Bardziej miękki wibroizolator może poprawić izolację drgań, ale tylko wtedy, gdy ma do dyspozycji wystarczający zakres ruchu, aby działać prawidłowo.

Jeśli sztywność jest zbyt niska w stosunku do rzeczywistego obciążenia, urządzenie po instalacji może osiąść bardziej niż oczekiwano. Pozostawia to mniejszy skok dla drgań, wstrząsów, hamowania, ruchów start-stop czy innych obciążeń dynamicznych. W przypadku urządzeń mobilnych lub wysokich szaf nadmierny ruch może również stać się problemem dla stabilności.

Zamiast więc pytać: „Który wibroizolator jest najbardziej miękki?”, bardziej przydatne jest pytanie:Na jak duży ruch urządzenie może bezpiecznie pozwolić?

Zbyt duże ugięcie statyczne zmniejsza dostępny skok

Dla uproszczonego układu liniowego:

δ=F/k

gdzie FF to podtrzymywane obciążenie, a kk to sztywność wibroizolatora.

Mniejsza sztywność oznacza większe ugięcie pod tym samym obciążeniem. Pewne ugięcie statyczne jest konieczne, ale jego zbyt duża wartość zmniejsza skok dostępny dla ruchu dynamicznego.

Jako uproszczony przykład załóżmy, że wibroizolator ma 20 mm użytecznego zakresu ruchu. Jeśli masa urządzenia powoduje 14 mm ugięcia statycznego, pozostaje tylko około 6 mm.

Obciążenie może nadal mieścić się w wartości podanej w karcie katalogowej, ale pozostały zakres ruchu jest już ograniczony.

Samo dopuszczalne obciążenie znamionowe nie mówi o tym, ile użytecznego skoku pozostanie po montażu.

Co dzieje się podczas wstrząsu lub ruchu?

Pozostały skok staje się istotny, gdy urządzenie doświadcza nagłego obciążenia dynamicznego — podczas transportu, hamowania pojazdu, rozruchu maszyny, ruchu statku lub uderzenia.

Jeśli wibroizolator jest już mocno ugięty, dodatkowe przemieszczenie może zbliżyć go do limitu mechanicznego. Po wyczerpaniu dostępnego skoku odpowiedź układu może stać się znacznie sztywniejsza, a większa część energii wstrząsu może dotrzeć do chronionego sprzętu.

Ma to znaczenie dla urządzeń pracujących w warunkach ciągłych drgań, które muszą również wytrzymać sporadyczne wstrząsy lub częsty transport.

Mocowanie, które sprawdza się podczas normalnej pracy, może nie mieć wystarczającego skoku dla najgorszych warunków roboczych.

Środek ciężkości może pogłębić problem

W celu wstępnej weryfikacji modelu masa urządzenia jest często dzielona przez liczbę wibroizolatorów.

Na przykład:

100 kg sprzętu ÷ 4 wibroizolatory = 25 kg na wibroizolator

Kalkulacja ta zakłada, że obciążenie jest rozłożone w miarę równomiernie.

Rozważmy teraz szafę z ciężkim transformatorem lub modułem zasilania zainstalowanym blisko jednej ze ścianek. Dwa punkty mocowania mogą przenosić znacznie więcej niż 25 kg, podczas gdy pozostałe dwa znacznie mniej.

Wibroizolatory nie ugną się równomiernie.

Wysoko położony środek ciężkości stanowi kolejne wyzwanie. Wysokie szafy lub stojaki na aparaturę na miękkich mocowaniach mogą kołysać się bardziej podczas hamowania, drgań bocznych lub zmian ruchu.

W HOAN masa urządzenia jest często pierwszą dostępną informacją do wstępnej weryfikacji modelu. W przypadku kompaktowych, symetrycznych urządzeń może to wystarczyć do zawężenia wyboru. W przypadku wysokiego sprzętu lub zespołów z ciężkimi podzespołami skupionymi po jednej stronie, przed wydaniem ostatecznej rekomendacji potrzebujemy również układu mocowań i położenia środka ciężkości.

Kable i rury mogą zmienić wynik

Zainstalowany system wibroizolacji obejmuje więcej niż same wibroizolatory.

Kable zasilające, kable RF, węże chłodzące, rury, kanały i taśmy uziemiające łączą urządzenie z otoczeniem.

Załóżmy, że wibroizolatory dopuszczają 8 mm ruchu, ale krótki kabel napina się już po 3 mm. Kabel zaczyna stawiać opór ruchowi i dodaje kolejną ścieżkę sztywności między urządzeniem a podstawą.

Drgania mogą wówczas omijać część systemu wibroizolacji poprzez to połączenie.

Karta katalogowa wibroizolatora nie pokaże, jak krótki kabel RF, wąż chłodzący czy sąsiadująca konstrukcja ograniczą ruch po montażu. Luzy i połączenia zewnętrzne muszą zostać sprawdzone na zmontowanym urządzeniu.

Dlaczego po prostu nie wybrać sztywniejszego wibroizolatora?

Ponieważ nadmierne zwiększenie sztywności stwarza odwrotny problem.

Dla uproszczonego układu drgającego:

fn=(1/2⨅)√(k/m)

Zwiększenie sztywności podnosi częstotliwość drgań własnych. W zależności od częstotliwości wymuszenia może to pogorszyć skuteczność wibroizolacji.

Praktyczny cel leży pomiędzy dwoma skrajnościami:

Wystarczająco miękki, aby zapewnić wymaganą izolację, ale wystarczająco sztywny, aby kontrolować ruch i pozostawić wystarczający skok na wstrząsy.

Właściwa równowaga zależy od urządzenia, źródła drgań, układu montażowego i środowiska pracy.

Oznaki, że Twój wibroizolator może być zbyt miękki

Kilka obserwacji zainstalowanego urządzenia może pomóc zidentyfikować potencjalny problem ze sztywnością.

Objawy te nie oznaczają automatycznie, że wibroizolator jest nieodpowiedni, ale warto je sprawdzić przed wymianą mocowania.

Co należy sprawdzić przed dokonaniem doboru?

Masa urządzenia jest przydatnym punktem wyjścia, ale rzadko wystarcza do ostatecznego wyboru.

Należy uwzględnić rzeczywiste obciążenie w każdym punkcie mocowania, zwłaszcza gdy środek ciężkości jest przesunięty. Częstotliwość robocza lub prędkość obrotowa (RPM) jest niezbędna, aby zrozumieć, jak system wibroizolacji zareaguje na źródło drgań.

W przypadku występowania wstrząsów istotne są również: przewidywane przyspieszenie, czas trwania wstrząsu oraz dopuszczalny zakres ruchu.

Jednocześnie należy sprawdzić dostępną przestrzeń montażową. Mocowanie może wydawać się odpowiednie w obliczeniach, ale nadal być złym wyborem, jeśli nie ma wystarczająco dużo miejsca na jego ruch.

W przypadku doboru wibroizolatorów linowych HOAN zazwyczaj sprawdza:

obciążenie przypadające na punkt mocowania

częstotliwość drgań lub prędkość obrotową (RPM)

przyspieszenie i czas trwania wstrząsu

położenie środka ciężkości

orientację montażu

dostępną przestrzeń montażową i zakres ruchu

Masa urządzenia jest zazwyczaj punktem wyjścia, a nie ostateczną odpowiedzią.

Znalezienie właściwej równowagi

Wibroizolator może być zbyt miękki, nawet jeśli jego obciążenie znamionowe wydaje się odpowiednie.

Zbyt duże ugięcie statyczne zmniejsza skok dostępny na wstrząsy. Niska sztywność może pozwalać na nadmierny ruch urządzenia, podczas gdy nierównomierne obciążenie, wysoko położony środek ciężkości lub sztywne połączenia zewnętrzne mogą sprawić, że zainstalowany system zachowa się inaczej niż wynikało to ze wstępnych obliczeń.

Celem nie jest wybór najniższej możliwej sztywności.

Chodzi o dobór wibroizolatora, który zapewnia wymaganą izolację drgań, utrzymując jednocześnie ruch w zakresie, który urządzenie i instalacja mogą bezpiecznie pomieścić.