Overzicht trillingsdempers en de selectiecriteria die we gebruiken bij onze adviezen.



Geluidsisolatiedokter biedt een ruim gamma trillingsdempers aan.

universele trillingsdempers

universele trillingsdempers op basis van rubber


trillingsdemper stalen veer

open stalen veren


trillingdemper elastomeer

mounts op basis van Sylomer

trillingsdemper behuisde stalen veer

behuisde stalen veren


Sylomer pads

Sylomer pads

trillingsdemper plafond

plafondhangers

Toepassingen trillingdempers


Mechanische apparaten zoals pompen, compressoren, ventilatoren,... produceren trillingen die ze in de zendruimte overdragen aan de vloer of muur waartegen ze bevestigd zijn. Deze trillingen reizen gemakkelijk doorheen vaste stoffen.


De trillende bouwelementen stralen vervolgens af als geluid in de ontvangstruimte. Zendruimte en ontvangstruimte hoeven niet aan elkaar te grenzen.


Trillingsdempers worden gebruikt om ongewenste trillingen in constructies of machines te verminderen of te onderdrukken. Dit doen we door de trillingsbron te ontkoppelen van de gebouwstructuur. Als er geen trillingen in de gebouwstructuur terechtkomen kunnen ze ook niet als geluid gaan afstralen.


Trillingdempers worden toegepast voor:


  • Actieve trillingsisolatie
    • Bij actieve trillingsisolatie is het te isoleren apparaat de bron en willen we vermijden dat de trillingen zich via de gebouwstructuur voortplanten en als geluid gaan afstralen.


  • Passieve trillingsisolatie
    • Bij passieve trillingsisolatie willen we het te isoleren apparaat beschermen tegen de trillingen van bijvoorbeeld wegverkeer of spoorverkeer

Trillingsdemper - trillingsisolator


De twee manieren om trillingen te beheersen zijn trillingsisolatie en trillingsdemping. Hoewel de termen vaak door elkaar worden gebruikt, zijn het twee heel verschillende processen.


Met de term trillingdemper wordt in 90% van de gevallen trillingsisolator bedoelt. 



Trillingsisolator


Een trillingsisolator voorkomt de overdracht van trillingen. In het geval van actieve trillingsisolatie voorkomt de veer dat trillingsenergie een trillend apparaat de gebouwstructuur binnendring.


Een stalen veer is puur een trilingsisolator omdat ze geen demping heeft.



Trillingsdemper


Een trillingdsemper dissipeert trillingsenergie. Het absorbeert of verandert trillingsenergie door ze om te zetten in warmt . Op deze manier en vermindert de hoeveelheid energie die door de trillende apparaten wordt overgedragen aan de gebouwstructuur.


Elastomeren zoals rubber en Sylomer hebben een zekere mate van demping.



Waarom trillingsdemping


Met demping beperken we de opslingering van trillingen. Trillingen met een aandrijffrequentie die dicht bij de afveerfrequentie ligt worden niet geïsoleerd maar versterkt. Daarom ontwerpen we steeds een systeem waarvan de afveerfrequentie minimaal 3 keer lager is dan de aandrijfrequentie (toerental van de machine delen door 60). 


Bij elektrische apparaten is het toerental vaak 50 Hz (3000 tom) of 25 Hz (1500 tom).


Bij traag optoerende en/of aftoerende apparaten zoals wasmachines krijgen we opslingering wanneer de aandrijffrequentie de afveerfrequentie kruist. Met demping beperken we de mate van opslingering waardoor het apparaat minder hard gaat bewegen.


Hoe hoger de dempingsratio hoe minder opslingering.




Nadelen van trillingsdemping


Demping heeft een negatieve impact op de trillingisolatie van trillingen met een frequentie hoger dan de afveerfrequentie omdat de transmissibiliteit stijgt met het stijgen van de dempinsratio.


Transmissibiliteit of overdraagbaarheid is de verhouding tussen de trillingskracht die gemeten wordt in een systeem en de trillingskracht die de gebouwstructuur  binnenkomt.


Als een soepel dat gebruikt wordt voor trillingsisolatie bijvoorbeeld een overdraagbaarheid van 70% heeft, betekent dit dat 70% van de trillingenergie door het materiaal wordt overgedragen en aan de andere kant wordt gemeten. Het tranmsissieverlies bedraag dan 30%.


Hoe meer demping, hoe hoger de transmissibileit en hoe lager het transmissieverlies.



Enkele belangrijke begrippen met betrekking tot trillingsisolatie


Vrij trillingen - afveerfrequentie


Als je een massa op veren plaatst en je heeft vervolgens schop tegen dat gaat dit system gaan trillingen op zijn afveerfrequentie.



Gedwongen trillingen - aandrijffrequentie


Als we als voorbeeld een motor nemen dat legt deze motor trillingen op aan het geïsoleerde systeem. Het toerental waarop de motor draait delen door 60 heeft ons de aandrijffrequentie.



Resonantie


Resonantie zorgt voor versterking van de trillingen wanneer afveerfrequentie en aandrijffrequentie dicht in elkaars buurt liggen. Maximale opslingen gebeurd wanneer aandrijffrequentie en afveerfrequentie dezelfde zijn.



Demping


Demping zet trillingsenergie om in warmte. Demping zorgt ervoor dat de opsplingering bij resonantie minder erg wordt. Dit is bijvoorbeeld van belang bij traag optoerende en aftoerende apparaten waarbij tijdens het op- en aftoeren de aandrijffrequentie de afveerrequentie kruist. Demping heeft wel een negatief effect op de trillingsisolatie van aandrijffrequenties die hoger zijn dan de afveerfrequentie x vierkantswortel 2.



Transmissibiliteit of overdraagbaarheid = de verhouding doorgegeven kracht/opgelegde kracht.


Hoe kleiner de verhouding aandrijffrequentie/afveerfrequentie hoe groter de transmissibileit.


Hoe hoger de transmissibiliteit hoe beter de trillingen doorheen de trillingsisolator worden doorgegeven aan de vloer of wand waarop het geïsoleerde apparaat staat.



Trillingsreductie in %


Percentage geïsoleerde trillingen= (1-transmissibileit) x 100 



Trillingsreductie in dB = 20xlog(1/transmissibileit)



Voorbeeld


Als de transmissibileit = 0.1 dan wordt:


  • het percentage trillingsisolatie = (1-0.1)*100 = 90%
  • de trillingsreductie in dB = 20 x log(1/0.1) = 20 dB



Statische deflectie


Geeft aan hoeveel een veer inzakt wanneer het gewicht van het apparaat erop geplaatst wordt.


Hoe meer statische deflectie hoe lager de afveerfrequentie.



Keuze van de meeste geschikte trillingsdemper


Bij het selecteren van de juiste r trillingsdemper voor uw toepassing is het belangrijk om rekening te houden met verschillende factoren:


  • Belasting op de veer
    • De demper moet geschikt zijn voor de belasting die erop wordt uitgeoefend. Te hoge of te lage belastingen kunnen de effectiviteit van de demper verminderen.
  • Omgeving
    • Overweeg de omgevingsomstandigheden zoals temperatuur, vochtigheid en blootstelling aan chemicaliën. De trillingsisolator moet bestand zijn tegen deze omstandigheden.
  • Verhouding aandrijffrequentie/afveerfrequentie
    • De frequentie van de trillingen die moeten worden gedempt, bepaalt het type trillingsdempers dat gebruikt zal worden om een minimaal 90% trillingsisolatie te bekomen.
  • De ondergrond
    • Alle berekeningen die we maken gaan steeds uit van een zware, stijve ondergrond. Wanneer het te isoleren apparaat op een verdiepingsvloer of dak met een grote overspanning komt te staan is er niet aan de voorwaarde van een stijve ondergrond voldoen. In die situaties hebben we meer statische deflectie nodig en komen we in de meeste gevallen bij stalen veren terecht.

Stappenplan ontwerp trillingsisolatiesysteem


  • Stap 1 = de opdrachtgever geeft aan hoeveel % trillingsisolatie hij wil bij de aandrijffrequentie
  • Stap 2 = uit het % trillingsisolatie berekenen we de transmissibiliteit
  • Stap 3 = uit de transmissibileit berekenen we de minimaal noodzakelijke statische deflectie
  • Stap 4 = op basis van het type apparaaat en de locatie waar het apparaat gaat opgesteld worden bepalen we welke types veren uit ons gamma geschikt zijn voor de toepassing
  • Stap 5 = op basis van het belasting per trillingsdemper zoeken we de veer die ons voldoende statische deflectie geeft

Waar plaatsen we de trillingsdempers?


Er zijn verschillende mogelijkheden.



Rechtstreeks onder het apparaat


Randvoorwaarde: de fabrikant moet aangeven dat het frame hiervoor geschikt is.

Uitdaging: het zwaartepunt ligt zelden in het midden waardoor elke veer anders belast wordt

    Onder een subframe


    Zorgt voor een uniformere verdeling van de belasting over de verschillende trillingsdempers en een groter flexibileit met betrekking tot aantal dempers en waar we ze aanbrengen.


    Onder een inertia base (betonplaat)


    Dit zorgt voor een uniforme verdeling van de belasting over de verschillende veren.

    Het grotere gewicht zorgt ervoor dat het apparaat in werking minder gaat bewegen omdat het zwaartepunt van het systeem lager komt te liggen en we stijvere veren kunnen selecteren.

    trillingsdempers onder inertia base

    Stalen veren


    Van zware apparatuur tot lichtgewicht precisie-instrumenten, kunnen met stalen veerisolatoren worden uitgerust.

    We gebruiken stalen veer daar waar een lage afveerfrequentie en dus een grote statische invering noodzakelijk is of bij toepassingen waar de temperatuur of andere omgevingsomstandigheden het gebruik van elastomeren zoals rubber of Sylomer niet toelaten.



    Voordelen van stalen veren als trillingsisolator


    1. Grote statische invering = lage afveerfrequentie
    2. Hoog % trillingsisolatie bij lage aandrijffrequentie
    3. Weerstand tegen corrosie door olie, water en oplosmiddelen
    4. Geen beïnvloeding van de efficiëntie door temperatuurveranderingen
    5. Geen veroudering of kruip



    Nadelen van stalen veren


    1. Erg weinig demping = speciale stalen veren met ingebouwde visceuze dempers voor traag op en aftoerende apparaten.
    2. Hoogfrequente trillingen kunnen via de stalen spiralen worden doorggeven, daarom bieden we voeten met Sylomer aan om dit te vermijden.
    unsplash