Как ориентация крепления влияет на характеристики виброизолятора 

Основные выводы

• Ориентация крепления влияет на направленную жесткость, прогиб и доступный ход.
• Не следует считать, что характеристики при сжатии и сдвиге идентичны.
• Перед поворотом изолятора проверьте направление нагрузки и зазор.

Виброизолятор может подходить к той же схеме расположения болтов после поворота на 90°, но его рабочие характеристики могут измениться.

Вес оборудования остался прежним. Монтажные отверстия по-прежнему совпадают. Изменилось лишь направление, в котором изолятор воспринимает нагрузку и деформируется.

С точки зрения виброизоляции эта разница имеет значение.

Сжимающая нагрузка и сдвиговая нагрузка

Главный вопрос заключается не просто в том, установлен ли изолятор вертикально или горизонтально. Речь идет о том, как нагрузка действует по отношению к рабочей конструкции изолятора.

В случае канатных изоляторов кабельные петли деформируются по-разному при сжатии и сдвиге. Поэтому не следует считать, что их направленная жесткость и допустимое смещение одинаковы.

Почему ориентация влияет на характеристики изоляции

Виброизолятор работает как часть системы «масса-пружина». Его собственную частоту можно выразить в упрощённом виде следующим образом:

fn = (1 / 2π) × √(k / m)

где:

fn = собственная частота

k = эффективная жесткость в рабочем направлении

m = поддерживаемая масса

Если при вращении изолятора изменяется его эффективная жесткость, собственная частота может измениться, даже если масса оборудования останется точно такой же.

Зависимость выглядит следующим образом:

Ориентация крепления → Направленная жесткость → Прогиб → Собственная частота → Эффективность виброизоляции. Важное значение имеет также доступный ход. Крепление может надежно выдерживать статическую нагрузку, но при этом иметь недостаточный ход в направлении вибрации или удара.

По этой причине при выборе модели следует использовать данные о характеристиках для конкретной конфигурации крепления и направления нагрузки, а не исходить из того, что одно и то же значение жесткости применимо во всех направлениях.

Очистка может стать настоящей проблемой

Часто возникает проблема при монтаже, когда изолятор поворачивают на позднем этапе механического проектирования с целью экономии места.

Расположение крепежных отверстий по-прежнему подходит, но свободного хода вокруг изолятора может уже не хватить.

Под воздействием вибрации или удара оборудование или изолятор могут приблизиться к расположенному поблизости кронштейну, панели или раме. В случае соприкосновения жесткое соединение создает дополнительный путь передачи вибрации и снижает эффективность системы изоляции.

Таким образом, инженерная проверка заключается не только в следующем:

Сможет ли изолятор выдержать вес оборудования?

Кроме того:

Достаточен ли ход в том направлении, в котором он будет фактически перемещаться?

Это приобретает особую важность в случае компактных шкафов и установок, где пространство вокруг них ограничено.

Что нам говорит реальная установка

Полезный пример можно найти в применении телекоммуникационного шкафа HOAN модели JGX-1276S-220A.

При такой установке важно как соблюсти предусмотренную рабочую ориентацию, так и оставить достаточно места для перемещения троса. Кроме того, монтажная конструкция должна обладать достаточной жесткостью, чтобы выдерживать сосредоточенную нагрузку в каждой точке крепления.

Это иллюстрирует один практический момент, который легко упустить из виду при компоновке чертежа в системе САПР:

Правильный выбор модели не компенсирует неправильные условия монтажа.

Если изолятор повернут или установлен слишком близко к окружающему оборудованию, его поведение в рабочем состоянии может не соответствовать условиям, которые учитывались при его выборе.

Что необходимо проверить перед изменением ориентации?

Перед поворотом или перемещением виброизолятора необходимо проверить:

• Вес оборудования
• Количество и расположение изоляторов
• Центр тяжести, если он известен
• Частота колебаний или число оборотов в минуту
• Основное направление вибрации или удара
• Доступный ход и зазор
• Окончательное положение при монтаже

В случае асимметричного оборудования или монтажа в условиях ограниченного пространства файл CAD, STEP или монтажный чертеж зачастую оказываются более полезными, чем просто данные о весе оборудования.

На нём показано, где расположены изоляторы и как они будут фактически передавать нагрузку.

Можно ли установить виброизолятор в горизонтальном положении?

Иногда, но решение о горизонтальной установке не следует принимать, исходя только из расстояния между отверстиями для болтов.

Для предлагаемого положения следует проверить направление нагрузки, направленную жесткость, рабочее отклонение и доступный ход. Некоторые изоляторы могут работать в нескольких направлениях, в то время как другие имеют предпочтительное рабочее положение.

Изменяется ли собственная частота изолятора при его вращении?

Может.

При одинаковой поддерживаемой массе:

fn ∝ √k. Если вращение изменяет эффективную жесткость в рабочем направлении, собственная частота изменяется соответствующим образом.

Фактическое воздействие следует оценивать с использованием данных о жесткости или зависимости «нагрузка-прогиб» для предполагаемого положения, а не исходить из предположения об одинаковых характеристиках при сжатии и сдвиге.

Перед окончательным выбором проверьте ориентацию

Ориентация при монтаже является одним из факторов, определяющих выбор виброизолятора, а не просто вопросом монтажа.

Если ваше оборудование требует вертикального, горизонтального монтажа или установки в условиях ограниченного пространства, сообщите компании HOAN вес оборудования, схему крепления, частоту вибрации/число оборотов в минуту, направление ударов и размеры доступного монтажного пространства.

В случае установок, где трудно определить направление нагрузки, пришлите файл CAD, STEP или монтажный чертеж. Компания HOAN сможет проанализировать предлагаемую схему размещения до того, как будет выбран окончательный вариант модели изолятора.