ACE presenta un dispositivo dimostrativo destinato alla formazione. » CAD3D.it

ACE introduce un nuovo dimostratore didattico per l’isolamento dalle vibrazioni

Il controllo delle vibrazioni è un tema centrale nella progettazione di macchine industriali. ACE Stoßdämpfer, consociata del gruppo Stabilus, ha recentemente aggiunto un nuovo strumento al proprio parco dimostrativi per le attività di formazione tecnica. Si tratta di un dispositivo portatile, progettato per illustrare in modo diretto le conseguenze di vibrazioni non isolate e l’efficacia di soluzioni mirate come gli isolatori elastomerici e le molle a cavo d’acciaio.

L’iniziativa nasce da un’esigenza espressa da Jörg Brinkmann, responsabile della formazione ACE da quasi vent’anni. Brinkmann intendeva estendere i propri corsi, già dedicati a smorzamento e regolazione della velocità, anche al tema delle oscillazioni meccaniche. Un colloquio con il professor Theo Kiesel, del dipartimento di Ingegneria Meccanica e Meccatronica della Technische Hochschule Ostwestfalen-Lippe, ha portato alla definizione di un progetto di tesi triennale. L’obiettivo era quello di redigere un catalogo di requisiti per un dispositivo in grado di mostrare, in chiave didattica, l’impatto delle vibrazioni sul comportamento dinamico di una macchina. Il lavoro di uno studente, basato su un’estesa prototipazione tramite componenti realizzati in additive manufacturing, ha poi costituito la base del progetto. Il team formativo ACE ha rielaborato la soluzione integrandovi componenti standard di produzione propria, ottenendo un dimostratore a uso esclusivamente didattico.

Un apparato per mostrare tre scenari operativi distinti

Il nuovo dimostratore si presenta come un telaio in profilati di alluminio, su cui può essere montata una piastra mobile di colore blu, dotata di due maniglie e funzionante da massa. Sotto di essa è alloggiato un motore elettrico di vibrazione. La piastra può essere fissata in due posizioni differenti all’interno del telaio, generando configurazioni di test radicalmente diverse.

Nel primo caso, la piastra viene avvitata rigidamente al telaio. Quando il motore è attivato, l’intera struttura inizia a vibrare e a spostarsi sul piano di appoggio, mostrando in modo evidente gli effetti indesiderati di una sollecitazione vibratoria non controllata. Nel secondo caso, la piastra è montata su isolatori ACE della serie AAM, acronimo di All Attitude Mounts. Si tratta di elementi di collegamento per l’isolamento dalle vibrazioni, progettati per essere installati su qualsiasi asse spaziale e in grado di sopportare carichi in trazione, compressione e taglio, con masse comprese tra 0,5 e 22,7 chilogrammi. La loro frequenza propria è compresa tra 16 e 46 Hertz. Costruiti in metallo zincato con inserti in gomma Neoprene, questi componenti trovano impiego in applicazioni industriali in cui si vogliono proteggere elementi sensibili da vibrazioni dannose.

Grazie alla regolazione della frequenza di eccitazione del motore, il dimostratore consente di visualizzare tre situazioni tipiche: assenza di isolamento, con vibrazioni trasmesse e amplificate; isolamento ottimale, con ampiezza oscillatoria molto contenuta e funzionamento stabile della massa; isolamento in prossimità della risonanza, con ampiezza elevata e instabilità della piastra. Il team ACE utilizza questa configurazione per illustrare i principi della selezione e del corretto dimensionamento degli elementi antivibranti.

Protezione dell’elettronica e nuovi materiali didattici

Anche l’armadio elettrico del dimostratore è stato oggetto di attenzione. Per proteggere la componentistica elettronica sensibile dalle vibrazioni generate dal motore stesso, il gruppo di sviluppo ha scelto di montarlo su molle a cavo d’acciaio ACE della serie WR, Wire Ropes. Questi elementi smorzano e isolano le vibrazioni su un’ampia gamma di frequenze e supportano carichi da 300 grammi fino a 2000 chilogrammi. I cavi sono realizzati in acciaio inox, mentre i blocchi di serraggio possono essere in alluminio o acciaio inossidabile, a seconda delle necessità di resistenza meccanica e durata operativa.

Il nuovo dimostratore si aggiunge a strumenti già in uso da parte di ACE nella didattica, come un banco prova per il confronto tra sistemi di frenatura elettrici, pneumatici e idraulici, un tester a caduta per la verifica dell’assorbimento di energia cinetica e un sistema a molle a gas per la regolazione della velocità. Le sessioni di formazione sono offerte gratuitamente a scuole e università, con possibilità di personalizzazione degli argomenti trattati, dalla smorzatura all’isolamento dalle vibrazioni, fino alla sicurezza dei meccanismi. La durata e la composizione dei gruppi, tipicamente fino a otto persone, vengono concordate con il team ACE.

La realizzazione del dimostratore è stata coordinata da Niklas Backhausen, del reparto Sviluppo e Innovazione ACE, che ha curato il concept didattico e la selezione dei componenti, con il supporto di uno specialista in costruzione di macchine speciali per la parte relativa a azionamento, controllo e quadro elettrico.