Rumore cinghia distribuzione

La maggior parte degli ingegneri nel campo della trasmissione di potenza sa che il principale svantaggio delle cinghie dentate è che sono intrinsecamente rumorose. 

Il rumore della cinghia di distribuzione è direttamente correlato alla velocità, alla larghezza e al passo della cinghia di distribuzione utilizzata.

Si presume che la frequenza di ingranamento sia la frequenza primaria del rumore generato dalle trasmissioni a cinghia dentata poiché il rumore è generato dall’interferenza di ingranamento e dall’impatto con il terreno durante il funzionamento. 

La frequenza di ingranamento è definita come il numero di denti della cinghia di distribuzione che entrano ed escono dalle scanalature della puleggia della cinghia di distribuzione per unità di tempo. 

Quando il dente della cinghia di distribuzione entra ed esce dal dente delle pulegge della cinghia di distribuzione, l’aria viene compressa ed evacuata con la forza, producendo un suono simile all’aria che fuoriesce da un palloncino. 

A ciò si aggiunge l’impatto tra i denti della cinghia di distribuzione e la puleggia della cinghia di distribuzione che provoca uno schiocco.

L’unità più comune di frequenza di meshing è # denti/sec. Ciò equivale a cicli/sec. Ciascuna puleggia della cinghia di distribuzione può avere la propria frequenza di ingranamento, ma il principale generatore di rumore tende ad essere il Drive(R) con la cinghia di distribuzione che entra alla massima tensione. 

Questa alta tensione combinata con un accoppiamento stretto della cinghia di distribuzione e dei denti della puleggia della cinghia di distribuzione fa risuonare la cinghia di distribuzione tesa come una corda di chitarra pizzicata.

La frequenza di meshing può essere calcolata come segue:

(# scanalature pignone x rpm) / 60 = cicli/sec

Definizione di rumore e come viene generato

• Impatto generato dalla collisione del dente della cinghia dentata contro il piano inferiore della puleggia della cinghia dentata all’inizio dell’ingranamento
• Impatto generato dalla collisione della punta del dente della puleggia di distribuzione contro il piano inferiore della cinghia di distribuzione all’inizio dell’innesto
• Collisione tra i fianchi dei due denti all’inizio dell’ingranamento
• Vibrazioni trasversali e torsionali della cinghia di distribuzione
• Vibrazioni delle pulegge della cinghia dentata
• Flusso d’aria tra la cinghia dentata e la puleggia della cinghia dentata
• Attrito dovuto al contatto tra il tessuto della cinghia dentata e il materiale della puleggia della cinghia dentata.

Cause comuni del rumore della cinghia di trasmissione

• Disallineamento
• Tensionamento improprio

Il rumore creato da una trasmissione aumenta con la velocità della cinghia di distribuzione. Pertanto, il problema è generalmente associato ad applicazioni ad alta velocità.

Se il corretto tensionamento e allineamento non riducono il livello di rumorosità, la prossima possibile causa è rappresentata da dimensioni errate della puleggia della cinghia di distribuzione.

Verificare che tutte le dimensioni della puleggia dentata siano conformi a RMA o alle specifiche del produttore.

Ulteriori problemi da considerare includono:

• L’uso di cinghie dentate in poliuretano (plastica) provoca un livello di rumorosità maggiore rispetto alle cinghie dentate in gomma.
• Acustica dell’involucro dell’unità. Spesso la protezione in posizione attorno a una trasmissione a cinghia di distribuzione amplifica il suono che risuona dalla trasmissione a cinghia di distribuzione.
• Miscelazione impropria dei profili dei denti della cinghia di distribuzione e della puleggia della cinghia di distribuzione.

Come ridurre il rumore della cinghia di trasmissione

Quando si progettano sistemi di trasmissione sincroni, è possibile considerare diverse linee guida generali per la riduzione del rumore:

NOTA: tuttavia, le pulegge della cinghia di distribuzione più grandi comportano velocità della cinghia di distribuzione più elevate, quindi è necessaria una certa ottimizzazione.

• Ridurre al minimo le velocità della cinghia di distribuzione. Rallentando l’azionamento, il livello di rumore viene ridotto e la frequenza di qualsiasi rumore generato è inferiore. Questo spesso pone la frequenza del sistema di azionamento in quell’area ineccepibile.
• Ridurre al minimo la larghezza della cinghia di distribuzione. L’utilizzo della cinghia di distribuzione più stretta in grado di gestire i carichi di progetto alla velocità di progetto contribuirà a ridurre al minimo i livelli di rumorosità.
• Massimizza il piccolo diametro della puleggia della cinghia di distribuzione. Utilizzando il diametro primitivo più grande per la puleggia della cinghia dentata piccola, i livelli di rumorosità saranno ridotti. Ciò porterà anche a una maggiore durata della cinghia di distribuzione.
• Ridurre al minimo le vibrazioni delle apparecchiature. La vibrazione provoca lo spostamento dell’aria, che provoca rumore. Lo smorzamento delle vibrazioni dell’apparecchiatura ridurrà il rumore del sistema in generale.
• Ridurre al minimo i percorsi di trasmissione dell’aria. Considerando la posizione dell’azionamento e/o utilizzando protezioni acustiche, il percorso di spostamento dell’aria viene bloccato e riduce efficacemente il rumore.

Quando si valuta un’unità esistente che genera rumore discutibile, sii accurato. Ricorda che la trasmissione a cinghia di distribuzione potrebbe non essere l’unica fonte di rumore. Per eliminare la cinghia di distribuzione come problema di rumore, spruzzarla con acqua saponata mentre è in funzione.

Se il rumore scompare o diminuisce, la cinghia di distribuzione è parte del problema. Se il rumore è ancora evidente, è probabile che il problema sia dovuto ad altri componenti dell’unità.

Anche cuscinetti o alberi sottoposti a manutenzione non corretta, strutture di supporto deboli e altre parti rotanti o scorrevoli nell’intero sistema possono essere fonte di rumore.

Durante il controllo della trasmissione, valutare attentamente l’allineamento e la tensione.

Allineamento della cinghia

Un’unità con un disallineamento eccessivo, generalmente superiore a 1/4 di grado, genererà più probabilmente rumore rispetto a un’unità correttamente allineata.

Considera sia il disallineamento parallelo che quello angolare. Inoltre, le trasmissioni correttamente allineate produrranno una maggiore durata della cinghia di distribuzione.

Tensione della cinghia

È più probabile che le unità tensionate in modo errato generino rumore. La tensione della cinghia di distribuzione non deve essere né troppo alta né troppo bassa.

Una tensione troppo bassa può anche portare a una durata ridotta della cinghia di distribuzione o al cricchetto, mentre una tensione troppo alta aggiungerà uno stress eccessivo a cuscinetti, alberi e altri componenti correlati.

Altre soluzioni per diminuire il rumore della cinghia di distribuzione

Oltre alle considerazioni di progettazione, esistono molti altri metodi accettati per ridurre il rumore della trasmissione a cinghia:

1. Cinghie dentate a larghezza divisa. Anche se questo metodo si traduce generalmente in riduzioni molto piccole, circa 4-5 dB, i test hanno dimostrato che aiuterà. Quando si utilizzano cinghie dentate larghe, la trasmissione può essere suddivisa in due cinghie dentate di larghezza standard, ovvero una cinghia dentata da 170 mm = due cinghie dentate larghe 85 mm.
2. Protezione dal rumore acustico. Il metodo più efficace poiché può comportare riduzioni del rumore di 10-25 dB. Il livello effettivo di abbattimento del rumore dipende dal tipo di protezione, ovvero protezione parziale o totale.
3. Nuove forme per i denti della cinghia di distribuzione. Goodyear ha sviluppato un modello a doppia elica (simile a uno pneumatico per trattori) che riduce significativamente il ronzio acuto associato alle cinghie di distribuzione. Il design della cinghia di distribuzione Eagle di Goodyear ha mostrato una riduzione del rumore di 19 dB rispetto alle cinghie di distribuzione equivalenti.
4. Un’altra nuova forma del dente della cinghia di distribuzione RPP utilizza una fossetta lungo la parte superiore del dente come canale di fuga aggiuntivo per l’aria, riducendone la pressurizzazione e la velocità di uscita.

Rumore cinghia distribuzione: Conclusioni

Il compito della cinghia di distribuzione è di mantenere sincronizzati l’albero a camme e la puleggia dell’albero motore. In questo modo, le valvole e il pistone spingono al momento giusto.

La cinghia di distribuzione è una parte molto importante da sostituire prima che sia troppo tardi. A seconda del problema, il rumore della cintura potrebbe variare.

Un rumore stridulo potrebbe provenire da una mancanza di tensione tra la cinghia e le pulegge. Le nervature della cinghia usurate e una cinghia disallineata possono derivare da un’installazione errata che può causare un fastidioso cinguettio.

È noto che le cinghie di distribuzione hanno occasionalmente anche un ticchettio che può derivare da olio motore basso o altri problemi.

È meglio ottenere una sostituzione. La maggior parte dei produttori consiglia una sostituzione tra 90.000 e 120.000 km a seconda del veicolo.