Обзор различных видов виброизоляционных опор для станков.

В ходе производства многих технологических процессов рабочее оборудование склонно производить вибрации. Они представляют собой неизбежное явление, которое влияет как на качество производимых работ или продукции, так и на износостойкость самого рабочего оборудования.  Для того, чтобы уменьшить их негативное воздействие, следует применять специальное оборудование, направленное на гашение вибраций.

В подавляющем большинстве случаев, колебания возникают из-за работы станочного оборудования. Системы вентиляции, подачи различных жидкостей, иные силовые установки создают в своей работе волны разной частоты. Именно эти волны и «расшатывают» молекулярную структуру окружающих предметов.  Поэтому, главной инженерной задачей будет создание элементов компенсации, кои будут деструктивно влиять на волны и предотвращать их распространение. Для выполнения описанных задач используются особые приборы, именуемые виброопорами (они же виброподушки или компенсаторы).

Содержание

• 1 Общие условия для применения вибрационных опор
• 2 Общие сведения об опорах вибрационных
• 3 Принцип функционирования виброопор
• 4 Конструктивные составляющие виброопоры
• 5 Существующие типы виброизоляционных опор
• 6 Достоинства использования виброподушек
• 7 Параметры регулировки
• 8 Вопросы грамотного подбора виброопоры
• 9 Рейтинг лучших виброопор для станков и оборудования на 2023 год
  • 9.1 Бюджетные варианты
    • 9.1.1 3-ье место: «PCA-60»
    • 9.1.2 2-ое место: «LME 80 M10»
    • 9.1.3 1-ое место: «ОВ-31 M16»
  • 9.2 Средний ценовой сегмент
    • 9.2.1 3-ье место: «Groz RU59500048»
    • 9.2.2 2-ое место: «EM 1.55 M16»
    • 9.2.3 1-ое место:  «EPC 05-60 M16»
  • 9.3 Премиум-модели
    • 9.3.1 3-ье место:  «C 2040 M10»
    • 9.3.2 2-ое место: «LME 230 M24»
    • 9.3.3 1-ое место: «CP 2090»
• 10 Вместо эпилога

Общие условия для применения вибрационных опор

К таковым можно отнести:

• Явное наличие колебаний с деструктивными хаpaктеристиками, образовывающихся периодично и имеющих свою частотность;
• Направленность колебаний – деструктивные волны явно направляются и проходят через основание станка или его рабочие элементы;
• Наличие хаpaктерных вибраций в процессе производства, отражающихся на поверхности основания (полу, фундаменте), а в худшем случае – возникновения явных трещин;
• Надлежащее соотношение веса станочного оборудования и опоры – последняя должна не только выдержать массу станка, но и не наносить вреда ему со своей стороны.

Общие сведения об опорах вибрационных

Опоры, а также оборудование, на которое они монтируются, обязаны соответствовать некоторым техническим хаpaктеристикам, первой из которых можно назвать массу станка (она же статистическая нагрузка). Иные параметры должны определяться индивидуально для каждого конкретного случая, принимая во внимание все особенности эксплуатации оборудования, а тем паче – требования, установленные его производителем относительно колебаний.

ВНИМАНИЕ! Применение виброизоляционных опор уместно только на тех поверхностях, которые имеют относительно ровное и твердое основание!

Для интеграции опор на оборудовании должны иметься штатные крепежные места – так называемые «лапы», обладающие отверстиями необходимого диаметра. Станки, на которые монтируются опоры, должны соответствовать требованиям устойчивости, ибо подобный метод интеграции исключает жесткую сцепку с основанием. Это актуально для рамно-ферменных и колонных конструкций, а также для того оборудования, которое подвергается ветровому обдуванию.

Стоит отметить, что использование виброопор не дает гарантий поглощения колебаний на все 100% — такой результат может быть достигнут только с использованием целого комплекса мер, направленных на устранение источников деструктивных вибраций.

Принцип функционирования виброопор

Главная их функция заключается в воспрепятствовании распространения вибраций по всем направлениям – как от охраняемого объекта (силовой установки, прессовального станка, системы перегона жидкости) во внутрь помещения, где он размещен, так и пресечения возвратных волн от стен помещения к охраняемому объекту. Проще говоря, поглощение вибраций – это то же самое понижение шумового уровня, что в обоих случаях является вариациями виброизоляции.

Всего можно выделить два варианта виброизоляции:

1. Активная – представляет собой противодействие колебаниям, которые создаются самим оборудованием, для чего им противопоставляются такие же колебания, только обратные по фазе. В то же время, активная изоляция разделяется на изоляцию, поглощающую удары и изоляцию колебаний периодических. Любое оборудование, будь то станок или пресс, непременно является источником вибраций двух вышеупомянутых типов – приводы на механической основе и их всевозможные виды механического действия способны создавать ударные и вибрационные нагрузки, распространяющиеся по всем направлениям и одновременно «ударяющие» по самому помещению размещения. Строительные нормы и правила №2.07.01 от 1989 года регламентируют степень и виды допустимых вибраций в индустриальных помещениях, однако, в некоторых случаях, лимиты могут основываться исходя из спецификации используемого оборудования или общего обустройства производственного помещения (например, приближенность к станкам повышенной точности и им подобным точным приспособлениям) ;
2. Пассивная – данная защита представляет собой защиту станков от разрушительных колебаний извне и для нее не применяются потенциальные дополнительные энергетические источники. Для подобного вида вибраций хаpaктерно то, что частота их возбуждения неопределенна, а само их образование носит хаpaктер полигармонический. В данном случае, объектом деструктивного воздействия становится само оборудование (измерительный стенд, станок, подающая система), и при этом его точность понижается, одновременно ухудшая и иные рабочие показатели. Во время использования пассивной изоляции колебаний, необходимо избегать сухого контакта (трения), который может возникнуть между фундаментом и охраняемым объектом, минуя при этом защитный элемент.

При теоретическом взгляде на оба этих вида виброизоляции – они являются почти что неразличимыми, поэтому уровень их измерения является сходным и определяется для обоих видов одинаково. В общем случае его можно представить в качестве коэффициента передачи, который будет показывать, какая часть вибрационной энергетики передалась сквозь виброопору.

Конструктивные составляющие виброопоры

В связи с тем, что самым распространяем видом виброопор являются резинометаллические, то имеет смысл обозначить его основные рабочие элементы:

• Амортизатор, выполненный на базе метала и резины (резиновый элемент плюс фланец) ;
• Шайбы в количестве двух штук;
• Гайки – верхняя и нижняя;
• Покрышка;
• Шпилька с квадратным отверстием для ключа.

Как правило, все, изготовленные из металла детали, обладают антикоррозийным покрытием. Эксплуатационные условия для данных изделий установлены такие же, как и для промышленных помещений, в которых работают люди. Однако, необходимо отметить, на резиновые части плохо сказывается воздействие высоких температур – от +60 градусов по Цельсию. Одновременно, они могут растрескиваться при резком понижении окружающей температуры.

Существующие типы виброизоляционных опор

Главным достоинством использования компонентов для колебательных компенсаций является то, что таким образом возможно удешевить затраты на благоустройство конвейера.  Ведь теперь не придется создавать отдельный фундамент для каждого аппарата и рассчитывать его вес для учета рабочих вибрационных процессов. Для надлежащей работы следует лишь подобрать нужный тип виброподушек из хорошего материала. На сегодняшний день таких компонентов существует несколько, которые отличаются техническими параметрами:

• Резиновые – являются самыми распространенными гасящими элементами на всем рынке. Для их производства может использоваться как настоящий, так и синтетический каучук. При их выборе важно обратить особое внимание на удельную массу. Также следует позаботиться об окружающих условиях – такие изделия боятся слишком высоких (возможность расплавления) и слишком низких (возможность растрескивания) температур;
• Резинометаллические – в дополнение к резиновым элементам еще и устанавливается металлическая основа для целей повышения максимальной нагрузки. С помощью металлической основы можно контролировать уровень поглощения и высоту подъема агрегата. Кроме того, металл будет в какой-то мере выполнять защитные функции, принимая на себя остаточный удар и предотвращая повреждение охраняемого оборудования;
• Из цельного металла – сфера применения таких подушек ограничивается сверхмассивными станками. На них вполне могут появляться следы деформации от поглощенных вибраций, при этом их эксплуатационные хаpaктеристики не будут снижены. Однако, они являются хорошим проводником для передачи колебаний высокой частоты. Амортизирующими частями могут выступать рессоры или пружины.

ПРИМЕЧАНИЕ. Существуют также виброподушки из пробки и фетра, но их эффективность чрезвычайно мала, поэтому они применяются лишь для регулировки высоты оборудования или используются в качестве прокладок. К этой же группе возможно отнести и прокладки из свинца или асбеста.

Достоинства использования виброподушек

При грамотном подборе виброопор, защищаемому оборудованию можно обеспечить следующие преференции:

• Нет необходимости обустраивать защиту для каждого станка – установив компенсатор единожды, он будет прикрывать весь фундамент помещения;
• Количество ремонтных работ, необходимость которых будет вызвана воздействием негативных вибраций, снизится в разы;
• Улучшатся условия работы непосредственно для операторов оборудования;
• Напольное покрытие будет меньше подвергаться износу и разрушению;
• Существенно понизится шум, производимый аппаратами во время работы;
• Увеличится качество и точность работы аппаратов;
• Ощутимо продлится срок службы оборудования.

Параметры регулировки

Всегда стоит выравнивать основание, на которое устанавливается оборудование с компенсаторами – все резкие перепады уровня пола должны быть обязательно выровнены. Таким образом, будет задано равномерное распределение веса оборудования, которое всегда можно подрегулировать путем подкручивания гайки на виброопоре. Как правило, в технических паспортах к подушкам указывается минимальное и максимальное число нагрузок в точных значениях, которые способна выдержать опора без серьезных повреждений. Отсюда следует распределять массу защищаемого оборудования на определенное количество опopных точек.

Вопросы грамотного подбора виброопоры

Данные приспособления должны подбираться с учетом многих индивидуальных хаpaктеристик защищаемых агрегатов. Для этого стоит определиться со следующими вопросами:

• Имеющиеся виды колебаний, которые могут угрожать охраняемому оборудованию – периодичность их возникновения, частота и средняя и максимальная сила;
• Масса защищаемого агрегата – чем он тяжелее, тем более мощный компенсатор для него потребуется. Для получения более точных показателей, следует учитывать вес аппарата вместе с весом установленной в него обpaбатываемой детали (материала) ;
• Направленность и хаpaктер колебаний – следует учесть суммированный вектор направления получаемых вибраций. Как правило, виброизоляционный продукт монтируют под основание охраняемого агрегата, однако, в некоторых случаях виброподушку нужно размещать вертикально на стене;
• Окружающие условия в помещении – всегда следует учитывать выносливость виброопоры, ибо она может «бояться» очень высоких или очень низких температур;
• Возможность непреднамеренного контакта с агрессивными веществами и устойчивость при контактах виброподушки с ними без потерь эксплуатационных свойств – имеются ввиду химические кислоты, расплавленные субстанции, промышленные масла и т.п.

ВАЖНО! Также следует учитывать вопрос безопасности самой виброоопры – при высокой осадке будут оптимально изолированы колебания на низких частотах, однако, воздействие внешних сил в виде, например, гидро-электрических соединений будет довольно-таки ощутимо.

Самыми оптимальными профессионалы считают следующие условия эксплуатации виброподушек:

• Все подкладки, изготовленные на резиновой базе, одинаково и равномерно обтянуты и сжаты;
• Гайка имеет максимальный проход и минимальное расстояние от крышки виброподушки до станины;
• Станок по шпильке опущен как можно ниже с целью исключения критического воздействия резонанса.

Рейтинг лучших виброопор для станков и оборудования на 2023 год

Бюджетные варианты

3-ье место: «PCA-60»

Неплохой образец с качественной виброизоляцией. Подойдет для небольших по габариту и весу станков, способен обеспечить достаточную защиту для рабочего агрегата. Поставляется в различных вариантах и может варьироваться по высоте. Конструкция состоит из сверхпрочной стали и натуральной резины. Обладает собственной низкой частотой  в районе от 10 до 15 Герц.

виброопора PCA-60 Достоинства:

• Бюджетная стоимость;
• Тройной уровень высоты;
• Низкая собственная частота.

Недостатки:

• Малая вариативность использования.

2-ое место: «LME 80 M10»

Данное изделие отличается прочностью конструкции и приспособлено к бесфундаментному размещению. Нивелирование (посредством болта на 12 мм) после установки хаpaктеризуется повышенной точностью. Одновременно с неплохим подавлением колебаний способно ощутимо уменьшить шум в производственном помещении. Составные части изготовлены из стали и синтетической (нитрильной) резины. Собственная частота установлена в границах от 25 до 100 Гц.

LME 80 M10 Достоинства:

• Точность нивелирования;
• Большая максимальная нагрузка;
• Прочный корпус.

Недостатки:

• Не обнаружено.

1-ое место: «ОВ-31 M16»

Данное приспособление предназначается для защиты промышленных агрегатов и станков средних и малых габаритов, которые имеют жестки станины нормальной и высокой точности. Изделие уже относится к классу мощных устройств, ибо способно выдерживать большую станочную массу. Предел регулирования по высоте установлен в 15 миллиметров, диаметр шпильки – на 16 миллиметров.

ОВ-31 M16 Достоинства:

• Повышенная нагрузка;
• Качественный корпус;
• Возможность шумоподавления.

Недостатки:

• Не имеет анкерного крепления к фундаменту.

Средний ценовой сегмент

3-ье место: «Groz RU59500048»

Данный агрегат применяется для шумоизоляции и виброизоляции станков на жестких станинах повышенной и нормальной точности. Посредством точной регулировки возможно достигнуть наилучшего результата. Корпус и рабочие элементы отличаются повышенной прочностью, само устройство производится из композитных материалов. Максимальная нагрузка до 500 килограмм.

Groz RU59500048 Достоинства:

• Хорошее соотношении «цена-качество»;
• Способность выдержать достаточную нагрузку;
• В конструкции использованы композитные материалы.

Недостатки:

• Не выявлено.

2-ое место: «EM 1.55 M16»

Эта модель специально приспособлена для ограничения отдачи и смягчения ударной нагрузки при сильных вибрациях. Эффективность действия достигается за счет прочной конструкции корпуса. Сами размеры приспособления чрезвычайно малогабаритны и оно очень легко устанавливается. Особенная прочность отмечается по горизонтальной плоскости. Дополнительно виброопора обладает защитой от коррозии.

EM 1.55 M16 Достоинства:

• Анкерное крепление к фундаменту;
• 5-шаговый сдвиг;
• Использована натуральная резина.

Недостатки:

• Малая собственная частотность.

1-ое место:  «EPC 05-60 M16»

Данную модель очень просто интегрировать под основание рабочего агрегата, ее функциональный резиновый элемент защищен стальной крышкой. Весь корпус защищен от риска возникновения коррозийных процессов. Устойчивость крепления обеспечивается за счет анкерного соединения. В конструкции применяется оцинкованная сталь и натуральная резина. Изделие обладает повышенной собственной частотностью.

EPC 05-60 M16 Достоинства:

• Защита резинового элемента стальной крышкой;
• Легкость монтажа;
• Большая максимальная нагрузка.

Недостатки:

• Не обнаружено.

Премиум-модели

3-ье место:  «C 2040 M10»

Прекрасный образец от европейского производителя отличается особым качественным исполнением. Способен создавать как пассивную, так и активную виброизоляции. Это же относится и к шумоподавлению. Ударные нагрузки эффективно демпфируются. Интеграция предусмотрена на бесфундаментной основе. Пользователи отмечают высокую устойчивость при деформации на разрыв. В то же время, приспособление гарантированно сохраняет свои эксплуатационные свойства при растяжениях, сдвигах и во время давления.

C 2040 M10 Достоинства:

• Каучук повышенной эластичность;
• Корпус из нержавеющее стали плотной закалки;
• Увеличенная глубина шпильки.

Недостатки:

• Малый максимально выдерживаемый вес.

2-ое место: «LME 230 M24»

Этот образец сможет обеспечить надежный уровень шумоизоляции и виброизоляции для сверхбольших промышленных агрегатов. Благодаря своему высокопрочному корпусу, точному нивелированию и бесфундаментному размещению эффективность эксплуатация достигает до 95%.  Конструкцией предусмотрено наличие резинового демпфера и защитной пластины из нивелированной стали. Крепление – анкерное, осуществляется с помощью болта на 12 миллиметров.

LME 230 M24 Достоинства:

• Упрочненный корпус;
• Повышенный уровень максимальной нагрузки;
• Достойная цена.

Недостатки:

• Не обнаружено.

1-ое место: «CP 2090»

Изделие способно подавлять вибрационные и шумовые колебания как активным, так и пассивным способом. Ударные нагрузки надежно сдерживаются демпфированием. Установка предусмотрена на бесфундаментной основе. Пользователи отмечают высокую устойчивость оборудования на разрыв. Зафиксирована способность сохранять эксплуатационные свойства при чрезмерном давлении, сдвиге и растяжении. Резиновая часть производится из синтетического каучука (хлоропрена), отличающегося повышенной эластомерностью.

CP 2090 Достоинства:

• В конструкции применен особый вид каучука;
• Устойчивость к механическим воздействиям;
• Анкерный способ крепления.

Недостатки:

• Не обнаружено.

Вместо эпилога

Проведенным анализом рынка установлено, что подавляющее большинство популярных виброопор изготовлено на основе каучука, ведь именно благодаря ему в этих устройствах сочетается возможность претерпевать чрезмерные нагрузки в сочетании с достаточной мощностью в плане гашения колебаний. Кроме того, они, имея достаточно высокий уровень пластичности, отлично поглощают вибрационные волны и при этом обладают большим эксплуатационным сроком. В то же время, от них не отстают по рабочим показателям и другие опоры, изготовленные на базе каучуковых смесей и металла.

Помимо прочего, виброопоры призваны не только защищать рабочие агрегаты, но и понижать рабочий шум в производственных помещениях, а это уже говорит о создании дополнительных комфортных условий для людей-операторов. Таким образом, виброопора является той незаменимой частью любого промышленного цеха, в котором требуется обеспечить надлежащие рабочие условия для персонала и обеспечить сохранность оборудования.

Если говорить об экономике и брендовой составляющей текущего рынка виброопор в России, то можно заметить, что цена на них имеет довольно-таки большой разброс. Самые простейшие модели начинаются от 500 рублей, а самые дорогие стоят около 5000 рублей. Производитель представлен в большинстве своем азиатскими брендами, продукция которых хоть и обладает некоторой вариативностью (например, увеличенный шаг шпильки), но не отличается качеством, долговечностью и эффективностью. Отечественный производитель плотно оккупировал средней ценовой сегмент, где представляет приспособления, конструкция которых не менялась уже более 30 лет, однако, все еще способна выполнять возложенные на нее задачи качественно. Стоит отметить, что в этом же сегменте себя нашли и образцы из стран с развивающейся экономикой, неплохо показавшие свое качество, например, из Индии.

Касательно высшего ценового сегмента, то там полностью царят модели от европейского производителя. Действительно, их цены достаточно «кусачие», однако, они имеют расширенный функционал, в их конструкции используются на постоянной основе передовые технологии, а износостойкость и срок службы значительно повышены.

Подытоживая, возможно сделать следующий вывод: для сверхмассивных промышленных станков следует приобретать исключительно виброопоры из премиум-сегмента, ибо остальные попросту не справятся. Для среднего и малого бизнеса (небольшие мастерские на один-два станка) подойдут отечественные модели. Касательно азиатских образцов можно сказать, что они смогут справляться со своей задачей, но не долго.

х