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AN-VI Gomma Antivibrante
 

AN-VI Gomma Antivibrante

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AN-VI by Italeco s.r.l. Moncalieri (TO) - Italy - Un rivoluzionario prodotto anti-vibrazione e anti-shock.

AN-VI by Italeco s.r.l. Moncalieri (TO) - Italy - Un rivoluzionario prodotto anti-vibrazione e anti-shock.
Presentazione breve all'indirizzo http://www.youtube.com/watch?v=LttPhAGiit4

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    AN-VI Gomma Antivibrante AN-VI Gomma Antivibrante Document Transcript

    • Via G. Pastore, 8 - 10024 - Moncalieri – (TO) – ItalyTel +39-011.5690295; Fax + 39-011.5690298P.I. – VAT IT06539670015 – Cap. Sociale 90.000,00€www.an-vi-it www.italeco.it AN-VI: UN NUOVO ELASTOMERO CHE ASSORBE LE VIBRAZIONI1 Le vibrazioni e i loro effetti ..................................................................................................................... 22 Cos’è AN-VI ............................................................................................................................................. 23 Colpi ed impatti delle vibrazioni ............................................................................................................ 24 Assorbimento del colpo.......................................................................................................................... 25 Vibrazioni continue ................................................................................................................................. 26 Qualche prova comparativa .................................................................................................................. 37 L’elasticità di rimbalzo AN-VI ................................................................................................................ 48 Le proprietà di smorzamento di AN-VI ................................................................................................ 59 AN-VI nei fenomeni transitori ................................................................................................................ 610 Caratteristiche meccaniche di AN-VI ................................................................................................... 811 Esempi di mescole AN-VI ...................................................................................................................... 912 Resistenza di AN-VI agli agenti chimici ............................................................................................. 1113 Caratteristiche Elettriche di AN-VI...................................................................................................... 1214 Dove può essere utilizzato AN-VI....................................................................................................... 1215 Cosa ne pensano… .............................................................................................................................. 1316 Formati Disponibili ................................................................................................................................ 13 Rev 1.1
    • 2 1 Le vibrazioni e i loro effettiLe macchine utensili, o in generale le apparecchiature con parti in movimento, con la loro azione, produconovibrazioni. Le vibrazioni propagandosi attraverso le strutture risultano dannose per le stesse e possono originarericorrenti e a volte pericolose problematiche quali fastidiosi rumori, perdita di precisione e addirittura usura. 2 Cos’è AN-VIAN-VI è un nuovo prodotto della famiglia della gomma con caratteristiche sostanzialmente diverse daquelle dei tradizionali elastomeri.Presenta l’elasticità di una buona gomma, ma la sua principale caratteristica è una inusuale capacità dismorzamento essendo un materiale elastico che, come un ammortizzatore, assorbe e dissipa l’energiadeformandosi in maniera non permanente..Una parte di energia viene convertita in calore, mentre l’altra parte viene restituita lentamente attenuandoper gran parte gli effetti dinamici.In forma compatta, AN-VI può essere usato per ridurre le vibrazioni da colpi ed impatti accentuando glieffetti ammortizzanti, mentre espanso trova impieghi per carichi non eccessivamente pesanti. 3 Colpi ed impatti delle vibrazioniConfrontiamo cosa succede quando una piccola sfera di metallo cade su un pannello di AN-VI o,alternativamente, su un pannello di qualche altro materiale elastico. Nell’esperimento, il pannellotradizionale è compresso ed “eccitato”: l’energia ricevuta è subito restituita alla sfera, e come effetto si ha ilclassico “rimbalzo”. Ripetendo la stessa prova utilizzando un pannello di AN-VI, si può notare che l’azionedi rimbalzo della pallina viene neutralizza grazie all’effetto di deformazione e l’energia d’urto viene“dissipata” all’interno di AN-VI stesso. L’energia assorbita non viene quindi restituita alla sfera e lasuperficie sottostante risulta preservata. 4 Assorbimento del colpoCaratteristica saliente di AN-VI è la sua capacità di assorbimento dei colpi.AN-VI è il materiale per eccellenza da utilizzare per contrastare vibrazioni da shock che si aggiungono avibrazioni continue. 5 Vibrazioni continueCome regola generale, le macchine dovrebbero essere isolate dalla loro base tramite supporti antivibrazioni.Il sistema macchina più supporto ha una naturale frequenza di oscillazione determinata dalla massa dellamacchina e dall’elasticità dei supporti. In movimento, il macchinario vibra con una frequenza che varia aseconda della velocità di rotazione. Se la frequenza di vibrazione è superiore alla frequenza naturale, AN-VI assorbe l’energia e riduce sensibilmente la trasmissione delle vibrazioni alla base..Quando la frequenza di vibrazione è vicina alla frequenza naturale, come ad esempio nelle fasi di partenzaed arresto della macchina, AN-VI agisce come un vero e proprio ammortizzatore, limitando l’oscillazione.Accade spesso che le vibrazioni della macchina vengano trasmesse alla copertura dei pannelli di metallo,che quindi agiscono come cassa di risonanza. Il rumore può essere attenuato smorzando le vibrazioni conopportuni pannelli, in modo tale che l’energia meccanica associata con le vibrazioni venga convertita incalore e dissipata.In questi casi un foglio di espanso AN-VI in abbinamento al pannello di metallo è la soluzione: un pannelloa sandwich in metallo riempito con AN-VI è un ottimo attenuatore del rumore.www.an-vi.it
    • 3 6 Qualche prova comparativaDiversi test effettuati dimostrano che AN-VI riduce gli effetti d’urto e attenua le vibrazioni da impatto generatedai ripetuti colpi di metallo su metallo.I grafici mostrano la forza che una biglia in acciaio in caduta libera trasmette ad una cellula di prova. Deipezzi di caucciù perforati (RUBBER), di Etilvinil-Acetato (E.V.A.) e di AN-VI sono stati interposti tra la bigliad’acciaio e gli strumenti di misura. I risultati mostrano che, alla stessa altezza di caduta della biglia e per lastessa quantità di materiale, AN-VI assorbe totalmente l’energia generata dallo shock (non ci sono effetti dirimbalzo) e riduce l’impatto sulla superficie inferiore dello strumento di misura. FORZE TRASMESSE DALLA CADUTA LIBERA DI UNA SFERA D’ACCIAIO IN UNA CELLA DI CARICO CON L’INTERPOSIZIONE DI PROVINIDI GOMMA, ETHIL-VINIL-ACETATO E AN-VI. (Politecnico di Milano, Servizi di Ricerche Biomeccaniche, 1989) I valori di picco di forza riscontrati sono stati: Gomma: 144 N E.V.A.: 120 N AN-VI: 100 Nwww.an-vi.it
    • 7 L’elasticità di rimbalzo AN-VI 4Uno dei principali differenziatorifra AN-VI e gli altri elastomeri dibuona qualità è la sua elasticità dirimbalzo. Questa quantità è ilparametro che esprime lacapacità del materiale di dissipareenergia meccanica. Si è misurataper mezzo di uno strumentochiamato “il ritorno del pendolo”la quantità di energia meccanicarestituita ad una sfera d’acciaiolasciata cadere da unadeterminata altezza su uncampione del materiale in esame.Con AN-VI, per temperaturecomprese tra 0° e 30°C, menodel 5% della originaria energiapotenziale della sfera è restituitaalla stessa, mentre il restante95% viene assorbito da AN-VI.Nella figura accanto l’elasticità dirimbalzo di AN-VI vienerappresentata graficamente inconfronto con altri comunielastomeri in funzione dellatemperatura. Nella gamma ditemperatura da -20° a +60°C, checomprende la maggior parte delleapplicazioni normali, l’elasticità dirimbalzo AN-VI è decisamenteinferiore a quella di tutti gli altrielastomeri. La figura accanto mostra il comportamento di AN-VI in funzione della frequenza di vibrazione, confrontato con atri elastomeri. Il grafico è stato ricavato dal Politecnico di Torino - Laboratorio Interdipartimentale di Meccatronica nel corso di una sperimentazione effettuata utilizzando AN-VI per la stabilizzazione di un gruppo Rotore-Cuscinetto Elettrodinamico. La sperimentazione ha dimostrato che l’utilizzo di AN-VI rappresenta la soluzione laddove l’utilizzo di altri elastomeri evidenzia limiti di diversa natura.www.an-vi.it
    • 5 8 Le proprietà di smorzamento di AN-VIAN-VI ha una elevata capacità di smorzamento delle vibrazioni sia da impulsi o transitori che dasollecitazioni costanti o pseudo-costanti, come evidenziato dal suo comportamento isteretico. TABELLA SIMBOLI Grandezza Simbolo UnitàAssumiamo il modello di un oscillatore: tempo t S frequenza f Hz pulsazione w = 6,28 f rad/s spostamento s(t) m velocità v(t) = ds(t) / dt m/s accelerazione a(t) = dv (t) / dt (m/s)/s forza F (t) N massa M Kg rigidità elastica K N/m smorzamento viscoso B N /(m/s) rigidità isterica C N/m unità immaginaria i fattore di smorzamento viscoso nv = B / (2 Sqr (K/M)) ad fattore di smorzamento isterico ni= C/2K ad pulsazione naturale wo= Sqr (K/M) rad/s frequenza naturale fo= (1/6,28) Sqr (K/M) Hz periodo naturale To= 1/fo s fattore di smorzamento naturale no=nv + ni adl’equazione del moto è: F (t) = Ma(t) + Bv(t) + (K + iC) s (t)Sottoponendo campioni di materiali vari ad uno schiacciamento s(t) di ampiezza unitaria (1 cm), variabile inbase alla legge armonica con pulsazione w si ottiene: s(t) = (1 cm) sin (wt)E’ definita la relazione tra lo schiacciamento (s) e la forza (F) necessaria per produrre tale schiacciamentoIl comportamento mostrato nel primo grafico della figura seguente è relativa a materiali perfettamenteelastici, come l’acciaio.Il rapporto tra (s) e (F) è una retta la cui pendenza (K) rappresenta la rigidità elastica del campione d’acciaio: F(t) = K s(t) = K ((1 cm) sin (w t))L’energia elastica ( Ee ) necessaria per realizzare la fase di schiacciamento (mezzo cerchio) 2 Ee = ½ K (2 cm)è restituita totalmente nella fase di espansione.Il comportamento degli elastomeri, rappresentato negli altri grafici della figura seguente, si discostano daquelle dell’acciaio, in quanto la linea retta dell’acciaio diventa una curva chiusa (ciclo di isteresi) sul pianoForza/Spostamento (s/F).L’area delimitata dalla curva è una misura dell’energia di isteresi (E), dissipata in un ciclo del sistema.Il rapporto ( Ri ) tra l’energia di isteresi (Ei) e l’energia associata al semiciclo elastico (Ee) è un indice dellacapacità dissipativa del materiale isteretico: Ri = Ei / EeLe proprietà di isteresi dei materiali sono espresse in termini di rigidità di isteresi (C), o coefficiente dismorzamento di isteresi, il quale ha le stesse dimensioni della, rigidità elastica (K).www.an-vi.it
    • La forza totale (F) da applicare al campione per produrre il ciclo è quindi data da: 6 F(t) = (K + iC) x (t) = K (1 cm) sin (wt) + C (1 cm) cos(wt)Il rapporto (2 nl) tra le due rigidità rappresenta il fattore di perdita o fattore di smorzamento per isteresi.Il parametro nl = C / (2K)è collegato al rapporto tra energie (Rl) con la formula Rl = (3,14) nlPiù grande è la capacità di dissipazione di energia meccanica da isteresi maggiore è l’area del ciclo.Con il test, la differenza tra i comportamenti di AN-VI e altri elastomeri può essere quantificata.Dato che tutte le gomme di buona qualità hanno dei buoni fattori di smorzamento (nl), quello di AN-VI èparticolarmente elevato. ACCIAIO GOMMA AN-VI Forza (N) Forza (N) Forza (N) Spostamento (cm) Spostamento (cm) Spostamento (cm) PARAMETRI GOMMA AN-VI Elasticità di rimbalzo a 20°C Dal 20% al 40% Dal 2% al 5% Fattore di Smorzamento 2ni = C / K Dal 10% al 30% Dal 120% all’ 80% Fattore di Isteresi ni = C / (2K) Dal 5% al 15% Dal 60% al 90% Rapporto Energetico Ri = Ei / Ee Dal 16% al 47% Dal 188% al 283% 9 AN-VI nei fenomeni transitoriI fenomeni transitori hanno la loro origine in eventi che durano solo per un tempo molto breve.Un esempio teorico, schematicamente molto semplice, è l’impulso rettangolare illustrato nella figura,derivante dall’applicazione di un carico (F), che rimane costante per un periodo di tempo (T). In realtà larisposta del sistema meccanico è di solito caratterizzato da complessi fenomeni oscillatori durante la fase dicarico, nel passaggio da (0) a (F). Questi fenomeni scompaiono tanto più rapidamente quanto più elevato è ilfattore di smorzamento naturale (no) del sistema. I diagrammi che seguono mostrano le differenze dicomportamento tra una normale gomma (no = 30%) e AN-VI (no = 60%). L’entità dello spostamento dipendedalla rigidità (K) del sistema. L’ampiezza della oscillazione di risposta a(t) è inversamente proporzionale allamassa (M). I diagrammi confermano che, attraverso l’uso di AN-VI, si ottengono favorevoli e significativieffetti nel caso di fenomeni transitori causati dalle oscillazioni di sistema. Ciò avviene sia per la fase dicaricamento sia in fase di scarico. Il tempo più breve di oscillazione riduce anche il rischio di pericolosibattimenti dovuti alla sovrapposizione di onde di ritorno e onde di uscita.www.an-vi.it
    • Le figure seguenti mostrano la risposta al fenomeno transitorio per i vari materiali. 7 Forza (N) Tempo (s) GOMMA AN-VI Spostamento (cm) Spostamento (cm) Tempo (s) Tempo (s) 2 2 Accelerazione (cm/s ) Accelerazione (cm/s ) Tempo (s) Tempo (s)www.an-vi.it
    • 10 Caratteristiche meccaniche di AN-VI 8Caratteristica Normativa Valore u.m.Densità (peso specifico) ASTM D1817 1.20 +/- 0.02 g/cm3Carico a rottura ASTM D412, UNI 6065 >15 N/mm2Allungamento a rottura ASTM D412, UNI 6065 >400 %Durezza ASTM D2240, UNI 4916 60 +/- 3 Shore AResistenza alla lacerazione ASTM D624, UNI 4914 >40 N/mm ASTM D395 UNI 4913 (Compressione, metodo B)Deformazione residua 1) 24h a 25°C < 22 % 2) 24h a 70°C < 30 % 3) 24h a 100°C < 50 % ASTM D573, UNI 5408 (7gg a 100°C in aria)Resistenza a alte temperature 1) Var. carico rottura < 10 % 2) Var. durezza < 25 Shore A ASTM D471, UNI 5411 (7gg)Assorbimento acqua ionizzata 3) Var. peso 7gg a 23°C <2 % 4) Var. peso 7gg a 100°C <5 % DIN 53516, UNI/CG 0123Resistenza all’abrasione < 200 mm3 Perdita di volume con peso 1KgElasticità di rimbalzo a 20°C DIN 53512, UNI 771 <5 % www.an-vi.it
    • 9 11 Esempi di mescole AN-VIPer ottenere diverse caratteristiche del materiale in funzione dell’utilizzo, ad esempio differentipeso specifico o elasticità e durezza, è possibile realizzare delle mescole con diverse percentuali diAN-VI. Si riportano a titolo di esempio le caratteristiche meccaniche di 4 diverse mescole e larisposta in frequenza della mescola M4 alle temperature di -20°C, +20°C e +80°C:PRODOTTO: M1 M2 M3 M4Densità 1,02 1,07 1,14 1,19 kg/dm³Durezza (DIN 53505) 36 41 51 58 Shore A100% Modulo di Young (DIN53504) 0,73 1,06 1,85 2,79 MPa300% Modulo di Young (DIN53504) 1,93 4,5 6,67 10,66 MPaResistenza alla Trazione (DIN53504) 12,43 13,76 13,79 12,73 MPaResistenza all’Abrasione (DIN 53516) - 231 149 84 mm³Elasticità (DIN 53512) 5 0,5 6 1 %Allungamento alla rottura (DIN 53504) 681 470 444 320 %www.an-vi.it
    • 10www.an-vi.it
    • 11 12 Resistenza di AN-VI agli agenti chimici Variazione VariazioneSostanza Chimica di Volume di Durezza Resistenza (%) (Sh A)70h a 70°C, ASTM 471OLIO ASTM – Minerale < -6 < 20% Buona(punto di anilina 124°C)OLIO ASTM – Minerale < -30 < 50% Scarsa(punto di anilina 70°C)70h a 23°C, ASTM 471OLIO ASTM – Minerale < -6 < 5% Eccellente(punto di anilina 14°C)OLIO ASTM – Minerale < -4 < 10% Buona(punto di anilina 70°C)Combustibile A: 100% Isoottano < -20 < 20% Media(solventi alifatici)Combustibile B: 70% Isoottano + 30% Toluolo < -30 < 50% Scarsa(solventi debolmente aromatici)Combustibile C: 50% Isoottano + 50% Toluolo < -40 < 100% Cattiva(punto di anilina 124°C)ALCOL METILICO <4 < 5% EccellenteALCOL ETILICO <2 < 5% EccellenteMEK 100% METILETILCHTONE < -20 < .10% ScarsaPETROLIO < -40 < 100% CattivaOLIO D’OLIVA < -4 < 5% EccellenteBURRO < -6 < 5% BuonaGRASSO DI MAIALE < +/-1 < 5% EccellenteACIDO SOLFORICO DILUITO < +/-1 < 5% EccellenteACIDO CLORIDRICO < +/-1 < 5% EccellenteIDROSSIDO DI POTASSIO CONCENTRATO < +/-1 < 5% EccellenteCLORURO DI AMMONIO CONCENTRATO < -4 < 5% Eccellentewww.an-vi.it
    • 12 13 Caratteristiche Elettriche di AN-VIAN-VI è classificabile da un punto di vista elettrico come MATERIALE ISOLANTE.Nonostante ciò, pur non essendo classificabile come materiale a protezione ESD, la quantità dicarica generata per effetto triboelettrico è estremamente limitata: sottoposto ad un energicostrofinamento AN-VI presenta un accumulo inferiore ai 500V, contro valori di decine di migliaia diVolt ottenuti sulle normali plastiche isolanti.Date le caratteristiche elettriche indicate, il materiale risulta particolarmente idoneo per l’utilizzoin ambito elettrico ed elettronico a diretto contatto con la circuiteria senza particolari rischi diconduzione o di scariche elettrostatiche. 14 Dove può essere utilizzato AN-VIQualche suggerimentoAN-VI è una soluzione idonea a risolvere i problemi di vibrazione in un gran numero di macchine utensili,organi in moto e strutture meccaniche più complesse. Le principali applicazioni riguardano le macchine cheoperano colpendo metallo su metallo o i meccanismi con moto alternativo, nonché macchine di precisioneche necessitino di essere protette contro le vibrazioni provenienti da meccanismi contigui.Applicazioni per AN-VISettore industrialeSmorzatori delle vibrazioni da moto alternativo e rotatorio, rivestimenti per tramogge e contenitori soggetti acolpi dalla caduta di materiali, dosatori e separatori a vibrazione, pannelli fonoassorbenti, copri manopole,isolatori per macchine utensili portatili.Veicoli a motore Automotive, Treni , Aerospaziale, Navale e YachtsRivestimenti e coperture, paraurti, interni auto da corsa, isolatori per ammortizzatori. cuscinetti e giunti.Sovrastrutture ferroviariePoltrone, supporti rotaie, sostegni delle piattaforme strutturali, box di segnalazione e smistamentoconnessioni.EdiliziaSupporti solette, pavimenti, rivestimenti, supporti pavimenti galleggianti.Elettronica e Strumentazione di PrecisioneSistemi di misura, isolamento schede elettroniche allocate in prossimità di fonti vibranti (es: passaggiferroviari).Hi-FiCoperture, supporti e fissaggi per casse acustiche e registratori/riproduttori.IdraulicaAncoraggio di tubazioni, pompe scoperte, giunti di tenuta.Macchine per ufficioSupporti e basi per stampanti e computer.AeronauticaPiattaforme di atterraggio per elicotteri.www.an-vi.it
    • 15 Cosa ne pensano… 13Il mondo della ricerca - Politecnico di Torino – Laboratorio di Meccatronica  “I test effettuati con una massa differente hanno permesso di variare la frequenza naturale del sistema mettendo in evidenza che nel campo di frequenza analizzato il comportamento del materiale si mantiene inalterato“  “I test svolti in diverse condizioni operative mostrano che il comportamento del materiale, dal punto di vista di fattore di smorzamento e di modulo elastico si mantiene inalterato lavorando a trazione, a compressione e a taglio“  “Parlando di materiali antivibranti, il fattore di smorzamento può essere eccessivamente influenzato dalla temperatura e dalla frequenza; la resistenza alla trazione può essere inadeguata; i formati disponibili possono essere troppo sottili. Non essendo afflitto da questi problemi AN-VI è la soluzione”Il mondo dell’industria – Azimut Yachts – Avigliana (TO)  “La riduzione del fenomeno vibratorio con la gomma AN-VI è migliorato del 12,6% (riduzione del 21,9) rispetto al valore raggiunto dalla gomma NBR (9,3%), nonostante gli spessori rispettivamente di 3mm per AN-VI e 10mm per la gomma NBR“  “I valori di vibrazione rilevati hanno presentato più di una frequenza caratteristica, ma con valori estremamente bassi. Valori troppo bassi per fare qualunque considerazione“  “La gomma AN-VI ha mostrato le sue ottime caratteristiche, è risultata sempre superiore come performance“ 16 Formati DisponibiliAN-VI in forma espansa (bassicarichi statici) è distribuito in fogli didimensioni varie e spessori 1, 2 e 4mm, la cui struttura è visibileingrandita in figura a destra. In forma compatta, per carichi maggiori, sono disponibili cubi da 40mm di spigolo facilmente lavorabile con tecnologia water-jet per ottenere la forma desiderata in funzione dello specifico utilizzo.Ancora in forma compatta sono disponibili piastrine di dimensioni40x40mmq e spessori 2,3,4 e 5mm, che possono essere utilizzate talquali o fustellate per ottenere le forme volute. Si possono infine realizzare con il materiale in forma solida particolari a disegno in funzione delle esigenze Cliente, anche con interventi sulla mescola per ottenere le caratteristiche elastiche più appropriate.www.an-vi.it