Yaylı Titreşim İzolatörleri

Yaylı titreşim izolatörü, ağır ve yavaş dönen ekipmanı yapıdan koparan çelik yaylı mesnettir. Elastomer bir takozun ulaşamayacağı kadar aşağı inebilir; buna karşılık kendi zayıflıkları vardır ve bunları bilmeden kurulan bir yay sistemi, beklenen sessizliği vermez. Bu sayfada yayın neyi başardığını, neyi başaramadığını ve yanına neyin gelmesi gerektiğini anlatıyoruz.

Yay Neden Bu Kadar Aşağı İnebiliyor?

Bir mesnedin izolasyon kabiliyetini belirleyen tek şey, yük altında ne kadar çöktüğüdür. Çökme arttıkça sistemin doğal frekansı düşer, doğal frekans düştükçe izolasyon başlar.

Elastomer malzemenin basma altında verebileceği çökme sınırlıdır; pratikte 12 mm mertebesinde tavan yapar. Çelik yay ise 25, 50, hatta 100 mm çökmeyi rahatça verir. Bunun karşılığı çarpıcıdır: 25 mm çökme yaklaşık 3,2 Hz, 50 mm yaklaşık 2,2 Hz, 100 mm ise yaklaşık 1,6 Hz doğal frekans demektir. Elastomerin 5 Hz'de bittiği yerde yay 2 Hz'e iner ve bu fark, yavaş dönen ekipmanda her şeyi değiştirir.

Yavaş Dönen Makine Takozla Kurtarılmaz

Dakikada 300 devirle dönen bir kule fanını ele alalım. Zorlama frekansı saniyede 5 tekrardır. Altına sert bir takoz koyup 2 mm çökme elde ederseniz sistemin doğal frekansı yaklaşık 11 Hz olur. Makine 5 Hz'de zorluyor, sistem 11 Hz'de duruyor; oran birin altında kalıyor. Bu bölgede izolasyon olmaz, titreşim büyüyerek yapıya geçer. Takozu yumuşatıp doğal frekansı 5 Hz'e getirirseniz bu kez tam rezonansa oturursunuz ve durum daha da kötüleşir.

Aynı fanda yüzde doksan azaltma istiyorsanız doğal frekansın 1,5 Hz civarına inmesi gerekir; bunun karşılığı 100 mm mertebesinde çökmedir. Hiçbir elastomer takoz buraya ulaşamaz. Yavaş dönen ekipmanda yay bir tercih değil, zorunluluktur.

Yayın Sönümü Yoktur ve Bunun Bir Bedeli Vardır

Çelik yayın iç sönümü yok denecek kadar azdır. Bu, çalışma rejiminde avantajdır: sönüm olmadığı için yüksek frekanslarda izolasyon eğrisi daha dik düşer. Ama bir bedeli vardır ve bunu açıkça söylüyoruz.

Makine kalkarken ve dururken, devri sıfırdan rejim devrine çıkarken sistemin doğal frekansından geçer. O geçiş anında sönümsüz bir yay, titreşimi onlarca kat büyütür. Kauçuk bir mesnette bu büyütme birkaç katta kalırken, çıplak çelik yayda çok daha şiddetli bir salınım görürsünüz. Bu yüzden yaylı sistemlerde kalkış ve duruş salınımı, eylemsizlik kaidesiyle ve sınırlandırıcı elemanlarla yönetilir. Sönüm, rejimde bedel ödetir ama kalkışta hayat kurtarır; dengeyi projeye göre kuruyoruz.

Yay Tek Başına Akustik Çözüm Değildir

Bu, sayfanın en önemli cümlesi. Çelik yay düşük frekanslı titreşimi mükemmel keser, ama yüksek frekanslı yapı sesini kendi gövdesi üzerinden karşıya geçirir. Yani makinenin gümbürtüsünü durdurup tizini geçiren bir filtre gibi davranır. Alt kattaki komşu için sonuç, uğultunun azalması ama metalik bir cızırtının kalmasıdır.

Çözüm bilinir ve standarttır: yayın altına, onunla seri çalışan bir elastomer ped konur. Yay düşük frekansı, ped yüksek frekansı keser. Bu yüzden sattığımız yaylı izolatörler elastomer tabanlıdır ve pedsiz bir yay teklifi vermeyiz. Bu bir aksesuar değil, sistemin parçasıdır.

Serbest Duran mı, Sınırlandırılmış mı?

İki tip vardır ve aralarındaki fark yalnız depremde değil, serviste de ortaya çıkar.

Serbest duran yay, açık gövdeli ve yalnızca yükü taşıyan tiptir. Sınırlandırılmış (sismik) yay ise çevresine geçmeli çelik profiller eklenmiş, yatay hareketi ve yukarı kalkmayı kısıtlayan tiptir. Deprem ve yüksek rüzgar yükünde ekipmanın yerinden oynamasını, boru bağlantılarının kopmasını önler.

Servisteki fark daha az bilinir ama en az onun kadar önemlidir: su dolu bir soğutma grubu ya da kule boşaltıldığında yük azalır ve yay ekipmanı yukarı kaldırır. Sınırlandırıcı cıvata bunu tutmazsa flanşlar zorlanır, borular gerilir. Deprem bölgesindeki ve su dolan ekipmanlarda sınırlandırılmış tipi öneriyoruz. Bir uyarı daha: titreşim yalıtımı deprem güvenliği sağlamaz, tam tersine ekipmanı hareketli hale getirir; bağlantı ve ankraj hesabı ayrıca yapılır ve sürtünmeye güvenilmez.

Eylemsizlik Kaidesi Ne Zaman Gerekir?

Eylemsizlik kaidesi, ekipmanın altına dökülen ağır bir betonarme kütledir ve izolatörler bu kaidenin altına yerleşir. Kütle eklendiğinde ağırlık merkezi alçalır, makinenin sallanması azalır, kalkış ve duruştaki hareket küçülür. Motor ile pompanın birbirine göre oynaması engellenir ve izolatörler sağlam bir yüzeye oturur.

Kütle oranı işin cinsine göre değişir. Dış kuvvetlere direnç istenen yüksek basınçlı fanlarda kaide, ekipman ağırlığının bir ile üç katı mertebesinde seçilebilir; dengesiz çalışan hava kompresörleri gibi zorlu ekipmanlarda bu oran beş ile yedi katına kadar çıkar. Kaidenin kütlesi hesapla belirlenmezse ya gereksiz maliyet üretir ya da işe yaramaz; hesabı projede yapıyoruz.

Çatıda ve Ara Katta Hesap Değişir

Klasik izolasyon hesabı, altındaki döşemeyi sonsuz rijit kabul eder. Bodrumda zemine oturan bir makinede bu varsayım çalışır. Ama uzun açıklıklı bir ara kat döşemesinde ya da çatıda, döşemenin kendisi bir yay gibi davranır ve karşınıza iki kütleli bir sistem çıkar.

Sonuç şudur: aynı makine, aynı izolatörle çatıda bodruma göre çok daha kötü bir performans verir. Kağıt üstündeki verime ulaşmak için izolatörün çökmesinin, döşemenin kendi çökmesinin katları mertebesinde olması gerekebilir. Bu yüzden çatı jeneratörü, çatı chiller'ı ve ara kat makine dairesi projelerinde yay seçimini döşemenin esnekliğini hesaba katarak yapıyoruz. "Bodrumda işe yaramıştı" cümlesi burada geçerli değildir.

İzolatör Neyi Çözmez?

Yay titreşimi yok etmez, yapıya iletimini azaltır. Makinenin kendisi yay üzerinde daha çok hareket eder; bu bir arıza değil, sistemin çalıştığının işaretidir. Ölçülmesi gereken makinenin titreşimi değil, yapıya geçen titreşimdir.

Makine balanssızsa izolatör bunu düzeltmez. Titreşim şiddeti standart sınırların dışındaysa önce makine onarılır. Ve en sık atlanan: rijit boru, kanal ve egzoz bağlantısı bütün izolasyonu kısa devre yapar. Esnek kompansatör ve izolatörlü askı, yayın ayrılmaz parçasıdır; ikisini birlikte veriyoruz.

Bu İzolatörü Hangi Ekipmanda Öneriyoruz?

Yaylı izolatör, ağır ve yavaş dönen ya da hassas konumda duran ekipmanların ürünüdür: soğutma kuleleri, büyük fanlar ve klima santralleri, chiller ve soğutma grupları, jeneratörler, özellikle bunlar çatıda veya ara katta duruyorsa. Bu sınıfta elastomer takoz fiziksel olarak yetersiz kalır.

Buna karşılık 1000 devrin üzerinde dönen, zemine oturan pompa ve kompresör gibi makinelerde yay gereksiz maliyettir; orada makine titreşim takozları doğru ve ekonomik üründür. Yüzer şap ve tam yüzey uygulamalarında yaygın taşıma gerekir, orada titreşim yalıtım elastomerleri kullanılır. Asma tavan ve tesisat askılarında akustik sismik izolatörler devreye girer.

Ekipmanın işletme ağırlığını (su doluysa dolu haliyle), en düşük devrini, mesnet düzenini ve oturduğu döşemeyi keşifte tespit ediyoruz. Hedef doğal frekansı, çökmeyi ve izolatör tipini hesaplayıp yazılı olarak teklife koyuyoruz; sınırlandırma ve kaide gerekiyorsa aynı teklifte gösteriyoruz. İyileşmeyi ölçüm ve danışmanlık hizmetimizle rakamlarla ortaya koyuyoruz. Makine dairesinin bütünü için mekanik tesisat ve makine dairesi çözümümüze, üretim hattı için endüstriyel makine titreşim kontrolü sayfamıza bakabilirsiniz.