Reduction of vibrations transmitted to the electric motor of a screw press

This thesis describes the analyses performed to minimize the vibrations transmitted to an electromotor of a screw press. The motor is a 250 kW 8-poles unit connected to the flying wheel of the friction screw press by means of a Cardan joint. The motor vibrates for two main causes, that are the vibration generated by the Cardan shaft misalignment and the vibration due to the impact bewtween the tool and the workpiece. The vibration due to the aforementioned impact was measured with accelerometers placed on different points of the motor, while the forces generated by the cardan joint misalignment were quantified as a function of the joint geometry and deflection angle. The equation of motion of the electromotor has been derived analytically to compute the Frequency Response Function between the imposed displacement/Cardan forces (inputs) and the motor motion. Based on superposition principle, the contributions of the Press-Shocks and Cardan forces were summed up in order to obtain the total accelerations and diplacements along x, y and z directions. The effect of utilizing different (commercially available) suspension systems on the system have been analyzed in order to find the best solution to eliminate the undesired vibrtions.

Il presente lavoro di tesi descrive le analisi effettuate per minimizzare le vibrazioni trasmesse a un motore elettrico di una pressa a bilanciere. Il motore (di potenza pari a 250 kW) alimenta il volano della pressa a bilanciere tramite un giunto cardanico; esso vibra sia a causa delle vibrazioni generate dalla pressa (urto tra utensile e pezzo) sia a causa dell’eccentricità esistente tra motore e volano. Le vibrazioni della pressa sono state inizialmente misurate tramite accelerometri piezoelettrici posizionati in diversi punti del motore. Le forze generate dal giunto cardanico sono state modellate in funzione della geometria del giunto e dell’angolo dell’albero intermedio del cardano. Le equazioni di moto del motore (supposto rigido) sono state derivate con il metodo di Lagrange; le prestazioni ottenibili tramite 4 diversi supporti (disponibili in commercio) sono state confrontate analizzando i valori di picco dell’accelerazione e il valore RMS della stessa. I risultati sperimentali hanno permesso di identificare la soluzione migliore, che ha una rigidezza intermedia e consente quindi una buona riduzione delle vibrazioni trasmesse dalla pressa e una rigidezza di montaggio elevata.