Os clientes às vezes nos fazem uma pergunta simples: “Este isolador pode fornecer 90% de isolamento de vibração?”

A porcentagem parece simples, mas não pode ser respondida apenas pelo modelo do isolador. A eficiência do isolamento muda com a massa do equipamento, frequência de excitação, rigidez e amortecimento do isolador.

Em revisões de aplicação, vimos clientes escolherem um suporte primeiro pela capacidade de carga e depois verificarem a frequência de vibração. O suporte pode suportar o equipamento com segurança, mas ainda operar muito perto da ressonância para fornecer isolamento útil.

É por isso que a HOAN normalmente solicita o peso do equipamento e a frequência de vibração juntos.

Como é Calculada a Eficiência do Isolamento de Vibração?

A eficiência do isolamento descreve a redução na vibração transmitida através de um sistema de isolamento.

Uma expressão comumente usada é:

Eficiência de Isolamento (%) = (1 − T) × 100

onde T é a transmissibilidade da vibração.

Se: T = 0,2

então:Eficiência de Isolamento = 80%

Em termos simples, a resposta transmitida representada por essa razão de transmissibilidade é 20% da entrada.

Mas isso não significa que o isolador tenha uma “eficiência de 80%” fixa. Altere a frequência de excitação ou a massa suportada, e o resultado pode mudar.

Esta é a primeira distinção que fazemos ao revisar uma aplicação de isolamento.

Por que a Razão de Frequência Determina a Eficiência do Isolamento

Para um sistema simplificado de isolamento de vibração, a relação chave é a razão de frequência:

r = f / fn

onde:

· f = frequência de excitação

· fn = frequência natural do sistema isolado

O comportamento muda consideravelmente à medida que essa razão aumenta.

Essa relação é muito mais útil do que pedir uma porcentagem de isolamento sem especificar a frequência.

Um Exemplo Prático: Equipamento Elétrico a Bordo de Navios

Considere um gabinete elétrico a bordo de um navio exposto a uma vibração dominante em torno de 30 Hz.

Se o sistema montado tiver uma frequência natural de 15 Hz:

r = 30 / 15 = 2

O sistema está acima do limiar teórico de isolamento, mas a razão de frequência ainda é relativamente baixa.

Agora, considere um isolador que reduz a frequência natural do sistema para 7,5 Hz:

r = 30 / 7,5 = 4

A razão mais alta pode fornecer uma atenuação de vibração substancialmente melhor.

No papel, a segunda opção parece melhor. Em uma instalação real, no entanto, a montagem mais macia pode permitir mais movimento do gabinete.

A folga dos cabos, o movimento dos conectores, a estabilidade da montagem e o deslocamento disponível agora se tornam parte da decisão.

Esta é uma situação que prestamos muita atenção durante a seleção do isolador: uma frequência natural mais baixa pode melhorar o isolamento teórico, mas o movimento resultante ainda precisa se encaixar na instalação do equipamento.

Excitação de 30 Hz

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

Embaixo:

Razão de frequência mais alta → transmissibilidade mais baixa, mas verifique o deslocamento disponível.

Como a Rigidez e a Massa do Equipamento Afetam a Frequência Natural

Para um sistema simplificado:

fn = (1 / 2π) √(k / m)

onde k é a rigidez e m é a massa suportada.

Isso explica por que selecionar um isolador apenas pela carga máxima pode causar problemas.

Dois suportes podem suportar o mesmo peso do equipamento, mas ter características de rigidez muito diferentes. Suas frequências naturais resultantes—e, portanto, seu desempenho de isolamento—podem ser diferentes.

Reduzir a rigidez geralmente diminui a frequência natural e melhora o isolamento quando a frequência operacional é suficientemente alta.

O custo é deflexão adicional.

Para equipamentos com folga limitada, simplesmente escolher o suporte mais macio disponível raramente é uma boa abordagem de engenharia.

Como o Amortecimento Afeta o Isolamento de Vibração

O amortecimento é mais importante em torno da ressonância, pois controla o pico de resposta.

Mais amortecimento, no entanto, não produz automaticamente melhor isolamento em frequências bem acima da ressonância.

Para projetos não lineares, como isoladores de cabo de aço e isoladores de amortecimento por atrito, os dados reais de carga-deflexão e teste de vibração podem ser mais úteis do que tratar o suporte como uma mola linear ideal.

Isso é particularmente relevante quando o equipamento experimenta velocidade variável, partida e parada, em vez de operar continuamente em uma frequência fixa.

Por que o Faixa de Frequência Operacional é Importante

Um gerador, compressor ou ventilador raramente se comporta como uma fonte de vibração de frequência única perfeita.

Suponha que um compressor tenha vibração significativa em torno de 25 Hz e 50 Hz. Avaliar o isolador apenas em 50 Hz pode mostrar excelente isolamento, enquanto ignora uma resposta potencial mais próxima da ressonância na frequência mais baixa.

Para equipamentos de velocidade variável, a partida e a parada também podem varrer a frequência natural do sistema.

Nessas aplicações, preferimos revisar a faixa de frequência operacional ou o espectro de vibração, não apenas um valor de frequência.

Isso geralmente nos diz mais sobre o requisito real de isolamento do que uma porcentagem solicitada, como “eficiência de 90%.”

90% de Isolamento é Sempre Melhor que 80%?

Não se alcançá-lo criar muito movimento.

Um sistema de isolamento mais macio pode melhorar a atenuação, mas a deflexão excessiva pode levar a tensão em cabos, movimento de conectores, contato com estruturas circundantes ou instabilidade do equipamento.

O objetivo de engenharia, portanto, não é a maior porcentagem possível.

É reduzir a vibração transmitida a um nível aceitável sem exceder o deslocamento disponível ou comprometer a instalação.

Esse equilíbrio é especialmente importante para gabinetes, equipamentos de comunicação, sistemas ópticos e outras instalações onde o espaço de movimento é limitado.

Que Informações a HOAN Precisa?

Para uma revisão preliminar de isolamento, o peso do equipamento e a frequência de vibração são os melhores pontos de partida. Também observamos o número e a posição dos suportes, a orientação da instalação, o movimento disponível e o centro de gravidade, quando conhecido.

Se houver dados de teste disponíveis, envie o espectro de vibração original em vez de convertê-lo em uma única frequência.

Um desenho de montagem também é útil. Ele geralmente revela problemas de distribuição de carga e folga que não podem ser identificados apenas pelo peso do equipamento.

Para aplicações que também têm um requisito separado de choque mecânico, o desempenho de choque deve ser avaliado independentemente da eficiência do isolamento de vibração.

FAQ

90% de isolamento de vibração é bom?

Pode ser, mas a porcentagem só tem significado quando a frequência operacional e as condições de medição são conhecidas. A atenuação necessária depende de quão sensível é o equipamento protegido.

Quando o isolamento de vibração começa?

Para um sistema linear simplificado, a transmissibilidade cai abaixo de 1 quando a razão entre a frequência de excitação e a frequência natural excede aproximadamente √2.

Um isolador de vibração mais macio fornece melhor isolamento?

Ele pode diminuir a frequência natural do sistema e melhorar o isolamento em razões de frequência mais altas, mas também aumenta a deflexão. O deslocamento disponível deve ser verificado antes de selecionar um suporte mais macio.