Szukaj

Szukaj

 Zasady doboru wibroizolatorów

Do prawidłowego doboru wibroizolatorów niezbędne są następujące informacje:

  • rodzaj maszyny np. tokarka, prasa, wentylator, pompa, agregat prądotwórczy,
    co umożliwia ustalić czy będą to wibroizolatory ustawione swobodnie na posadzce  czy też mocowane do posadzki.
  • ciężar całkowity maszyny i ilość otworów w podstawie (ilość punktów podparcia),
    co pozwala na wstępny dobór obciążeń jednostkowych wibroizolatorów i ich ilości,
  • położenie środka masy maszyny, co umożliwia taki dobór wibroizolatorów, aby nie dopuścić do ich przeciążenia, a jednocześnie skuteczność ich działania  była do siebie zbliżona.
  • częstotliwość drgań własnych maszyny wynikająca np. z prędkości obrotowej silnika, wirnika, ilości taktów itp.
    co pozwala na dobór wibroizolatorów o takiej częstotliwości drgań własnych, które zapewnią optymalną skuteczność wibroizolacji.
  • rodzaj otworów w podstawie np. przelotowe niegwintowane lub gwintowane, nieprzelotowe gwintowane itp.
    co umożliwia dobranie właściwego typu wibroizolatora
  • grubość podstawy maszyny,
    warto sprawdzić, w celu stwierdzenia czy w dobranych wibroizolatorach jest wystarczająco długa śruba (czasem np. dla frezarek istnieje potrzeba wykonania dłuższych śrub) lub otwory są w niszach i śruby powinny być krótsze
  • wymagania specjalne np. kontakt z żywnością, agresywne środowisko, wysoka temperatura itp.
    co umożliwia dobór takich wibroizolatorów, które zapewnią właściwe funkcjonowanie i odpowiednią trwałość w określonych warunkach środowiskowych.

          Przy doborze wibroizolatorów do maszyn charakteryzujących się zmiennymi w szerokim zakresie parametrami pracy i zmienną masą całkowitą (wraz z ładunkiem np. obrabiarek do metali), zaleca się, aby obciążenie wibroizolatorów nie przekraczało 70% maksymalnego dopuszczalnego obciążenia.

Dla maszyn i urządzeń , które ze względu na niewystarczającą sztywność podstawy nie nadają się do bezpośredniego ustawienia na wibroizolatorach, należy stosować odpowiednio sztywne ramy podporowe.
Wskazanym jest aby tego typu maszyny były dostarczane wraz z ramami i wibroizolatorami przez ich wytwórców. Dotyczy to głównie producentów wentylatorów.

Ramy  lub płyty należy również stosować dla maszyn smukłych (duży stosunek wysokości do mniejszego wymiaru podstawy), a szczególnie o udarowym charakterze pracy.
Zapewni to odpowiednią stateczność maszyny.
Zaleca się również, aby dla maszyn o wyraźnie udarowym charakterze pracy (np. nożyce gilotynowe do blach), obciążenie statyczne wibroizolatorów nie przekraczało 50% maksymalnego dopuszczalnego obciążenia. Dla pras pracujących w cyklu wielotaktowym, rezerwa ta powinna być jeszcze większa.

 

8 Powodów dlaczego warto używać wibroizolację

1. Ochrona zdrowia Wibracją nazywamy drgania, które oddziałują na człowieka wskutek bezpośredniego lub pośredniego kontaktu  ciała z drgającym elementem maszyny, narzędzia lub urządzenia. Drgania ciał sprężystych o częstotliwościach niższych od 20 Hz organizm człowieka odczuwa jako wibracje, a drgania o częstotliwościach powyżej 20 Hz jednocześnie jako wibracje i jako dźwięki. Gdy człowiek poddany jest drganiom o częstotliwości charakterystycznej dla pewnych narządów lub częstotliwości ciała, te narządy wpadają w drgania tzw. rezonansowe, powodując przykre doznania subiektywne. Przebywanie pod wpływem wibracji powoduje powstanie zmęczenia ogólnego, czego najbardziej odczuwalnym skutkiem jest zmniejszenie uwagi. W wyniku długotrwałego oddziaływania drgań mechanicznych dochodzi często do powstania u człowieka nieodwracalnych zmian w różnych narządach i układach (choroba wibracyjna). Na ogół nie ma już wówczas możliwości pełnego wyleczenia choroby.Wibracji powinno się zapobiegać przede wszystkim poprzez konstruowanie i używanie takich rozwiązań, które izolują drgania przekraczające dopuszczalne normy. W spełnieniu powyższych norm z pomocą przychodzą odpowiednio dobrane wibroizolatory.

2. Ochrona budynków Obiekty budowlane oraz przebywający w nich ludzie mogą być poddawani różnego rodzaju oddziaływaniom dynamicznym, które powinny być uwzględniane w obliczeniach projektowych i diagnostyce budowli. W całym cyklu życia budynków, począwszy od procesu budowy, oddziałują na nie drgania. Na etapie eksploatacji, budynki i ludzie w nich przebywający są narażeni na drgania: a) przenoszone na budynek przez podłoże, będące wynikiem oddziaływania ruchu komunikacyjnego, zwłaszcza pojazdów ciężkich (autobusy, tramwaje, kolej naziemna i podziemna, samochody ciężarowe); b) spowodowane pracą urządzeń mechanicznych technicznego wyposażenia budynku i poza nim (stacje transformatorowe, kotłownie, hydrowęzły, dźwigi, urządzenia wentylacyjne i klimatyzacyjne itp.); c) spowodowane przebywaniem w budynku ludzi i wykonywaniem przez nich czynności wynikających z funkcji budynku; dotyczy to pobudzania do drgań stropów i elementów klatek schodowych podczas przemieszczania się ludzi lub przesuwania ciężkich przedmiotów. W pierwszych dwóch przypadkach występują drgania o częstotliwości do 50 Hz, które mogą wpływać destrukcyjnie na konstrukcję budynku i być uciążliwe dla przebywających w nim ludzi. Drgania mogą przyczynić się także do wzrostu poziomu hałasu w pomieszczeniu w zakresie niskich częstotliwości. W trzecim przypadku mamy do czynienia z drganiami rozprzestrzeniającymi się po konstrukcji budynku i powodującymi powstawanie w pomieszczeniu hałasu, który ze względu na rodzaj źródła nazywa się hałasem uderzeniowym lub dźwiękami uderzeniowymi.  

3. Komfort użytkowania lokali Nowoczesne budynki są coraz bardziej złożone pod względem ich konstrukcji i wyposażenia. Także lekkie konstrukcje są bardzo wrażliwe na drgania. Dotyczy to przede wszystkim konstrukcji żelbetowych z wielkopowierzchniowymi elewacjami ze szkła. Przenoszą one i wzmacniają dźwięk materiałowy generowany przez zamontowane w nim urządzenia. Drgania wytwarzane przez te urządzenia podczas pracy są przenoszone w postaci dźwięku materiałowego przez ciała stałe, takie jak ściany i posadzki, do innych części budynku. Ludzie odbierają je jako wibracje lub hałas. Zjawiska te mają negatywny wpływ na jakość pracy i życia, obniżają komfort użytkowania pomieszczeń.

4. Spełnianie norm akustycznych Zadaniem wibroizolacji jest ograniczenie szkodliwego zjawiska jakim są wibracje. Uzyskujemy to  poprzez zastosowanie elastycznych elementów pośrednich między urządzeniem a podłożem. Przy prawidłowo dobranej izolacji spełnione zostają wymagania przepisów ochrony środowiska i BHP, wymogi normy akustycznej PN-B-02151 oraz Warunków Technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie.

5. Podwyższenie standardu lokalu/obiektu W związku z postępującą urbanizacją coraz więcej budynków powstaje na rekultywowanych terenach narażonych na drgania. Są to tereny relatywnie tanie, co budzi duże zainteresowanie deweloperów czy innych inwestorów. Ich źródłem są często pobliskie tory kolejowe, ulice lub sąsiadujące obiekty przemysłowe. Bez podjęcia odpowiednich działań, budynki te nie są w żaden sposób chronione przed drganiami z bezpośredniego otoczenia, co może zaniżyć wartość inwestycji (szczególnie w przypadku dalszej odsprzedaży czy wynajmu lokali). Przez wibracje powstaje  wzrost wtórnego ciśnienia akustycznego w powietrzu (hałas)  ponieważ drgania wzbudzają takie elementy jak stropy czy ściany. Te zewnętrzne czynniki wpływają negatywnie na jakość życia i pracę w budynku, zarazem na jego wartość.

6. Mobilność urządzeń oraz mniejsze koszty montażu Ustawienie urządzenia na odpowiednio dużym fundamencie jest z reguły rozwiązaniem drogim i czasochłonnym. Przy ustawieniu urządzenia na stropie, zastosowanie ciężkiego fundamentu bywa często niemożliwe. Także zmiana lokalizacji maszyn i urządzeń często pociąga za sobą konieczność wykonania kolejnego fundamentu. Rozwiązaniem w tej sytuacji może być zastosowanie wibroizolacji. Za pomocą wibroizolatorów możemy wyeliminować konieczność jego budowy, ponieważ są one elastycznym elementem pośrednim pomiędzy urządzeniem a podłożem, dzięki czemu jest uzyskane znaczne zmniejszenie sił dynamicznych przenoszonych na podłoże.

7. Ochrona urządzeń Często zdarza się, że urządzenia pracują w sąsiedztwie innych urządzeń, których drgania mogą powodować zakłócenia wskazań (np. wagi) lub mogą mieć negatywny wpływ na samą pracę urządzenia. Elastyczne posadowienie urządzenia, które chcemy chronić (izolacja bierna) lub urządzenia zakłócającego (izolacja czynna) są w dłuższej perspektywie bardziej ekonomiczne, gdyż ogranicza wpływ szkodliwych wibracji, które mogą uszkadzać elementy urządzeń. Ochrona przeciwdrganiowa podnosi wydajność procesów produkcyjnych np. przez dłuższe okresy między przeglądami.  

8. Reklamacje W przypadku firm wykonawczych, zastosowanie wibroizolacji budynków, technicznego wyposażenia budynków czy maszyn i urządzeń, zmniejsza ryzyko występowania reklamacji związanych z oddziaływaniem wibracji na otoczenie. W niektórych sytuacjach zainstalowanie wibroizolacji po fakcie (np. pod fundamentami budynków) staje się bardzo kosztowne lub często niemożliwe. Oprócz kosztów materialnych, związanych z usunięciem problemu wibracji, często powstają „koszty” w postaci utraty zaufania do wykonawcy, co może się bezpośrednio przełożyć  na utratę klientów. 

 

Informacje ogólne o zastosowaniu wibroizolatorów

Każda maszyna i urządzenie jest źródłem drgań wynikających z sił dynamicznych działających impulsowo (uderzenia) lub okresowo zmiennie (będących skutkiem niewyważenia wirujących elementów).
Drgania te przenoszą się na budynki i ich otoczenie. Zbyt duże drgania mogą stanowić zagrożenie dla elementów konstrukcyjnych budowli, mogą wpływać niekorzystnie na pracę innych urządzeń, a mogą być również szkodliwe dla zdrowia ludzi.
Zmniejszenie tego szkodliwego oddziaływania może się odbywać dwiema metodami:

  1. Ustawienie urządzenia na fundamencie, przy czym skuteczność tego rozwiązania rośnie wraz ze wzrostem masy fundamentu.
  2. Ustawienie urządzenia na wibroizolatorach.

Ustawienie urządzenia na odpowiednio dużym fundamencie jest z reguły rozwiązaniem znacznie droższym, a ewentualna zmiana jego lokalizacji pociąga za sobą konieczność wykonania kolejnego fundamentu. Przy ustawieniu urządzenia na stropie, zastosowanie ciężkiego fundamentu bywa z reguły niemożliwe.
Zadaniem wibroizolatorów, które są elastycznym elementem pośrednim pomiędzy urządzeniem a podłożem, jest znaczne zmniejszenie sił dynamicznych przenoszonych na podłoże.
Dla urządzeń o drganiach wymuszonych okresowo zmiennych, jako wskaźnik efektywności określany jest współczynnik przenoszenia (T), będący ilorazem amplitudy siły przeniesionej na podłoże (Fp) i amplitudy siły wymuszającej (Fo). Wylicza się go z następującej zależności:

przy czym  gdzie:
n – częstość wymuszająca,

f – częstość drgań własnych układu posadowionego na wibroizolatorach, którą wyznacza się z następującej zależności:

 

lub

     

  


– ugięcie statyczne wibroizolatorów (cm)

 

W praktyce często posługuje się wskaźnikiem skuteczności wibroizolacji (η) wyrażonym w %.

 

Zaleca się wibroizolatory dobierać tak, ażeby współczynnik μ zawierał się w granicach 3÷6 co w przybliżeniu odpowiada skuteczności wibroizolacji w granicach
87÷97%. Co prawda przy jeszcze wyższym współczynniku μ skuteczność wibroizolacji będzie jeszcze wyższa (ale już nieznacznie), za to wzrosną również prędkości drgań elementów mechanicznych maszyny, co z kolei ma wpływ na żywotność niektórych elementów a szczególnie łożysk. Przy pracy maszyn w bardzo odpowiedzialnych warunkach (np. wentylatorów w elektrowniach), prędkość drgań mierzona na obudowach łożysk podlega stałemu monitoringowi.