Изолация на вибрациите: пружини, опори и ефективност на изолацията е практиката да се отдели вибрираща машина от нейната опорна конструкция или да се защити чувствително оборудване от вибрации, вече налични в пода, чрез използване на еластични елементи между двете.
Целта не е да се премахне вибрацията в източника, а да се намали частта, която преминава през опората. Правилно изпълнена, изолацията намалява носения по конструкцията шум и натоварването от умора върху основите. Неправилно изпълнена, изолаторът може да усили вибрацията, която трябва да контролира.
Въртящи и реципрочни машини генерират периодични сили на работната скорост и нейните хармоници (зъбен контакт, преминаване на лопатки, преминаване на перки, честота на горенето). Ако са здраво болтовани към пода или към носеща рама (skid), тези сили се предават в конструкцията, възбуждайки вибрации на сградата или излъчвайки нискочестотен шум.
Обратното също е вярно: оптични плотове и друго чувствително оборудване трябва да бъдат изолирани от вибрации, вече присъстващи във пода, идващи от близко разположени машини или трафик. И в двата случая се прилагат едни и същи физични принципи, с разменени източник и приемник.
Машина върху изолатор се държи като система маса-пружина със своя собствена честота fn, зададена от твърдостта на изолатора и поддържаната маса. Нарушаващата честота, fd, е принуждаващата честота на машината, обикновено работната скорост. Съотношението r = fd / fn определя колко преминава през опората, изразено чрез предавателността T.
Затова меки изолатори с ниска честота (стоманени пружини, въздушни пружини) подхождат за машини с ниска скорост, докато по-твърди еластомерни подложки работят за високоскоростно оборудване, чиято принуждаваща честота вече е над собствената честота на опората.
| Тип изолатор | Типична статична деформация | Типична собствена честота | Най-подходящ за |
|---|---|---|---|
| Еластомерни / гумени подложки | 2 до 6 мм | 6 до 11 Hz | Вентилатори, помпи, компресори при над 1 000 до 1 500 об/мин |
| Стоманени спирални пружини | 10 до 100 мм | 1,5 до 5 Hz | Оборудване с ниска скорост, големи чилъри, машини на покрива |
| Въздушни пружини | Много меки, настройваеми чрез въздушно налягане | Постижимо под 2 Hz | Метрология, полупроводникови инструменти, лаборатории с ниски честоти |
| Въжени изолатори | Умерена, нелинейна твърдост | Променлива, няколко Hz | Удар + вибрация, корабни и сеизмически обекти |
| Коркови или стъклопластови подложки | 0,3 до 1 мм | 15 до 30 Hz | Леко оборудване, вторично потискане на шума |
Инерционна основа е стоманена рамка, запълнена с бетон, поставена между машината и нейните пружини, която добавя маса без да увеличава твърдостта.
Тъй като собствената честота спада с увеличаване на масата при фиксирана пружинна константа, инерционната основа понижава f n и повишава r, както и понижава центъра на тежестта и намалява люлеенето при меки пружини, често при големи вентилатори, чилъри и помпени агрегати с изнесен мотор.
Собствената честота също е свързана пряко със статичното отклонение, количеството, с което изолаторът се компресира под товар: грубо казано, f n (Hz) е приблизително 15,76, разделено на квадратния корен от отклонението в милиметри (или 3,13, разделено на квадратния корен от отклонението в инчове).
Опора, която се деформира с 25 мм, има собствена честота близо до 3,15 Hz, подходяща за машини при приблизително над 600 до 700 об/мин. По-голямото отклонение означава по-добра изолация при ниски скорости, но също така и повече люлеене и по-висока, по-малко устойчива опора.
Най-честата грешка при изолацията е избор на опора, чиито собствена честота попада близо до работната скорост на машината или до скорост, през която тя преминава при стартиране или спиране.
Променливите по скорост задвижвания са особено изложени: дори при добра предавателност на пълна скорост, машината може да премине през f n по време на ускорение или забавяне, краткотрайно усилвайки вибрацията над нивото без изолация. Изборът трябва да проверява целия диапазон на скоростите и да включва демпфиране за ограничаване на амплитудата при резонанс.
Изолаторите работят според замисъла си само ако машината стои нивелирана и равномерно натоварена върху всички опори; неравномерен товарен път обезсилва изчислената собствена честота и може да въведе нежелана мека опора след затягане на болтовете.
Подравняването на съединителите трябва да се провери върху крайните изолатори при нормално натоварване, тъй като меки опори позволяват повече движение на вала между студено и работно състояние в сравнение с твърдо заливане.
Тежестта на вибрациите все пак трябва да се проследява спрямо критериите на ISO 10816-3 на самата машина, тъй като изолаторите намаляват предаването към конструкцията, но не редуцират вибрацията в източника.
Състоянието на изолаторите (напукал еластомер, корозирали пружини, спукани/свити въздушни пружини) заслужава отделна инспекционна задача с определен интервал за подмяна, тъй като влошен изолатор променя твърдостта и собствената честота, тихо придвижвайки системата към резонанс. Fabrico позволява на екипите по надеждност да планират инспекции на изолаторите заедно с маршрути за вибрация и проверки на подравняването.
Резервирайте демонстрация на Fabrico , за да видите как тези проверки се вписват в един работен поток.
Изолацията започва, когато честотното съотношение (нарушаващата честота, делена на собствената честота на изолатора) надвиши квадратния корен от 2, приблизително 1,41. Под тази стойност предавателността е 1 или по-голяма, така че опората не дава полза или усилва вибрацията около съотношение 1. В практическите проекти се цели съотношение от 3 до 5 или повече.
Стоманените пружини постигат много по-голяма статична деформация от еластомерните подложки при същия товар, което дава по-ниска собствена честота и достига необходимо честотно съотношение при по-ниска работна скорост. Еластомерните опори на бавна машина биха оставили системата близо до или под резонанса.
Тя добавя маса, без да променя пружинната твърдост, понижава собствената честота и подобрява честотното съотношение. Също така стабилизира машината срещу люлеене върху меки пружини и разпределя товара равномерно.
Да. Ако собствената честота на изолатора се намира близо до работната скорост на машината или до скорост, през която тя преминава при стартиране, системата оперира близо до резонанс и предавателността нараства значително над 1, усилвайки вибрацията вместо да я намалява.
Вход
Блог
