Перед выбором монтажной площадки, муфты или бампера необходимо отследить источник возмущения и проверить его распространение по всей машине.

После увеличения частоты циклов работы упаковочная машина начала издавать резкий гул. Первым предложением было установить более мягкие опоры. Измерения показали, что основная вибрация исходила от возвратно-поступательного движения головки, распространялась по раме через кронштейн и воздействовала на защитную панель. Более мягкие опоры изменили бы движение машины, не устранив при этом проблему с шумной панелью.

Снижение уровня шума в системах автоматизации наиболее эффективно, когда известен путь распространения помех. Резина может изолировать источник, рассеивать часть энергии, прерывать передачу сигнала через конструкцию или смягчать удар. Это разные задачи, и для их решения часто требуется разная геометрия.

Начните с возбуждения

Ускорение сервопривода, зацепление шестерен, пульсация насоса, дисбаланс, переключение клапанов и удар концевого выключателя создают различное частотное содержимое. Опора, выбранная только исходя из массы машины, может изолировать одну полосу частот и усиливать другую вблизи резонанса. Запишите рабочую скорость, переходные процессы и направления сил.

Конструкция машины также влияет на результат. Гибкая панель может излучать звук даже при небольших перемещениях источника. Жесткое соединение позволяет обойтись без мягкого изолятора. Шланги, кабельные лотки, анкеры и защитные ограждения необходимо учитывать при оценке системы контроля вибрации машины.

Изоляция зависит от соотношения частот.

Резиновые виброопоры деформируются под статической нагрузкой и создают поддерживаемую собственную частоту колебаний. Эффективная виброизоляция обычно начинается только тогда, когда частота воздействия значительно превышает эту собственную частоту. Слишком жесткая опора может передавать возмущения, в то время как чрезмерно мягкая может допускать недопустимый ход или нестабильность.

Таким образом, для крепления необходимо задать нагрузку на каждую позицию, центр тяжести, частоту возмущающих воздействий, допустимый прогиб и пределы перемещения. Неравномерные нагрузки могут привести к тому, что одно крепление будет слегка сжато, а другое перегружено. Выбранная твердость — лишь один из параметров; коэффициент формы и нагруженная площадь также влияют на жесткость.

Регулировка демпфирования на переезде

Во время запуска и остановки машина может проходить через резонанс. Эластомерные демпфирующие компоненты преобразуют часть циклической энергии деформации в тепло и могут ограничивать пиковое значение. Увеличение демпфирования не всегда означает увеличение изоляции при нормальной скорости, поэтому требования к переходным и установившимся режимам следует разделять.

Температура, частота, амплитуда деформации и состав компаунда изменяют динамическую жесткость и демпфирование. Данные, измеренные на небольшом лабораторном образце на одной частоте, нельзя напрямую перенести на большой клеевой кронштейн, работающий вблизи горячего двигателя.

Необходимость в преодолении трудностей, связанных с путешествиями и прогрессирующей жесткостью.

Амортизатор, используемый в конце хода цилиндра, должен поглощать энергию в пределах доступного хода. Если он упрется в металл, пиковая сила вернется. Конические, полые или ребристые формы могут создавать прогрессивную жесткость, но многократные высокочастотные удары также генерируют тепло и усталость в основании геометрии.

Промышленную виброизоляцию вблизи места остановки следует оценивать с учетом реальной массы и скорости движущегося объекта. Статическое сжатие само по себе не показывает отскока, накопления тепла или последствий удара со смещением. Фиксированный амортизатор может быть безопаснее, чем незакрепленная прокладка, если фрагменты могут попасть в оборудование.

Пример ветряной турбины из реального мира.

В литературе компании Parker, посвященной ветроэнергетике, описываются центрально-склеенные опоры, которые служат для изоляции вибраций, контроля ударов и минимизации структурного шума. Также приводятся описания эластомерных муфт приводного механизма, используемых для снижения крутильных колебаний, компенсации несоосности, а также защиты шестерен и подшипников.

В данной публикации не представлен спектр вибраций ветряной турбины до и после установки, поэтому в ней показан лишь пример успешного применения, а не конкретный клиент с количественно подтвержденными результатами. Важный конструктивный момент заключается в том, что крепления и муфты располагаются по-разному вдоль траектории.

В инженерном руководстве Паркера также подчеркивается этот момент. В нем изоляция определяется как защита оборудования от вибрации или ударов. Указывается, что резиновые опоры на металл применяются в зависимости от нагрузки, частоты, направления приложения нагрузки и условий окружающей среды.

Оцените свои приборы с точки зрения источника вибрации, промежуточного пути и приемника вибрации.

Вначале разместите датчики во всех интересующих вас местах — в источнике вибрации, на муфте и на целевой конструкции. Для построения графиков зафиксируйте рабочее состояние и число оборотов в минуту. Одно значение уровня вибрации может скрывать узкий пик, приводящий к шуму, или кратковременный удар, который может повредить датчик.

Стандарт ISO 20816-1 в общих чертах описывает методы измерения и оценки вибрации целых машин. В документе ISO указана версия 2016 года, опубликованная и находящаяся в стадии пересмотра. Это не всеобъемлющий допустимый предел для каждой автоматической машины; производитель машины должен указать соответствующие места, состояния работы машины и допустимые пределы.

Испытание на соответствие компонентов требованиям

Испытайте виброопоры из резины в условиях различных температурных циклов или подвергните их воздействию масел, охлаждающих жидкостей и чистящих средств, которые могут изменить жесткость или адгезию. Проверьте статическую осадку, коэффициент передачи в зависимости от скорости и движение аварийного автомобиля.

На демпфирующих эластомерных деталях после необходимого количества циклов следует проверять накопление тепла, трещины, края соединений и остаточную деформацию. После этого следует провести аналогичные акустические или вибрационные испытания с использованием рабочей программы, идентичной той, что использовалась для эталонного образца. Субъективное ощущение более тихой работы весьма полезно, но, безусловно, не должно рассматриваться как альтернатива измеримым показателям.

Например, для достижения наилучшего контроля вибрации машины мы можем использовать сбалансированный источник звука, более жесткую панель, измененный кронштейн и настроенный эластомер. Тем не менее, резиновый элемент следует приписывать исключительно той части улучшения, которая была продемонстрирована в ходе контролируемого эксперимента.

Виброизоляция на промышленном уровне также требует проверки при вводе в эксплуатацию. Натянутый шланг, заземляющий ремень или страховочный трос могут представлять собой жесткий альтернативный параллельный путь вокруг базового изолятора. Необходимо осмотреть готовую машину после ее закрепления, чтобы убедиться, что рама прототипа и соединения производственных инженерных сетей передают разные нагрузки.

Повторные измерения следует провести после того, как машина пройдет разумный период обкатки и при заданной температуре. В момент подготовки к работе жесткость резины изменяется в зависимости от температуры машины, и крепежные элементы могут ослабнуть. В документации по исправной машине должны быть указаны положение датчиков, режим работы, нагрузка и состояние пола, чтобы будущая ремонтная бригада могла воспроизвести базовые условия.

Для получения общего представления о том, как снизить уровень шума в автоматизированных системах, пожалуйста, предоставьте следующую информацию: вес машины, координаты крепления, направление силы, интервал скорости вращения, энергию удара, температуру, используемые жидкости и, конечно же, ход. Имея эти данные, конструкторы и производители резины смогут создать геометрию и состав, соответствующие измеренному вами характеру возмущений, а не просто выбирать более мягкий вариант.