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Un motovibratore sottodimensionato non fa scorrere il materiale; uno sovradimensionato rompe cuscinetti, saldature e lamiere. In officina vediamo ogni settimana motovibratori guasti per un errore di scelta o di installazione. Questa guida tecnica spiega il metodo di calcolo della Guida alla scelta del motovibratore Italvibras, con le formule, i dati di catalogo, i disegni di riferimento e i consigli pratici per l'installazione.
1. Come funziona un motovibratore
Un motovibratore è un motore asincrono trifase (o monofase) con l'albero sporgente da entrambi i lati. Su ciascuna estremità sono montate masse eccentriche: ruotando, generano una forza centrifuga che si trasmette, tramite i piedi di fissaggio, alla struttura da far vibrare. Le masse sono protette da due coperchi.
Ogni estremità ha una massa fissa e una massa regolabile. Ruotando la massa regolabile rispetto a quella fissa si varia il momento statico, e quindi la forza centrifuga, da circa 0 al 100%.
2. Metodo rotazionale o unidirezionale
Il metodo di calcolo vale per i sistemi a oscillazione libera: macchine appoggiate su molle elicoidali, supporti in gomma o attuatori pneumatici. Le macchine con bielle, molle a balestra o molle piatte (sistemi vincolati a risonanza) richiedono uno studio specifico del costruttore.
| Metodo | Configurazione | Moto | Applicazioni tipiche |
|---|---|---|---|
| Rotazionale | 1 motovibratore | Forza su 360°, in tutte le direzioni | Tramogge, sili, tavole compattatrici, vagli circolari |
| Unidirezionale | 2 motovibratori uguali, controrotanti | Forza sinusoidale lungo una sola linea | Canali trasportatori, alimentatori, vagli lineari |
La scelta del metodo e della frequenza dipende dal peso specifico e dalla pezzatura del materiale: materiale fine e leggero → frequenze alte (2 poli, 3000 giri/min) con ampiezze piccole; materiale grosso e pesante → frequenze basse (6–8 poli, 1000–750 giri/min) con ampiezze grandi.
3. Le grandezze fondamentali
| Simbolo | Grandezza | Unità | Significato |
|---|---|---|---|
| Ms | Momento statico | kg·mm | Massa eccentrica × distanza dall'asse. È il dato base del catalogo. |
| Fc | Forza centrifuga | kg (kN) | Forza generata dalle masse: Fc = Ms × ω² |
| Pv | Peso vibrante | kg | Macchina + motovibratori (Pc + Po) |
| e | Eccentricità (semi-ampiezza) | mm | Spostamento della macchina da una parte: e = Mt ÷ Pv |
| App | Ampiezza picco-picco | mm | Corsa totale: App = 2 × e |
| a | Accelerazione | g | a = Fc ÷ Pv = e × ω² ÷ g |
Esempio: MVSI 3/100 → Ms = 12 kg·mm = 0,012 kg·m a 3000 giri/min
ω = 314 rad/s → Fc = 0,012 × 98.700 ≈ 1.184 N ≈ 121 kg (dato di catalogo: 121 kg ✔) Nota: nei cataloghi Italvibras il "momento dinamico" vale 2 × il momento statico. Per tutti i calcoli di questa guida si usa il momento statico.
Dalla formula dell'accelerazione si ricava una tabella molto utile per capire quanto "spinge" ogni velocità:
| Poli | Giri/min (50 Hz) | Accelerazione per ogni mm di eccentricità | Uso tipico |
|---|---|---|---|
| 2 | 3000 | 10,1 g/mm | Materiali fini, polveri, piccole ampiezze |
| 4 | 1500 | 2,5 g/mm | Uso generale, canali e vagli |
| 6 | 1000 | 1,1 g/mm | Pezzature medio-grosse, ampiezze grandi |
| 8 | 750 | 0,6 g/mm | Materiali grossi e pesanti |
Lettura: a 3000 giri/min bastano 0,5 mm di eccentricità per avere 5 g; a 1500 giri/min ne servono 2 mm.
4. Velocità del materiale e portata
Per un canale trasportatore si parte dalla portata richiesta:
La velocità reale del prodotto è inferiore a quella teorica, perché ogni materiale "scivola" in modo diverso. Si corregge con il coefficiente Kr:
| Materiale | Kr | Materiale | Kr |
|---|---|---|---|
| Ghiaia | 0,95 | Sale | 0,95 |
| Carbone pezzatura grossa | 0,85 | Zucchero | 0,85 |
| Carbone pezzatura fine | 0,80 | Trucioli di legno / granuli PVC | 0,75–0,85 |
| Sabbia | 0,70 | Verdura in foglie | 0,70 |
Con la Vteo e la velocità di rotazione scelta, i diagrammi del catalogo Italvibras forniscono l'ampiezza picco-picco App necessaria. Per i canali inclinati si aggiunge una correzione in funzione dell'angolo della linea di forza:
| Angolo α | Angolo i | Fattore Fα |
|---|---|---|
| 10° | 80° | 0,81 |
| 15° | 75° | 0,71 |
| 20° | 70° | 0,60 |
| 25° | 65° | 0,48 |
| 35° | 55° | 0,25 |
5. Calcolo del momento statico
Pv = Pc + Po (peso vibrante, kg)
Mt = e × Pv (momento statico totale, kg·mm)
Ms = Mt ÷ n (momento per singolo motore, n = numero di motori) Pc = peso della macchina · Po = peso del/dei motovibratori
Il calcolo è iterativo: il peso dei motovibratori entra in Pv, quindi si ipotizza un modello, si calcola, e se il momento non basta si passa al modello superiore e si ricalcola.
6. Verifica dell'accelerazione
Il valore deve rientrare nell'intervallo indicato dalla tabella Italvibras per il tipo di processo. Se è troppo alto si riducono le masse; se è troppo basso serve un modello più grande.
Esempio 1 – Canale trasportatore leggero, 2 poli
Dati: canale da 150 kg, metodo unidirezionale, 3000 giri/min, App richiesta dal diagramma 1,6 mm (valore ipotizzato per l'esempio).
| Passo | Calcolo | Risultato |
|---|---|---|
| Eccentricità | 1,6 ÷ 2 | 0,8 mm |
| Ipotesi motore | 2 × MVSI 3/800-S02 (21 kg cad.) | Po = 42 kg |
| Peso vibrante | 150 + 42 | 192 kg |
| Momento totale | 0,8 × 192 | 153,6 kg·mm |
| Momento per motore | 153,6 ÷ 2 | 76,8 kg·mm |
| Confronto catalogo | MVSI 3/800-S02: 78 kg·mm | ✔ adatto |
| Accelerazione | (2 × 785) ÷ 192 | 8,2 g |
Esempio 2 – Vaglio vibrante pesante, 4 poli
Dati: vaglio da 800 kg, metodo unidirezionale, 1500 giri/min, App richiesta 6 mm (valore ipotizzato per l'esempio).
| Passo | Calcolo | Risultato |
|---|---|---|
| Eccentricità | 6 ÷ 2 | 3 mm |
| 1ª ipotesi | 2 × MVSI 15/3810-S02 (119 kg cad.) → Pv = 1.038 kg → Ms = 3 × 1.038 ÷ 2 | 1.557 kg·mm ✘ (> 1.526) |
| 2ª ipotesi | 2 × MVSI 15/4300-S02 (123 kg cad.) → Pv = 1.046 kg | — |
| Momento per motore | 3 × 1.046 ÷ 2 | 1.569 kg·mm |
| Confronto catalogo | MVSI 15/4300-S02: 1.720 kg·mm | ✔ masse al 91% |
| Accelerazione | (2 × 4.326 × 0,91) ÷ 1.046 | 7,5 g |
Verifica incrociata con la tabella del capitolo 3: 3 mm × 2,5 g/mm ≈ 7,5 g ✔
7. Tramogge e sili
Per lo svuotamento di tramogge e sili si usa il metodo rotazionale con un motovibratore. La guida Italvibras indica una regola rapida:
Esempio 3 – Tramoggia
Materiale nella parte conica: 2.000 kg. Fc richiesta = da 0,10 × 2.000 a 0,25 × 2.000 = da 200 a 500 kg.
Modelli adatti: MVSI 3/300-S02 (Fc 304 kg, 3000 giri/min) o MVSI 15/400-S02 (Fc 412 kg, 1500 giri/min) per materiali che scorrono bene; MVSI 3/500-S02 (Fc 503 kg) per materiali che tendono a fare ponte.
- Fissare sempre il motovibratore su una nervatura o un profilato saldato, mai direttamente sulla lamiera sottile: la lamiera si fessura in poche settimane.
- Per tramogge grandi o rettangolari è meglio usare due motovibratori più piccoli su lati opposti che uno solo grande.
- Far funzionare il vibratore solo con lo scarico aperto: con lo scarico chiuso la vibrazione compatta il materiale e peggiora il problema.
- Per materiali umidi o appiccicosi preferire frequenze basse (4–6 poli); per polveri fini, frequenze alte (2 poli).
8. Molle e supporti antivibranti
Gli elementi elastici devono lasciare vibrare la macchina e allo stesso tempo isolare la struttura sottostante. Si dimensionano in tre passi.
8.1 Portata di ciascun supporto
8.2 Freccia statica e rapporto di risonanza
Il rapporto r tra velocità del motovibratore e frequenza propria della macchina sulle molle deve essere compreso tra 3 e 5. La frequenza propria dipende dalla freccia statica f (quanto si abbassano le molle sotto il peso):
freccia necessaria: f [mm] = (946 × r ÷ giri/min)²
costante elastica: K = Pv ÷ (f × N) [kg/mm]
| Giri/min | f con r = 3 | f con r = 4 | f con r = 5 |
|---|---|---|---|
| 3000 | 0,9 mm | 1,6 mm | 2,5 mm |
| 1500 | 3,6 mm | 6,4 mm | 9,9 mm |
| 1000 | 8,1 mm | 14,3 mm | 22,4 mm |
8.3 Grado di isolamento
Esempio 4 – Molle per il vaglio dell'esempio 2
Pv = 1.046 kg, materiale Ps = 150 kg, 4 supporti, 1500 giri/min, r = 4.
- Portata per supporto = 2,5 × (1.046 + 150) ÷ 4 = ≈ 750 kg
- Freccia necessaria = (946 × 4 ÷ 1500)² = 6,4 mm
- Costante elastica = 1.046 ÷ (6,4 × 4) = ≈ 41 kg/mm per molla
- Isolamento ottenuto: ≈ 93%
9. Schede tecniche e dati di catalogo
Caratteristiche generali della gamma Italvibras
| Forza centrifuga | fino a 30.000 kg (300 kN), regolabile con continuità tramite le masse |
| Velocità | 2 poli 3000/3600 · 4 poli 1500/1800 · 6 poli 1000/1200 · 8 poli 750/900 giri/min (50/60 Hz) |
| Alimentazione | trifase da 24 V a 690 V, 50 o 60 Hz; monofase 200–240 V 50 Hz e 100–130 V 60 Hz |
| Inverter | funzionamento da 20 Hz fino alla frequenza di targa (coppia costante) |
| Montaggio | in qualsiasi posizione |
| Lubrificazione | effettuata in fabbrica |
Le serie principali
- Varianti: MVSI-TS coperchio masse scomponibile, MVSI-ACC albero sporgente per accoppiamento in linea
Dati MVSI 2 poli – 3000 giri/min (50 Hz)
| Modello | Momento statico (kg·mm) | Forza centrifuga (kg) | Forza centrifuga (kN) | Peso (kg) |
|---|---|---|---|---|
| MVSI 3/100-S02 | 12,0 | 121 | 1,19 | 5,6 |
| MVSI 3/200-S02 | 21,0 | 211 | 2,07 | 6,4 |
| MVSI 3/300-S02 | 30,1 | 304 | 2,98 | 9,7 |
| MVSI 3/500-S02 | 49,9 | 503 | 4,93 | 14,8 |
| MVSI 3/800-S02 | 78,0 | 785 | 7,70 | 21,0 |
| MVSI 3/1100-S90 | 110 | 1.105 | 10,8 | 23,0 |
| MVSI 3/1310-S90 | 128 | 1.290 | 12,7 | 31,0 |
| MVSI 3/1510-S90 | 153 | 1.545 | 15,2 | 39,5 |
Dati MVSI 4 poli – 1500 giri/min (50 Hz)
| Modello | Momento statico (kg·mm) | Forza centrifuga (kg) | Forza centrifuga (kN) | Peso (kg) |
|---|---|---|---|---|
| MVSI 15/35-S02 | 12,0 | 30 | 0,30 | 5,6 |
| MVSI 15/80-S02 | 31,0 | 78 | 0,76 | 6,7 |
| MVSI 15/100-S02 | 38,9 | 98 | 0,96 | 7,1 |
| MVSI 15/200-S02 | 84,2 | 213 | 2,09 | 12,5 |
| MVSI 15/400-S02 | 163 | 412 | 4,04 | 19,0 |
| MVSI 15/550-S02 | 219 | 552 | 5,42 | 20,4 |
| MVSI 15/700-S02 | 286 | 720 | 7,06 | 23,5 |
| MVSI 15/1100-S90 | 415 | 1.045 | 10,3 | 35,0 |
| MVSI 15/1410-S02 | 561 | 1.413 | 13,9 | 53,0 |
| MVSI 15/1710-S90 | 715 | 1.798 | 17,6 | 57,0 |
| MVSI 15/2000-S90 | 817 | 2.054 | 20,1 | 61,5 |
| MVSI 15/2410-S02 | 962 | 2.420 | 23,7 | 81,0 |
| MVSI 15/3000-S02 | 1.235 | 3.106 | 30,5 | 90,0 |
| MVSI 15/3810-S02 | 1.526 | 3.840 | 37,7 | 119 |
| MVSI 15/4300-S02 | 1.720 | 4.326 | 42,4 | 123 |
| MVSI 15/5010-S02 | 1.990 | 5.007 | 49,1 | 161 |
| MVSI 15/7000-S02 | 2.598 | 6.536 | 64,1 | 208 |
| MVSI 15/9000-S90 | 3.260 | 8.199 | 80,4 | 225 |
| MVSI 15/9500-S02 | 3.346 | 8.416 | 82,6 | 317 |
| MVSI 15/11500-S90 | 4.544 | 11.430 | 112 | 433 |
| MVSI 15/14500-S90 | 5.614 | 14.120 | 138 | 458 |
Come leggere la sigla: MVSI 15/4300 = serie MVSI, 15 = 1500 giri/min (3 = 3000, 10 = 1000, 075 = 750), 4300 ≈ forza centrifuga in kg. Dati a 50 Hz; a 60 Hz i valori cambiano: verificare sempre sul catalogo aggiornato.
10. Installazione: consigli dall'officina
- Piano di appoggio lavorato, rigido e pulito
- Bulloneria ad alta resistenza con rondelle adeguate, alle coppie indicate dal costruttore
- Ricontrollare il serraggio dopo le prime ore di funzionamento e poi periodicamente
- Un bullone allentato è la prima causa di rottura di piedi e carcasse
- Cavo flessibile adatto alle vibrazioni, con un'ansa libera vicino al motore
- Protezione termica tarata sulla corrente di targa
- Unidirezionale: invertire due fasi su uno dei due motori
- Con inverter: non scendere sotto i 20 Hz
- Partire con le masse a un valore basso e aumentare gradualmente
- Misurare la corrente: non deve superare quella di targa; se la supera, ridurre le masse
- Rimontare sempre i coperchi delle masse prima dell'avvio
- Controllare periodicamente bulloni, cavo e saldature della struttura
- Rumore anomalo o aumento della temperatura = cuscinetti da verificare
- In caso di guasto, la revisione con sostituzione dei cuscinetti costa molto meno di un motore nuovo
Errori più frequenti che vediamo in officina
| Errore | Conseguenza | Rimedio |
|---|---|---|
| Masse regolate in modo diverso sui due lati | Cuscinetti distrutti in poco tempo | Stessa regolazione su entrambi i lati |
| Masse al massimo "per sicurezza" | Sovracorrente, avvolgimento bruciato, struttura fessurata | Regolare in base al calcolo e alla corrente |
| Peso dei motovibratori non considerato | Ampiezza inferiore al previsto | Includere Po nel peso vibrante |
| Fissaggio su lamiera sottile | Cricche intorno ai bulloni | Nervatura o piastra di rinforzo |
| Linea di forza fuori dal baricentro | Macchina che beccheggia, avanzamento irregolare | Riposizionare i motori |
| Molle troppo rigide o struttura elastica | Vibrazioni trasmesse al capannone, rumore | Rifare il calcolo dei supporti (r tra 3 e 5) |
| Cavo teso senza ansa | Rottura del cavo o del pressacavo | Lasciare un'ansa libera |
Ti serve aiuto con il calcolo?
Da oltre 50 anni vendiamo, installiamo e ripariamo motovibratori. Mandaci questi dati e ti indichiamo il modello corretto:
- tipo di macchina (canale, vaglio, tramoggia, tavola…) e peso
- materiale, pezzatura e portata richiesta
- alimentazione disponibile e ambiente (ATEX, alimentare, esterno)
- se sostituisci un vibratore esistente: foto della targhetta
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Fonti: Italvibras, Guida alla scelta del motovibratore (scarica il PDF); schede tecniche MVSI 2 e 4 poli; Catalogo Generale Italvibras. Le formule su molle e isolamento sono relazioni standard della meccanica delle vibrazioni (sistema a un grado di libertà, non smorzato). Gli esempi sono indicativi: per l'ampiezza necessaria fanno fede i diagrammi del catalogo Italvibras. Disegni: E.V.I.T. di Tramaglia Dario.
