Klienci czasami zadają nam proste pytanie: „Czy ten izolator może zapewnić 90% izolacji od drgań?”

Procent brzmi prosto, ale nie można na niego odpowiedzieć na podstawie samego modelu izolatora. Skuteczność izolacji zmienia się w zależności od masy urządzenia, częstotliwości wzbudzenia, sztywności izolatora i tłumienia.

W przeglądach aplikacji widzieliśmy, jak klienci wybierają mocowanie najpierw na podstawie nośności, a dopiero potem sprawdzają częstotliwość drgań. Mocowanie może bezpiecznie podtrzymywać urządzenie, ale nadal działa zbyt blisko rezonansu, aby zapewnić użyteczną izolację.

Dlatego HOAN zazwyczaj prosi o wagę urządzenia i częstotliwość drgań jednocześnie.

Jak oblicza się skuteczność izolacji od drgań?

Skuteczność izolacji opisuje redukcję drgań przenoszonych przez system izolacyjny.

Często używane wyrażenie to:

Skuteczność izolacji (%) = (1 − T) × 100

gdzie T to współczynnik przenoszenia drgań.

Jeśli: T = 0,2

wtedy:Skuteczność izolacji = 80%

Mówiąc prościej, przenoszona odpowiedź reprezentowana przez ten współczynnik przenoszenia wynosi 20% wejścia.

Ale to nie oznacza, że izolator ma stałą „80% skuteczność”. Zmień częstotliwość wzbudzenia lub masę podtrzymywaną, a wynik może się zmienić.

To jest pierwsze rozróżnienie, które dokonujemy podczas przeglądu aplikacji izolacyjnej.

Dlaczego stosunek częstotliwości określa skuteczność izolacji

Dla uproszczonego systemu izolacji od drgań kluczowa jest zależność stosunku częstotliwości:

r = f / fn

gdzie:

Zachowanie zmienia się znacznie wraz ze wzrostem tego stosunku.fn = częstotliwość własna izolowanego systemu

Zachowanie zmienia się znacznie wraz ze wzrostem tego stosunku.Stosunek częstotliwości

Odpowiedź systemu

Jeśli zamontowany system ma częstotliwość własną 15 Hz:

r = 30 / 15 = 2

System jest powyżej teoretycznego progu izolacji, ale stosunek częstotliwości jest nadal stosunkowo niski.

Teraz rozważmy izolator, który zmniejsza własną częstotliwość systemu do 7,5 Hz:

r = 30 / 7,5 = 4

Wyższy stosunek może zapewnić znacznie lepsze tłumienie drgań.

Teoretycznie druga opcja wydaje się lepsza. Jednak w rzeczywistej instalacji bardziej miękkie mocowanie może pozwolić na większy ruch szafy.

Prześwit kabli, ruch złączy, stabilność mocowania i dostępny zakres ruchu stają się teraz częścią decyzji.

Jest to sytuacja, na którą zwracamy szczególną uwagę podczas wyboru izolatora: niższa częstotliwość własna może poprawić teoretyczną izolację, ale wynikowy ruch nadal musi pasować do instalacji urządzenia.

Wzbudzenie 30 Hz

Opcja A: fn = 15 Hz → r = 2

Opcja B: fn = 7,5 Hz → r = 4

Poniżej:

Wyższy stosunek częstotliwości → niższe przenoszenie, ale sprawdź dostępny zakres ruchu.
Jak sztywność i masa urządzenia wpływają na częstotliwość własną

Dla uproszczonego systemu:

fn = (1 / 2π) √(k / m)

gdzie k to sztywność, a m to masa podtrzymywana.

To wyjaśnia, dlaczego wybór izolatora tylko na podstawie maksymalnego obciążenia może powodować problemy.

Dwa mocowania mogą podtrzymywać tę samą wagę urządzenia, mając bardzo różne charakterystyki sztywności. Ich wynikowe częstotliwości własne – a tym samym ich skuteczność izolacji – mogą być różne.

Zmniejszenie sztywności zazwyczaj obniża częstotliwość własną i poprawia izolację, gdy częstotliwość robocza jest wystarczająco wysoka.

Koszt to dodatkowe ugięcie.

W przypadku urządzeń z ograniczonym prześwitem, proste wybranie najmiększego dostępnego mocowania rzadko jest dobrym podejściem inżynieryjnym.

Jak tłumienie wpływa na izolację od drgań

Tłumienie ma największe znaczenie w pobliżu rezonansu, ponieważ kontroluje szczyt odpowiedzi.

Większe tłumienie nie zapewnia jednak automatycznie lepszej izolacji przy częstotliwościach znacznie powyżej rezonansu.

W przypadku konstrukcji nieliniowych, takich jak izolatory z lin stalowych i izolatory z tłumieniem tarciowym, rzeczywiste dane dotyczące obciążenia-ugięcia i testów wibracyjnych mogą być bardziej użyteczne niż traktowanie mocowania jako idealnej sprężyny liniowej.

Jest to szczególnie istotne, gdy urządzenie doświadcza zmiennej prędkości, uruchamiania i zatrzymywania, zamiast pracy ciągłej z jedną stałą częstotliwością.

Dlaczego zakres częstotliwości roboczych ma znaczenie

Generator, sprężarka lub wentylator rzadko zachowują się jako idealne źródło drgań o jednej częstotliwości.

Załóżmy, że sprężarka ma znaczące drgania wokół 25 Hz i 50 Hz. Ocena izolatora tylko przy 50 Hz może wykazać doskonałą izolację, jednocześnie pomijając potencjalną odpowiedź bliższą rezonansu przy niższej częstotliwości.

W przypadku urządzeń o zmiennej prędkości, uruchamianie i zatrzymywanie może również przechodzić przez własną częstotliwość systemu.

W tych zastosowaniach wolimy przeglądać zakres częstotliwości roboczych lub widmo drgań, a nie tylko jedną wartość częstotliwości.

Zazwyczaj mówi nam to więcej o rzeczywistym wymogu izolacji niż o żądanym procencie, takim jak „90% skuteczności”.

Czy 90% izolacji jest zawsze lepsze niż 80%?

Nie, jeśli osiągnięcie tego spowoduje zbyt duży ruch.

Bardziej miękki system izolacyjny może poprawić tłumienie, ale nadmierne ugięcie może prowadzić do naprężenia kabli, ruchu złączy, kontaktu z otaczającymi konstrukcjami lub słabej stabilności urządzenia.

Celem inżynieryjnym nie jest zatem najwyższy możliwy procent.

Chodzi o zmniejszenie przenoszonych drgań do akceptowalnego poziomu, nie przekraczając dostępnego przemieszczenia ani nie naruszając instalacji.

Ta równowaga jest szczególnie ważna w przypadku szaf, sprzętu komunikacyjnego, systemów optycznych i innych instalacji, gdzie przestrzeń ruchu jest ograniczona.

Jakie informacje potrzebuje HOAN?

Do wstępnego przeglądu izolacji, najlepszym punktem wyjścia jest waga urządzenia i częstotliwość drgań. Analizujemy również liczbę i pozycję mocowań, orientację instalacji, dostępny ruch i środek ciężkości, gdy jest znany.

Jeśli dostępne są dane z testów, prześlij oryginalne widmo drgań zamiast konwertować je do jednej częstotliwości.

Przydatny jest również rysunek mocowania. Często ujawnia problemy z rozkładem obciążenia i prześwitem, których nie można zidentyfikować tylko na podstawie wagi urządzenia.

W przypadku zastosowań, które mają również oddzielny wymóg odporności na wstrząsy, wydajność wstrząsowa powinna być oceniana niezależnie od skuteczności izolacji od drgań.

Często zadawane pytania

Czy 90% izolacji od drgań to dużo?

Może być, ale procent ma znaczenie tylko wtedy, gdy znana jest częstotliwość robocza i warunki pomiaru. Wymagane tłumienie zależy od wrażliwości chronionego sprzętu.

Kiedy zaczyna się izolacja od drgań?

Dla uproszczonego systemu liniowego, przenoszenie spada poniżej 1, gdy stosunek częstotliwości wzbudzenia do częstotliwości własnej przekracza około √2.

Czy bardziej miękki izolator drgań zapewnia lepszą izolację?

Może obniżyć własną częstotliwość systemu i poprawić izolację przy wyższych stosunkach częstotliwości, ale zwiększa również ugięcie. Dostępny zakres ruchu musi zostać sprawdzony przed wyborem bardziej miękkiego mocowania.