Les clients nous posent parfois une question simple: “Ce disjoncteur peut-il fournir une isolation vibratoire de 90%?”

L'efficacité de l'isolation varie avec la masse de l'équipement, la fréquence d'excitation, la rigidité et l'amortissement de l'isolateur.

Dans les revues d'applications, nous avons vu les clients choisir un support à partir de la capacité de charge d'abord et vérifier la fréquence de vibration plus tard.Le support peut soutenir en toute sécurité l'équipement, mais fonctionne toujours trop près de la résonance pour fournir une isolation utile.

C'est pourquoi HOAN demande normalement le poids de l'équipement et la fréquence de vibration ensemble.

Comment calculer l'efficacité de l'isolation contre les vibrations?

L'efficacité d'isolation désigne la réduction des vibrations transmises par un système d'isolation.

Une expression couramment utilisée est:

Efficacité d'isolation (%) = (1 − T) × 100

où T est la transmissibilité par vibration.

Si: T = 0.2

alors:Efficacité d'isolation = 80%

En termes simples, la réponse transmise représentée par ce ratio de transmissibilité est de 20% de l'entrée.

Mais cela ne signifie pas que l'isolateur a une efficacité fixe de 80%.

C'est la première distinction que nous faisons lors de l'examen d'une demande d'isolation.

Pourquoi le rapport de fréquence détermine l'efficacité de l'isolation

Pour un système d'isolation des vibrations simplifié, la relation clé est le rapport de fréquence:

r = f / fn

où:

·f = fréquence d'excitation

·fn = fréquence naturelle du système isolé

Le comportement change considérablement à mesure que ce ratio augmente.

Cette relation est beaucoup plus utile que de demander un pourcentage d'isolement sans spécifier la fréquence.

Un exemple pratique: les équipements électriques à bord des navires

Considérons une cabine électrique à bord d'un navire exposée à une vibration dominante d'environ 30 Hz.

Si le système monté a une fréquence naturelle de 15 Hz:

r = 30 / 15 = 2

Le système est au-dessus du seuil d'isolation théorique, mais le rapport de fréquence est encore relativement faible.

Considérez maintenant un isolant qui réduit la fréquence naturelle du système à 7,5 Hz:

r = 30 / 7,5 = 4

Le rapport plus élevé peut fournir une attenuation des vibrations nettement meilleure.

Sur le papier, la deuxième option semble meilleure, mais dans une installation réelle, le montage plus doux peut permettre un plus grand mouvement de la cabine.

La clearance des câbles, le mouvement des connecteurs, la stabilité du montage et le déplacement disponible font désormais partie de la décision.

C'est une situation à laquelle nous accordons une attention particulière lors de la sélection des isolants: une fréquence naturelle inférieure peut améliorer l'isolation théorique,mais le mouvement résultant doit encore s'adapter à l'installation de l'équipement.

Excitation de 30 Hz

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

En dessous:

Rapport de fréquence plus élevé → transmission plus faible, mais vérifiez les déplacements disponibles.

Comment la rigidité et la masse des équipements affectent la fréquence naturelle

Pour un système simplifié:

fn = (1 / 2π) √(k / m)

où k est la rigidité et m la masse supportée.

Cela explique pourquoi le choix d'un isolant uniquement par charge maximale peut poser problème.

Deux supports peuvent tous deux supporter le même poids de l'équipement tout en présentant des caractéristiques de rigidité très différentes.Leurs fréquences naturelles résultantes et donc leurs performances d'isolation peuvent être différentes..

La réduction de la rigidité réduit généralement la fréquence naturelle et améliore l'isolation lorsque la fréquence de fonctionnement est suffisamment élevée.

Le coût est une déviation supplémentaire.

Pour les équipements avec un espace libre limité, le simple choix du support le plus doux disponible est rarement une bonne approche d'ingénierie.

Comment l'amortissement affecte l'isolation vibratoire

L'amortissement est le plus important autour de la résonance parce qu'il contrôle le pic de réponse.

Un plus grand amortissement, cependant, ne produit pas automatiquement une meilleure isolation à des fréquences bien supérieures à la résonance.

Pour les conceptions non linéaires telles que les isolateurs de câbles et les isolateurs d'amortissement par friction, les données d'essai de déformation de charge et de vibration réelles peuvent être plus utiles que de traiter le support comme un ressort linéaire idéal.

Ceci est particulièrement pertinent lorsque l'équipement est soumis à des vitesses variables, au démarrage et à l'arrêt plutôt qu'à un fonctionnement continu à une fréquence fixe.

Pourquoi la fréquence de fonctionnement est importante

Un générateur, un compresseur ou un ventilateur se comportent rarement comme une source de vibration à fréquence unique parfaite.

Supposons qu'un compresseur ait une vibration significative autour de 25 Hz et 50 Hz.L'évaluation de l'isolateur seulement à 50 Hz peut montrer une excellente isolation tout en négligeant une réponse potentielle plus proche de la résonance à la fréquence inférieure.

Pour les équipements à vitesse variable, le démarrage et l'arrêt peuvent également parcourir la fréquence naturelle du système.

Dans ces applications, nous préférons revoir la gamme de fréquences de fonctionnement ou le spectre de vibrations, pas seulement une valeur de fréquence.

Cela nous en dit généralement plus sur la réelle exigence d'isolation qu'un pourcentage demandé tel que l'efficacité de 90%.

Est-ce que 90% d'isolement est toujours mieux que 80%?

Pas si cela crée trop de mouvement.

Un système d'isolation plus doux peut améliorer l'atténuation, mais une déviation excessive peut entraîner une déformation du câble, un mouvement du connecteur, un contact avec les structures environnantes ou une mauvaise stabilité de l'équipement.

L'objectif technique n'est donc pas le pourcentage le plus élevé possible.

Il doit réduire les vibrations transmises à un niveau acceptable sans dépasser le déplacement disponible ni compromettre l'installation.

Cet équilibre est particulièrement important pour les armoires, les équipements de communication, les systèmes optiques et autres installations où l'espace de déplacement est limité.

De quelles informations a- t- il besoin?

Pour un examen préliminaire de l'isolation, le poids de l'équipement et la fréquence des vibrations sont les meilleurs points de départ.le mouvement disponible et le centre de gravité lorsqu'il est connu.

Si des données d'essai sont disponibles, envoyer le spectre de vibrations d'origine au lieu de le convertir en une seule fréquence.

Un dessin de montage est également utile, car il révèle souvent des problèmes de répartition de la charge et de la clearance qui ne peuvent être identifiés par le seul poids de l'équipement.

Pour les applications qui ont également une exigence de choc mécanique distincte, les performances de choc doivent être évaluées indépendamment de l'efficacité d'isolation des vibrations.

Questions fréquentes

Est-ce que l'isolation contre les vibrations à 90% est bonne?

L'atténuation requise dépend de la sensibilité de l'équipement protégé.

Quand commence l'isolement des vibrations?

Pour un système linéaire simplifié, la transmissibilité tombe en dessous de 1 lorsque le rapport excitation-fréquence naturelle dépasse approximativement √2.

Un isolant de vibration plus doux fournit-il une meilleure isolation?

Il peut abaisser la fréquence naturelle du système et améliorer l'isolation à des rapports de fréquence plus élevés, mais il augmente également la déviation.