giunti elastici marini vengono installati tra la flangia di uscita dell’invertitore e la linea d’asse. Non sono componenti superflui: aiutano a gestire piccoli movimenti, vibrazioni e variazioni dell’allineamento durante la navigazione..
Molti utilizzatori lo considerano un componente superfluo, soprattutto quando motore, invertitore e asse sembrano già correttamente allineati. In realtà il giunto elastico svolge una funzione importante: rende meno rigido il collegamento tra due parti che, durante la navigazione, non rimangono necessariamente nella stessa posizione relativa.
Il motore è infatti normalmente installato su supporti elastici, mentre la linea d’asse è vincolata dai propri supporti, dal passascafo e dagli altri componenti dell’impianto. Durante il funzionamento possono quindi verificarsi piccoli spostamenti e variazioni dell’allineamento che non sono visibili durante il controllo statico a motore fermo.
In questa guida analizziamo la funzione del giunto elastico, i suoi limiti e i principali dati necessari per sceglierlo correttamente.
Che cos’è un giunto elastico marino
Un giunto elastico è un elemento di collegamento installato tra l’invertitore e la linea d’asse.
Il suo elemento deformabile permette di ridurre la rigidità del collegamento e di assorbire, entro i limiti previsti dal costruttore:
- piccoli disallineamenti angolari;
- limitati disallineamenti radiali;
- piccoli movimenti assiali relativi;
- vibrazioni;
- urti e variazioni improvvise della coppia;
- rumori trasmessi dalla linea di propulsione.
Il giunto trasmette la coppia dall’invertitore all’asse, ma introduce una certa elasticità tra i due componenti.
Il giunto elastico non sostituisce un corretto allineamento e non deve essere utilizzato per compensare errori importanti di installazione.
Dove viene montato
Nei sistemi di propulsione tradizionali il giunto elastico viene montato tra:
- la flangia di uscita dell’invertitore;
- la flangia collegata alla linea d’asse.
Il motore e l’invertitore costituiscono normalmente un unico gruppo installato su supporti elastici. La linea d’asse, invece, segue un proprio percorso ed è sostenuta o guidata da altri elementi dell’impianto.
Queste due parti non si comportano quindi come un unico corpo perfettamente rigido.
Perché l’allineamento cambia durante la navigazione
L’allineamento viene normalmente controllato a motore fermo, confrontando la posizione della flangia dell’invertitore con quella della linea d’asse.
Questa è però una condizione statica.
Durante la navigazione, il motore montato su supporti elastici può muoversi leggermente per effetto di:
- coppia trasmessa;
- reazione dell’invertitore;
- spinta dell’elica;
- inserimento della marcia avanti o della retromarcia;
- accelerazioni e decelerazioni;
- vibrazioni;
- diversa rigidità dei supporti motore;
- movimento dell’imbarcazione e deformazioni della struttura.
Quando viene inserita la marcia avanti, il gruppo motore-invertitore può tendere a spostarsi longitudinalmente in una direzione. Inserendo la retromarcia, la direzione dello spostamento può invertirsi.
Anche se questi movimenti sono limitati, modificano temporaneamente la posizione della flangia dell’invertitore rispetto alla linea d’asse.
L’allineamento eseguito a motore fermo non rappresenta perfettamente tutte le condizioni nelle quali il sistema lavora durante la navigazione.
Il giunto elastico permette di assorbire questi piccoli movimenti relativi, evitando che vengano trasmessi direttamente e rigidamente alla linea d’asse, all’invertitore e ai supporti del motore.
Allineamento statico e allineamento dinamico
È utile distinguere tra due condizioni.
Allineamento statico
È l’allineamento controllato:
- con motore fermo;
- con l’imbarcazione nelle condizioni previste;
- senza coppia trasmessa;
- senza spinta dell’elica;
- confrontando le superfici delle flange.
Questa operazione rimane indispensabile anche quando viene installato un giunto elastico.
Allineamento dinamico
È la condizione reale che si verifica quando:
- il motore è in funzione;
- l’invertitore trasmette coppia;
- l’elica genera spinta;
- i supporti motore si deformano;
- il gruppo motore-invertitore si muove leggermente.
Il giunto elastico interviene soprattutto in questa seconda condizione, assorbendo entro i propri limiti le variazioni che si producono durante il funzionamento.
Il giunto elastico non corregge un cattivo allineamento
Uno degli errori più frequenti consiste nel considerare il giunto elastico come una soluzione a un disallineamento già presente.
Un errore importante tra la flangia dell’invertitore e quella dell’asse può provocare:
- vibrazioni;
- surriscaldamento;
- usura prematura del giunto;
- carichi anomali sui cuscinetti dell’invertitore;
- usura delle boccole e dei supporti della linea d’asse;
- deformazione o affaticamento dei fissaggi;
- danneggiamento delle flange;
- durata ridotta delle tenute.
Il giunto può compensare soltanto i disallineamenti dichiarati dal produttore.
Prima di montare il giunto elastico, motore, invertitore e linea d’asse devono essere correttamente allineati.
Il giunto serve a gestire piccoli movimenti e variazioni dinamiche, non a nascondere un’installazione difettosa.
Giunto elastico e parastrappi non sono la stessa cosa
Il giunto elastico viene talvolta confuso con il parastrappi, ma i due componenti lavorano in posizioni differenti.
Parastrappi
Il parastrappi viene normalmente installato tra il volano del motore e l’ingresso dell’invertitore.
La sua funzione principale è ridurre:
- vibrazioni torsionali;
- irregolarità cicliche del motore;
- colpi trasmessi all’ingranaggeria;
- rumorosità della trasmissione.
Giunto elastico
Il giunto elastico viene installato dopo l’invertitore, tra la flangia di uscita e la linea d’asse.
Contribuisce a gestire:
- piccoli disallineamenti;
- movimenti relativi tra invertitore e asse;
- vibrazioni trasmesse alla linea d’asse;
- variazioni di carico e urti torsionali;
- rigidità del collegamento tra le flange.
Parastrappi e giunto elastico svolgono funzioni complementari, ma non sono intercambiabili.
La presenza di un parastrappi non rende inutile il giunto elastico, e viceversa.
Il giunto elastico assorbe la spinta dell’elica?
Non necessariamente.
La coppia e la spinta sono due grandezze differenti:
- la coppia provoca la rotazione dell’asse;
- la spinta agisce longitudinalmente lungo la linea d’asse.
Il percorso della spinta dipende dalla configurazione dell’impianto. In alcuni sistemi viene trasferita all’invertitore; in altri è presente un cuscinetto reggispinta indipendente.
Il giunto elastico deve quindi essere scelto e montato nel rispetto della configurazione prevista dal costruttore.
Non si deve presumere che un giunto elastico possa sostenere o isolare la spinta dell’elica, salvo che questa funzione sia espressamente prevista per quel modello.
Anche gli eventuali movimenti assiali ammessi devono rimanere entro i limiti indicati dal produttore.
Quali dati servono per scegliere un giunto elastico
La scelta non deve essere effettuata soltanto in base al diametro delle flange o allo spazio disponibile.
Occorre conoscere almeno:
- marca e modello dell’invertitore;
- potenza del motore;
- regime al quale viene erogata la potenza;
- coppia massima trasmessa;
- rapporto di riduzione dell’invertitore;
- applicazione da diporto o professionale;
- ore di funzionamento previste;
- diametro della flangia dell’invertitore;
- diametro della flangia della linea d’asse;
- diametro di centraggio;
- numero e posizione dei fori;
- diametro delle viti;
- spazio assiale disponibile;
- tipo di supporti motore;
- eventuale presenza di un reggispinta separato.
Per applicazioni gravose devono essere considerate anche:
- frequenza delle manovre;
- funzionamento continuativo;
- inversioni frequenti della marcia;
- elevata inerzia dell’elica;
- urti di carico;
- condizioni operative particolari.
La coppia è più importante della sola potenza
Due motori con la stessa potenza possono trasmettere coppie differenti se lavorano a regimi diversi.
La coppia può essere calcolata mediante la formula:
Coppia (Nm) = 9550 × Potenza (kW) ÷ Regime (rpm)
Un motore che sviluppa la stessa potenza a un regime inferiore trasmette una coppia maggiore.
Inoltre, il rapporto dell’invertitore aumenta la coppia disponibile sul lato di uscita. Per questo motivo la scelta del giunto non può essere basata soltanto sulla potenza nominale del motore.
Occorre considerare anche:
- regime;
- rapporto di riduzione;
- fattore di servizio;
- tipo di motore;
- condizioni di utilizzo;
- eventuali carichi transitori.
Perché i supporti motore sono importanti
Il comportamento del giunto è strettamente collegato allo stato dei supporti motore.
Supporti troppo morbidi, troppo rigidi, deteriorati oppure regolati in modo non uniforme possono permettere movimenti eccessivi del gruppo motore-invertitore.
Controllare in particolare:
- cedimento della gomma;
- presenza di crepe;
- distacco tra gomma e parti metalliche;
- differente altezza dei supporti;
- dadi di regolazione allentati;
- appoggio non uniforme;
- contaminazione da olio o carburante;
- supporti non adatti al peso e alla coppia del motore.
Un giunto elastico correttamente dimensionato non può compensare supporti motore danneggiati o inadatti.
Controlli prima del montaggio
Prima di installare il giunto è opportuno verificare:
- stato delle flange;
- planarità delle superfici;
- assenza di corrosione o deformazioni;
- centraggio corretto;
- compatibilità dei fori;
- lunghezza e classe delle viti;
- spazio disponibile;
- allineamento tra invertitore e asse;
- condizioni dei supporti motore;
- possibilità di rispettare la coppia di serraggio prescritta.
Le flange non devono essere avvicinate forzando l’asse o utilizzando le viti per correggere il disallineamento.
Se per accostare le flange è necessario spostare sensibilmente l’asse o il motore, l’allineamento deve essere ricontrollato.
Controlli dopo il montaggio
Dopo l’installazione è consigliabile controllare:
- serraggio delle viti;
- assenza di contatti con parti circostanti;
- corretta posizione assiale;
- assenza di deformazioni anomale;
- regolarità della rotazione;
- vibrazioni a diversi regimi;
- comportamento in marcia avanti e in retromarcia;
- eventuali rumori durante l’inserimento della marcia.
Dopo le prime ore di funzionamento può essere opportuno verificare nuovamente il serraggio, seguendo le indicazioni del produttore.
L’allineamento deve essere ricontrollato anche dopo:
- sostituzione dei supporti motore;
- rimozione dell’invertitore;
- lavori sulla linea d’asse;
- urti all’elica;
- alaggio o varo;
- interventi strutturali sull’imbarcazione;
- comparsa di vibrazioni nuove.
Connettore di massa e continuità elettrica
L’elemento elastico del giunto può isolare elettricamente la linea d’asse dall’invertitore. Quando l’impianto dell’imbarcazione richiede la continuità elettrica tra questi componenti, deve essere installato l’apposito connettore di massa previsto per il giunto.
Il collegamento deve essere:
- adatto al modello di giunto;
- montato senza ostacolare la deformazione dell’elemento elastico;
- correttamente serrato;
- protetto dalla corrosione;
- controllato periodicamente per verificare che non sia interrotto o danneggiato.
- presenza e corretto fissaggio del connettore di massa, quando previsto;
- verifica della continuità elettrica tra le flange.
Il connettore di massa non trasmette coppia e non deve essere sostituito con collegamenti improvvisati. La sua necessità e il suo montaggio devono rispettare le indicazioni del produttore del giunto e lo schema elettrico dell’imbarcazione.
Segnali di un giunto usurato o sovraccaricato
I principali segnali da controllare sono:
- crepe nell’elemento elastico;
- deformazione permanente;
- rigonfiamenti;
- parti di materiale mancanti;
- tracce di sfregamento;
- polvere o residui di materiale elastomerico;
- viti allentate;
- fori ovalizzati;
- corrosione delle parti metalliche;
- aumento delle vibrazioni;
- colpi durante l’inserimento della marcia;
- rumori prima assenti;
- spostamento anomalo del motore.
La causa non deve essere attribuita automaticamente al giunto. Un danneggiamento prematuro può indicare:
- disallineamento eccessivo;
- coppia superiore a quella prevista;
- supporti motore deteriorati;
- urti sulla linea d’asse;
- viti non serrate correttamente;
- modello di giunto non adatto;
- montaggio errato.
Cosa succede senza giunto elastico
Un collegamento rigido tra invertitore e linea d’asse può funzionare correttamente quando l’impianto è progettato e allineato per questa configurazione.
Tuttavia, con un motore installato su supporti elastici, i piccoli movimenti del gruppo vengono trasmessi più direttamente alla linea d’asse.
Ciò può aumentare:
- vibrazioni;
- rumorosità;
- sollecitazioni sui cuscinetti;
- carichi sui supporti motore;
- usura delle boccole;
- stress sulle flange e sui fissaggi;
- sensibilità alle variazioni dinamiche dell’allineamento.
Il giunto elastico non è quindi un semplice accessorio aggiunto per comodità. Quando correttamente scelto e installato, contribuisce a proteggere i componenti della trasmissione e a migliorare il comportamento dell’intera linea di propulsione.
Errori frequenti
Tra gli errori più comuni troviamo:
- scegliere il giunto soltanto in base al diametro della flangia;
- ignorare la coppia trasmessa;
- non considerare il rapporto dell’invertitore;
- utilizzare il giunto per correggere un forte disallineamento;
- montarlo con supporti motore deteriorati;
- serrare le flange forzandole in posizione;
- non rispettare i limiti di spostamento ammessi;
- utilizzare viti non corrette;
- non controllare il serraggio;
- trascurare vibrazioni o deformazioni comparse dopo il montaggio.
Conclusione
Il giunto elastico montato tra invertitore e linea d’asse non deve essere considerato un componente superfluo.
Il motore installato su supporti elastici può muoversi leggermente durante il funzionamento. L’inserimento della marcia avanti o della retromarcia, la coppia e la spinta dell’elica possono modificare la posizione del gruppo motore-invertitore rispetto alla linea d’asse.
Un giunto correttamente scelto permette di assorbire questi piccoli movimenti, ridurre la trasmissione di vibrazioni e limitare le sollecitazioni sui componenti dell’impianto.
Resta però fondamentale ricordare che:
Il giunto elastico può compensare soltanto movimenti e disallineamenti limitati. Un corretto allineamento statico, supporti motore efficienti e un’installazione eseguita correttamente rimangono indispensabili.