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Tecnica delle vibrazioni

Le vibrazioni causate da macchine e apparecchiature sono elementi di disturbo. La riduzione delle emissioni o immissioni di vibrazioni richiede oggi sforzi sempre maggiori da parte dei costruttori e utilizzatori di macchine. Una lotta mirata alle vibrazioni è pertanto un «must».

Nozioni di base

Figura 1: Oscillazione armonica

Figura 1 mostra un'oscillazione armonica, non smorzata. I concetti fondamentali della tecnica delle vibrazioni sono la frequenza f, l’ampiezza A e lo smorzamento D; tra questi rientrano anche la frequenza propria e la risonanza.

La  frequenza f è una misura che indica il numero di oscillazioni al secondo   

Il rumore trasmesso per via solida sono vibrazioni che si propagano in un corpo solido. A frequenze basse si parla per lo più di vibrazioni meccaniche.

Per ampiezza si intende il valore massimo raggiunto dall'oscillazione.

Lo smorzamento D  definisce la misura della riduzione d’ampiezza dell’oscillazione di un sistema di massa elastica ad oscillazione libera ottenuta mediante l’attrito. Lo smorzamento si basa sulla trasformazione dell’energia in calore.

Die Eigenfrequenz f0 di un corpo è la frequenza con cui esso vibra liberamente intorno alla propria posizione di equilibrio senza influenza esterna. Ciascun corpo ha una sua frequenza propria, ma questa può essere calcolata solo nei casi più semplici. Nella maggior parte dei casi può essere tuttavia misurata facilmente mediante l’eccitazione ad impulsi. Se questa frequenza propria è vicina ad una frequenza di eccitazione fE  o se coincide addirittura con essa, abbiamo una risonanza. In questo caso aumenta l’ampiezza, con il rischio di distruggere il sistema.

Isolamento Antivibrante

Figura 2: Isolamento antivibrante di sistemi dinamici
Figura 3: Fattore di trasmissione di forza in funzione del rapporto di frequenze

L’isolamento di vibrazioni di un sistema dinamico consiste nel separarlo dall'ambiente mediante un corpo elastico con frequenza propria fE sostanzialmente diversa dalla frequenza di eccitazione f0 del sistema.

Nella Figura 2  è rappresentato schematicamente un siffatto sistema con isolamento. In pratica interessa la forza residua FR ovvero il rapporto tra questa forza residua e la forza di eccitazione originaria. Questo rapporto, chiamato fattore di trasmissione di forza VK , è rappresentato nella figura 3  in funzione del rapporto di frequenze.  
Utilizzando materiali elastici si è stabilito che i valori di accelerazione dell’oscillazione diminuiscono anche al di sotto del campo di risonanza di circa η = 0.5, confermando la presenza di un effetto isolante. La frequenza propria degli elastomeri in funzione di un carico specifico deve essere calcolata mediante misurazioni di laboratorio. La riduzione misurabile dello spessore delle piastre viene chiamata per praticità «deformazione da schiacciamento».

Supporto per macchine con isolameto antivibrante

Quasi sempre le esigenze relative all’installazione di una macchina sono contraddittorie: la macchina deve essere ferma e stabile, ma deve essere al contempo ben isolata. Deve poter essere montata (e smontata) in modo facile e veloce, ma non deve scivolare. E deve poter essere livellata, anche successivamente, con alta precisione, ma non deve spostarsi.

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Druckdatum: 05.12.2016