Dinamica degli urti: l’impatto delle vibrazioni nelle presse e macchine industriali
Le linee di lavorazione per impianti industriali comprendono macchinari per il taglio, la forgiatura, lo stampaggio e la piegatura. Nello specifico, apparecchiature come presse, magli, cesoie e punzonatrici sono regolate da complessi cinematismi e, per la loro stessa natura operativa, costituiscono una fonte di urti e vibrazioni importanti. Durante il normale funzionamento, l’energia cinetica sprigionata genera onde vibrazionali che, attraverso il basamento della macchina stessa, vengono trasmesse rapidamente all’intero ambiente circostante.
Senza un adeguato sistema di smorzamento, la trasmissione strutturale di queste sollecitazioni risulta altamente dannosa. Nel breve termine, le vibrazioni non isolate accelerano l’usura degli organi meccanici interni alla pressa, compromettendone la precisione e causando fermi impianto. Nel lungo periodo, il trasferimento continuo di carichi dinamici provoca cedimenti alla pavimentazione e alle fondazioni dell’edificio.
Per questo motivo, la progettazione e l’installazione di supporti antivibranti in gomma-metallo per linee di lavorazione lamiere risulta una procedura indispensabile. Occorre risolvere questo problema limitando al massimo la propagazione vibrazionale, preservando l’efficienza produttiva e l’integrità dell’infrastruttura industriale.
Isolamento delle vibrazioni attivo e passivo: proteggere la struttura e la precisione del macchinario
Dal punto di vista della fisica meccanica, le macchine industriali sono un insieme di organi semplici con una propria massa, collegati l’un l’altro in modo elastico, ognuno dei quali è un sistema oscillante. Cause esterne o interne (come il funzionamento stesso della pressa) possono interferire con suddetto sistema facendolo vibrare in modo complesso. Il contenimento di questi fenomeni si basa su due concetti ingegneristici complementari:
Isolamento Attivo
Si applica direttamente alla sorgente delle vibrazioni. Installando supporti antivibranti alla base di presse, compressori o centrifughe, lo scopo è eseguire una riduzione dell’energia cinetica trasmessa dalla macchina al pavimento. Lo smorzamento interno della mescola in gomma dissipa l’energia generata dagli impatti, evitandone la propagazione all’ambiente circostante.
Isolamento Passivo
Viene adottato per proteggere strumentazioni sensibili dalle vibrazioni già presenti nell’ambiente produttivo. In questo caso, il supporto antivibrante agisce come filtro, impedendo che le sollecitazioni provenienti dal pavimento (ad esempio generate da un maglio adiacente) raggiungano la macchina isolata, garantendo tolleranze di lavorazione rigorose.
Stabilire se intervenire con un isolamento attivo o passivo è il primo passo tecnico per ridurre le vibrazioni delle presse e definire il corretto layout dell’impianto. Per il calcolo e la selezione dei supporti, è essenziale interfacciarsi con un ufficio tecnico specializzato per evitare dimensionamenti errati.
Criteri di dimensionamento: carico dinamico, frequenza propria e smorzamento
La scelta di un supporto antivibrante non può basarsi esclusivamente sul carico statico. Le forze d’urto sviluppate durante il ciclo di lavoro della pressa introducono parametri dinamici che devono essere calcolati accuratamente per evitare l’ingresso in risonanza del sistema elastico.
| Parametro Tecnico | Definizione e Impatto sull’Isolamento |
|---|---|
| Carico Statico vs Dinamico | Il carico statico è la massa della macchina a riposo divisa per gli appoggi. Il carico dinamico considera i picchi di forza generati dal colpo o dalla spinta. Gli antivibranti per presse devono sostenere severi carichi dinamici senza subire snervamenti. |
| Frequenza di Risonanza | È la frequenza propria del sistema macchina-supporto. L’isolamento è efficace solo se la frequenza di eccitazione della pressa è ampiamente superiore alla frequenza propria del sistema isolante. |
| Smorzamento | La capacità della mescola elastomerica di dissipare l’energia vibrazionale. Uno smorzamento elevato è fondamentale nelle presse per limitare l’ampiezza di oscillazione durante gli urti impulsivi e le fasi di avvio/arresto. |
| Durezza Shore (ShA) | Indica la rigidezza della gomma. Variazioni di durezza Shore modificano la deflessione sotto carico del supporto antivibrante, determinando la frequenza propria del sistema. |
Antivibranti a flange per grandi carichi e supporti linea SURMAC
I macchinari per la deformazione dei metalli richiedono sistemi di ancoraggio strutturati. I comuni supporti cilindrici possono risultare insufficienti per assorbire le spinte laterali e i contraccolpi tipici dello stampaggio. Per rispondere a queste applicazioni gravose, l’impiego di antivibranti a flange per grandi carichi è la scelta ingegneristica più sicura.
Le soluzioni antivibranti SUCON a campana e i supporti della linea SURMAC, progettati da DAB, sono sviluppati per offrire massima resistenza a compressione e flessibilità trasversale controllata. L’armatura metallica esterna assolve a due compiti: protegge l’elastomero da oli e solventi e fornisce una geometria meccanica antistrappo che vincola stabilmente la pressa in caso di urti anomali o carichi di taglio severi.
La vulcanizzazione aderente tra metallo e gomma assicura un comportamento a fatica eccellente, mantenendo stabili le proprietà di isolamento per migliaia di cicli operativi.
Lastre e tappetini antivibranti in elastomero: isolamento diffuso
Quando l’ancoraggio puntuale non è applicabile — ad esempio a causa di basamenti continui, geometrie irregolari o carichi non uniformemente distribuiti — l’isolamento elastico diffuso risulta l’alternativa tecnica necessaria per contenere i fenomeni vibrazionali.
Gli antivibranti in elastomero, sotto forma di lastre o tappetini per linee di processo, distribuiscono il carico statico e dinamico su ampie superfici. Gli elastomeri sono polimeri sintetici che possiedono un notevole grado d’elasticità: riprendono cioè con facilità la forma originaria dopo aver subito una deformazione causata da uno shock vibrazionale. Questa straordinaria capacità rende gli elastomeri capaci di dissipare le vibrazioni prodotte dai macchinari industriali.
L’impiego di lastre antivibranti tacchettate in elastomero ottimizza il comportamento a flessione. Tuttavia, per evitare l’eccessivo schiacciamento della gomma che annullerebbe lo smorzamento, lo spessore e la durezza Shore devono essere sempre calcolati in fase di progetto dall’ufficio tecnico, basandosi sull’esatta distribuzione delle masse.
Errori comuni nell’installazione dei supporti sulle macchine utensili
Un componente gomma-metallo, pur se di altissima qualità, non garantisce risultati se dimensionato o installato in modo errato. Alcune criticità ricorrenti possono inficiare completamente l’isolamento:
- Sottostimare il baricentro sbilanciato: distribuire lo stesso tipo di supporto sotto tutti gli appoggi quando i cinematismi concentrano il peso su un solo lato, causando deflessioni irregolari.
- Trascurare la frequenza degli urti: l’intervallo operativo della trancia o del maglio non deve mai coincidere con la frequenza naturale del sistema, per impedire la risonanza.
- Creare cortocircuiti meccanici: tubazioni rigide, canaline elettriche non flessibili o tiranti metallici fissati a terra senza isolamento creano ponti rigidi che veicolano le vibrazioni oltre l’elastomero.
- Livellamento impreciso: basamenti non in bolla generano tensioni di taglio asimmetriche sui supporti, degradando prematuramente la gomma e riducendo l’efficienza dello smorzamento.
Salute e sicurezza: abbattere il rumore e proteggere gli operatori
L’assenza di un idoneo isolamento per macchinari come presse o confezionatrici non usura solo gli organi meccanici. Le vibrazioni generate dagli elementi mobili si propagano attraverso i pavimenti trasformandosi in rumore strutturale, elevando i livelli di pressione sonora nei reparti.
L’installazione di sistemi in gomma-metallo serve specificamente a preservare le persone e l’ambiente dall’effetto nocivo di rumori e vibrazioni, riducendo le sollecitazioni trasmesse alla struttura dell’edificio.
Occorre risolvere questo problema limitando al massimo la propagazione delle vibrazioni. Un corretto smorzamento migliora le condizioni operative, garantendo un idoneo isolamento e tutelando la salute degli addetti ai lavori.
DAB Antivibranti – Isolamento dalle vibrazioni nell’industria
DAB Antivibranti: progettazione su misura di componenti in gomma-metallo
L’isolamento delle vibrazioni non ammette approcci generici. Ogni linea di lavorazione, dai magli alle cesoie, presenta dinamiche e carichi specifici. L’intervento di un partner tecnico specializzato è determinante per ottenere prestazioni verificabili e durature.
DAB Antivibranti opera da oltre 40 anni nella produzione e commercializzazione di sistemi antivibranti per il mercato italiano e internazionale. Oltre all’ampia gamma a catalogo, DAB gestisce la produzione su misura di mescole, dimensioni e durezze Shore specifiche per rispondere ai carichi dinamici complessi del settore industriale, nautico, ferroviario, agricolo, alimentare e dell’impiantistica HVAC.
Per assicurare la massima efficienza e stabilità della pressa, il dimensionamento dei supporti (calcolo del carico dinamico, frequenza propria e spinta radiale) deve essere affidato a tecnici competenti.
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
