti impianti di areazione, climatizzazione, aspirazione, ventilazione e/o depolverazione. I climatizzatori e i condizionatori sono associati tipicamente alla produzione di vibrazioni: la combinazione di ventole e compressori genera sollecitazioni e rumore durante il funzionamento. L’impiego di gommini antivibranti per condizionatori e di sistemi per ventilatori industriali smorza le vibrazioni ed attenua il rumore in maniera efficiente, aumentando il comfort e le prestazioni delle pompe di calore e delle unità esterne.
Negli scenari di mobilità, come il settore ferroviario e nautico, i supporti devono compensare i continui shock derivanti dal movimento, richiedendo spesso sistemi dotati di dispositivi antistrappo. Nel settore alimentare, agricolo ed elettromedicale, le normative igieniche e di resistenza ambientale orientano la scelta verso antivibranti cilindrici o a campana con parti metalliche in acciaio inox e mescole specifiche.
Tappetini antivibranti per le linee di processo e la tutela dei lavoratori
E’ sempre più sentita la necessità di integrare accorgimenti di abbattimento delle vibrazioni di macchinari ed attrezzature industriali. Alcune macchine utensili, ad esempio compressori, centrifughe o confezionatrici, durante il normale funzionamento producono una quantità notevole di vibrazioni che si trasmettono ai pavimenti, compromettendo l’ergonomia delle postazioni operative presidiate.
Quando il fissaggio puntuale non è applicabile, diventa fondamentale eseguire una riduzione dell’energia cinetica con appositi tappetini antivibranti per linee di processo. Questi supporti in formato lastra creano una barriera elastomerica continua, offrendo un idoneo isolamento per proteggere i lavoratori dalle sollecitazioni continue e riducendo al contempo il rumore strutturale ad alta frequenza generato dai macchinari appoggiati a terra.
Errori frequenti nella scelta dell’isolamento antivibrante
Un errore tecnico ricorrente nella progettazione è la confusione terminologica: utilizzare termini non appropriati come “ammortizzatore” porta all’acquisto di componenti errati. L’ammortizzatore ha la funzione di dissipare urti occasionali e isolati, mentre un supporto antivibrante in gomma-metallo è progettato specificamente per l’isolamento delle vibrazioni continue e cicliche. Un’altra pratica scorretta è il calcolo basato solo sul carico statico, ignorando il carico dinamico generato dall’eccentricità del compressore.
Un errato calcolo del baricentro del macchinario porta a sollecitazioni sbilanciate: i supporti posizionati sul lato più pesante rischiano di comprimersi totalmente perdendo la capacità isolante, mentre quelli sul lato più leggero lavoreranno in modo troppo rigido. I carichi devono essere ripartiti accuratamente consultando schede tecniche e parametri di deflessione.
Linee guida per il corretto dimensionamento vibrazionale
Consulenza e produzione su misura con DAB Antivibranti
Affrontare la complessità delle dinamiche vibrazionali in settori come i gruppi elettrogeni, le macchine utensili o i sistemi di pompaggio richiede competenze specialistiche. Progettisti meccanici e uffici acquisti necessitano di partner capaci di tradurre i dati operativi (pesi, giri al minuto, temperature, carichi statici e dinamici) in specifiche di prodotto esatte, senza margini di approssimazione.
DAB Antivibranti interviene offrendo consulenza diretta, un vasto catalogo di componenti standard disponibili a magazzino e la possibilità di sviluppare una produzione su misura di sistemi antivibranti in gomma-metallo. Per esigenze particolari, il supporto tecnico guida l’azienda verso la scelta della mescola corretta e della geometria ideale, garantendo l’affidabilità richiesta per macchinari industriali critici.
Richiedi un preventivo per la tua soluzione antivibrante su misura — Contatta DAB al numero +39 02.90782170 oppure via email all’indirizzo: info@dab-antivibranti.it
