Wibroizolatory do maszyn. Zasadność stosowania

Drgania mechaniczne często wprowadzane są do maszyn jako czynnik roboczy. Zdarza się jednak, że wibracje i hałas emitowane przez maszyny podczas pracy są jej niepożądanym skutkiem ubocznym, który może być niekorzystny, a nawet szkodliwy dla znajdujących się w pobliżu maszyn, urządzeń, obiektów czy ludzi. Z tego powodu coraz częściej stosuje się wibroizolatory – czym dokładnie są, jaka jest zasadność ich stosowania oraz jak je właściwie dobrać?

Czym są wibroizolatory?

Wibroizolatory to elementy sprężysto-tłumiące niwelujące drgania mechaniczne oraz hałas, które powstają podczas pracy maszyn. Gumowo-metalowe części konstrukcyjne służą odizolowaniu maszyn od podłoża, dzięki czemu niebezpieczne dla otoczenia wibracje są niwelowane. Istnieją dwa rodzaje wibroizolacji: czynna oraz bierna. Wibroizolacja czynna umożliwia zmniejszenie wibracji i hałasu emitowanych przez sprzęty do otoczenia, natomiast wibroizolacja bierna, znana również jako przemieszczeniowa, ogranicza odgłosy i drgania docierające do maszyn od podłoża. Istnieją trzy rodzaje wibroizolatorów, których zastosowanie zależy od prędkości obrotowej maszyny. Przy prędkościach poniżej 1000 obr/min są to sprężyny spiralne, przy prędkościach obrotowych od 1000 do 3000 obr/min wibroizolatory gumowe, natomiast w przypadku prędkości obrotowych powyżej 3000 obr/min – płyty z korka naturalnego.

„Największą popularnością cieszą się wibroizolatory gumowe, z uwagi na właściwości gumy. Materiał ten doskonale pochłania dźwięk, a także wyróżnia się wysokim tłumieniem wewnętrznym i bardzo dobrą sprężystością postaciową. Ponadto guma wyróżnia się dużą wytrzymałością zmęczeniową, sporym zakresem temperatur, w których można stosować wibroizolatory, wysokim pochłanianiem energii oraz tym, że umożliwia łagodne przejście układu przez rezonans” – informuje ekspert z firmy ROLMASZ.

W jakich maszynach wibroizolatory znajdują zastosowanie i jak je zamontować?

Zakres maszyn, przy których wibroizolatory znajdują zastosowanie, jest bardzo szeroki. Możemy ich używać do izolowania i ustawiania obrabiarek, frezarek, tokarek, pras nożycowych, strugarek, pił, szlifierek, dłutownic, wszelkich urządzeń do profilowania drewna i metalu oraz maszyn do przetwórstwa tworzyw sztucznych. Montaż wibroizolatorów jest prosty i szybki, dodatkowo umożliwiają one bezproblemowe przenoszenie sprzętów. Po wsunięciu płyty wibroizolatora pod otwory podniesionej maszyny należy wkręcić śruby, następnie wypoziomować urządzenie, po czym zabezpieczyć śrubę przy pomocy nakrętki kontrującej. Płyta pośrednia umożliwia stabilizację układu maszyn o udarowym charakterze siły dynamicznej, jak prasy czy nożyce, a także zastosowanie większej niż ilość otworów ilości wibroizolatorów czy ich odpowiedni rozstaw. W przypadku maszyn, które nie są przystosowane do bezpośredniego montażu na wibroizolatorach, jak pompy, sprężarki czy wentylatory, stosuje się ramy pośrednie, przykręcane do podstawy urządzeń. Tak przygotowana maszyna, mimo braku otworów lub niedostatecznie sztywnej podstawy, gotowa jest do ustawienia na wibroizolatorach. Ramy pośrednie mają określoną sztywność, która powinna być dostosowana do podstawowych wymagań posadowienia wibroizolacyjnego.

W jakim celu stosuje się wibroizolatory?

Zastosowanie wibroizolatorów pozwala przede wszystkim na spełnienie obowiązujących norm BHP oraz przepisów ochrony środowiska. Norma częstotliwości drgań w bezpośrednim lub pośrednim kontakcie człowieka z maszyną wynosi 20 Hz. Przekroczenie tej normy jest dla ludzi szkodliwe – nie tylko wywołuje ogólne zmęczenie i problemy z koncentracją, ale może przyczynić się do wystąpienia choroby wibracyjnej, nierozerwalnie wiążącej się z nieodwracalnymi zmianami w układach i narządach. Nie mniej szkodliwy dla ludzi jest hałas, dlatego również, zgodnie z normą akustyczną PN-B-02151, należy stosować wibroizolatory. Ponadto wibroizolatory umożliwiają podniesienie komfortu prac wykonywanych w obrębie odizolowanych od podłoża maszyn. Co więcej, niewytłumione drgania mechaniczne powodują zakłócenia w prawidłowym procesie działania maszyny, skracają jej żywotność, zmniejszają jej niezawodność i mogą negatywnie oddziaływać na sąsiednie urządzenia. Nie bez znaczenia są także konstrukcje i budowle znajdujące się w pobliżu maszyn emitujących wibracje i hałas. Jeżeli przekroczą częstotliwość 50 Hz, mogą destrukcyjnie wpływać na obiekty budowlane. Dodatkowo wibroizolatory do maszyn, oprócz tłumienia drgań i dźwięków, znacznie podnoszą mobilność urządzeń i umożliwiają ustawienie maszyn wszędzie tam, gdzie zastosowanie ciężkiego fundamentu jest fizycznie niemożliwe.

Jak dobrać odpowiednie wibroizolatory do maszyn?

Zanim dokonamy wyboru, konieczne jest zapoznanie się z dokumentacją techniczną maszyn. Informacje potrzebne do wyboru odpowiednich wibroizolatorów są następujące:

• rodzaj maszyny – pozwala ustalić konieczność zastosowania płyty lub ramy oraz sposób montażu wibroizolatorów,
• częstotliwość drgań własnych maszyny – umożliwia dobór wibroizolatorów o odpowiedniej skuteczności,
• ciężar całkowity maszyny – wymagany do wstępnego doboru obciążeń jednostkowych,
• grubość podstawy maszyny – umożliwia odpowiedni dobór długości śrub w wibroizolatorach,
• rodzaj i ilość otworów w podstawie – pozwala ocenić odpowiedni typ oraz ilość wibroizolatorów,
• wymagania niestandardowe – dzięki nim możliwy jest taki dobór wibroizolatorów, aby zachować odpowiednią trwałość i właściwe funkcjonowanie maszyny w określonych warunkach środowiskowych.