Antivibranti in rete metallica. Cos'è questo?

Quasi tutti conoscono gli antivibranti in elastomero. Quando le condizioni diventano più difficili, gli antivibranti a base di gomma raggiungono i loro limiti. A questo punto, le reti metalliche in acciaio inossidabile hanno la loro nicchia.

Quasi tutti conoscono gli antivibranti in elastomero. Sia nel normale uso domestico come piastra in neoprene sotto la lavatrice o come base della macchina sotto il condizionatore davanti alla casa. Anche nell'industria, gli smorzatori di vibrazioni si trovano in molte applicazioni. Le pompe sono dotate di respingenti in elastomero. I nastri trasportatori hanno i piedi delle macchine realizzati con lo stesso materiale e i moduli CHP sono spesso montati su tappetini antivibranti a base di poliuretano. In uso in condizioni atmosferiche, questi tipi di supporti si comportano molto bene. Quando le condizioni diventano più difficili, gli antivibranti a base di gomma raggiungono i loro limiti. A questo punto, le reti metalliche in acciaio inossidabile hanno la loro nicchia.

Questi ammortizzatori sono in gran parte sconosciuti. A questo punto, verranno esaminati in modo più dettagliato i problemi di base relativi agli smorzatori di vibrazioni realizzati con componenti in acciaio.

Fabbricazione in un processo multifase, in parte a mano

L'elemento principale di ogni smorzatore di vibrazioni è il tampone di smorzamento in filo di acciaio inossidabile. Questo è prodotto in un processo a più fasi. Innanzitutto, diversi fili di acciaio inossidabile vengono uniti insieme per formare una calza. Questo processo è paragonabile alla lavorazione a maglia nell'industria tessile. Questa calza viene poi arrotolata per produrre un tappetino. Sebbene questi processi siano ancora automatizzati, i passaggi successivi sono il lavoro manuale. Il tappetino esistente viene tirato su un mandrino, modellato nella sua forma (solitamente) cilindrica e saldato a punta. Alla fine del processo di fabbricazione il pezzo grezzo viene pressato per creare un pezzo stampato elastico. Questo è usato come cuscino.

Ma come funziona questa tecnica e quali parametri sono necessari per progettare e realizzare un cuscino del genere?

Parametri per il design

Un elemento è caratterizzato dagli stessi valori utilizzati per descrivere la forma geometrica corrispondente. Il diametro esterno, il diametro interno e l'altezza sono richiesti come base per un elemento cilindrico. Per un elemento ammortizzante di forma rettangolare la larghezza, la lunghezza e l'altezza. Altre forme possono essere adattate. Dalla rispettiva massa di un elemento si può concludere la densità. Il peso è obbligatorio, perché determina quanto morbido o duro sarà alla fine lo smorzatore di vibrazioni.

Forme e tipologie di un cuscino in maglia metallica

A questo punto, il processo di fabbricazione e i parametri importanti per progettare un cuscino ammortizzante sono noti. La domanda, che si pone involontariamente, è quali forme può assumere un cuscino in maglia di acciaio inossidabile di questo tipo? Come già accennato in precedenza, le forme standard sono il cilindro o il rettangolo. Questi possono essere realizzati sia pieni che con un buco. I cuscini con talloni integrati possono essere inseriti in un profilo mediante una semplice vite a testa cilindrica o esagonale. Recentemente sono diventati sempre più comuni i cuscini, che rimuovono ulteriormente i movimenti radiali dal sistema attraverso la loro pretesa. In contrasto con il tallone, questi elementi offrono un collare centrale che può essere inserito ad esempio in una cornice profilata. Ciò fornisce ulteriore stabilità nel sistema di ammortizzazione e impedisce al cuscino di scivolare. In questo modo è possibile evitare un possibile collegamento rigido con il telaio profilato, che porta alla trasmissione delle vibrazioni. In questo modo, le forze laterali possono essere gestite in misura minore.

Oltre alle tipologie descritte, esistono anche cuscini in forme particolari, realizzabili con maggiore fatica. Questi possono ad es. essere elementi con diversi angoli di sformo su entrambi i lati. Si possono produrre anche imbottiture con più fori, tacchi o gradini.

Materiale diverso a seconda della temperatura o delle condizioni ambientali

Un grande punto di forza della rete metallica a maglia è la sua efficacia a temperature superiori a 100°C. Questo è legato al materiale. I materiali standard utilizzati sono 1.4301 e 1.4404. Se i requisiti sono ancora più elevati, possono essere prodotti anche elementi di smorzamento in 1.4841 o 2.4816. Ciò dimostra che la produzione è possibile da un'ampia varietà di tipi di acciaio, sebbene nella maggior parte dei casi i due acciai inossidabili standard 1.4301 e 1.4404 siano perfettamente adeguati.

Come funziona un cuscino ammortizzante in rete metallica?

A questo punto ora sai come viene realizzato uno smorzatore di vibrazioni in acciaio inossidabile. Sai anche quale materiale viene utilizzato e cosa è necessario per dimensionare un elemento smorzante. Sorge la domanda legittima, come funziona esattamente una tale rete metallica e dove sono i vantaggi rispetto agli elementi standard?

La funzione di questo tampone di smorzamento si basa sull'attrito interno dei fili aggrovigliati. Durante il movimento indotto dalle vibrazioni, i fili di acciaio inossidabile all'interno del cuscino sfregano l'uno contro l'altro. L'energia introdotta nel cuscino viene così convertita in calore e "pompata" fuori dall'elemento attraverso i canali capillari esistenti tra i fili. A questo punto diventa evidente che più materiale è presente in un cuscino, maggiore è l'assorbimento di energia. Più fili in questo caso creeranno più attrito. Tuttavia, non vogliamo approfondire questo argomento a questo punto per non anticipare ulteriori post sul blog.

Vantaggi dei cuscini ammortizzanti in rete metallica

Dopo tutto quello che è stato scritto finora. Perché dovresti usare smorzatori di vibrazioni con una maglia in acciaio inossidabile integrata quando dopotutto altre soluzioni funzionano? Che vantaggio ottieni da questa forma di smorzamento?

Un primo grande vantaggio dello smorzatore di vibrazioni a maglia metallica risiede nel suo materiale stesso. Mentre i polimeri spesso diventano più duri dopo un po' o, nel peggiore dei casi, perdono la loro stabilità dimensionale a temperature superiori a 100°C, l'acciaio inossidabile non mostra alcuna instabilità a temperature più elevate. I tamponi di smorzamento in 1.4301 possono essere utilizzati fino a temperature di 300°C senza alcuna restrizione. Al di sopra di questo intervallo, sono possibili temperature ancora più elevate utilizzando 1.4404 o 1.4841. Per quanto riguarda la stabilità dimensionale, c'è molto da dire a favore dell'utilizzo di tele metalliche a maglia. Ad esempio, sono dimensionalmente stabili in un intervallo di carico dinamico di cinque volte il carico statico e ritornano alla loro forma originale sotto carico statico. Ciò significa che i picchi di forza di durata limitata possono essere gestiti bene. Sono proprio questi picchi di forza che possono sbilanciare un sistema e quindi causare l'inclinazione involontaria della macchina. Una curva di forza-spostamento semi-parabolica con una grande rigidità nelle gamme di carico elevate assicura che la vostra macchina stia in piedi in modo sicuro e silenzioso. Mentre la resistenza alla temperatura è stata discussa in precedenza, gli acciai inossidabili offrono anche protezione contro la corrosione, le basi e gli acidi. Il loro design compatto offre la possibilità di installarli nel minor spazio possibile.

Questi aspetti puramente tecnici sono una faccia della medaglia. Beneficerai anche degli aspetti logistici quando utilizzi cuscinetti ammortizzanti interamente in metallo. La loro lunga durata utile fino a 15 anni evita la necessità di sostituzione annuale degli elementi vibranti. Ciò può evitare tempi di inattività e, se necessario, anche interruzioni della produzione. L'esperienza mostra anche che un carico continuo fino a 10^7 cicli di carico non causa alcun problema al cuscino e non è possibile rilevare alcun comportamento di assestamento. Ciò significa che una semplice ispezione visiva annuale durante la manutenzione della vostra macchina è sufficiente per valutare la funzionalità dei cuscini.

Questi sono sicuramente molti aspetti positivi che parlano a favore dell'utilizzo di questo prodotto di nicchia. D'altra parte, non si deve nascondere che ci sono anche aree in cui questi elementi non sono adatti. Nell'area del rumore trasmesso per via strutturale, gli elementi in acciaio inossidabile non hanno un grande isolamento a causa del loro materiale stesso. Nel campo di lavoro del carico statico inferiore degli elementi, l'assorbimento di energia degli elementi è molto inferiore a quello di altri elementi di smorzamento. Inoltre, a causa del lavoro manuale già descritto all'inizio e delle ulteriori fasi di produzione, i costi di produzione di uno smorzatore di vibrazioni sono ancora più elevati. Pertanto, è opportuno considerare attentamente l'equipaggiamento delle macchine con ammortizzatori in rete metallica, che hanno solo una breve durata utile. Con una lunga durata, le reti metalliche a maglia si ripagano da sole.

Campi di applicazione degli ammortizzatori in rete metallica

Ora conosciamo molto bene la rete metallica a maglia e le sue proprietà di base. Ma dove posso usarli? Quali sono le applicazioni specifiche?

Le possibili applicazioni per questi supporti macchina sono numerose. Questa forma di disaccoppiamento delle vibrazioni può essere quasi utilizzata ovunque sia installata la sua alternativa. Le principali aree di applicazione si trovano nei settori del trasporto ferroviario, dell'ingegneria energetica, dell'impiantistica e dell'ingegneria meccanica generale. Qui la gamma è molto ampia, dalle macchine utensili in officina ai trasformatori e serbatoi nella costruzione di veicoli ferroviari ai silenziatori e convertitori catalitici nell'ingegneria energetica. Anche in queste applicazioni si riconoscono rapidamente i vantaggi degli ammortizzatori metallici. In quasi tutte le applicazioni è essenziale che siano disponibili 24 ore su 24, sette giorni su sette, o che almeno debbano essere mantenute molto rapidamente. Nel campo del post-trattamento dei gas di scarico, ci sono temperature elevate, che non rappresentano un problema per gli smorzatori di vibrazioni in acciaio inossidabile.

Ci auguriamo che questa breve descrizione vi abbia familiarizzato un po' di più con il nostro prodotto principale e non vediamo l'ora di supportarvi con il vostro prossimo montaggio di macchine o componenti.