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Como calcular a carga de choque dos isoladores de vibração

Como calcular a carga de choque dos isoladores de vibração

2026-08-07

Os clientes geralmente nos enviam dois números primeiro: peso do equipamento e aceleração máxima do choque. Estes são suficientes para estimar a força do choque, mas não suficientes para selecionar um isolador de vibração.

Por exemplo, 5 g nos diz a aceleração máxima, mas 5 g / 11 ms dá informações muito mais úteis.que possam afectar significativamente o deslocamento do isolador e a resposta do equipamento.

É por isso que a selecção dos isoladores de choque na HOAN começa com o cálculo da carga, mas não termina por aí.

Fórmula básica de carga de choque

Uma estimativa simples pode ser feita utilizando:

F = m × a

Quando a aceleração é dada em g:

F = m × G × 9.81

Onde:

·F = força inercial estimada (N)

·m = massa do equipamento (kg)

·G = aceleração máxima de choque (g)

·9.81 = aceleração gravitacional (m/s2)

Para uma unidade de 40 kg exposta a um choque de 5 g:

F = 40 × 5 × 9,81 = 1,962 N

A força de inércia máxima estimada é de aproximadamente 1,96 kN.

Se quatro isoladores transportarem o equipamento igualmente, a força teórica é de cerca de 490,5 N por isolador.

Em uma instalação real, no entanto, raramente assumimos uma distribuição perfeita da carga sem verificar o layout da montagem e o centro de gravidade.

Por que 5 g / 11 ms é mais útil do que 5 g sozinho

A aceleração máxima descreve apenas parte de um evento de choque.

Veja o seguinte:

5 g / 11 ms

Aqui, 5 g é a aceleração máxima e 11 ms é a duração do pulso.

Este é um problema comum nas consultas dos clientes.Mas ainda precisa da duração do pulso e direção do choque antes de reduzir um modelo de isolador.

Para muitos isoladores de vibração HOAN, 30 g / 11 ms é uma condição de verificação de choque comumente utilizada.Embora a condição aplicável ainda dependa do modelo e da aplicação individuais.

5 g / 11 ms vs 30 g / 11 ms

Para o mesmo equipamento de 40 kg:

Entrada de choque

Força máxima estimada

O que verificamos a seguir

5g\11ms

1.96KN

Distribuição da carga, deslocamento e montagem

30g\11ms

11.77KN

Resposta ao choque, viagem e aceleração transmitida

Aumentar a aceleração máxima de 5 g para 30 g aumenta a estimativa da força inercial simples por um fator de seis.

Isto não significa que um isolador deva ser simplesmente selecionado com seis vezes a carga nominal.

Como calcular a carga de choque dos isoladores de vibração 

O que o HOAN verifica após o cálculo

Uma vez estimada a carga de choque básica, os nossos engenheiros analisam normalmente a instalação real.

A distribuição da carga vem em primeiro lugar. Um centro de gravidade deslocado pode colocar consideravelmente mais carga em uma ou duas montagens do que a média teórica.

O isolador mais suave pode reduzir a aceleração transmitida, mas permitir um maior movimento.O equipamento pode entrar em contacto com as estruturas circundantes ou colocar uma tensão adicional nos cabos e conectores..

A compressão, o cisalhamento e outras direcções de carga podem produzir respostas diferentes do mesmo isolador.

Na prática, estes factores podem eliminar um candidato mesmo quando a sua capacidade de carga nominal parece adequada.

A forma do pulso de choque também importa

Os perfis de ensaio de choque mais comuns incluem pulsos semi-sinusoides, picos terminais de serradura e trapezoides.

Como calcular a carga de choque dos isoladores de vibração 

Condição de choque

Preocupação de Engenharia

Meio-sinus

Aceleração máxima e deslocamento do isolador

Dente de serra de pico terminal

Resposta estrutural rápida

Trapezoidal

Carga mais longa perto da aceleração máxima

Pulso de curta duração

Alta aceleração com duração de entrada relativamente curta

Pulso de maior duração

Viagens do sistema podem tornar-se mais significativas

Choque repetido

Fadiga e integridade da montagem

Uma especificação deve, portanto, incluir a forma de onda quando ela for conhecida, em vez de dar apenas um valor de pico g.

O que procuramos em 30 g / 11 ms

Para aplicações avaliadas em torno de 30 g / 11 ms, a selecção do isolador com a maior capacidade de carga não é necessariamente a abordagem correcta.

Durante uma revisão de engenharia, o HOAN verifica normalmente se:

· A carga estática se encontra dentro do intervalo de funcionamento adequado;

·Disponível uma viagem suficiente durante o choque;

· A aceleração transmitida continua a ser aceitável;

· A orientação de montagem altera a resposta efetiva;

· O equipamento dispõe de um espaço livre adequado;

·Os choques repetidos podem afectar a disposição de montagem.

Isto é particularmente relevante para os isoladores de fios de arame, cujo desempenho de choque depende não só da capacidade de carga, mas também da deformação e da dissipação de energia através da estrutura do fio de arame.

Um suporte muito rígido pode restringir o movimento, mas transmitir mais aceleração.

A escolha correta tem de equilibrar as duas coisas.

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Normas de ensaio de choque

Diferentes aplicações podem fazer referência a diferentes normas de ensaio de choque.

O Método 516.8 da MIL-STD-810H abrange os métodos de ensaio de choque mecânico e é amplamente utilizado na definição de ambientes de choque para equipamentos.

Para os equipamentos eléctricos e electrónicos instalados em veículos rodoviários, a norma ISO 16750-3 aborda as cargas mecânicas, incluindo vibrações e choques.

Estas normas ajudam a definir as condições de ensaio, mas não devem substituir os dados de aplicação.

Informações necessárias para a selecção do isolador de choque

Para uma revisão preliminar de engenharia HOAN, as informações mais úteis incluem:

· Peso e dimensões do equipamento

· Centro de gravidade, se disponível

· Número e localização dos isoladores

· Aceleração máxima de choque (g)

· Duração do pulso (ms)

· Forma de onda do pulso

·Direção do choque

· Deslocamento disponível

·Orientação de montagem

· Ambiente de funcionamento

· Desenho de instalação ou ficheiro STEP

Um desenho é particularmente útil quando o centro de gravidade ou os pontos de montagem não são simétricos.

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Da carga de choque ao isolante certo

A fórmula F = m × a dá uma primeira estimativa útil, mas não pode identificar por si só o isolante de vibração correto.

No trabalho prático de selecção do HOAN, o pico g, a duração do pulso, a distribuição da carga, a viagem disponível e a direcção de montagem são analisados em conjunto.

Isto evita dois problemas comuns: escolher um isolante demasiado rígido e transmitir aceleração excessiva,ou escolhendo um que é muito macio e permite mais movimento do que a instalação pode acomodar.

Perguntas frequentes

30 g / 11 ms é o mesmo que 30 g?

O número 30 g descreve a aceleração máxima, enquanto 11 ms descreve a duração do pulso.

30 g / 11 ms são utilizados para todos os isoladores HOAN?

Não. É uma condição de verificação de choque comumente utilizada para muitos isoladores de vibração HOAN, mas as condições e o desempenho reais do ensaio dependem do modelo e da aplicação.

O peso do equipamento e o pico g podem determinar o modelo do isolador?

A duração do pulso, a direcção de montagem, o centro de gravidade, o movimento admissível e a disposição da instalação devem também ser revistos.

É melhor uma carga mais elevada para isolamento de choque?

Um isolador de maior capacidade pode ser mais rígido e transmitir mais aceleração para o equipamento protegido.

Precisa de ajuda para escolher um isolador de vibrações?

Envie ao HOAN o seu peso do equipamento, aceleração do choque, duração do pulso, desenho de montagem e deslocamento disponível.Estes parâmetros permitem aos nossos engenheiros reduzir os modelos de isolador adequados antes do teste do protótipo ou validação final.