Veja como a temperatura afeta a rigidez, amortecimento, deflexão e frequência natural do isolador de vibração de borracha, com orientações práticas para a seleção de suportes em ambientes quentes ou frios.

Como a temperatura afeta o desempenho do isolador de vibração de borracha

Um isolador de vibração de borracha pode suportar o mesmo equipamento a 20°C e a -30°C, mas isso não significa que funcione da mesma forma.

A temperatura altera o comportamento mecânico dos elastômeros. Em condições frias, a borracha geralmente se torna mais rígida. Em temperaturas elevadas, alguns compostos se tornam mais compatíveis,enquanto a exposição ao calor a longo prazo pode acelerar o envelhecimento.

Para o isolamento das vibrações, estas alterações são importantes porque a rigidez e a amortecimento influenciam a deflexão, a frequência natural e a transmissão das vibrações.

Isto é especialmente relevante para equipamentos externos, máquinas próximas a fontes de calor e sistemas que apresentam grandes variações de temperatura entre a partida e a operação normal.

Por que a temperatura fria pode reduzir o desempenho do isolamento

Quando a borracha fica mais fria, o movimento molecular dentro do elastômero fica mais restrito.

A frequência natural está relacionada com a rigidez e a massa suportada:

fn = (1 / 2π) × √(k / m)

em que:

fn =frequência natural

k =rigidez efetiva

m =massa suportada

Se a massa suportada permanece inalterada, mas a rigidez aumenta, a frequência natural aumenta.

Considerar equipamento com uma frequência de vibração dominante de 30 Hz. Se o sistema de isolamento tiver uma frequência natural de 8 Hz à temperatura ambiente, a relação de frequência é:

30 / 8 é igual a 3.75

Se a frequência natural subir para 11 Hz em condições mais frias:

30 / 11 é igual a 2.73

Estes números são um exemplo ilustrativo em vez de dados de teste, mas mostram por que a temperatura é importante.A montagem pode permanecer dentro de sua classificação de carga, proporcionando menos separação de frequência do que o esperado.

Pesquisas publicadas sobre isoladores de borracha também descobriram que a temperatura pode afetar significativamente a rigidez dinâmica e a amortecimento, particularmente a baixas temperaturas.

Como é que isto se parece com o equipamento real?

As alterações relacionadas com a temperatura nem sempre são visíveis.

Uma máquina pode funcionar normalmente em condições mais quentes, mas transmitir notavelmente mais vibrações depois de passar a noite num ambiente frio.Material solto ou deformação permanente óbvia.

Se a vibração for maior durante um arranque a frio e diminuir à medida que o equipamento e o ambiente circundante aquecem, a rigidez da montagem é um possível fator a investigar.

A comparação das medições de vibração antes e depois de o equipamento atingir uma temperatura de funcionamento estável pode fornecer provas úteis.

Isto é mais informativo do que verificar visualmente a borracha e assumir que a montagem está funcionando corretamente porque não está danificada.

Uma montagem de borracha pode ser mecanicamente intacta e ainda fornecer um isolamento de vibração diferente a uma temperatura diferente.

A alta temperatura cria outro problema

O calor não afeta a borracha exatamente da mesma forma que o frio.

Alguns elastômeros tornam-se mais compatíveis com o aumento da temperatura, o que pode aumentar a deflexão sob a mesma carga.

Dependendo do composto e do ambiente de funcionamento, a exposição a longo prazo pode contribuir para:

Conjunto de compressão

Deformação permanente

Perda de elasticidade

Reciclagem

Fragmentação da superfície

Alterações no comportamento de amortecimento

A duração é tão importante quanto a temperatura máxima.

Um curto aumento de temperatura durante o arranque da máquina é diferente de um suporte de vibração de borracha instalado ao lado de um motor, compressor ou unidade de potência que permanece quente durante milhares de horas de funcionamento.

Por esta razão, a temperatura de funcionamento contínua é muitas vezes mais útil para a seleção do isolador do que uma temperatura máxima de curto prazo sozinha.

Como o material de borracha afeta o desempenho de temperatura

Não existe um intervalo de temperatura único aplicável a todos os isoladores de vibração de borracha.

O complexo é importante.

Trata-se de características gerais do material, não de limites de funcionamento fixos.

As temperaturas reais admissíveis devem ser obtidas a partir dos dados técnicos relativos ao composto elastomérico específico utilizado na montagem.

O óleo, a exposição aos raios UV, o ozono, o sal, a umidade e os produtos químicos devem igualmente ser tidos em conta.Um material que funciona bem a uma determinada temperatura num ambiente interno limpo pode não ser a melhor escolha à mesma temperatura numa instalação oleosa ou ao ar livre.

A capacidade de carga não conta toda a história

Considere um gabinete de 40 kg apoiado por quatro isoladores de vibração de borracha.

Com uma distribuição de carga razoavelmente uniforme, cada suporte transporta aproximadamente:

40 kg ÷ 4 = 10 kg por isolador

A temperatura ambiente, a montagem selecionada pode proporcionar a deflexão pretendida a esta carga.

Após uma exposição prolongada ao frio, o equipamento pesa ainda 40 kg e cada isolador ainda carrega aproximadamente 10 kg.a deflexão diminui e a resposta dinâmica muda.

Nada tem de ser quebrado para a transmissão de vibrações aumentar.

Por conseguinte, duas questões devem ser tratadas separadamente:

Será que o monte pode seguramente suportar a carga?

e

O suporte pode fornecer o isolamento necessário nas condições de funcionamento reais?

Para equipamentos sensíveis às vibrações, ambos devem ser respondidos.

A temperatura também afeta a amortecimento?

- Sim, sim, sim.

A borracha é viscoelástica, de modo que parte da energia de vibração é dissipada através de perdas internas de material.

O comportamento de amortecimento também muda com a temperatura.

O efeito pode tornar-se perceptível quando a máquina giratória passa por ressonância durante a partida ou desligamento, ou quando o equipamento opera perto da frequência natural do seu sistema de montagem.

Dois suportes com a mesma capacidade de carga estática podem, portanto, produzir resultados diferentes porque o seu composto, rigidez, amortecimento e temperatura de funcionamento são diferentes.

O que verificamos ao escolher o isolador

Para equipamentos expostos a variações significativas de temperatura, a selecção da montagem não deve começar e terminar com o peso do equipamento.

Informações úteis incluem:

Peso do equipamento

Número de pontos de montagem

Frequência de vibração ou RPM do motor

Temperatura mínima de funcionamento

Temperatura máxima de funcionamento contínua

Orientação de montagem

Espaço de deflexão e de instalação disponível

Exposição a óleo, UV, sal, ozono ou produtos químicos

No trabalho prático de isolamento de vibrações, estes parâmetros são considerados em conjunto.

Por exemplo, duas máquinas podem pesar cada uma 80 kg, mas exigem suportes diferentes se uma funcionar em ambientes fechados a uma temperatura estável, enquanto a outra permanece ao ar livre devido a grandes variações de temperatura sazonais..

Quando a borracha pode não ser a melhor opção

Os isoladores de vibração de borracha são compactos e eficazes para muitas aplicações industriais.O choque grave ou a exposição ambiental exigente podem justificar a avaliação de outro método de isolamento..

Por exemplo, um isolador de fio de arame totalmente metálico evita os mecanismos de envelhecimento dos elastómeros associados à borracha.são necessárias características de deslocamento ou amortecimento.

Não se trata de uma tecnologia ser melhor do que outra, o ambiente operacional determina qual solução faz sentido.

Perguntas frequentes

Os isoladores de vibração de borracha tornam-se mais duros no tempo frio?

Em geral, muitos elastômeros tornam-se mais rígidos à medida que a temperatura diminui. Isso pode reduzir a deflexão e aumentar a frequência natural do sistema de isolamento.A quantidade de alteração depende do composto de borracha e das condições de funcionamento.

A temperatura pode alterar o desempenho do isolamento de vibração?

A temperatura pode alterar a rigidez e amortecimento, o que afeta a frequência natural e a transmissão de vibrações.

Que material de borracha é melhor para mudanças de temperatura?

O silicone é frequentemente considerado onde é necessária uma gama de temperaturas mais ampla, enquanto o NBR, o EPDM, oO neopreno e a borracha natural podem ser mais adequados para outras combinações de exposição ao óleo, intemperismo, elasticidade e condições ambientais.