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Come calcolare il carico d'urto per gli isolatori di vibrazioni

Come calcolare il carico d'urto per gli isolatori di vibrazioni

2026-08-07

I clienti spesso ci inviano prima due numeri: il peso dell'apparecchiatura e l'accelerazione di picco dello shock. Questi sono sufficienti per stimare la forza dello shock, ma non sufficienti per selezionare un isolante vibrazionale.

Ad esempio, 5 g ci dice l'accelerazione massima, ma 5 g / 11 ms dà informazioni molto più utili.che possono influenzare in modo significativo lo spostamento dell'isolatore e la risposta dell'apparecchiatura.

Per questo motivo la selezione degli isolatori di urto presso HOAN inizia con il calcolo del carico, ma non finisce qui.

Formula di base per il carico d'urto

Una stima semplice può essere effettuata utilizzando:

F = m × a

Quando l'accelerazione è espressa in g:

F = m × G × 9.81

Dove:

·F = forza inerziale stimata (N)

·m = massa dell'apparecchiatura (kg)

·G = accelerazione massima di scossa (g)

·9.81 = accelerazione gravitazionale (m/s2)

Per un'unità di 40 kg esposta a uno shock di 5 g:

F = 40 × 5 × 9,81 = 1,962 N

La forza di inerzia massima stimata è di circa 1,96 kN.

Se quattro isolatori portano l'apparecchiatura in modo uguale, la forza teorica è di circa 490,5 N per isolatore.

In un'installazione reale, tuttavia, raramente si assume una distribuzione del carico perfetta senza controllare il layout del montaggio e il centro di gravità.

Perché 5 g / 11 ms sono più utili di 5 g da soli

L'accelerazione di picco descrive solo una parte di un evento di shock.

Considerate:

5 g / 11 ms

Qui, 5 g è l'accelerazione massima e 11 ms è la durata dell'impulso.

Questo è un problema comune nelle richieste dei clienti. potremmo ricevere il peso dell'attrezzatura e un valore come 5 g,ma ancora bisogno della durata dell'impulso e la direzione dello shock prima di restringere un modello di isolatore.

Per molti isolatori di vibrazione HOAN, 30 g / 11 ms è una condizione di verifica degli urti comunemente utilizzata.sebbene la condizione applicabile dipenda ancora dal modello e dall'applicazione individuali.

5 g / 11 ms vs 30 g / 11 ms

Per lo stesso equipaggiamento da 40 kg:

Input di scossa

Forza di picco stimata

Cosa controlliamo dopo

5g\11ms

1.96KN

Distribuzione del carico, spostamento e montaggio

30g\11ms

11.77KN

Risposta allo shock, movimento e accelerazione trasmessa

Aumentare l'accelerazione massima da 5 g a 30 g aumenta la semplice stima della forza inerziale di un fattore di sei.

Ciò non significa che un isolante debba essere semplicemente selezionato con sei volte il carico nominale.

Come calcolare il carico d'urto per gli isolatori di vibrazioni 

Cosa verifica HOAN dopo il calcolo

Una volta stimato il carico di base, i nostri ingegneri esaminano normalmente l'installazione.

La distribuzione del carico è la prima: un centro di gravità spostato può collocare un carico considerevolmente maggiore su uno o due supporti rispetto alla media teorica.

Un isolatore più morbido può ridurre l'accelerazione trasmessa ma consentire un maggiore movimento.l'apparecchiatura può entrare in contatto con le strutture circostanti o esercitare una pressione supplementare sui cavi e sui connettori.

Anche la direzione di montaggio è importante: compressione, taglio e altre direzioni di carico possono produrre risposte diverse dallo stesso isolante.

In pratica, questi fattori possono eliminare un candidato anche quando la sua capacità nominale di carico appare adeguata.

Anche la forma dell'impulso di scossa è importante

I profili di prova di scossa più comuni comprendono impulsi semi-sinusoidi, picco terminale e trapezoidali.

Come calcolare il carico d'urto per gli isolatori di vibrazioni 

Condizione di shock

Preoccupazione ingegneristica

Mezzo seno

Accelerazione massima e percorrenza dell'isolatore

Dente di segatura di picco terminale

Risposta strutturale rapida

Trapezoidale

Carico più lungo vicino all'accelerazione massima

Pulso di breve durata

Alta accelerazione con una durata di ingresso relativamente breve

Pulso di lunga durata

I viaggi del sistema possono diventare più significativi

Scosse ripetute

Stanchezza e resistenza al montaggio

Una specifica dovrebbe quindi includere la forma d'onda quando è nota, piuttosto che dare solo un valore di picco g.

Cosa cerchiamo a 30 g / 11 ms

Per le applicazioni valutate intorno ai 30 g / 11 ms, la scelta dell' isolatore con il massimo carico nominale non è necessariamente l' approccio corretto.

Durante una revisione tecnica, HOAN verifica in genere se:

· il carico statico è entro l'intervallo di lavoro appropriato;

·si dispone di sufficiente percorrenza durante lo shock;

· l'accelerazione trasmessa rimane accettabile;

· l'orientamento di montaggio modifica la risposta efficace;

· l'apparecchiatura dispone di un'adeguata distanza libera;

·le scosse ripetute potrebbero influenzare la disposizione di montaggio.

Ciò è particolarmente rilevante per gli isolatori di funi di filo, le cui prestazioni di scossa dipendono non solo dalla capacità di carico, ma anche dalla deformazione e dalla dissipazione di energia attraverso la struttura del filo.

Un supporto molto rigido può limitare il movimento ma trasmettere più accelerazione.

La scelta giusta deve bilanciare entrambe le cose.

Come calcolare il carico d'urto per gli isolatori di vibrazioni 

Norme per le prove di scossa

Diverse applicazioni possono fare riferimento a diverse norme di prova di urto.

Il metodo 516.8 della MIL-STD-810H copre i metodi di prova per le scosse meccaniche ed è ampiamente utilizzato per definire gli ambienti di scossa per le apparecchiature.

Per le apparecchiature elettriche ed elettroniche installate nei veicoli stradali, la norma ISO 16750-3 si riferisce ai carichi meccanici, comprese le vibrazioni e gli urti.

Queste norme aiutano a definire le condizioni di prova, ma non dovrebbero sostituire i dati di applicazione.

Informazioni necessarie per la selezione dell'isolatore d'urto

Per una revisione preliminare dell'ingegneria HOAN, le informazioni più utili includono:

· Peso e dimensioni dell'apparecchiatura

· Centro di gravità, se disponibile

· Numero e posizione degli isolatori

· Accelerazione massima di scossa (g)

· Durata dell'impulso (ms)

· Forma d'onda dell'impulso

·Direzione di scossa

· Disponibilità

·Orientazione di montaggio

· Ambiente di funzionamento

· Disegno di installazione o file STEP

Un disegno è particolarmente utile quando il centro di gravità o i punti di montaggio non sono simmetrici.

Come calcolare il carico d'urto per gli isolatori di vibrazioni 

Dal carico d'urto al giusto isolante

La formula F = m × a fornisce una prima stima utile, ma da sola non è in grado di identificare il corretto isolante di vibrazione.

Nel lavoro pratico di selezione di HOAN, il picco g, la durata dell'impulso, la distribuzione del carico, il percorso disponibile e la direzione di montaggio vengono esaminati insieme.

In questo modo si evitano due problemi comuni: scegliere un isolante troppo rigido e che trasmetta un'accelerazione eccessiva,o scegliere uno troppo morbido e che permetta più movimento di quello che l'installazione può ospitare.

Domande frequenti

30 g / 11 ms è lo stesso di 30 g?

Il numero 30 g descrive l'accelerazione massima, mentre 11 ms descrive la durata dell'impulso.

Si utilizzano 30 g / 11 ms per tutti gli isolatori HOAN?

No. Si tratta di una condizione di verifica degli urti comunemente utilizzata per molti isolanti di vibrazione HOAN, ma le condizioni e le prestazioni effettive di prova dipendono dal modello e dall'applicazione.

Il peso dell'apparecchiatura e il picco g possono determinare il modello dell'isolatore?

Essi forniscono una stima iniziale del carico, la durata dell'impulso, la direzione di montaggio, il centro di gravità, il movimento ammissibile e la disposizione dell'installazione devono essere rivisti.

Un carico più elevato è meglio per l'isolamento da urti?

Un isolante di maggiore capacità può essere più rigido e trasmettere più accelerazione all'apparecchiatura protetta.

Hai bisogno di aiuto per scegliere un isolante per vibrazioni?

Invia a HOAN il peso dell'apparecchiatura, l'accelerazione dello shock, la durata dell'impulso, il disegno di montaggio e lo spostamento disponibile.Questi parametri consentono ai nostri ingegneri di restringere i modelli di isolatore adatti prima di testare il prototipo o la convalida finale.