Che cos’è l’equilibratura dinamica?

I limiti di equilibratura indicano i valori accettabili di squilibrio nei rotori. I produttori specificano in genere le tolleranze accettabili per i propri componenti sulla base dei collaudi eseguiti. Esistono tuttavia norme internazionali (ISO 21940) che definiscono i gradi di qualità di equilibratura G per diversi tipi di rotore, utilizzabili per calcolare le tolleranze di equilibratura. Il grado G 40 è un tipico limite di equilibratura per le ruote delle autovetture, mentre rotori come i piccoli indotti elettrici richiedono una precisione maggiore e vengono quindi solitamente equilibrati al grado 2,5.

Le unità di misura dello squilibrio sono massa per raggio. Ad esempio, una massa aggiunta in una determinata posizione del pezzo da equilibrare sposterebbe l’asse di massa sull’asse di rotazione, portando il pezzo in equilibrio. La massa di correzione moltiplicata per il raggio di applicazione dà un’unità di squilibrio. Nel sistema metrico le unità sono grammi per millimetro (gmm) o, per i rotori di grandi dimensioni, grammi per centimetro. L’equivalente nel sistema imperiale è grammi per pollice oppure once per pollice. Questa massa verrebbe applicata a un determinato raggio dal centro di rotazione, nella posizione leggera.

Utilizziamo le equilibratrici per misurare con precisione un rotore squilibrato e determinare l’angolo e l’entità esatti dello squilibrio. Un sofisticato software di equilibratura visualizza i dati in modo chiaro, indicando le posizioni di correzione sul rotore e la quantità di massa da aggiungere o rimuovere. A seconda del tipo di rotore si impiegano equilibratrici diverse: ad esempio, un rotore a forma di disco che richiede un’equilibratura su un unico piano / statica viene solitamente equilibrato su una macchina verticale, in cui l’asse del rotore è in posizione verticale durante la misurazione. Un’equilibratrice orizzontale può essere utilizzata per misurare lo squilibrio di coppia e dinamico nei rotori la cui lunghezza è proporzionalmente maggiore del diametro. Su questa macchina l’asse del rotore è in posizione orizzontale.

Dopo aver individuato le posizioni dello squilibrio su un rotore con un’equilibratrice, eseguiamo la correzione rimuovendo materiale dalla posizione pesante oppure aggiungendo materiale nella posizione leggera. I metodi di rimozione più comuni comprendono fresatura, foratura e rettifica, mentre tra i metodi di aggiunta di massa rientrano la saldatura o il fissaggio con bulloni di masse sul pezzo, oppure l’uso di clip con peso.

I rotori si dividono in due gruppi. Il primo è quello dei rotori rigidi, che non subiscono flessioni fino alla velocità di esercizio inclusa. Il secondo comprende i rotori flessibili, che si «inflettono» fino al raggiungimento della velocità di esercizio. La prima deformazione che si osserva è un «effetto corda da salto», per cui il centro del rotore, alla velocità di rotazione, si allontana dal proprio asse di rotazione, causando un elevato squilibrio statico.

Poiché lo squilibrio è presente in un componente anche a riposo, i rotori rigidi possono essere equilibrati a bassa velocità, quanto basta per produrre una forza centrifuga che permetta di rilevare lo squilibrio.

Questo tipo di rotore viene equilibrato a bassa velocità, in condizioni in cui non si flette. Si esegue la correzione dello squilibrio, poi la velocità viene aumentata gradualmente e lo squilibrio viene corretto per fasi fino a raggiungere la velocità di esercizio del rotore.