A escolha de um isolador de vibrações apenas com base no peso do equipamento é um dos erros mais comuns no controlo de choques e vibrações.

O peso do equipamento determina a carga estática suportada por cada isolador, mas não descreve completamente o que acontece durante o transporte, a operação da máquina, as vibrações da estrada ou o choque mecânico.Uma montagem pode seguramente apoiar o equipamento enquanto está parado e ainda produzir movimento excessivo, ressonância ou mau isolamento em condições dinâmicas.

Uma selecção fiável exige, portanto, que os engenheiros avaliem a carga estática, a resposta dinâmica, a distribuição da carga, a direcção de montagem, a rigidez, a amortecimento,Frequência de excitação e deslocamento disponível como um sistema completo.

O que é carga estática?

Carga estática é a força contínua aplicada a um isolador de vibrações quando o equipamento suportado está parado.

Para os equipamentos instalados horizontalmente, a carga estática total é determinada principalmente pelo seu peso de funcionamento.

Por exemplo, se um armário de 100 kg for suportado por quatro isoladores, a carga estática teórica é:

100 kg ÷ 4 = 25 kg por isolador

No entanto, este cálculo pressupõe que o peso seja distribuído uniformemente nos quatro pontos de montagem.

A distribuição real da carga pode ser afectada por:

Um centro de gravidade deslocado

Colocação irregular dos componentes internos

Baterias ou fontes de alimentação concentradas num só lado

Placas de base de equipamento flexíveis

Diferentes alturas de montagem

Cabos, mangueiras e tubos externos

Tolerâncias de fabrico e de instalação

Como resultado, um ponto de montagem pode suportar significativamente mais do que a média teórica.

Antes de escolher um isolador de vibrações, os engenheiros devem determinar não só o peso total do equipamento, mas também a carga esperada em cada ponto de montagem.

O que é carga dinâmica?

A carga dinâmica é uma força ou entrada com variação de tempo causada por vibração, aceleração, impacto ou choque.

As fontes comuns incluem:

Motores, ventiladores e máquinas rotativas

Movimento de veículos em estradas irregulares

Vibração a bordo e movimento induzido por ondas

Choques de transporte e manuseio

Frenagem ou aceleração súbita

Iniciação e desligação do equipamento

Eventos de queda ou impacto

Excitação mecânica repetida

A carga dinâmica é mais complexa do que a carga estática, porque o equipamento e os isoladores se comportam como um sistema mecânico acoplado.

A aceleração máxima de entrada não é automaticamente igual à força transmitida através do isolador.

Massa suportada

Rigidez do isolante

Diminuição

Frequência natural

Frequência de excitação

Duração do pulso de choque

Direção de montagem

Movimento máximo disponível

É por isso que um cálculo simples, como a carga estática multiplicada pelo nível g de choque, não é suficiente para a selecção final do isolador de vibração.

A classificação de carga estática não é um desempenho dinâmico

Uma ficha de dados do produto pode incluir uma carga estática máxima, mas esse valor não deve ser considerado como uma classificação dinâmica completa.

A carga estática máxima indica normalmente a carga que o isolador pode suportar em condições estacionárias especificadas.

Carga de funcionamento recomendada

Deslocamento de choque máximo

Transmissão por vibração

comportamento de ressonância

Duração de vida da fadiga sob cargas repetidas

Capacidade de carga lateral

Performance de choque em vários eixos

O risco de atingir o fundo

Por conseguinte, um isolante pode ter uma capacidade de carga estática suficiente, mas ainda assim ser inadequado para a aplicação.

Por exemplo, um isolante excessivamente rígido pode transportar o equipamento com segurança, mas fornecer um isolamento de vibração pobre.Um isolante excessivamente macio pode melhorar o isolamento de alta frequência, mas permitir muito movimento durante o choque.

A escolha correta é um equilíbrio entre capacidade de carga, rigidez, amortecimento, desempenho de isolamento e largura da instalação.

Por que as curvas de carga-deformação são importantes

Uma curva de carga/defleção mostra como um isolante se deforma à medida que a carga aplicada aumenta.

Os engenheiros podem usar esta curva para avaliar:

Desvio estático esperado

Região de funcionamento normal

Rigidez efetiva

Deslocamento restante para movimento dinâmico

Risco de sobrecarga ou de abate

Diferenças entre compressão e carga de cisalhamento

A carga máxima mostrada numa curva nem sempre é o ponto de funcionamento ideal.

Normalmente, um isolador deve funcionar dentro de uma parte adequada da sua gama de carga/defleção, deixando movimento suficiente para a resposta às vibrações e choques.

Quando forem possíveis diferentes direcções de instalação, os engenheiros devem rever a curva correspondente à orientação real.corte e instalação de 45 graus pode produzir diferentes capacidade de carga, características de rigidez e deslocamento.

Ligação interna recomendada:

Ligar esta secção a uma página de produto HOAN relevante utilizando a curva de carga/deflecção do isolador de vibrações do texto de ancoragem.

Frequência e ressonância naturais

O equipamento protegido e os isoladores de vibração formam um sistema de amortecimento de massa com uma frequência natural.

Na região de ressonância, o movimento do equipamento e a vibração transmitida podem aumentar em vez de diminuir.

Para um sistema simplificado de um único grau de liberdade, o isolamento de vibração geralmente começa quando a relação entre a frequência de excitação e a frequência natural excede aproximadamente √2.

No entanto, em aplicações reais, o desempenho também é influenciado por:

Diminuição

Rigidez não linear

Direção de montagem

Estrutura do equipamento

Entradas de múltiplos eixos

A faixa de frequência da excitação

Uma frequência natural mais baixa pode melhorar o isolamento em frequências de excitação mais altas, mas geralmente requer maior deslocamento estático e dinâmico.

Isto cria um importante trade-off de engenharia:

Um melhor isolamento requer muitas vezes mais movimento.

Os engenheiros devem, por conseguinte, verificar se o equipamento dispõe de espaço livre suficiente para se mover sem entrar em contacto com os quadros, paredes, cabos ou paradas mecânicas circundantes.

Rigidez estática versus rigidez dinâmica

A rigidez estática descreve a relação entre carga aplicada lentamente e deslocamento.A rigidez dinâmica descreve a resposta do isolador sob carga oscilante ou variável no tempo.Estes valores nem sempre são idênticos.

A diferença é especialmente importante para:

Outros aparelhos de televisão

Montadores de vibração elastoméricos

Aparelhos de proteção contra o atrito

Outros aparelhos de ar condicionado

Sistemas híbridos de amortecimento de molas

Por exemplo, os isoladores de fio de corda usam cabo metálico enrolado que se deforma elasticamente enquanto o atrito entre os fios individuais dissipa energia.

Esta estrutura pode produzir um comportamento não linear de carga-defleção.O isolante pode fornecer uma resposta relativamente compatível perto de sua posição de funcionamento normal, enquanto se torna progressivamente mais rígido em deslocamento maior.

Este comportamento pode ser benéfico em aplicações que exigem tanto isolamento de vibrações como proteção contra choques, mas o desempenho real ainda deve ser avaliado usando curvas específicas do modelo ou dados de teste.

Exemplo prático:Um 100 kgArmário de equipamento

Considere um gabinete eletrônico de 100 kg apoiado por quatro isoladores de vibração.

A carga estática teórica é de 25 kg por isolador.

Uma distribuição de carga ilustrativa pode ser:

Estes valores são apenas exemplos e não são dados reais do projeto HOAN.

Este exemplo mostra que não é sempre suficiente dividir o peso total em partes iguais. O isolador deve ser selecionado de acordo com o ponto de montagem mais carregado,ao mesmo tempo que assegura que os suportes com carga mais leve permanecem dentro de uma faixa de funcionamento adequada.

A revisão de engenharia deve incluir:

Confirme o peso de funcionamento completo.

Identifique o centro de gravidade.

Calcular a carga estimada em cada ponto de montagem.

Revisar a curva de carga/defleção adequada.

Confirme a direcção de instalação.

Compare a frequência natural do sistema com a excitação esperada.

Estimar o deslocamento dinâmico durante o choque.

Verificar a autorização de instalação disponível.

Verifique se os cabos e tubos não restringem os movimentos.

Revisão da carga multi-eixo, se for caso disso.

Ligação interna recomendada:

Ligar esta secção a uma secção existenteHoanCaso de isolamento do armário utilizando o texto de ancoragem Caso de isolamento da vibração do armário do equipamento de 100 kg.

Seis parâmetros-chave para a selecção de isoladores de vibração

1. Peso total de funcionamento

Incluir todos os módulos instalados, baterias, componentes de arrefecimento, conectores, acessórios e fluidos de serviço, se for caso disso.

2Centro de Gravidade

Forneça a posição do centro de gravidade sempre que possível. Isso ajuda a identificar a carga desigual entre os pontos de montagem.

3Número e localização dos montantes

Quatro, seis ou oito isoladores podem produzir diferentes distribuições de carga e comportamento estrutural.

4Direcção de instalação

Especificar se o isolante está instalado em compressão, cisalhamento, tensão ou em ângulo.

5. Vibração e entrada de choque

Informações úteis incluem:

Faixa de frequências

Frequência dominante

Nível de aceleração

Espectro de vibrações aleatórias

Forma do pulso de choque

Aceleração máxima

Duração do pulso

Número e direcção dos choques

Uma declaração como 30g choque é incompleta sem a duração do pulso e informações de montagem.

6. Movimento disponível

Confirmar o movimento máximo admissível em todas as direcções relevantes.

Erros comuns na escolha

Escolhendo somente pela carga estática máxima

Uma montagem que possa suportar o peso pode ainda ser demasiado rígida, demasiado macia ou inadequada para o ambiente dinâmico.

Assumindo uma distribuição igual da carga

Um centro de gravidade deslocado pode sobrecarregar um ou dois pontos de montagem.

Ignorando a direção de montagem

Os dados de compressão não devem ser utilizados automaticamente para instalações de cisalhamento ou inclinadas.

Escolhendo um isolante de tamanho excessivo

Um isolante demasiado rígido ou demasiado levemente carregado pode produzir uma deflexão estática insuficiente e uma frequência natural do sistema mais elevada.

Ignorando o Deslocamento Dinâmico

O equipamento pode colidir com as estruturas circundantes, mesmo quando o próprio isolante permanece intacto.

Usando informações chocantes incompletas

A aceleração máxima por si só não é suficiente para avaliar a resposta ao choque.

Como a HOAN apoia a seleção do isolador

Xi'an Hoan Microondas Co., Ltd.Desenvolve e fabrica produtos de isolamento de choques e vibrações para equipamentos electrónicos, sistemas industriais, instalações montadas em veículos, equipamentos navais e instrumentos de precisão.

Dependendo do projecto, o processo de selecção da HOAN pode incluir:

Revisão do peso do equipamento

Análise do centro de gravidade

Cálculo da carga por montagem

Avaliação da direção da instalação

Revisão da curva de carga/defleção

Avaliação das condições de vibração e choque

Avaliação da rigidez e da frequência natural

Verificação do deslocamento e da autorização

Teste de produto ou configuração personalizada

Para uma recomendação mais precisa, os clientes devem fornecer:

Peso do equipamento

Dimensões do equipamento

Posição do centro de gravidade

Número de pontos de montagem

Direção de instalação

Espaço de montagem disponível

Condições de vibração

Informações sobre o pulso de choque

Requisitos ambientais

O fornecimento de informações completas sobre a aplicação permite selecionar o isolador para o ambiente de funcionamento real, em vez de simplesmente combiná-lo com um valor de carga de catálogo.

Perguntas frequentes

P: Pode ser selecionado um isolador de vibrações apenas com base na carga estática máxima?

R:Não. A carga estática máxima confirma a capacidade de carga básica, mas os engenheiros também devem avaliar a rigidez, a frequência natural, a direção de montagem, o deslocamento de choque e a resposta dinâmica.

P: Como é calculada a carga estática por isolador?

R: Começar por dividir o peso do equipamento entre os pontos de montagem, ajustando o resultado de acordo com a posição do centro de gravidade e a distribuição desigual da carga.

P: Um choque de 30 g significa que o isolador carrega 30 vezes a carga estática?

R: Não necessariamente. A força transmitida depende da duração do pulso de choque, da rigidez do isolador, da amortecimento, da massa suportada e da resposta dinâmica do sistema completo.

P: Pode um isolante de vibração de grandes dimensões reduzir o desempenho do isolamento?

R: Sim, um isolador demasiado rígido ou demasiado levemente carregado pode produzir uma deflexão estática insuficiente e uma frequência natural do sistema mais elevada, resultando num isolamento de vibração deficiente.

P: Que informações são necessárias para a selecção de isoladores de vibração?

R: Fornecer o peso do equipamento, as dimensões, o centro de gravidade, o número de pontos de montagem, a direção de instalação, o espectro de vibrações, o pulso de choque e o movimento disponível.

Conclusão

A carga estática determina a quantidade de peso contínuo que um isolador de vibrações deve suportar. A resposta dinâmica determina como o equipamento e o sistema de isolamento se comportam sob vibração, aceleração e choque.

Nenhum dos dois deve ser avaliado separadamente.

A selecção de isoladores de vibração confiável requer uma avaliação combinada da distribuição da carga, da rigidez, da amortecimento, da frequência natural, da direcção de montagem, das condições de excitação e do deslocamento disponível.

Para obter apoio na seleção de modelos, envie à Xi ̊an Hoan Microwave Co., Ltd. o seu peso, dimensões, disposição de montagem e requisitos de choque ou vibração do equipamento.A nossa equipa de engenheiros irá avaliar a aplicação e recomendar uma solução de isolamento de vibração adequada.