Pružné ukládání strojů

Podobné dokumenty
NEPRŮZVUČNOST A KROČEJOVÝ ZVUK

TZB - VZDUCHOTECHNIKA

ω=2π/t, ω=2πf (rad/s) y=y m sin ωt okamžitá výchylka vliv má počáteční fáze ϕ 0

Úvod do analytické mechaniky

Téma: Dynamiky - Základní vztahy kmitání

I. část - úvod. Iva Petríková

Testovací příklady MEC2

Příklady kmitavých pohybů. Mechanické kmitání (oscilace)

Mechanické kmitání (oscilace)

Rotující soustavy, měření kritických otáček, typické projevy dynamiky rotorů.

Určení hlavních geometrických, hmotnostních a tuhostních parametrů železničního vozu, přejezd vozu přes klíny

KMITÁNÍ PRUŽINY. Pomůcky: Postup: Jaroslav Reichl, LabQuest, sonda siloměr, těleso kmitající na pružině

Obsah. Kmitavý pohyb. 2 Kinematika kmitavého pohybu 2. 4 Dynamika kmitavého pohybu 7. 5 Přeměny energie v mechanickém oscilátoru 9

(test version, not revised) 9. prosince 2009

Mechanické kmitání a vlnění

Dynamika vázaných soustav těles

Akustické aplikace pro IB

MECHANICKÉ KMITÁNÍ. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - 3.A

+ ω y = 0 pohybová rovnice tlumených kmitů. r dr dt. B m. k m. Tlumené kmity

katedra technických zařízení budov, fakulta stavební ČVUT TZ 31: Vzduchotechnika cvičení č.1 Hluk v vzduchotechnice vypracoval: Adamovský Daniel

ÚVOD DO MODELOVÁNÍ V MECHANICE DYNAMIKA ROTUJÍCÍCH SYSTÉMŮ

Laboratorní úloha č. 4 - Kmity II

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Betonové konstrukce (S) Přednáška 3

FYZIKA II. Petr Praus 9. Přednáška Elektromagnetická indukce (pokračování) Elektromagnetické kmity a střídavé proudy

elektrické filtry Jiří Petržela filtry založené na jiných fyzikálních principech

Tuhost mechanických částí. Předepnuté a nepředepnuté spojení. Celková tuhosti kinematické vazby motor-šroub-suport.

Dimenzování pohonů. Parametry a vztahy používané při návrhu servopohonů.

MECHANICKÉ KMITÁNÍ POJMY K ZOPAKOVÁNÍ. Testové úlohy varianta A

Stanovení kritických otáček vačkového hřídele Frotoru

8.6 Dynamika kmitavého pohybu, pružinový oscilátor

KLIMATIZACE OBŘADNÍ SÍNĚ Městská úřad Mimoň, Mírová 120, Investor: Město Mimoň, Mírová 120, Mimoň Mimoň III

KATALOGOVÝ LIST VLOŽKY TLUMIČE HLUKU - SPECIÁLNÍ ZESÍLENÉ PROVEDENÍ PRO DOLY

Elektromechanický oscilátor

Názvosloví. VENTILÁTORY RADIÁLNÍ STŘEDOTLAKÉ RSB 500 až Hlavní části ventilátorů - pohon na přímo. 1. Rám ventilátoru. 2.

Přijímací zkouška na navazující magisterské studium Studijní program Fyzika obor Učitelství fyziky matematiky pro střední školy

5. Stanovení tíhového zrychlení reverzním kyvadlem a studium gravitačního pole

Hluk kotelen a spalinových cest

Obr. 9.1 Kontakt pohyblivé části s povrchem. Tomuto meznímu stavu za klidu odpovídá maximální síla, která se nezývá adhezní síla,. , = (9.

Interakce ocelové konstrukce s podložím

Téma: Dynamika - Úvod do stavební dynamiky

KMS cvičení 6. Ondřej Marek

Rovnice rovnováhy: ++ =0 x : =0 y : =0 =0,83

studentská kopie 3. Vaznice - tenkostěnná 3.1 Vnitřní (mezilehlá) vaznice

VENTILÁTORY AXIÁLNÍ PŘETLAKOVÉ

DUM označení: VY_32_INOVACE_... Jméno autora výukového materiálu: Ing. Jitka Machková Škola: Základní škola a mateřská škola Josefa Kubálka Všenory

13 Měření na sériovém rezonančním obvodu

Elektromagnetický oscilátor

AKUSTICKÉ VADY A PORUCHY NA STAVBÁCH

šíření hluku mezi jednotlivýmí prostory uvnitř budovy, např mezi sousedními byty, mezi jednotlivými hotelovými pokoji apod.

ENÁ ŽELEZOBETONOVÁ DESKA S OTVOREM VE SLOUPOVÉM PRUHU

3. Diskutujte výsledky měření z hlediska platnosti Biot-Savartova zákona.

3. Kmitočtové charakteristiky

FEROREZONANCE. Jev, který vzniká při přesycení jádra induktoru v RLC obvodu s nelineární indukčností (induktor s feromagnetickým jádrem).

KATALOGOVÝ LIST. VENTILÁTORY RADIÁLNÍ VYSOKOTLAKÉ RVM 400 až 1250 jednostranně sací

KATALOGOVÝ LIST KM VENTILÁTORY RADIÁLNÍ STŘEDOTLAKÉ Vydání: 12/10 RSM 1600 a 2000 Strana: 1 jednostranně sací Stran: 6

Harmonické oscilátory

R01-Z07 Rozdělení skladu komercí (01.S47) na 3 samostatné sklepy (01.567, , )

6 Algebra blokových schémat

Pružné ukládání, hluková izolace obráběcích strojů

Kmitání mechanického oscilátoru Mechanické vlnění Zvukové vlnění

G. POROTHERM STROP. 1. Skladování a doprava. 2. Montáž

P Ř Í K L A D Č. 3 LOKÁLNĚ PODEPŘENÁ ŽELEZOBETONOVÁ DESKA S OTVOREM VE STŘEDNÍM PRUHU

PROJEKT III. (IV.) Vzduchotechnika 5. Šíření hluku potrubní sítí

Výukové texty pro předmět Měřící technika (KKS/MT) na téma Podklady k principu měření vibrací a tlumicích vlastností

Primární a sekundární napjatost

Příklad 3: NÁVRH A POSUDEK TRAPÉZOVÉHO PLECHU A STROPNICE

Laboratorní úloha č. 3 - Kmity I

pracovní list studenta Kmitání Studium kmitavého pohybu a určení setrvačné hmotnosti tělesa

Měření tíhového zrychlení matematickým a reverzním kyvadlem

Snižování hlukové emise moderní automobilové převodovky. Prezentace: Pojednání ke státní doktorské zkoušce Ing. Milan Klapka

6. Viskoelasticita materiálů

B. MECHANICKÉ KMITÁNÍ A VLNĚNÍ

10. Energie a její transformace

1. Řešená konstrukce Statické řešení Výpočet průhybové čáry Dynamika Vlastní netlumené kmitání...

Průhyb ocelového nosníku. Nezatížený a rovnoměrně zatížený nosník

Fyzika - Sexta, 2. ročník

Konstrukční zásady návrhu polohových servopohonů

JEDNOTKY. E. Thöndel, Ing. Katedra mechaniky a materiálů, FEL ČVUT v Praze. Abstrakt

Zásady regulace - proudová, rychlostní, polohová smyčka

Téma 13, Úvod do dynamiky stavebních konstrukcí dynamiky

Necht na hmotný bod působí pouze pružinová síla F 1 = ky, k > 0. Podle druhého Newtonova zákona je pohyb bodu popsán diferenciální rovnicí

Statika soustavy těles.

4. Napjatost v bodě tělesa

Spolehlivost a bezpečnost staveb zkušební otázky verze 2010

7 PARAMETRICKÁ TEPLOTNÍ KŘIVKA (řešený příklad)

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/ Vlnění

MODIFIKOVANÝ KLIKOVÝ MECHANISMUS

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ PRŮVODCE GB01-P05 MECHANICKÉ VLNĚNÍ

Přenos pasivního dvojbranu RC

ZDROJ HLUKU SYLOMER ZELEZOBETONOVY ZAKLAD

Skládání různoběžných kmitů. Skládání kolmých kmitů. 1) harmonické kmity stejné frekvence :

doc. Dr. Ing. Elias TOMEH Elias Tomeh / Snímek 1

Odpružená sedačka. Petr Školník, Michal Menkina. TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií

Předpjatý beton Přednáška 4

Účinky měničů na elektrickou síť

Rovinná harmonická elektromagnetická vlna

Pružnost a plasticita II CD03

Fyzikální praktikum 1

Hlavní parametry mající zásadní vliv na přesnost řízení a kvalitu pohonu

Transkript:

Hluk Doc. Ing. Richard NOVÝ, CSc. ČVUT Praha, Fakulta strojní Ústav technik prostředí Pružné ukládání strojů Vibration Isolation of Machines Ústav technik prostředí Recenzent Prof. Ing. Karel Hemzal, CSc. Na základě teoretických rozborů a zkušeností z praxe se autor zabývá návrhem pružného uložení a vsvětlením rezonančních jevů v pružném členu jednohmotového a dvojhmotového uložení strojů. Poukazuje na problém s použitím rotačních strojů, které bl pružně uložen pro vsoké budící kmitočt a mají být použit pro podstatně nižší budicí frekvence. Upozorňuje na nutnost spolupráce projektanta pružného uložení se stavařem statikem v případech lehkých stavebních konstrukcí podlah a stropů. Klíčová slova: izolace chvění, hluk The author is concerned with the design of flexible placing and the explanation of resonance effects in a flexible element of one-mass and two-mass placing machines on the basis of theoretical analses and practical experiences. He highlights problems regarding rotational machines placed flexibl due to high excitation frequencies to be used for significantl lower excitation frequencies. He points out of the necessit of cooperation between the designer of the machine flexible placing and the building safet engineer in cases of light construction structures of floors and ceilings. Ke words: vibration isolation, noise.. ÚVOD Na první pohled b se technikovi zdálo, že problém pružného ukládání strojů je vřešen. Ano již desítk let existují publikace zabývající se teorií i praxí při pružném ukládání technických zařízení. Řada inženýrů chápe tuto odbornost jako prostředek pro zamezení přenosu vibrací do okolí chvějících se strojních zařízení. Pokud je však nutno kontrolovat šíření chvění, které může na předem těžko určitelné stavební ploše vvolat sekundární vzařování hluku, tehd se začne technik podivovat, že k něčemu takovému mohlo dojít. Orgán hgienické služb v takovém případě neřeší příčin vzniku hluku, ale pouze na základě naměřených hladin akustického tlaku A konstatují, že bl překročen hlukové limit stanovené Nařízením vlád č. 48/6 Sb. o ochraně zdraví před nepříznivými účink hluku. Tento článek si stanovuje za cíl upozornit čtenáře na úskalí, která nutno překonat, ab k citovaným problémům nedocházelo. Projektanti VZT a vtápění si jsou vědomi nutnosti pružně ukládat navrhovaná zařízení, ale někd podlehnou ujiš ování zástupců dodavatelských firem, kteří tvrdí, že jejich stroje jsou nehlučné a pružně uložené.. ZÁKLADNÍ POJMY A POZNATKY Každý stroj uložený na určitý základ je možno schématick znázornit nákresem uvedeným na obr.. Obecně může mít stroj uložený na pružinách 6 stupňů volnosti. Může kmitat ve směru tří os a zároveň může kolem těchto tří os vkonávat rotační vratný pohb. Pro projektant VZT a vtápění Obr. Schéma pružně uloženého stroje na tuhém základu bohatě stačí ovládat řešení soustav s jedním stupněm volnosti, jak je uvedeno na schématu. Stroj o hmotnosti m [kg] je podepřen pružinami o celkové tuhosti k [N/m] a tlumičem s konstantou odporu b [Ns/m]. Předpokládá se, že základ je absolutně tuhá plocha. Pro toto schéma je možné napsat pohbovou rovnici stroje m d + b d + k F () dτ dτ [m] výchlka stroje z rovnovážné poloh. Pravá strana rovnice představuje budicí sílu F [N], kterou u strojů s rotačním pohbem určitých částí (oběžné kolo ventilátoru, oběžné kolo čerpadla apod.) možno vjádřit vztahem F F sinωτ () F [N] amplituda budicí síl, ω [/s] úhlový kmitočet budicí síl, τ [s] čas. V podstatě se jedná o odstředivou sílu vvolanou zbtkovým nevývažkem a promítnutou do svislé os. První člen v rovnici () představuje setrvačnou sílu. Druhý člen odpovídá síle odporu tlumiče při jeho stlačení. Třetí člen představuje výslednou sílu v pružinách. Hovoří se o výsledné síle, protože stroj musí být podepřen minimálně ve třech bodech, ab se stal případ uložení statick určitým. Výsledná tuhost paralelně řazených pružin je dána součtem dílčích tuhostí. V naprosté většině případů pružných uložení strojů se používají stejné pružin zatížené statick stejnou silou, takže výsledná tuhost paralelně řazených pružin je dána výrazem z k k i z k (3) l z [-] počet pružin, [kg/m] tuhost jedné pružin. k 98 Vtápění, větrání, instalace 3/

f r ω π Nní je třeba se vrátit k úvodu. Stroje se pružně ukládají, ab dnamické síl kmitání strojů bl přenášen do základu jen v omezené míře, resp. do přiléhajících stavebních konstrukcí. Kterými element je přenos umožněn? Jsou to pružin a tlumiče. Pokud bude možno zanedbat sílu přenášenou tlumičem (kdž b ), tak dnamická síla přenášená do základu F z [N] je dána pouze dnamickou silou v pružinách, tj. Fz k F ( / ) ω ω Ab blo možné poznatk zobecnit, bla zavedena veličina nazývaná účinnost silového přenosu ε [-], která obecně udává poměr mezi dnamickou silou přenášenou do základu a silou budící (9) Obr. Účinnost silového přenosu Rovnice () má dvě zajímavá řešení. Prvním případem je řešení, u kterého je budicí síla nulová, tzn. že stroj je vpnut. Pokud b stroj bl jednorázově vchýlen z rovnovážné poloh, tak bude (kdž zanedbáme sílu v tlumiči) kmitat s vlastním úhlovým kmitočtem ω [/s], který je dán vztahem ω k m Kdž sílu v tlumiči nebude možné zanedbat, tak vlastní úhlový kmitočet soustav ω [/s] bude nižší, jak vjadřuje následující vztah ω ω b m Průběh vlastních kmitů tlumené kmitající soustav lze vjádřit výchlkou [m] sinω τ (6) Pokud bude pružné uložení bez tlumení (b ), pak ω ω. Druhé řešení rovnice () se dostane s uvažováním budicí síl. Výsledkem bude kmitání opět podle sinusového průběhu, ale s kmitočtem budicí síl ω, nebo se jedná o vnucené kmitání sinωτ (7) Amplituda výchlk kmitání je dána vztahem F k ω ω ( / ) Poměr úhlových kmitočtů (ω/ω ) se nazývá činitel naladění. V některých publikacích se poměr (ω/ω ) nahrazuje poměrem frekvencí (f / f r ), pro který platí ω / ω f / f r Kmitočet f r [Hz] se nazývá kmitočtem rezonančním, pro který platí (4) (5) (8) Fz ε F / ( ω ω ) () Průběh této veličin je grafick vjádřen diagramem na obr.. Z diagramu vplývá, že netlumená soustava může při poměru (ω/ω ) dosahovat teoretick nekonečných hodnot. Ve skutečnosti je každá reálná soustava více či méně tlumena. Za tohoto předpokladu bude účinnost silového přenosu pro případ kd (ω/ω ) nižší jak je také v diagramu na obr. uvedeno. Z diagramu vplývá, že do hodnot poměru (ω/ω ),4 bude vžd síla přenášená do základu všší než síla budicí. Tzn., že dochází v oblasti poměru kmitočtů (ω/ω ) až,4 k zesílení přenosu. Teprve pro poměr (ω/ω ) >,4 dochází k útlumu kmitání. Při uvažování tlumení má rovnice () řešení, které lze vjádřit rovnicí určující okamžitou výchlku kmitání stroje F ( k mω ) + ( bω) sin ωτ () Síla přenášená do základu je dána vektorovým součtem síl, kterou přenáší pružina a tlumič. Amplituda síl přenášená do základu má hodnotu F z ( ω ) F k + b ( k mω ) + ( bω) () Zde je nutno upozornit na oml vplývající z názvu tlumič. Tlumič paralelně řazený vedle pružin je nežádoucím elementem při ukládání strojů. Tlumič má význam pouze při rozběhu velkých strojů, u kterých je dosažení jmenovitých otáček záležitostí delší dob rozběhu. Tlumič umožňuje bez problémů, tj. bez velkých silových účinků přenášených do základu rozjezd stroje přes kritické otáčk. U zařízení technik prostředí se s tímto případem praktick nesetkáme a proto je nutno vbírat z velké řad tpů izolátorů chvění t, u kterých limituje konstanta útlumu b k nule. To splňují především izolátor chvění založené na ocelových pružinách. Pro běžné pružné uložení b měl projektant volit činitel naladění (ω/ω ) > 3 až 5. Pro náročné případ, např. strojovn VZT v nemocnicích, kulturních zařízeních apod. se doporučuje volit (ω/ω ) >. V technické akustice je zvkem udávat útlum D v [db]. Pro přenos dnamické síl do základu je možno vjádřit útlum D v [db] vztahem F z [ ( ω / ω) ] F η + D log log + η (3) Vtápění, větrání, instalace 3/ 99

Jelikož tuhost tenké vrstv prže je velká, výsledná tuhost této sestav se oproti tuhosti ocelové pružin významně nezmění. Výraznému poklesu útlumu chvění na kmitočtech f n však bude zamezeno. Prezentovaná řešení diferenciální rovnice se mohou někomu zdát složitá a pro praxi těžko použitelná. Při prvním pohledu na řadu rovnic, které je třeba řešit při návrhu pružného uložení, to projektanta odradí od podrobnějšího řešení. Je to trochu způsobeno tím, že vlastní kmitočet kmitající soustav ω je dán dvěma parametr, tuhostí pružin a hmotností stroje, jak je možno kontrolovat ve vztahu (4). Kdž se stroj o hmotnosti m [kg] uloží na pružin o tuhosti k [N/m], tak se pružin stlačí na hodnotu stat [m], jak lze vjádřit rovnicí, která na levé straně má vjádřenou hodnotu gravitační síl a na pravé straně odpovídající reakci v pružině mg k stat (7) Obr. 3 Útlum chvění jako funkce činitele naladění Závislost takto definovaného útlumu chvění na činiteli naladění je grafick znázorněna v diagramu na obr. 3. Parametr η [-], tzv. činitel vnitřního útlumu chvění v materiálu, vjadřuje přeměnu mechanické energie kmitání na energii tepelnou. Ideální materiál b měl η. Pružinová ocel dosahuje hodnot η 4. Prž naopak vkazuje podstatně všší vnitřní útlum η, až. Použití prže jako pružin při pružném ukládání strojů může být z tohoto hlediska problematické. Ab blo možné vtvořit vztah (3), blo nutno uplatnit mezi parametrem útlumu b a činitelem vnitřního tlumení η vztah η ω b k (4) Vztah (3) vjadřující útlum chvění má omezenou platnost. Pokud se do délk pružin vejde jedna polovina délk vln, resp. celistvý násobek těchto vln, dojde k poklesu útlumu chvění a to na kmitočtech f n [Hz] f n c L h n (5) h [m] délka pružin, c L [m/s] rchlost podélných vln v materiálu pružin (vlastnost materiálu), n [-] celá čísla (,, 3, 4 ). Jedná se v tomto případě již o vlnový charakter šíření akustického signálu. Při těchto kmitočtech poklesne útlum teoretick až na nulovou hodnotu. Ab blo tomuto nepříznivému efektu zabráněno, není nutno používat materiál pružin s větším činitelem vnitřního tlumení, protože b to blo kontraproduktivní v nižších kmitočtových oblastech. Vhodným řešením je kombinace izolátoru s ocelovou pružinou s pržovým členem zařazeným do série. Praktickým řešením je izolátor s ocelovou pružinou, pod který se vloží pržová vložka, např. vrstva rýhované prže podle ČSN 63 587. Při sériovém řazení izolátorů o tuhostech k a k se jejich výsledná tuhost určí ze vztahu k / k + / k (6) kde g [m/s ] je hodnota gravitační konstant. Z této rovnice je možno dosadit do vztahu (4), čímž se získá výraz určující vlastní úhlový kmitočet ω g stat (8) Toto je velice důležitý poznatek pro praxi. Vztah pro vlastní kruhový kmitočet je již jedno parametrový. Ab blo pružné uložení kvalitní, musí dojít při usazení stroje na pružin k dostatečnému statickému stlačení. V podstatě nezáleží na tpu pružin, ale pouze na jejím statickém stlačení. Hodnotu statického stlačení pružin od vlastní hmotnosti stroje určuje výraz g stat 3 π ( ω / ω ) n ω/ω [-] zvolený činitel naladění s ohledem na požadovaný útlum, n [/min] otáčk stroje. (9) V praxi je na základě uvedeného poznatku možnost snadné kontrol kvalit pružného uložení. Pokud na základ stroje přidáme další přídavnou hmotnost realizovanou např. vlastní váhou člověka, tak se musí při kvalitním uložení výrazně zvětšit stlačení pružin. Pokud nedojde ke zvětšení stlačení pružin, tak je nutno hledat chbu. Někd se stává, že montéři zapomenou pod rámem stroje trámk nebo jiné podložk, které brání statickému stlačení pružin a pružné uložení nemůže správně pracovat. Vztah (9) je grafick vjádřen na diagramu obr. 4. V případě, že stroj obsahuje větší počet rotujících součástí, tak pro návrh pružného uložení se obvkle berou minimální otáčk. 3. VLIV TUHOSTI ZÁKLADU V úvodních odstavcích bl předpokládán pod strojem absolutně tuhý základ. Jestliže je stroj ukládán do stavební konstrukce, tak tento předpoklad není obvkle splněn. Jednotlivé nosné prvk stavební konstrukce vkazují určitou pružnost, což lze názorně vjádřit schématem na obr. 5. Každý nosník se vlivem vlastní hmotnosti prohne o určitou hodnotu δ [m]. Při zatížení nosníku hmotností stroje dojde k většímu průhbu. Z toho lze usuzovat na tuhost k, která simuluje ve schématu pružnost stavební konstrukce. Hmotnost m ve schématu je redukovaná hmotnost nosníku, protože se celou svoji plochou nepodílí stejnou měrou na kmitání. Se stano- Vtápění, větrání, instalace 3/

Obr. 4 Nutná statická deformace izolátorů chvění pro dosažení činitele naladění Obr. 5 Schéma uložení stroje na pružné stavební konstrukci vením tuhosti k a redukované hmotnosti m nastanou potíže. Je proto důležité zapojit do řešení i stavaře statika, který b měl určit vlastní kmitočt daného prvku stavební konstrukce, na které se bude stroj ukládat. Pro získání prvního pohledu na řešené pružné uložení stroje ve stavební konstrukci je možno použít následujících informací. Maximální průhb nosníků bývá limitován hodnotou cca /5 rozponu podlah. Dovolený průhb a pravděpodobné maximum průhbu centrálně zatížené podlah možno zjistit z následující tab.. Tab. Průhb a vlastní kmitočt podlah a stropů Rozpětí Dovolený průhb (/5 rozpětí) Pravděpodobné maximum průhbu Pravděpodobný min. vlastní kmitočet m mm Hz 5 4 8 4 8 7 5 6 5 6 5 Řešení kmitající soustav o dvou hmotnostech, podle schématu na obr. 5, vžaduje řešení dvou diferenciálních rovnic δ m δτ ( ) + k F sin ωτ () δ m + k k( + ) () δτ Řešením těchto rovnic jsou dva vlastní úhlové kmitočt soustavi Ω,, které lze stanovit řešením následujícího vztahu Obr. 6 Porovnání průběhu útlumu jednoduchého a dvojhmotového pružného uložení 5, Ω ( ) (, ω + ω ± ω + ω) ω ω () 4 kde pro dílčí úhlové frekvence platí ω k m ω k m k + k ω m (3) (4) (5) Řešením rovnice () se získají dva rezonanční kmitočt, na kterých pružné uložení místo ab tlumilo, tak zesiluje. Je proto nutno se s budicím kmitočtem stroje dostat mimo oblast těchto kmitočtů. Nižší kmitočet Ω je menší než rezonanční kmitočet ω platný pro jednohmotnostní případ uložení. Druhý kmitočet Ω je naopak všší než ω. Pro hodnocení kvalit pružného uložení je tento všší kmitočet nebezpečný, protože posouvá oblast kvalitního pružného uložení do oblasti vššího činitele naladění ω/ω, jak dokumentuje diagram na obr. 6. Je zřejmé, že útlum u dvojhmotového uložení začíná až při všším poměru ω/ω i kdž s všší směrnicí nárůstu (4 db/okt). V technice prostředí se dvojhmotové uložení nepoužívá záměrně, ale dochází k němu při pružných základových konstrukcích. Pokud tuto skutečnost projektant zanedbá, tak se mu kvalita pružného uložení může dramatick zhoršit. Pracovní poměr úhlových kmitočtů ω/ω b se měl volit vzhledem k všší úhlové frekvenci Ω. 4. POSTUP PŘI NÁVRHU PRUŽNÉHO ULOŽENÍ Tato úloha musí vcházet ze znalosti ukládaného stroje. Tento odstavec je sepsán v podstatě jako klasický příklad návrhu pružného uložení stroje. Musí být zadána: a) hmotnost stroje m kg b) otáčk ventilátoru n 8 /min c) požadavek na útlum chvění D 5dB d) předpoklad tuhého základu Z těchto hodnot možno určit potřebný činitel naladění použitím rovnice (3) s předpokladem, že η Vtápění, větrání, instalace 3/

ω ω, D ( abs( )) 5, 4, Ze zadaných otáček stroje se určí úhlový kmitočet budicí síl ω π n 838, /s 3 a následně vlastní úhlový kmitočet soustav s jedním stupněm volnosti 838, ω, 45 /s 4, S použitím vzorce (4) se určí potřebná tuhost izolátorů chvění k mω 5, kn/m Ve výpočtu musí následovat volba počtu izolátorů. Nejedná se pouze o počet související se statick určitou polohou stroje. Izolátor chvění musí vkazovat stejné statické stlačení. Výslednice sil v podporách prochází těžištěm stroje. Stanovit polohu těžiště je většinou pro projektanta obtížná záležitost. Je proto výhodné volit větší počet izolátorů chvění, u kterých se předepíše při montáži jejich polohu volit po obvodě základového rámu tak, ab bl rám ve vodorovné poloze. Tato podmínka zajistí, že jsou izolátor chvění stejně deformován, aniž b blo nutné znát polohu těžiště stroje. Pro prezentovaný příklad se zvolil počet izolátorů z 8, takže tuhost jednoho izolátoru vchází k 6,7 kn/m. Tento počet izolátorů umožňuje 4 ks umístit na roh rámu stroje a další 4 ks nechat jako volné ve stranách rámu, ab při montáži blo možné uplatnit shora uvedenou podmínku stejného statického stlačení. V ČR jsou často používán izolátor ISTAKO s ocelovými pružinami. V katalogu těchto výrobků jsou izolátor dělen nejenom podle tuhosti, ale i podle únosnosti. Tzn., že je nutné kontrolovat zatížení izolátorů gravitačními silami. Ocelové pružin jsou v tělese izolátoru předepnut. Minimální zatížení vchází z podmínk uvolnění izolátoru z krajní poloh. Maximální zatížení odpovídá případu, kd pružin uvnitř izolátoru budou stlačen na doraz. V tab. je uveden příklad tabulk vlastností izolátorů ISTAKO řad P4. Tab. Vlastností izolátorů ISTAKO řad P4 Tp Svislá tuhost Statické zatížení Montážní výška Hmotnost kn/m min. N max. N mm kg P 4 3 8 9,59 P 4 5 8 95 9,6 P 43 95 39 9,6 P 44 7 39 59 9,68 P 45 8 55 45 7,59 P 46 3 45 49 84,7 P 47 45 49 785 84,67 P 48 8 55 84,58 Na jeden izolátor bude připadat gravitační síla od hmotnosti m 5 kg 8 Při volbě izolátoru musí platit pravidlo, že zvolený tp izolátoru chvění vkazuje nižší nebo stejnou tuhost, než která bla stanovena výpočtem. Jeden izolátor bude zatížen statickou (svislou ) silou F 47, N Pro uvedené parametr nutno hledat v tabulkách vhodný tp izolátoru. Vhovovat bude izolátor ISTAKO tp P 4. Mohou nastat případ, že pro určitou kombinaci potřebné tuhosti a statického zatížení pružin se nenajde v tabulkách potřebný tp izolátoru chvění. V takovém případu lze uměle zvětšit hmotnost stroje např. přidáním zátěže ve formě betonu nalitého do rámu stroje. Tím lze obvkle doladit soustavu do požadovaných hodnot. Na závěr příkladu bude ukázána možnost použití izolátorů chvění s pržovou pružinou z rýhované prže. V tab. 3 jsou uveden příklad parametrů izolátoru ISTAKO PR s pržovou pružinou. Tab. 3 Vlastnosti izolátorů tp PR Počet pržových pružin Tuhost statická svislá Tuhost dnamická svislá Maximální zatížení Hmotnost Tp ks kn/m kn/m N kg PR 4 4 384 586 5, PR 6 6 44 44 5,5 PR 54 4 633 5 5,35 PR 56 6 485 3 5,5 PR 4 4 45 4 4,9 PR 6 6 947 938 5, 48 PR 696 68 5,8 PR 4 4 68 483,5 PR 6 6 89 383, Z tab. 3 vplývá, že izolátor chvění s pržovou pružinou vkazují rozdíl mezi statickou tuhostí a dnamickou tuhostí. Pro pružné ukládání je rozhodující dnamická tuhost, která je všší než statická. Prž při dnamickém zatížení tzv. tuhne. Je zřejmé, že pro řešený příklad b nebl nalezen vhodný izolátor tpu PR. 5. ZÁVĚR Pro pružné ukládání strojů platí řada zásad. Nejprve je třeba zmenšit na minimum budící síl a moment. Proto se musí stroje dnamick vvažovat. Pokud se projektant zeptá dodavatele např. ventilátoru, bude obvkle ujiš ován, že jejich výrobek je dnamick vvážen a navíc je ve skříni pružně uložen. To však nemusí být zcela pravdivá informace. Ventilátor od většin výrobců jsou sice dnamick vvažován, ale jejich pružné uložení bývá dimenzováno pro maximální otáčk, při kterých je činitel naladění ω/ω dostatečný. Jenže ventilátor v klimatizačních jednotkách se používají i při podstatně nižších otáčkách než jsou otáčk maximální a zde dochází k častým omlům. Ventilátor provozované na nízkých otáčkách se často dostávají kvalitou dodaného pružného uložení do oblasti rezonance. V případě, že blo uložení ventilátoru u výrobce dimenzováno pro otáčk např. 85 /min a činitel naladění ω/ω 3, tak při provozních otáčkách nižších než /min je uložení v oblasti rezonance, tzn., že vibrace stroje jsou zesilován. V případech hlukově méně náročných si toho projektant a provozovatel nemusí v praktickém případu všimnout. Často se ale umis ují klimatizační jednotk na střech objektů. Je známa řada případů, kd blo dodané klimatizační zařízení reklamováno pro nadměrný hluk. Přitom projektant vložil do výtlačného i sacího potrubí správně dimenzované tlumiče hluku, takže blo možno vloučit šíření hluku potrubím. Příčinou nadměrné hlučnosti blo sekundární vzařování akustické energie ze stavební konstrukce. Vtápění, větrání, instalace 3/

Jednalo se samozřejmě o špatné uložení ventilátoru, jehož chvění v zesílené formě blo vedeno do konstrukce a na nahodilých plochách došlo k jeho generaci ve formě hluku do okolního prostředí. V řadě případů, kd jsou stroje umístěné na lehkých konstrukcích střech může dojít při dlouhodobém působení vibrací i k destrukci nosných prvků střech. Při návrhu pružného uložení nutno pamatovat i na pomocné instalace jako je přívod elektrické energie, uzemnění, připojovací potrubí apod. Tto instalační prvk musí být pružně oddělen od stroje, tzn. elektrické přívod musí být realizován ohbově měkkými kabel, připojovací potrubí musí být přerušeno kompenzátor. Při návrhu pružného uložení se uvažují pouze budicí síl, které prokazatelně na stroj působí a to jejich nejnižší harmonické složk. Jsou to nejčastěji síl o frekvenci odpovídající provozním otáčkám. Všší harmonické složk v důsledku vššího činitele naladění nemají na velikost amplitud kmitů a velikost přenášených sil do základu podstatný vliv. Kontakt na autora: Richard.Nov@fs.cvut.cz Prezentovaný článek bl vpracován v rámci plnění výzkumného záměru MSM 68477. Použité zdroje: [] Půst L., Lada M., Pružné ukládání strojů, SNTL Praha,965 [] Ransdorf J., Tlumení zvukových vln při pružném ukládání strojů, Strojírenství 963 [3] Nový R., Hluk a chvění, Vdavatelství ČVUT Praha, 5, ISBN 8 36 5 [4] Fr A., Noise Control in Building Services, Pergamon Press 988, ISBN 8 3467 * Skončil veletrh ISH Frankfurt Ve dnech 5. 9.3. se konal ve Frankfurtu n/m. v SRN, veletrh ISH. Navzdor krizi je letošní akce prezentovaná jako v mnoha ohledech mimořádně úspěšná. Závěrečná zpráva se jen hemží výraz top results či good business. Představilo se 355 firem (v r. 9 blo vstavovatelů 336). Počet účastníků dosáhl 4 tisíc a výrazně stoupl počet těch zahraničních, kterých blo v r. 9o6% méně. Zvýšil se hlavně počet návštěvníků z asijských zemí. Závěrečná zpráva uvádí pořadí 5 zemí s nejvšším počtem návštěvníků, ČR mezi nimi bohužel není. Mění se i profesní skladba návštěvníků. Zatímco dříve vedli obchodníci, dnes je nejvíce inženýrů, projektantů a architektů. ISH je největším veletrhem se zařízením pro sanitu, větrání, vtápění a klimatizaci. Je to platforma, na které se uzavírá nejvíce exportních smluv o vývozu německých výrobků do zahraničí. Německý trh v oblasti vtápění a klimatizace tvoří cca 5 tis. firem, které zaměstnávají cca 4 tis. pracovníků. Pro návštěvník bl jednoznačně nejzajímavější t produkt, které kombinují více funkcí, např. sanitu a vtápění, nebo větrání a chlazení. Součástí veletrhu bl bohatý konferenční program, kterého se účastnilo 747 účastníků. Příští veletrh ISH se koná ve Frankfurtu n/m. ve dnech. až 6. 3. 3. (Laj)