Что происходит, если виброизолятор слишком мягкий? 

Более мягкий изолятор может улучшить виброизоляцию, но только при условии, что имеется достаточный запас хода для его работы.

Если жесткость слишком низкая для фактической нагрузки, оборудование после монтажа может осесть сильнее, чем ожидалось. В результате уменьшается запас хода для вибрации, ударов, торможения, пуско-остановочных движений или других динамических нагрузок. На мобильном оборудовании или высоких шкафах чрезмерное перемещение также может стать причиной нарушения устойчивости.

Поэтому вместо того, чтобы спрашивать: «Какой изолятор самый мягкий?», полезнее спросить:

Какой диапазон перемещения оборудование может безопасно выдержать?

Слишком большой статический прогиб сокращает доступный ход

Для упрощённой линейной системы:

d = F/k

где FF — поддерживаемая нагрузка, а kk — жесткость изолятора.

Меньшая жесткость означает большее прогибание при той же нагрузке. Некоторое статическое прогибание необходимо, но его чрезмерное увеличение сокращает ход, доступный для динамических перемещений.

В качестве упрощённого примера предположим, что изолятор имеет полезный ход 20 мм. Если вес оборудования вызывает статическое прогибание на 14 мм, то в распоряжении остаётся лишь около 6 мм.

Нагрузка может по-прежнему укладываться в пределы значения, указанного в техническом паспорте, но остаточный ход уже ограничен.

Один только номинальный грузоподъёмность не даёт представления о том, какой полезный ход останется после установки.

Что происходит во время шока или движения?

Остаточный ход приобретает важное значение, когда на оборудование действует внезапная динамическая нагрузка — во время транспортировки, торможения транспортного средства, запуска машины, движения судна или при ударе.

Если изолятор уже сильно отклонен, дополнительное смещение может привести его в состояние, близкое к пределу его механической прочности. Как только доступный ход исчерпан, реакция может стать гораздо более жесткой, и на защищаемое оборудование может передаваться большее количество ударов.

Это важно для оборудования, которое работает в условиях постоянной вибрации, но при этом должно выдерживать как периодические удары, так и частые перевозки.

Крепление, которое хорошо работает в нормальных условиях эксплуатации, может оказаться недостаточно подвижным для самых неблагоприятных условий эксплуатации.

Центр тяжести может усугубить проблему

При первоначальной проверке модели вес оборудования часто делят на количество изоляторов.

Например:

100 кг оборудования ÷ 4 изолятора = 25 кг на один изолятор. В этом расчёте предполагается, что нагрузка распределена достаточно равномерно.

Теперь рассмотрим шкаф, в котором с одной из боковых сторон установлен тяжёлый трансформатор или силовой модуль. Две точки крепления могут выдерживать нагрузку, значительно превышающую 25 кг, в то время как две другие — меньшую.

Изоляторы не будут отклоняться одинаково.

Еще одной причиной для беспокойства является высокий центр тяжести. Высокие шкафы или стойки для приборов, установленные на мягких креплениях, могут сильнее раскачиваться при торможении, боковых колебаниях или изменениях движения.

В компании HOAN вес оборудования зачастую является первой информацией, доступной для первоначальной проверки модели. В случае компактного симметричного оборудования этого может быть достаточно для сужения круга выбора. Что касается высокого оборудования или узлов с тяжелыми компонентами, сосредоточенными на одной стороне, то перед вынесением окончательной рекомендации нам также необходимы схема монтажа и положение центра тяжести.

Кабели и трубы могут повлиять на результат

Установленная система изоляции состоит не только из изоляторов.

Силовые кабели, радиочастотные кабели, охлаждающие шланги, трубы, воздуховоды и заземляющие ленты — все эти элементы обеспечивают соединение оборудования с окружающей средой.

Предположим, что изоляторы допускают смещение на 8 мм, но короткий кабель натягивается уже после 3 мм. Кабель начинает сопротивляться движению и создает дополнительный элемент жесткости между оборудованием и его основанием.

В этом случае вибрация может обойти часть системы изоляции через это соединение.

В техническом паспорте изолятора невозможно отразить, как короткий РЧ-кабель, охлаждающий шланг или расположенная поблизости конструкция будут ограничивать свободу движения после монтажа. Необходимо проверить зазоры и внешние соединения на собранном оборудовании.

Почему бы просто не выбрать более жесткий изолятор?

Ведь слишком сильное увеличение жесткости приводит к противоположной проблеме.

Для упрощенной вибрационной системы:

fn = (1/2⨅)√(k/m)

Увеличение жесткости приводит к повышению собственной частоты. В зависимости от частоты возбуждения это может снизить эффективность виброизоляции.

Практическая цель находится между этими двумя крайностями:

Достаточно мягкая, чтобы обеспечить необходимую амортизацию, но при этом достаточно жесткая, чтобы контролировать движение и оставлять достаточный ход для амортизатора.

Правильный баланс зависит от оборудования, источника вибрации, способа крепления и условий эксплуатации.

Признаки того, что ваш виброизолятор может быть слишком мягким

Несколько замечаний по поводу установленного оборудования могут помочь выявить возможную проблему с жесткостью.

Эти симптомы не обязательно означают, что изолятор неисправен, но перед заменой крепления их стоит проверить.

Что следует проверить перед выбором?

Вес оборудования — это полезный отправной пункт, но его редко бывает достаточно для окончательного выбора.

Необходимо учитывать фактическую нагрузку в каждой точке крепления, особенно в случае смещения центра тяжести. Для понимания того, как система виброизоляции будет реагировать на источник вибрации, требуется знать рабочую частоту или число оборотов в минуту.

При наличии удара также имеют значение ожидаемое ускорение, продолжительность удара и допустимый сдвиг.

Одновременно следует проверить наличие свободного места для установки. Крепление может показаться подходящим по расчетам, но все же оказаться неудачным выбором, если для его перемещения не хватает места.

При подборе изоляторов с тросом компания HOAN обычно проверяет:

нагрузка на каждую точку крепления; частота колебаний или число оборотов в минуту; ускорение удара и его продолжительность; положение центра тяжести; ориентация крепления; доступное монтажное пространство и возможности перемещения. Вес оборудования, как правило, является отправной точкой, а не окончательным ответом.

Поиск правильного баланса

Виброизолятор может оказаться слишком мягким, даже если его номинальная нагрузка кажется подходящей.

Слишком большой статический прогиб сокращает доступный ход амортизатора. Низкая жесткость может привести к чрезмерному перемещению оборудования, в то время как неравномерная нагрузка, высокое расположение центра тяжести или жесткие внешние соединения могут привести к тому, что поведение установленной системы будет отличаться от результатов первоначального расчета.

Цель заключается не в том, чтобы выбрать минимально возможную жесткость.

Необходимо выбрать изолятор, который обеспечит требуемую виброизоляцию, при этом ограничивая перемещения в пределах диапазона, допустимого для безопасной эксплуатации оборудования и установки.