Para vibrações de baixa frequência, comece com a frequência de excitação significativa mais baixa, depois trabalhe para trás até a frequência natural necessária e a deflexão estática.

Como regra básica, o isolamento começa quando a relação de frequência excede √2.

Comece com a frequência de operação

O rácio de frequência é:

r = f / fn

onde f é a frequência de excitação e fn é a frequência natural carregada do sistema de isolamento.

Para máquinas rotativas, a RPM fornece uma primeira estimativa rápida:

f = RPM / 60

Uma máquina que funcione a 1.200 RPM tem, portanto, uma frequência de rotação fundamental de:

1,200 / 60 = 20 Hz

Esta é apenas uma fase inicial: bombas, compressores, geradores e equipamentos móveis também podem produzir harmônicos, ressonâncias estruturais e vibrações a partir de componentes ligados.Se estiverem disponíveis dados de vibração medidos, usar as frequências dominantes a partir desses dados em vez de RPM sozinho.

Perto da frequência natural do sistema, a vibração transmitida pode aumentar.

Quanta deformação estática é necessária?

Para um sistema de isolamento linear vertical idealizado, a frequência natural e a deflexão estática estão relacionadas por:

d = g / (4π2fn2)

Para estimativas rápidas de engenharia:

d (mm) ≈ 248 / fn2

Este quadro explica um dos limites práticos do isolamento de baixa frequência.

A redução da frequência natural alvo de 5 Hz para 3 Hz não requer um pouco mais de movimento.

Essa viagem extra tem de existir algures na instalação.

Antes de escolher uma fixação mais macia, verifique a distância livre disponível, o movimento do cabo, as ligações flexíveis das tubulações e o deslocamento permitido do equipamento.

Exemplo: 400 kg Gerador a 1200 RPM

Considere um conjunto de geradores de 400 kg apoiado por quatro pontos de isolamento e operando a 1.200 RPM.

A sua frequência de rotação fundamental é:

1,200 / 60 = 20 Hz

Suponhamos que o objectivo inicial do projecto seja uma frequência natural de 5 Hz:

r = 20 / 5 = 4

A deflexão estática correspondente é:

d ≈ 248 / 52 ≈ 9,9 mm

Se o centro de gravidade estiver aproximadamente centrado, a carga estática nominal é:

400 / 4 = 100 kg por monte

O primeiro requisito de rastreamento é, portanto, mais específico do que a simples procura de um isolador de vibrações com um peso nominal superior a 100 kg.

Um candidato a isolador deve atingir aproximadamente a deflexão de trabalho necessária em torno do ponto de carga real de 100 kg, mantendo, ao mesmo tempo, um deslocamento suficiente para o movimento dinâmico.

Se o motor estiver concentrado numa extremidade do deslizamento, as quatro cargas de montagem podem não ser iguais.As cargas de canto devem então ser calculadas a partir do centro de gravidade real antes de selecionar a rigidez da montagem.

Isto é importante porque um isolador subcarregado e um isolador sobrecarregado podem operar em diferentes frequências naturais eficazes, mesmo quando são o mesmo modelo.

Verificar a rigidez dinâmica, o amortecimento e o arrastamento

Três valores da ficha de dados merecem uma atenção especial em aplicações de baixa frequência.

Relação de rigidez dinâmica-estática: a rigidez estática pode não representar com precisão a rigidez observada durante a vibração.Quando disponível, utilizar dados de rigidez dinâmica medidos perto da carga de trabalho esperada e da frequência de funcionamento.

Diminuição: mais amortecimento reduz a amplificação perto da ressonância, o que é útil quando máquinas de velocidade variável passam pela ressonância durante a inicialização ou desligamento.Uma maior amortecimento não significa automaticamente um melhor isolamento em todas as frequências.

Creep: os suportes elastoméricos podem alterar a deflexão sob exposição a carga e temperatura sustentadas.

Estes parâmetros tornam-se mais importantes à medida que a frequência de excitação se aproxima da faixa prática inferior de um sistema de isolamento passivo.

Borracha, mola de aço ou corda de arame?

A frequência natural mais baixa não é o único critério de selecção.

Uma mola de aço é muitas vezes a escolha mais prática quando a frequência natural muito baixa é o principal requisito.

Um isolador de vibração de corda de arame é mais relevante quando a vibração é combinada com choque, cargas de transporte, grande movimento transitório ou condições ambientais exigentes.

A distinção é importante porque a selecção por tipo de produto antes de calcular a frequência natural necessária pode conduzir ao suporte errado.

Quando a suavidade deixa de funcionar

Um rápido cálculo também pode mostrar quando o isolamento passivo convencional é irrealista.

Suponha que a frequência de excitação dominante seja de apenas 2 Hz e o objetivo de projeto seja:

r = 4

A frequência natural necessária é:

fn = 2 / 4 = 0,5 Hz

Usando a mesma relação estática-defleção:

d ≈ 248 / 0,52 ≈ 992 mm

Quase um metro de deflexão estática não é prático para máquinas industriais comuns.

Neste ponto, é improvável que os testes de suportes compactos progressivamente mais macios resolvam o problema.caminho de transmissão estrutural, base de inércia ou arquitetura de isolamento global.

Este cálculo deve ser feito antes da selecção de um produto.

Uma Sequência Prática de Seleção de Baixa Frequência

Para a selecção preliminar, utilize esta ordem:

1Identificar a frequência de excitação significativa mais baixa.

Utilize dados de vibração medidos sempre que possível; caso contrário, comece com RPM e frequências de forçamento conhecidas.

2Defina uma frequência natural realista.

Verifique a relação de frequência resultante, em vez de assumir que qualquer suporte macio irá isolar a máquina.

3Calcular a deflexão estática necessária.

Confirmar que o equipamento e a instalação são fisicamente capazes de acomodar o movimento.

4Calcular a carga em cada ponto de montagem.

Usar informações reais do centro de gravidade quando a distribuição de carga é desigual.

5Comparar a carga e a deflexão necessárias com os dados de desempenho do isolador.

Em seguida, verifique a rigidez dinâmica, a amortecimento, os requisitos de choque e as condições ambientais.

Esta sequência elimina muitas montagens inadequadas antes de começar o teste do protótipo.

Precisa de um controlo preliminar de isolamento?

Para uma verificação inicial de engenharia, fornecer o peso do equipamento, a disposição do ponto de montagem, as RPM de funcionamento ou a frequência de vibração medida, o movimento admissível e a condição de choque.

A partir destes valores, a carga por ponto de montagem, a frequência natural-alvo e a deflexão estática necessária podem ser estimadas antes de se avaliar um modelo específico de isolador.