A volte i clienti ci fanno una domanda semplice: “Può questo isolante fornire un isolamento da vibrazioni del 90%?”

La percentuale sembra semplice, ma non può essere risolta dal solo modello dell'isolatore.

Nelle recensioni delle applicazioni, abbiamo visto i clienti scegliere un supporto dalla capacità di carico prima e controllare la frequenza di vibrazione in seguito.Il supporto può sostenere in modo sicuro l'attrezzatura, ma ancora funzionano troppo vicino alla risonanza per fornire un isolamento utile.

Questo è il motivo per cui HOAN richiede normalmente il peso dell'apparecchiatura e la frequenza di vibrazione insieme.

Come si calcola l'efficienza dell'isolamento dalle vibrazioni?

L'efficienza di isolamento descrive la riduzione delle vibrazioni trasmesse attraverso un sistema di isolamento.

Un'espressione comunemente usata è:

L'efficienza di isolamento (%) = (1 − T) × 100

dove T è la trasmissibilità delle vibrazioni.

Se: T = 0.2

allora:Efficienza di isolamento = 80%

In termini semplici, la risposta trasmessa rappresentata da tale rapporto di trasmissibilità è pari al 20% dell'input.

Ma questo non significa che l'isolatore abbia un'efficienza fissa del 80%. Cambiate la frequenza di eccitazione o la massa supportata e il risultato può cambiare.

Questa è la prima distinzione che facciamo quando esaminiamo una domanda di isolamento.

Perché il rapporto di frequenza determina l'efficienza dell'isolamento

Per un sistema di isolamento dalle vibrazioni semplificato, il rapporto chiave è il rapporto di frequenza:

r = f / fn

dove:

·f = frequenza di eccitazione

·fn = frequenza naturale del sistema isolato

Il comportamento cambia considerevolmente man mano che questo rapporto aumenta.

Questa relazione è molto più utile che chiedere una percentuale di isolamento senza specificare la frequenza.

Un esempio pratico: attrezzature elettriche di bordo

Si consideri un armadio elettrico di bordo esposto a una vibrazione dominante di circa 30 Hz.

Se il sistema montato ha una frequenza naturale di 15 Hz:

r = 30 / 15 = 2

Il sistema è al di sopra della soglia di isolamento teorico, ma il rapporto di frequenza è ancora relativamente basso.

Ora consideriamo un isolatore che riduce la frequenza naturale del sistema a 7,5 Hz:

r = 30 / 7,5 = 4

Il rapporto più elevato può fornire un'attenuazione delle vibrazioni sostanzialmente migliore.

Su carta, la seconda opzione sembra migliore, ma in una vera e propria installazione, il montaggio più morbido può consentire un maggiore movimento dell'armadio.

L'apertura del cavo, il movimento dei connettori, la stabilità del montaggio e il percorso disponibile diventano ora parte della decisione.

Questa è una situazione a cui prestiamo molta attenzione durante la selezione dell'isolatore: una frequenza naturale più bassa può migliorare l'isolamento teorico,ma il movimento risultante deve ancora adattarsi all'installazione dell'attrezzatura.

30 Hz eccitazione

Opzione A: fn = 15 Hz → r = 2
Opzione B: fn = 7,5 Hz → r = 4

Sotto:

Rapporto di frequenza più elevato → trasmissibilità inferiore, ma controlla il percorso disponibile.

Come la rigidità e la massa dell'attrezzatura influenzano la frequenza naturale

Per un sistema semplificato:

fn = (1 / 2π) √(k / m)

dove k è la rigidità e m la massa di supporto.

Questo spiega perché la scelta di un isolante solo per carico massimo può causare problemi.

Due supporti possono entrambi sostenere lo stesso peso dell'attrezzatura pur avendo caratteristiche di rigidità molto diverse.Le loro frequenze naturali risultanti e quindi le loro prestazioni di isolamento possono essere diverse..

La riduzione della rigidità riduce generalmente la frequenza naturale e migliora l'isolamento quando la frequenza di funzionamento è sufficientemente elevata.

Il costo è un'ulteriore deviazione.

Per le apparecchiature con spazio libero limitato, scegliere semplicemente il supporto più morbido disponibile è raramente un buon approccio ingegneristico.

Come l'ammortizzazione influenza l'isolamento dalle vibrazioni

L'ammortizzazione conta soprattutto per la risonanza perché controlla il picco di risposta.

Un maggiore smorzamento, tuttavia, non produce automaticamente un migliore isolamento a frequenze ben al di sopra della risonanza.

Per i disegni non lineari come gli isolatori di funi di filo e gli isolatori di ammortizzazione dell'attrito, i dati di prova effettivi di deformazione del carico e di vibrazione possono essere più utili che trattare il supporto come una molla lineare ideale.

Ciò è particolarmente rilevante quando l'apparecchiatura subisce velocità, avvio e arresto variabili piuttosto che funzionare continuamente ad una frequenza fissa.

Perché è importante operare con un intervallo di frequenza

Un generatore, un compressore o un ventilatore raramente si comportano come una perfetta fonte di vibrazione a singola frequenza.

Supponiamo che un compressore abbia vibrazioni significative intorno ai 25 Hz e ai 50 Hz.Valutare l'isolatore solo a 50 Hz può mostrare un eccellente isolamento mentre si trascura una potenziale risposta più vicina alla risonanza alla frequenza inferiore.

Per le apparecchiature a velocità variabile, l'avvio e lo spegnimento possono anche spazzare attraverso la frequenza naturale del sistema.

In queste applicazioni, preferiamo rivedere la gamma di frequenze di funzionamento o lo spettro di vibrazioni, non solo un valore di frequenza.

Questo di solito ci dice di più sul reale requisito di isolamento rispetto a una percentuale richiesta come ¥90% di efficienza.

Il 90% di isolamento è sempre meglio dell'80%?

Non se raggiungerlo crea troppo movimento.

Un sistema di isolamento più morbido può migliorare l'attenuazione, ma una deviazione eccessiva può portare a deformazione del cavo, movimento del connettore, contatto con le strutture circostanti o scarsa stabilità dell'attrezzatura.

L'obiettivo tecnico non è quindi la percentuale più elevata possibile.

Essa deve ridurre le vibrazioni trasmesse a un livello accettabile senza superare lo spostamento disponibile o compromettere l'impianto.

Questo equilibrio è particolarmente importante per armadi, apparecchiature di comunicazione, sistemi ottici e altri impianti in cui lo spazio di movimento è limitato.

Quali informazioni ha bisogno HOAN?

Per un esame preliminare dell'isolamento, il peso dell'apparecchiatura e la frequenza delle vibrazioni sono i migliori punti di partenza.movimento disponibile e centro di gravità quando è noto.

Se i dati di prova sono disponibili, inviare lo spettro di vibrazione originale anziché convertirlo in una singola frequenza.

Un disegno di montaggio è utile anche perché spesso rivela problemi di distribuzione del carico e di spazio libero che non possono essere identificati solo dal peso dell'apparecchio.

Per le applicazioni che hanno anche un requisito di shock meccanico separato, le prestazioni di shock devono essere valutate indipendentemente dall'efficienza di isolamento dalle vibrazioni.

Domande frequenti

Il 90% di isolamento da vibrazioni e' buono?

Può essere, ma la percentuale ha un significato solo se si conoscono la frequenza di funzionamento e le condizioni di misurazione.

Quando inizia l'isolamento dalle vibrazioni?

Per un sistema lineare semplificato, la trasmissibilità scende al di sotto di 1 quando il rapporto eccitazione-frequenza naturale supera approssimativamente √2.

Un isolante per vibrazioni più morbido fornisce un migliore isolamento?

Il sistema può abbassare la frequenza naturale e migliorare l'isolamento a rapporti di frequenza più elevati, ma aumenta anche la deflessione.