Ventola industriale progettata coi piedi! Ecco le 3 cause delle frequenti rotture di cuscinetti (mediamente ogni 6 mesi) che Antonio – responsabile di manutenzione in una Fonderia – è stato costretto ad affrontare, e l’unica soluzione DEFINITIVA che lo ha salvato da quella tortura.

Da | agosto 9, 2017

VENTOLA INDUSTRIALE PROGETTATA COI PIEDI
Molto probabilmente a prima vista i ventilatori sembrano tutti uguali.

Alcuni sono più grandi, altri più piccoli.

Ma NON mi stupirei se anche tu pensi:

Una ventola industriale vale l’altra. Basta che giri e mi dia la portata che serve.
Purtroppo sono in molti a pensarla in questo modo.

Poi quando vengono fuori tutta una serie di rogne, e il ventilatore si guasta ogni 5-6 mesi, mettendo in ginocchio la produzione – ed in croce il povero responsabile di manutenzione che deve correre come un matto – allora ci si rende conto che una ventola industriale può veramente essere cruciale in un processo di produzione.

Ho già parlato in questo articolo di come alcuni costruttori di ventilatori – usando come esca l’irresistibile fascino del prezzo stracciato – da diversi anni stanno riempiendo i vari impianti industriali di ventole programmate per distruggersi appena terminato il periodo di garanzia.

Delle vere e proprie bombe ad orologeria.Se pensi che stia esagerando, vai avanti a leggere e scoprirai come due miei clienti sono finiti vittima di questo complotto.

Questo video girato nella mia officina ti svela quanto è importante che la ventola sia progettata e costruita ad hoc per il tuo impianto, se vuoi evitare di essere accusato di spendere un salasso in cuscinetti rotti e frequenti fermate non programmate.

Due settimane fa ricevo una mail da parte di Giovanni, responsabile di manutenzione di un’importate azienda produttrice di ottone.

Sto per mandarvi una ventola da bilanciare. Fatemi sapere quando avete terminato i lavori e siete pronti a rispedirmela indietro.

Questo il succo del suo messaggio.

Dopo un paio di giorni la girante centrifuga arriva in officina. Chiedo subito a Gianluigi – Gigi per gli amici – di metterla sull’equilibratrice per bilanciarla. È lui infatti che solitamente compie questo tipo di lavori.

Dopo circa 20 minuti mi chiama in ufficio:

Vieni giù a vedere questa ventola. Non va bene così e faccio fatica a bilanciarla. Secondo me conviene rifarne una nuova.

Lascio a metà il lavoro che stavo facendo e scendo da Gigi.

Appena arrivo, lui mette subito in moto l’equilibratrice con attaccata la ventola per mostrarmi quanto giri tutta “storta”.

Ho registrato un breve video del funzionamento di questa ventola industriale – che a mio avviso di “industriale” NON ha proprio un bel nulla – per mandarlo a Giovanni e mostrargli in che stato era ridotta, così da permettergli di fare le opportune valutazioni e scelte sul da farsi.

Visto che mi trovavo sul cellulare questa breve registrazione, ho pensato che fosse molto utile vederlo anche per te che stai leggendo questo articolo.

In questo modo hai l’opportunità di osservare con i tuoi occhi cosa succede quando una ventola industriale viene progettata coi piedi – per non dire altro – e a cosa vai incontro se non te ne accorgi in tempo.

Quindi guarda subito il video qua sotto dove – dopo una breve presentazione – trovi la registrazione originale di come ruota una girante centrifuga deformata a causa della forza centrifuga.

Dopo avermi mostrato quello che hai visto nel video, Gigi col suo dialetto brianzolo – che non so minimamente replicare – mi dice sorridendo:

Ma questa NON è una ventola industriale. Non va bene nemmeno per far girare l’aria di casa. Chi è che l’ha costruita, un rottamaio?

Non ho idea di chi sia il “furbetto” che ha rifilato questo ventilatore progettato così male al mio cliente, ma vedendo quella girante ruotare tutta storta mi è tornata in mente la storia di Antonio, un altro mio cliente finito – non per colpa sua – vittima del complotto dei ventilatori programmati per autodistruggersi.

L’errata progettazione di una ventola centrifuga industriale può davvero mettere in ginocchio un’intera fonderia e costare più di 3.450,00 € – senza contare i danni per mancata produzione – ogni 6 mesi?

Come anticipato nel titolo di questo articolo, Antonio è responsabile di manutenzione di una fonderia di rame.

È mio cliente da diversi anni. La sua azienda infatti acquista impianti da un altro mio cliente, produttore di forni per il trattamento termico di alcune leghe di rame, al quale io vendo dei particolari ventilatori per alta temperatura.

Come capita a quasi tutti gli utilizzatori finali – come la fonderia dove lavora Antonio – nei vari impianti sono installati ventilatori di marche diverse, a seconda dei gusti e della “convenienza” di chi vende gli impianti. (sono certo che prima o poi riuscirò a cambiare questa pessima e paradossale abitudine. Non ha più senso che sia l’utilizzatore a poter scegliere quali marche usare nei suoi impianti?)

Più o meno due anni fa – dopo la fermata programmata di agosto – esausto e disperato dalle continue rotture (di cuscinetti, ma soprattutto di scatole) che si verificavano su un ventilatore centrifugo, Antonio decide di chiedere un mio aiuto, nonostante non fossi io il costruttore di quella macchina.

Non ne posso più. Le abbiamo provate tutte. Il fornitore del ventilatore non si degna nemmeno di rispondere alle mie e-mail. Ho cambiato i cuscinetti e fatto equilibrare la girante due mesi fa, ma oggi siamo ancora con il forno fermo a causa di questa maledetta ventola.

Tra i cuscinetti di ricambio, i costi per la bilanciatura della girante presso un’officina esterna e le ore della squadra di manutenzione, ogni guasto a quel ventilatore costava – secondo quanto mi ha detto – più di 3.000,00 €.

Ad essere precisi sono 3.450,00 €. Più ovviamente il danno per mancata produzione per le due giornate di fermo.

Dopo averlo ascoltato ed aver individuato – grazie ad una serie di domande – le possibili cause dei continui guasti, convinco Antonio a spedirmi la girante per studiarla e capire come risolvere i suoi problemi.

All’epoca purtroppo non avevo ancora iniziato a scrivere questo blog, quindi non ero così attento nel fotografare o registrare video per ogni singolo dettaglio di cui valeva la pena scrivere un articolo.

Ecco perché utilizzerò alcune fotografie scattate alla ventola industriale ricevuta da Giovanni qualche settimana fa, per mostrarti visivamente quello che ti sto per raccontare.

Fatta questa breve premessa, ritorniamo ad Antonio ed ai suoi continui guasti con quel dannato ventilatore.

Ecco perché una ventola industriale – che in teoria dovrebbe essere progettata per resistere e funzionare per oltre 2 decenni – arriva a deformarsi, fino a rompersi completamente, dopo appena un paio di anni da quando è stata installata.

Il termine “industriale” fino a qualche decennio fa era sinonimo di robustezza, affidabilità e di macchina pesante.

Immagini anche tu che un ventilatore per una fonderia o per una raffineria – giusto per citare due delle tante applicazioni industriali – NON può essere progettato e costruito con la stessa logica usata per una ventola di aspirazione aria per casa o per uffici.

Purtroppo oggi le cose non stanno più così.

Molti costruttori (un po’ furbi) dopo aver venduto una ventola per far ricircolare l’aria in un capannone, ne approfittano per poter appicciare la parola “industriale” ai loro prodotti.

Così in numerosi impianti di produzione – negli ultimi decenni – sono stati installati un esercito di ventilatori standard a catalogo, tutti prodotti in serie con lo stampino.

È evidente che se una ventola industriale è prodotta in serie, NON può essere perfettamente idonea a lavorare per il tuo impianto.

Darà sicuramente l’aria e la pressione che ti serve, non lo metto in dubbio. (in realtà anche questa non è una verità assoluta, ma per ora facciamo finta che sia così)

Dal punto di vista della resistenza meccanica però, nessuno ha calcolato gli spessori delle pale e scelto l’acciaio più idoneo per funzionare nelle condizioni di lavoro che servono al tuo impianto, quali temperatura del fluido trasportato, presenza di acidi o di polveri, umidità, etc etc.

I ventilatori a catalogo sono infatti progettati e costruiti per aspirare aria o gas a temperatura ambiente, senza acidi o sostanze corrosive, con minuscole quantità di polveri.

Ed ecco perché quando vengono utilizzati per impianti industriali, dove le condizioni di funzionamento sono più severe, sorgono una serie di problemi e di continui guasti.

Come hai visto nel video precedente la girante del ventilatore ruotava tutta storta a causa delle deformazioni che aveva subito.

Proseguendo nella lettura scoprirai quali sono state le cause – che sono in realtà delle vere e proprie scelte progettuali prese dal costruttore – di queste deformazioni così pericolose.

Ecco come è stato possibile che una ventola – spacciata come idonea ad applicazioni industriali – si sia deformata fino al punto da causare continue rotture dei cuscinetti e ripetute fermate di impianto.

Prima di proseguire ribadisco un concetto importante. Stiamo parlando di ventilatori industriali, quindi di macchine che devono funzionare costantemente 24 ore al giorno, 7 giorni la settimana e che – se opportunamente tenute sotto manutenzione – durare almeno una ventina di anni.

Pertanto quello che sto per dirti non si applica a tutti i ventilatori, ma solo a quelli che – all’interno dei tuoi impianti – permettono o meno il funzionamento delle linee di produzione.

Quella che vedi qua sotto è la fotografia della ventola che hai visto in movimento nel video, molto simile a quella che Antonio a suo tempo mi aveva inviato per scoprire quali fossero le cause dei continui guasti ai cuscinetti.
ventola industriale cause vibrazioni
Come puoi vedere è abbastanza grande – il diametro esterno delle pale è di 1350 mm, cioè più di un metro – e le pale sono del tipo molto largo, ideali per muovere grandi portate di aria.

Andiamo ad analizzarla – componente per componente – così che potrai scoprire come individuare a colpo d’occhio se una girante è veramente una ventola industriale o se invece ti hanno venduto un ventilatore per uso civile.

1. Pale sottili e senza rinforzi – soprattutto per ventole di grandi dimensioni – sono il primo sintomo di una pessima progettazione, a causa della quale devi prepararti a spendere un PATRIMONIO in ricambi e continue fermate.

Il punto più critico dal punto di vista meccanico in una girante centrifuga è rappresentato dalle pale.

La stessa rotazione della ventola crea una forza centrifuga che tende a piegare le pale. Tale forza aumenta con il diametro, quindi è più elevata al bordo esterno delle pale, dove l’aria viene scaricata dalla girante.

Se il materiale utilizzato per costruire le pale è poco resistente, o gli spessori utilizzati sono troppo bassi, la forza centrifuga riesce a deformarle fino ad arrivare – superato un certo limite – alla rottura completa di una o più pale.

ventola industriale pala deformata

Come puoi vedere nella foto qua sopra, la pala della ventola di Giovanni non è più dritta come dovrebbe essere. Se noti è infatti inclinata rispetto alla squadra che ho messo come riferimento e che rappresenta la posizione corretta della pala stessa.

Inoltre se osservi bene, riesci a notare una leggera “gobba” più o meno al centro della pala. Quella curvatura è proprio il classico esempio da manuale di “cedimento strutturale”: in parole povere l’acciaio in quella zona, non riuscendo a sopportare la forza centrifuga, si deforma curvandosi.

Nella fotografia più sopra – dove vedi la girante intera – puoi osservare un anello di acciaio che collega tra di loro le pale della ventola. Questo anello si chiama “rompitratta” in gergo da ventilatorista, ed è un vero e proprio rinforzo il cui scopo è proprio evitare che la pala si deformi quando sta ruotando.

Se chi ha progettato questa ventola industriale avesse pensato meno a risparmiare sui chili di acciaio utilizzato – cercando di aumentare la robustezza e l’affidabilità del ventilatore – avrebbe deciso di mettere un secondo anello rompitratta anche sul bordo più esterno delle pale, evitando in questo modo deformazioni così critiche.

Quello che ti ho appena mostrato è il primo motivo per il quale la ventola industriale che hai visto nel video si è ridotta in quelle pessime condizioni.

Ma non è ancora finita.

2. Conosci il vero motivo per cui una ventola industriale NON può essere costruita utilizzando tecnologie e macchinari adatti ad una produzione in serie di ventilatori standard?

Esistono molte differenze tra un ventilatore standard prodotto in serie – e quindi molto economico – ed una vera ventola per impiego industriale.

Ma una di queste in particolare è quella più importante per chi si ritrova sui suoi impianti di produzione tutta una serie di ventilatori.

No. Non sto parlando del prezzo. (anche se tra le due soluzioni spesso vi è un vero e proprio abisso in termini di costo del ventilatore)

Per produrre in serie delle ventole, l’unica soluzione possibile è realizzarne i componenti con delle presse per stampaggio a freddo dell’acciaio.

In questo modo è possibile ridurre drasticamente i tempi di costruzione, abbattendo al tempo stesso i costi di produzione.

il limite di questa tecnologia è dato dagli spessori delle lamiere che si possono utilizzare e dalle tipologie di acciaio idonee ad essere stampati.

Ecco svelato il vero motivo per cui i diversi costruttori di ventilatori standard a catalogo utilizzano spessori molto bassi – mai superiori ai 4-5 mm – per la produzione delle ventole.
ventola industriale disco anteriore di carta velina
Guarda nella foto a fianco il “disco anteriore” (il cono dal quale entra l’aria nella girante) della ventola ricevuta da Giovanni.

Ti accorgi anche tu di quanto sia sottile, soprattutto considerando le dimensioni della ventola?

Ho evidenziato con un ovale rosso un punto molto interessante di questo disco anteriore.

Come puoi notare sembra che in quel punto sembra che ci siano due lamiere una sopra l’altra.

Ed è effettivamente così.

Lungo tutto quel bordo – che è la parte più sollecitata del disco anteriore – la lamiera è stata ripiegata su sé stessa.

Forse un timido tentativo di rinforzare quelle zona delicata.

In realtà, proprio a causa dei ridotti spessori utilizzati – che sono davvero ridicoli per una ventola industriale di questa grandezza – anche il disco anteriore è tutto storto, non più circolare come dovrebbe essere.

Queste deformazioni portano ovviamente a dei continui contatti e strisciamenti della ventola sul boccaglio del ventilatore, aumentando a dismisura le vibrazioni e mettendo in serio pericolo i lavoratori che si trovano nei suoi dintorni.

Basta uno strisciamento troppo intenso o lungo, per mandare in mille pezzi boccaglio, ventola e cuscinetti, sparando una pioggia di pezzi metallici tutto intorno.

Ti piacerebbe trovarti di fronte a questa mitragliata di acciaio?

Ora passiamo al terzo ed ultimo segnale di allarme che devi osservare per capire se quella che ti hanno venduto è a tutti gli effetti una ventola industriale o meno.

3. Scopri come puoi evitare che ti rifilino una ventola che potrebbe strapparsi facilmente come un foglio di carta preforato.

Non è il caso della girante centrifuga ricevuta da Giovanni, ma quella che a suo tempo mi aveva inviato Antonio ahimè presentava questo grave handicap.

Pale e dischi della ventola tenuti insieme da minuscoli tratti di saldatura.
ventola industriale saldatura non idonea
Puoi vedere un esempio di questo folle modo di costruire ventole industriali in questa fotografia scattata ad una delle tante giranti di ventilatori che i miei clienti mi inviano – quasi sempre dopo 2 anni di funzionamento…sarà un caso? – sperando che io possa compiere qualche miracolo.

Perché devi temere una ventola con queste saldature così piccole e discontinue?

Le ragioni sono essenzialmente due.

La prima – più critica – è legata a come si distribuisce lo sforzo dovuto alla forza centrifuga.

Nel caso di saldature continue lungo tutto il bordo della pala, quest’ultima diventa un tutt’uno con il disco della girante.

In questo modo lo sforzo si distribuisce in maniera uniforme, uguale in tutti i punti. Tutto il materiale di pale e disco contribuisce a resistere alla forza centrifuga.

Nella ventola in fotografia invece, le parti non saldate tra di loro non collaborano per resistere agli sforzi. Tutta la forza centrifuga agisce quindi sui quei minuscoli tratti di saldatura.

Forse non ci hai mai pensato, ma proprio questo principio viene utilizzato nei block notes per rendere più semplice strappare i fogli. Un pezzo di carta è infatti abbastanza resistente e se provi a tirarlo dai due lati – senza strapparlo – molto difficilmente riesci a romperlo in due.

Praticando però una serie di piccoli tagli – che sono come gli spazi vuoti tra le saldature della girante – strappare il foglio diventa molto più semplice.

Il secondo motivo per cui questo tipo di saldatura è da evitare come la peste per una ventola industriale ha invece a che fare con polvere, sporcizia e umidità.

Come vedi infatti nell’immagine, laddove manca la saldatura resta una piccola intercapedine tra la pala ed il disco. In questo spazio si accumula molto facilmente polvere, creando nel tempo maggiori vibrazioni sui cuscinetti.

In quello spazio piccolo inoltre la vernice non riesce a ricoprire il metallo. Quindi la normale umidità o – in applicazioni ancora più gravose – le sostanze corrosive contenute nel fluido aspirato dalla ventola, si mangiano l’acciaio un millimetro alla volta.

Questa lenta – ma inesorabile – corrosione, riduce ancora di più la resistenza meccanica della girante.

Ecco perché delle saldature a tratti – come viene chiamata quella che vedi nella fotografia – contribuiscono in maniera pesante alla deformazione, e successiva rottura, della ventola.

Questi 3 piccoli segnali di allarme che ti ho appena mostrato sono molto importanti per assicurarti che quella che stai acquistando è REALMENTE una ventola industriale.

Ora che li conosci, potrebbe però sorgerti una domanda. (del tutto sensata)

Signore delle Ventole, più di un ventilatore nel mio impianto è costruito come la ventola di Antonio. Adesso che so che mi hanno tirato una sola, cosa posso fare?

Scopri l’unica soluzione definitiva – che inoltre ti solleva dai rischi sulla sicurezza tua e dei tuoi colleghi – che ha salvato il mio cliente Antonio dalle continue rotture di cuscinetti causate da quella maligna ventola industriale

Ritorniamo ad Antonio e a quella girante che mi aveva spedito nella mia officina, sperando che potessi sistemarla ed eliminare le cause dei continui guasti.

Come da prassi in queste situazioni, ho subito preso tutte le misure della girante per poterne creare un modello tridimensionale al computer, e procedere successivamente ad una simulazione di quello che succede quando la ventola sta funzionando.

Grazie a questi calcoli meccanici – in gergo questo studio si chiama FEM (Finite Element Method) o analisi agli elementi finiti – ho avuto conferma dei miei sospetti.

La ventola per come era stata costruita, NON era in grado di resistere agli sforzi meccanici a cui era sottoposta durante il funzionamento. Spessori troppo piccoli e la mancanza di opportuni rinforzi, avevano causato quelle notevoli deformazioni, che a breve avrebbero causato la rottura.

In parole povere?

Quella girante era da buttare a rottame.

Antonio aveva bisogno di una nuova ventola, questa volta progettata ad hoc per le condizioni di lavoro necessarie al suo impianto.

Costruirne una del tutto identica a quella originale avrebbe NON avrebbe avuto alcun senso.

Per qualche mese forse si sarebbero evitate rotture dei cuscinetti. Ma prima o poi anche la nuova girante si sarebbe deformata come la prima, riportando il mio cliente nella stessa identica situazione.

Dopo aver mostrato ad Antonio i risultati dei calcoli eseguiti sulla sua ventola – ed avergli spiegato le due soluzioni possibili – anche lui ha convenuto che era meglio avere una nuova girante più robusta, piuttosto che una semplice replica di quella che gli avevano rifilato.
ventola industriale garantita a vita
Giusto per farti notare la differenza, quella che vedi qua a fianco è la nuova girante costruita – dopo averla progettata ad hoc – che ha rimpiazzato quella originale sull’impianto del mio cliente.

Nota le saldature complete che collegano tra di loro tutte le varie parti, trasformandole veramente in un corpo unico. Ci sono poi i due rinforzi, sia all’interno che all’esterno, delle pale.

Pur non potendo aumentare troppo il peso delle pale e dei dischi – per evitare di sovraccaricare i cuscinetti e l’albero – è stato necessario incrementare a 6 mm lo spessore delle pale, rispetto ai 4 mm originali.

Un aumento del 50%.

Insomma, una vera ventola industriale progettata per durare decenni.

Se ti ritrovi con una ventola tutta storta che ti fa dannare per i continui guasti, allora anche tu – come Antonio – ti ritrovi di fronte ad un bivio per risolvere questo problema.

La prima strada è di chiamare il costruttore del ventilatore ed acquistare una girante di ricambio.

Molto probabilmente – visto la poca attenzione all’affidabilità garantita dalle sue ventole – si tratta di un produttore di ventilatori standard a catalogo, quindi te la puoi cavare con un acquisto abbastanza economico.
Una volta sostituita la girante con una nuova per qualche mese puoi dimenticarti dei continui guasti e delle fermate di impianto non programmato. Ne sono certo.

Ma sono altrettanto certo che anche questa seconda girante – dopo un certo periodo di tempo – si deformerà come la prima e ti ritroverai nuovamente sommerso negli stessi problemi che avevi prima.

Volendo puoi ripetere questo ciclo all’infinito, continuando a comprare nuove giranti e aspettando che arrivi il momento in cui sono talmente storte da NON poterle più utilizzare.

Non mi sembra una grande strategia, ma sicuramente avrai delle ottime ragioni se è tua intenzione seguirla.

Il secondo ramo del bivio è invece meno immediato, ma ti risolve decisamente, e una volta per tutte, il problema.

Come ha fatto Antonio, puoi infatti inviarmi la girante deformata (ma prima che finisca in mille pezzi, altrimenti non posso fare più niente) e chiedermi di progettarne una nuova molto più robusta.

Ovviamente – pur modificando gli spessori e magari aggiungendo rinforzi – la nuova ventola ti garantirebbe le stesse prestazioni in termini di portata e pressione.

Progettando ad hoc la girante in base alle esigenze del tuo impianto – quali temperatura dei gas, presenza di polvere o di sostanze corrosive, velocità di rotazione, etc – sono in grado di garantirti che non si verificherà nessuna deformazione.

Mai. Non dopo qualche mese. Nemmeno dopo qualche anno. MAI.

Se hai intenzione di scegliere questa seconda strada, eliminando una volta per tutte i continui guasti al ventilatore e le fermate non previste che ne conseguono, allora tutto quello che devi fare è compilare il modulo con i tuoi dati nella pagina “Contattami” che trovi cliccando su questo pulsante.

contattami per problemi ventola industriale

In questo modo – una volta che avrò i tuoi recapiti – potrò contattarti entro massimo 24 ore per definire quali sono i bisogni del tuo impianto ed i dati di funzionamento del ventilatore che vuoi sistemare.

Grazie a queste informazioni – indispensabili per evitare errori di progettazione – mi sarà possibile consegnarti una nuova ventola, finalmente INDUSTRIALE, grazie alla quale tutti i problemi sui cuscinetti e di continue vibrazioni saranno solo un brutto ricordo.

Non vedo l’ora di mettermi sotto con calcoli e progettazione della tua nuova girante.

Mai più guasti improvvisi!

Il Signore delle Ventole

P.S. In questo articolo ti ho illustrato molto sinteticamente i più importanti aspetti costruttivi da seguire quando si progetta e costruisce una ventola industriale. Se ti interessa anche come scegliere un ventilatore centrifugo industriale – magari perché ne devi sostituire uno in impianto, o semplicemente te ne serve uno per una linea di produzione nuova – allora ti consiglio di leggere anche questo articolo, all’interno del quale ti svelo una parte molto importante del mio know-how.

Nell’articolo condivido infatti alcuni importanti “trucchi” del mestiere per evitare gravi errori nella scelta di un ventilatore industriale, soprattutto se per caso decidi di arrangiarti e fare tutto da solo utilizzando il catalogo di uno dei tanti costruttori di ventilatori standard. (anche se dopo l’articolo che hai appena letto dovresti aver capito che “standard” ed “industriale” sono proprio due parole che bisticciano se messe insieme)

Buona lettura.

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