لرزه گیر مکانیکی

لرزه گیر

لرزه گیر

به ابزاری که برای مهار ارتعاش و لرزه‌های ناخواسته ناشی از دستگاه‌های مکانیکی نظیر موتورها ، هواسازها، چیلرها، پمپ‌ها و … به کار می‌رود، لرزه گیر مکانیکی می گویند. در محیط‌های صنعتی و مکانیکی، معمولاً تأسیسات مکانیکی به صورت آویز یا نشیمن‌گاهی ساپورت گذاری می‌شوند. حال‌آنکه در بعضی از ساختمان‌ها مانند هتل‌ها، بیمارستان‌ها و فرودگاه‌ها نیاز مبرم به مهار ارتعاشات دستگاه‌های مکانیکی نظیر سیستم‌های HVAC، چیلرها و پمپ‌ها محسوس است.

ازآنجایی‌که اکثر این تأسیسات از موتورهای دوار که منبع ایجاد ارتعاشات هستند، بهره می‌گیرند، لذا عدم مهار این ارتعاشت نه‌تنها موجب پخش ارتعاشات صوتی و مکانیکی به محیط اطراف و سازه ساختمان، بلکه استهلاک زودرس، پدیده‌ خستگی، تولید سروصدا، شل شدن اتصالات، کاهش بازدهی دستگاه و افزایش هزینه‌های تعمیر و نگهداری را به همراه دارد.

لرزه گیر های لینکران

مهار لرزش (Vibration Insulation)

چکیده: مقادیر بالای لرزش می توانند سبب ایجاد شکست در ماشین ها شوند. این لرزش ها می توانند در ماشین هایی که بر روی زمین یا دیوارها قرار می گیرند ایجاد شوند. مشخصاً، بهترین مکان برای لرزه گیر لینکرانقرار دادن ماشینی که لرزش ایجاد می کند طبقه همکف است (طبقه ای که مستقیماً روی زمین قرار گرفته است). متأسفانه این امر همیشه امکانپذیر نیست. مشکل معمولاً در مورد ماشین های دواری (مانند پمپ، کمپرسور، فن، موتور و ...) است که بر روی سقف یا در طبقات بالاتر از سطح زمین قرار دارند. مشکلی که غالباً بیشتر دیده می شود در مجاورت منبع لرزش بروز می کند. به هر حال، لرزش های مکانیکی می توانند تا فواصل زیادی منتقل شوند و این انتقال حتی از طریق مسیرهای غیر مستقیم توسط سازه ساختمان منتقل می شود، گاهی این لرزش در فواصل بسیار دور از منبع لرزش ظاهر می شود.این مشکل بخصوص در مواردی که دستگاه حساس مانند تجهیزات پزشکی و جراحی، میکروسکوپ ها، تجهیزات الکترونیکی، لیزر، دستگاه های MRI، میکروسکوپ های الکترونی و درایورهای کامپیوتری در حال کار هستند بیشتر مشهود است.

← عوامل تولید لرزش

یک اغتشاش مکانیکی یا اغتشاش سیال که توسط یک ماشین ایجاد می شود، مانند عدم توازن، پالس های ایجاد شده، حرکت چرخدنده ها، لرزش تیغه های فن و نظایر آن می توانند سبب ایجاد لرزش شوند. این لرزش ها معمولاً در ماشین های دوار ایجاد می شوند.

← مسیر انتقال

مسیرهای سازه ای یا هوایی می توانند لرزش را به گیرنده لرزش منتقل کنند.

← گیرنده لرزش

بخش های مختلف ساختمان و تأسیسات موجود در ساختمان می توانند گیرنده لرزش های ایجاد شده توسط عوامل تولید لرزش باشند.

  • راه حل های ممکن

بهترین راهکار برای حل مشکل لرزش پیشگیری از تولید آن در ابتدای مسیر است. طراحی هوشمندانه بهترین، ارزانترین و موثرترین راه حل در این زمینه است و بسیار کارآمد تر از یک طراحی اولیه بد و تلاش برای اصلاح نتایج آن است. راه حل هوشمندانه برای حل مشکل لرزش در بسیاری از موارد شامل مراحل زیر است:

  • مشخص کردن پارامترهای سیستم (جرم، سختی، میرا کردن) توسط روش های آزمایشی، اطلاعات سازندگان، یا ترکیب هر دو روش.
  • مدل کردن دینامیک سیستم با استفاده از پارامترهای موجود:

الف) مشخص کردن فرکانس طبیعی، جستجو برای یافتن تداخلات با فرکانس های موجود

ب) اگر نیروهای محرک و فرکانس ها شناخته شوند، پاسخ سیستم قابل محاسبه است

3) استفاده از مدل جهت ارزیابی تأثیر تغییرات در پرامترهای سیستم

لرزه گیر لینکران در نمایشگاه صنعت ساختمان 98

 

انواع مهار ارتعاشات:

به‌طورکلی، مهار ارتعاشات سیستم‌های مکانیکی به دو دسته فعال و غیرفعال تقسیم می‌شود. در مهار ارتعاشات غیرفعال، از المان‌ها یا موادی استفاده می‌شود. که ارتعاشات مکانیکی را جذب یا میرا می‌سازند. از جمله این مواد می‌توان به صفحه‌های لاستیکی و فنرهای مکانیکی اشاره کرد.

ویژگی مشترک این لرزه‌گیرها، غیرفعال بودن آن‌هاست یعنی در صورت تغییر وزن یا فرکانس، کارایی مناسبی نخواهند داشت. در مهار ارتعاشات فعال، بر مبنای تداخل امواج و با استفاده از حسگرها و عملگرها، از یک منبع توان خارجی برای تولید ارتعاش مخرب استفاده می‌شود. ازاین‌رو لرزه‌گیرهایی با کنترل‌کننده فعال یا نیمه فعال می‌توانند مقادیر سفتی و میرایی خود را با توجه به شرایط به‌گونه‌ای تغییر دهند که کارایی حداکثر داشته باشند.

شرکت لینکران به صورت تخصصی در زمینه تولید انواع لرزه‌گیرهای غیرفعال فعالیت می‌کند. که می‌توانند برای انواع سیستم‌های HVAC، فن‌ها، پمپ‌ها، ژنراتورها، بالابرها و انواع دستگاه‌های صنعتی استفاده کرد. در سیستم مهار غیرفعال، برحسب فرکانس تحریک که وابسته به RPM دستگاه مدور است، سه نوع لرزه‌گیر قابل استفاده است که عبارت‌اند از:

  • لرزه‌گیرهای فنری
  • لرزه‌گیرهای لاستیکی
  • لرزه‌گیرهای فنری و لاستیکی

این لرزه‌گیرها برخی در فرکانس‌های پائین و برخی در فرکانس‌های بالا بکار می‌روند. برخی برای تجهیزات سبک و برخی برای تجهیزات سنگین مناسب‌اند.

 

راهکارهای لرزشی- عوامل تولید

  • جابجایی ماشین (استقرار ماشین) بر روی سخت ترین فونداسیون ممکن و در دورترین فاصله از گیرنده های بالقوه
  • تعویض ماشین با یک ماشین دارای کیفیت بالاتر یا نوع دیگری از ماشین که لرزش های کمتری داشته باشد (البته این روش ممکن است بسیار گران قیمت باشد)
  • تغییر سرعت عملکرد دستگاه به منظور پیشگیری از ایجاد لرزش در سازه
  • بالانس کردن اجزای دوار
  • افزودن جاذب لرزش به سیستم
  • استفاده از روش های فعال کنترل لرزش

راهکارهای لرزشی- گیرنده

  • تغییر فرکانس های طبیعی سیستم به منظور جلوگیری از همزمانی با فرکانس های موجود. این کار می تواند با افزودن بست ها یا افزایش جرم انجام شود.
  • افزودن میرا کننده های سازه ای

راهکارهای لرزشی- مسیر انتقال

کاهش انتقال لرزش عموماً شامل استفاده از فنرهای لرزه گیر و یا بلوک های اینرسی است. هدف اصلی در مورد استفاده از این بلوک های اینرسی به حداقل رساندن فرکانس تا حد ممکن است. محاسبات مربوطه در این زمینه، و روش انتخاب لرزه گیرها در ادامه شرح داده شده است.

لرزه گیرها

یک ماشین لرزنده را در نظر بگیرید. که به یک سطح سخت پیچ شده است (تصویر a). نیروی منتقل شده به سطح معادل نیروی تولید شده توسط ماشین است. نیروی منتقل شده می تواند با افزودن معلق کننده ها یا اجزای میرا کننده (که غالباً به آنها لرزه گیر می گویند(تصویر b) یا با افزودن بلوک اینرسی (که یک جرم بزرگ و سنگین عموماً بتنی است) که مستقیماً به ماشین متصل می شود،کاهش یابد (تصویر 1). روش دیگر افزودن یک جرم اضافه (برخی اوقات تحت عنوان جرم لرزه ای نامیده می شود) و معلق سازی آن است (تصویر 1).

لرزه گیر لینکران

— اگر فقط حرکت عمودی را  مد نظر قرار دهیم، مانند تصویر b، محاسبات لرزه ای با یک درجه آزادی می تواند توسط معادله (1) انجام شود:

که در آن:

m= جرم سیستم

k= سختی

c= میرایی ویسکوز

x (t)= جابجایی عمودی

F (t)= نیروی محرک

اگر از میرایی صرفنظر کنیم، حرکت عمودی سیستم، x (t) می تواند به شکل معادله (2) نشان داده شود:

لرزه گیر

که در آن:

فرمول لرزه گیر فرمول لرزه گیر

سیستم یک فرکانس طبیعی یا رزونانس دارد، که می تواند با اعمال مقادیر کمی نیرو، دامنه وسیعی از حرکت را ایجاد کند. در واحد هرتز –Hz– (سیکل در ثانیه) این فرکانس، توسط معادله (3) نشان داده می شود:

 

فرمول های لرزه گیر

در واحد RPM (Revolution Per Minute)، فرکانس بحرانی به شکل زیر است:

فرمول لرزه گیر

نیروی منتقل شده به سطح به شکلفرمول های لرزه گیر است.

نسبت نیروی منتقل شده به نیروی وارد شده بنام “قابل انتقال” یا T نامیده می شود (معادله 4):

میزان تأثیر لرزه گیر، که توسط dB بیان شده است از معادله (5) به دست می آید:

فرمول های لرزه گیر

نیروی منتقل شونده به عنوان یک عملکرد نسبت فرکانس در شکل 2 نشان داده شده است. مهار لرزش (که به شکل T<1 تعریف شده) زمانی که فرکانس محرک بزرگتر از  باشد اتفاق می افتد. برای به حداقل رساندن نیروهای منتقل شونده (حداکثر مهار)، فرکانس محرک باید تا حد ممکن بزرگتر از فرکانس طبیعی باشد.

نیروی منتقل شونده شامل تأثیر میرایی به شکل معادله (6) است:

فرمول های لرزه گیر

که در آن:

نسبت میرایی بحرانی =فرمول های لرزه گیر

مقادیر معمول نسبت میرایی، برای فولاد 0.005-0.01 و برای لاستیک 0.05-0.10 هستند.

گنجاندن میرایی در کنار رزونانس، تأثیر بزرگی در کاهش دامنه لرزش دارد.

لرزه گیر فرمول و محاسبات
لرزه گیر شکل(2)
لرزه گیر لینکران

در لرزه گیرهای تیپیک از یک فنر مارپیچی برای ایجاد سختی استفاده شده است، و یک لایه الاستومریک (نئوپرن) برای میرا سازی به کار می رود. در انواع دیگر، از یک جزء الاستومریک جامد برای ایجاد سختی و میرا سازی استفاده می شود.

لرزه گیر نصب شده زیر درستگاه لینکران

برخی لرزه گیرها برای مصارف کششی (برای آویزان کردن تجهیزات مانند لوله ها) یا تحت فشار مورد استفاده قرار می گیرند.

لرزه گیر نصب شده لینکران

لرزه گیر لینکران

انتخاب لرزه گیر

غالباً لرزه گیرها توسط ضریب انحراف استاتیکی(Δ) دسته بندی می شوند، بدین معنی که در زمان قرار گیری وزن ماشین بر روی آنها به چه میزان دچار انحراف می شوند. این معادله برای مشخص کردن سختی آنهاست و مزایای دیگری برای ساده سازی محاسبه فرکانس طبیعی سیستم دارد. لرزه گیرهای فنر مارپیچی تا انحراف 3 اینچ بطور معمول در دسترس هستند. اگر انعطاف پذیری بیشتری مورد نیاز باشد، از فنرهای هوایی استفاده می شود. فرکانس طبیعی سیستم (با فرض یک درجه آزادی) توسط معادله شماره (7) محاسبه می شود:

جایی که:

Δ = انحراف استاتیکی فنر (اینچ)

g = ثابت گرانشی = 386 in/sec^2

 

لرزه گیر نمونه رندری

نکات مهم در انتخاب لرزه گیر

  • جانمایی ماشین
  • حداکثر فاصله ممکن با مکان های حساس
  • حداکثر سختی فونداسیون
  • اندازه گذاری دقیق واحدهای لرزه گیر
  • سختی کافی (توسط انحراف استاتیکی مشخص می شود، عموماً انعطاف پذیری بیشتر بهتر است)
  • میزان جابجایی کافی به منظور جلوگیری از در رفتگی فنر در زمان بروز بارهای ناگهانی یا در زمان روشن و خاموش شدن سیستم.
  • محل قرار گیری لرزه گیرها

بارگذاری بر روی لرزه گیرها باید به صورت مساوی انجام شود و ماشین بایستی تراز باشد.

  • ثبات

حرکات جانبی بایستی توسط مهارهای جانبی مهار شوند. قطر فنر بایستی بزرگتر از ارتفاع فشرده شدن فنر باشد. فنرهای لرزه گیر باید دارای سطح اتکای قابل قبولی باشند.

  • تنظیم

فنرها باید دارای حرکت آزاد باشند و نباید بطور کامل فشرده شوند، همچنین نباید ضربه بزنند.

  • از بین بردن چرخه کوتاه لرزش

هر اتصال مکانیکی بین ماشین و فونداسیون که لرزه گیر را از مدار خارج کند مانند لوله ها، کاندوییت ها، اتصالات فنری و … عملکرد لرزه گیرها را به شدت کاهش داده و باعث ایجاد ضربه مکانیکی می شوند.

  • تخریب عملکرد ایمن

اگر فنر بشکند یا دچار انحراف شود، بایستی ساپورت های مکانیکی وجود داشته باشند تا ماشین بدون مشکل و صدمه دیدن بر روی آنها قرار گیرد.

راهنمایی های بیشتر در مورد انتخاب لرزه گیر در هند بوک ASHRAE آمده است.

ο شدت لرزش

چه مقدار لرزش خیلی زیاد است؟ مقادیر لرزش توصیه شده برای کاربردهای مختلف در شکل (8، 9 و 10) نشان داده شده است.

شرکت فن آوران نصب تاسیسات پارسیان ( لینکران )

به عنوان برترین تولید کننده چه از نظر کیفی و چه از نظر کمی، در بخش صنایع تاسیسات مکانیکال والکتریکال، مفتخریم تولیداتی ملی با قیمت مناسب و کیفیت جهانی را در اختیارتان قرار دهیم.

شرکت فن تاپ ارائه دهنده انواع ساپورت های تاسیسات از جمله  پروفیل های فولادی گالوانیزه ،  لرزه گیر های مکانیکی ،بیم کلمپ ها ، سیستم های فلنج کانال هوا و بست لوله با برند لینکران در سراسر کشور است.

ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *