कंपन पृथक्करण: डिजाइन विधि, माउंट चयन और वे गलतियाँ जो सब कुछ बर्बाद कर देती हैं
आपका काम मशीन के नीचे रबर लगाना नहीं है। आपका काम कंपन के स्रोत और उसके आसपास की हर चीज़ के बीच के यांत्रिक पथ को तोड़ना है। इसके पीछे की इंजीनियरिंग और इसके कारगर होने का प्रमाण देने वाले फील्ड डेटा यहां दिए गए हैं।.
भौतिकी: द्रव्यमान, स्प्रिंग और वास्तव में क्या पृथक्करण करता है
हर कंपन पृथक्करण प्रणाली का मूल ढांचा एक ही होता है: एक स्प्रिंग पर रखा हुआ द्रव्यमान। मशीन वह द्रव्यमान है। माउंट स्प्रिंग है। और इन दोनों के बीच कुछ अवमंदन होता है - कंपन ऊर्जा को ऊष्मा में परिवर्तित करने की पदार्थ की क्षमता।.
इंजीनियर इसे इस प्रकार मॉडल करते हैं द्रव्यमान–स्प्रिंग–डैम्पर तीन पैरामीटर वाली प्रणाली: द्रव्यमान (m) (kg), कठोरता (k) (N/m), और अवमंदन गुणांक (c) (N·s/m)। इन तीन संख्याओं से, बाकी सब कुछ अनुसरण करता है।
प्राकृतिक आवृत्ति: वह संख्या जो सब कुछ निर्धारित करती है
सबसे महत्वपूर्ण पैरामीटर सिस्टम का है प्राकृतिक आवृत्ति — वह आवृत्ति जिस पर मशीन नीचे दबाकर छोड़ने पर दोलन करेगी। कम कठोरता या अधिक द्रव्यमान से प्राकृतिक आवृत्ति कम होती है:
यह संख्या ही सब कुछ है। इससे तय होता है कि आपके माउंट समस्या को अलग करते हैं, कुछ नहीं करते, या स्थिति को बेहद खराब कर देते हैं। पूरी डिज़ाइन प्रक्रिया मशीन की चलने की आवृत्ति के सापेक्ष इस संख्या को सही ढंग से प्राप्त करने पर केंद्रित है।.
संचरणशीलता: कितना अंश पार हो पाता है
आधार पर संचारित बल और मशीन द्वारा उत्पन्न बल के अनुपात को कहा जाता है संप्रेषणीयता ((T))। एक सरलीकृत अनुप्रेषित रूप में:
जहां (f_{exc}) उत्तेजन आवृत्ति है (मशीन चलाने की गति Hz में) और (f_n) आइसोलेटर प्राकृतिक आवृत्ति है। जब (T = 0.1), कंपन बल का केवल 10% नींव तक पहुंचता है — यह 90% अलगाव है। जब (T = 1), आप सब कुछ प्रसारित कर रहे हैं। जब (T > 1), माउंट प्रवर्धित करते हुए कंपन।
तीन क्षेत्र — और उनमें से एक स्थिति को और खराब क्यों कर देता है
पारगम्यता समीकरण तीन अलग-अलग परिचालन क्षेत्र बनाता है। इन्हें समझना ही कारगर आइसोलेशन और समस्या को और भी बदतर बनाने वाले माउंट्स के बीच का अंतर है।.
प्रवर्धन क्षेत्र
अनुनाद। माउंट कंपन को कम करने के बजाय बढ़ा देते हैं। यही खतरनाक स्थिति है - यदि आपके माउंट प्राकृतिक आवृत्ति को दौड़ने की गति के करीब लाते हैं, तो कंपन माउंट के बिना की तुलना में कहीं अधिक खराब हो जाता है। बहुत अधिक खराब।.
लाभहीन क्षेत्र
दौड़ने की गति प्राकृतिक आवृत्ति के बहुत करीब है। माउंट्स से कोई फायदा नहीं होता — कंपन बिना किसी खास कमी के स्थानांतरित होता रहता है। आपने रबर पर बेकार में पैसा खर्च किया है।.
अलगाव क्षेत्र
वास्तविक पृथक्करण तभी शुरू होता है जब उत्तेजना प्राकृतिक आवृत्ति के 1.41 गुना से अधिक हो जाती है। व्यावहारिक औद्योगिक उपयोग के लिए, कम से कम 3:1 या 4:1 अनुपात का लक्ष्य रखें। 4:1 अनुपात लगभग 93% बल में कमी देता है।.
मुझे अलगाव में होने वाली सबसे आम विफलता उन माउंट्स में देखने को मिलती है जो बहुत सख्त. किसी ने 1,500 RPM वाले पंप के नीचे पतले रबर पैड लगा दिए हैं - ये पैड 0.5 mm तक झुक जाते हैं, जिससे पंप की प्राकृतिक आवृत्ति लगभग 22 Hz हो जाती है। पंप की चलने की गति 25 Hz है। अनुपात: 1.14:1। आप ठीक प्रवर्धन क्षेत्र में बैठे हैं। "अलग-थलग" पंप फर्श पर सीधे लगे पंप की तुलना में कहीं अधिक कंपन करता है। इसका समाधान: अधिक झुकाव वाले नरम माउंट या स्प्रिंग आइसोलेटर का उपयोग करना।.
| आवृत्ति अनुपात (f_exc / f_n) | पारगम्यता | अलगाव प्रभाव |
|---|---|---|
| 1.0 | ∞ (अनुनाद) | प्रवर्धन — खतरनाक |
| 1.41 (√2) | 1.0 | क्रॉसओवर — कोई लाभ नहीं |
| 2.0 | 0.33 | 67% कमी |
| 3.0 | 0.13 | 87% कमी |
| 4.0 | 0.07 | 93% कमी |
| 5.0 | 0.04 | 96% कमी |
डिजाइन कार्यप्रवाह: स्थैतिक विक्षेपण द्वारा माउंट का आकार निर्धारण
क्षेत्र में कंपन माउंट के आकार का निर्धारण करने का व्यावहारिक तरीका निम्नलिखित है: स्थैतिक विक्षेपण — मशीन के भार के कारण माउंट कितना संकुचित होता है। इससे कठोरता सारणी और स्प्रिंग दर विनिर्देशों की आवश्यकता समाप्त हो जाती है। एक ही संख्या — भार के कारण विक्षेपण (मिलीमीटर में) — आपको प्राकृतिक आवृत्ति बता देती है।.
Or reversed: (delta_{st} = left(frac{5}{f_n}right)^2) cm. This is the formula you'll use most.
उत्तेजना आवृत्ति निर्धारित करें
सबसे कम ऑपरेटिंग RPM ज्ञात कीजिए। इसे इस प्रकार परिवर्तित करें: \(f_{exc} = \text{RPM} / 60\)। 1,500 RPM पर चलने वाला पंखा \(f_{exc} = 25\) Hz देता है। 750 RPM पर चलने वाला डीजल जनरेटर 12.5 Hz देता है। हमेशा मशीन की सबसे कम गति का उपयोग करें — क्योंकि यहीं पर इन्सुलेशन सबसे कमजोर होता है।.
लक्ष्य प्राकृतिक आवृत्ति चुनें
उत्तेजना आवृत्ति को 3-4 से विभाजित करें। 4:1 का अनुपात 93% पृथक्करण प्रदान करता है - यही मानक औद्योगिक लक्ष्य है। 25 हर्ट्ज़ पंखे के लिए: \(f_n = 25/4 = 6.25\) हर्ट्ज़। 12.5 हर्ट्ज़ जनरेटर के लिए: \(f_n = 12.5/4 \approx 3.1\) हर्ट्ज़।.
आवश्यक स्थैतिक विक्षेपण की गणना करें
(f_n = 6.25) Hz पर पंखे के लिए: (delta_{st} = (5/6.25)^2 = 0.64) cm = 6.4 मिमी। मशीन के वजन के तहत 6–7 मिमी विक्षेपित होने वाले माउंट चुनें। (f_n = 3.1) Hz पर जनरेटर के लिए: (delta_{st} = (5/3.1)^2 = 2.6) cm = 26 मिमी. यह स्प्रिंग आइसोलेटर का क्षेत्र है - कोई भी रबर माउंट 26 मिमी तक विक्षेपित नहीं होता है।.
भार को विभिन्न माउंट बिंदुओं पर वितरित करें
कुल भार और गुरुत्वाकर्षण केंद्र (सीजी) निर्धारित करें। यदि सीजी केंद्र में स्थित है, तो भार माउंटों पर समान रूप से वितरित होता है। यदि मोटर या गियरबॉक्स सीजी को एक तरफ स्थानांतरित कर देता है, तो माउंटों पर भार भिन्न होता है। डिज़ाइन का लक्ष्य है... प्रत्येक माउंट पर समान विक्षेपण — जो मशीन को समतल रखता है और शाफ्ट के संरेखण को बनाए रखता है। इसका अर्थ यह हो सकता है कि अलग-अलग कोनों पर कठोरता भिन्न हो।.
माउंट प्रकार का चयन करें
अब विक्षेपण की आवश्यकता को माउंट तकनीक से मिलाएँ। विस्तृत तुलना के लिए अगला भाग देखें। संक्षेप में: छोटे विक्षेपण (उच्च गति उपकरण) के लिए रबर, बड़े विक्षेपण (कम गति) के लिए स्प्रिंग, और अति निम्न आवृत्ति (सटीक उपकरण) के लिए वायु स्प्रिंग।.
सभी कठोर कनेक्शनों को अलग करें
पाइपों, डक्टों और केबल ट्रे पर लचीले कनेक्टर लगाएं। अधिकांश आइसोलेशन प्रोजेक्ट इसी चरण में विफल हो जाते हैं — नीचे कंपन पुलों से संबंधित अनुभाग देखें।.
कंपन माप के साथ सत्यापित करें
स्थापना से पहले और बाद में नींव पर कंपन को मापें। Balanset-1A वाइब्रेशन मीटर मोड में यह सीधे mm/s में रीडिंग देता है — सेंसर को सपोर्ट स्ट्रक्चर पर रखें और मशीन के चलने की स्थिति में और मशीन के बंद होने की स्थिति में 1× रनिंग फ्रीक्वेंसी कंपोनेंट की तुलना करें। लक्ष्य: 80–95% रिडक्शन।.
माउंट के प्रकार: रबर, स्प्रिंग, एयर स्प्रिंग और इनर्शिया बेस
इलास्टोमेरिक (रबर-धातु) माउंट
उच्च गति वाले उपकरणों के लिए सर्वोत्तम: पंप, इलेक्ट्रिक मोटर, 1500 आरपीएम से अधिक गति वाले पंखे। रबर में अंतर्निहित अवमंदन होता है जो स्टार्ट/स्टॉप अनुनाद के दौरान गति को सीमित करता है। कम विक्षेपण का अर्थ है मशीन का स्थिर रहना। कमियाँ: कम आवृत्तियों पर सीमित पृथक्करण क्योंकि विक्षेपण बहुत कम होता है; समय के साथ रबर पुराना और कठोर हो जाता है, जिससे प्रभावशीलता कम हो जाती है।.
स्प्रिंग आइसोलेटर
कम गति वाले उपकरणों के लिए सर्वोत्तम: 1,000 आरपीएम से कम गति वाले पंखे, डीजल जनरेटर, कंप्रेसर, एचवीएसी चिलर, रूफटॉप यूनिट। उच्च विक्षेपण से प्राकृतिक आवृत्ति कम होती है। कई डिज़ाइनों में कॉइल के माध्यम से उच्च आवृत्ति वाले शोर के संचरण को रोकने के लिए आधार पर रबर पैड लगे होते हैं - नंगे स्टील स्प्रिंग संरचना-जनित शोर को प्रभावी ढंग से संचारित करते हैं।.
एयर स्प्रिंग्स
सटीक उपकरणों के लिए सर्वोत्तम: कोऑर्डिनेट मेजरिंग मशीनें, इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप, लेजर सिस्टम, संवेदनशील परीक्षण बेंच। अत्यंत कम प्राकृतिक आवृत्ति। इसके लिए संपीड़ित वायु आपूर्ति और स्वचालित लेवलिंग नियंत्रण की आवश्यकता होती है। अधिकांश औद्योगिक मशीनों के लिए व्यावहारिक नहीं है - बहुत कम आवृत्ति, बहुत जटिल और बहुत महंगा। लेकिन जब आपको 1 हर्ट्ज़ से कम का आइसोलेशन चाहिए, तो यह बेजोड़ है।.
जड़त्व आधार (जड़त्व ब्लॉक)
यह अपने आप में कोई आइसोलेटर नहीं है — बल्कि एक ऐसा प्लेटफॉर्म है जो द्रव्यमान बढ़ाता है। मशीन को कंक्रीट या स्टील के जड़त्वीय आधार पर बोल्ट से कस दें, फिर आधार को स्प्रिंग पर माउंट करें। इससे (m) बढ़ता है, (f_n) घटता है, कंपन का आयाम कम होता है, गुरुत्वाकर्षण का केंद्र नीचे आता है और पार्श्व स्थिरता में सुधार होता है। इसकी आवश्यकता तब होती है जब मशीन स्थिर स्प्रिंग माउंटिंग के लिए बहुत हल्की हो, या जब बड़े असंतुलित बल अत्यधिक कंपन का कारण बनते हों।.
1,500 आरपीएम से ऊपर: इलास्टोमेरिक माउंट आमतौर पर पर्याप्त होते हैं।. 600–1,500 आरपीएम: आवश्यक विक्षेपण पर निर्भर करता है — गणना करें और जांच करें।. 600 आरपीएम से नीचे: स्प्रिंग आइसोलेटर लगभग हमेशा ही काम करते हैं।. 300 आरपीएम से नीचे: स्प्रिंग का बड़ा विक्षेपण + जड़त्व आधार। विक्षेपण की गणना (ऊपर चरण 3) हमेशा सटीक उत्तर देती है।.
आधार प्रभाव और कंपन पुल
कठोर बनाम लचीली नींव
अलगाव की गणना में यह माना जाता है कि नींव असीम रूप से कठोर है - यह हिलती नहीं है। ज़मीनी स्तर पर कंक्रीट की स्लैबें इसके काफी करीब होती हैं। लेकिन इमारत की ऊपरी मंजिलें, स्टील की मेज़ानाइन और छत के फ्रेम इसके करीब नहीं होते। लचीली नींव — उनकी अपनी प्राकृतिक आवृत्ति होती है।.
यदि आप लचीले फर्श पर आइसोलेटर लगाते हैं, तो फर्श का विक्षेपण आइसोलेटर के विक्षेपण में जुड़ जाता है। इससे सिस्टम की आवृत्तियाँ अप्रत्याशित रूप से बदल जाती हैं। मशीन-आइसोलेटर-फर्श की संयुक्त प्रणाली में ऐसे अनुनाद उत्पन्न हो सकते हैं जो गणना में शामिल नहीं होते। लचीले फर्श के लिए, या तो आपको फर्श के गतिशील गुणों को ध्यान में रखना होगा (जिसके लिए संरचनात्मक विश्लेषण आवश्यक है) या अतिरिक्त मार्जिन के साथ आइसोलेशन को ओवर-डिजाइन करना होगा - 4:1 के बजाय 5:1 या 6:1 आवृत्ति अनुपात का लक्ष्य रखें।.
कंपन सेतु: अलगाव का मूक हत्यारा
यही वह सबसे आम कारण है जिसके चलते "ठीक से डिज़ाइन किए गए" आइसोलेशन सिस्टम भी विफल हो जाते हैं। आप सुंदर स्प्रिंग माउंट लगाते हैं, हर चीज़ की गणना करते हैं, नींव को मापते हैं — फिर भी कंपन बना रहता है। क्यों? क्योंकि एक कठोर पाइप, डक्ट या केबल ट्रे मशीन फ्रेम को सीधे बिल्डिंग स्ट्रक्चर से जोड़ देती है, जिससे माउंट पूरी तरह से बाईपास हो जाते हैं।.
हर कठोर कनेक्शन कंपन का स्रोत होता है। पाइप, डक्टवर्क, नाली, ड्रेन लाइन, कंप्रेस्ड एयर लाइन - इनमें से कोई भी इंसुलेशन को बाधित कर सकता है। इसका समाधान सिद्धांत में तो सरल है, लेकिन व्यवहार में अक्सर मुश्किल होता है: इंसुलेटेड मशीन से जुड़े हर पाइप और डक्ट पर फ्लेक्सिबल कनेक्टर (बेल्लो, ब्रेडेड होज़, एक्सपेंशन लूप) लगाएं। केबलों में ढील दें। इंस्टॉलेशन के बाद यह सुनिश्चित करें कि कोई भी कठोर ब्रैकेट या हार्ड स्टॉप मशीन फ्रेम को न छुए।.
सही आकार के spring mounts वाली मशीनों में भी, प्रेषित कंपन का 60–70% mounts के बजाय piping के माध्यम से जा सकता है। Springs अपना काम करते हैं — लेकिन कठोर pipework, जैसे cooling-water lines जो सीधे pump और ऊपर की मंज़िल दोनों से bolted हों, चुपचाप इस प्रभाव को समाप्त कर सकती हैं।
अलगाव से पहले और बाद में कंपन को मापना आवश्यक है?
Balanset-1A एक वाइब्रेशन मीटर और बैलेंसर दोनों के रूप में काम करता है। नींव पर mm/s में कंपन मापें, अपने आइसोलेशन डिज़ाइन को सत्यापित करें और ज़रूरत पड़ने पर मशीन को संतुलित करें। एक ही उपकरण, दो कार्य।.
अलगाव को विफल करने वाली सामान्य गलतियाँ
1. माउंट बहुत सख्त है (पर्याप्त विक्षेपण नहीं)।. यह सबसे आम गलती है। भारी उपकरणों के नीचे 0.5–1 मिमी विक्षेपण वाले पतले रबर पैड लगाने से उच्च प्राकृतिक आवृत्ति उत्पन्न होती है। यदि यह चलने की गति के करीब हो, तो इससे प्रवर्धन होता है, पृथक्करण नहीं। हमेशा पहले विक्षेपण की गणना करें — केवल "उसके नीचे रबर न लगा दें"।"
2. कठोर पाइपिंग कनेक्शन।. ऊपर देखें। मशीन और भवन संरचना दोनों को छूने वाला प्रत्येक कठोर पाइप, डक्ट और नाली कंपन सेतु का काम करता है। सभी लाइनों पर लचीले कनेक्टर लगे होने चाहिए। कोई अपवाद नहीं।.
3. नरम पैर।. यदि मशीन का फ्रेम मुड़ा हुआ है या माउंटिंग सतह असमान है, तो एक या दो माउंट अधिकांश भार वहन करते हैं जबकि अन्य लगभग भारहीन रहते हैं। इससे असमान विक्षेपण होता है, मशीन झुक जाती है, शाफ्ट की संरेखण पर दबाव पड़ता है और माउंट का जीवनकाल कम हो जाता है। माउंट लगाने से पहले फीलर गेज से फ्रेम की जांच करें। आवश्यकता पड़ने पर शिम का उपयोग करें।.
4. पार्श्व अस्थिरता।. केवल ऊर्ध्वाधर स्प्रिंग अगल-बगल हिल सकती हैं, खासकर यदि मशीन का केंद्र बिंदु (CG) ऊंचा हो या उस पर क्षैतिज बल अधिक हों। अंतर्निर्मित पार्श्व अवरोध वाले स्प्रिंग माउंट का उपयोग करें या स्नबर लगाएं। बहुत अधिक स्टार्टिंग टॉर्क वाली मशीनों (बड़े मोटर, कंप्रेसर) के लिए पार्श्व स्थिरता अत्यंत महत्वपूर्ण है।.
5. अनुनाद पास-थ्रू को शुरू/बंद करें।. त्वरण और मंदी के दौरान प्रत्येक मशीन आइसोलेटर की प्राकृतिक आवृत्ति से गुजरती है। यदि मशीन धीरे-धीरे गति बढ़ाती है (जैसे कि VFD-चालित मशीनें या डीजल जनरेटर जो गर्म हो रहे हों), तो यह अनुनाद क्षेत्र में काफी समय व्यतीत करती है। समाधान: उच्च अवमंदन क्षमता वाले माउंट (जैसे कि स्प्रिंग पर लगे इलास्टोमेरिक तत्व या घर्षण अवमंदन) का उपयोग करके अनुनाद आयाम को सीमित करना।.
6. फर्श को अनदेखा करना।. फर्श की गतिशील प्रतिक्रिया को ध्यान में रखे बिना लचीले मेज़ानाइन पर स्प्रिंग माउंट लगाने से एक ऐसा युग्मित तंत्र बनता है जिसमें अप्रत्याशित अनुनाद उत्पन्न होते हैं। या तो फर्श को मजबूत करें, आवृत्ति अनुपात मार्जिन बढ़ाएं, या उचित संरचनात्मक गतिशील विश्लेषण करें।.
सत्यापन: यह कैसे साबित करें कि यह काम करता है
डिजाइन गणनाएँ आपको बताती हैं कि क्या चाहिए कंपन माप से आपको पता चलता है कि क्या हुआ। किया ऐसा हो सकता है। हमेशा पुष्टि करें।.
परीक्षण सरल है: नींव या सहायक संरचना पर एक कंपन सेंसर लगाएं। मशीन बंद होने पर (पृष्ठभूमि स्थिति में) माप लें। मशीन के पूरी गति से चलने पर माप लें। चलने की आवृत्ति के 1 गुना पर कंपन वेग की तुलना करें। प्रभावी पृथक्करण पूर्व-पृथक्करण स्थिति (या एक कठोर-माउंट संदर्भ की तुलना में) की तुलना में 80-95% की कमी दर्शाता है।.
ए Balanset-1A वाइब्रेशन मीटर मोड में यह काम सीधे किया जा सकता है। इसे mm/s डिस्प्ले पर सेट करें, एक्सेलेरोमीटर को सपोर्ट स्ट्रक्चर पर रखें और वैल्यू पढ़ें। यदि आपको FFT स्पेक्ट्रम विश्लेषण की भी आवश्यकता है — ताकि 1× कंपोनेंट को अन्य स्रोतों से अलग किया जा सके — तो Balanset-1A में यह मोड भी शामिल है।.
| नींव का कंपन (मिमी/सेकंड) | व्याख्या | कार्रवाई |
|---|---|---|
| < 0.3 | धारणा सीमा से नीचे | किसी शिकायत की उम्मीद नहीं है |
| 0.3 – 0.7 | संवेदनशील निवासियों द्वारा महसूस किया जा सकता है | औद्योगिक उपयोग के लिए स्वीकार्य, वाणिज्यिक उपयोग के लिए मामूली |
| 0.7 – 1.5 | स्पष्ट रूप से बोधगम्य | जांच आवश्यक है — माउंट और कनेक्शन की जांच करें |
| > 1.5 | शिकायतें आने की संभावना है, संरचनात्मक समस्याएँ भी हो सकती हैं। | इन्सुलेशन को फिर से डिज़ाइन करें — नरम माउंट, लचीली पाइप या जड़त्व आधार |
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों
इसे मापो। इसे साबित करो। इसे ठीक करो।.
बैलेंससेट-1ए: एक ही किट में वाइब्रेशन मीटर + स्पेक्ट्रम एनालाइजर + रोटर बैलेंसर। अपने आइसोलेशन डिज़ाइन को सत्यापित करें, स्रोत का निदान करें और ज़रूरत पड़ने पर बैलेंस करें। डीएचएल के माध्यम से दुनिया भर में शिपिंग। 2 साल की वारंटी।.
0 Comments