Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Из чего состоит виброопора — вопрос о двух неразделимых частях: упругом элементе, который принимает и рассеивает энергию колебаний, и металлической арматуре, которая передаёт нагрузку и крепит опору к машине и основанию. В качестве упругого элемента применяют резину (эластомер), стальную пружину, полиуретан или пневмокамеру; арматура — это стальные крышки, опорные пластины и крепёж со шпилькой или резьбой.
Ниже разобрано, из каких элементов и материалов состоит виброопора (виброизолятор), как её жёсткость связана с собственной частотой и статической осадкой, почему важна отстройка от резонанса и как подбирают опору под нагрузку.
Виброопора — упругое устройство, устанавливаемое между машиной и основанием. Её задача — разорвать жёсткую связь между источником вибрации и фундаментом: вместо прямой передачи колебаний в конструкцию упругий элемент деформируется, накапливает и частично рассеивает энергию колебаний, снижая долю, уходящую в основание и в структурный шум здания.
Физически система «машина на опорах» — это масса на упругом элементе с демпфированием. Её поведение описывается собственной частотой и коэффициентом передачи усилия; именно на управлении этими величинами и строится вся виброизоляция.
Любая виброопора — это сочетание упругого элемента (резина или пружина) и металлической арматуры для крепления и передачи нагрузки.
Конструкция зависит от типа опоры, но набор функциональных частей общий: упругий элемент, арматура и (у ряда конструкций) выделенное демпфирующее звено.
Это рабочее «сердце» опоры, воспринимающее нагрузку и определяющее жёсткость. Варианты исполнения: массив резины (эластомера), стальная винтовая пружина сжатия, полиуретановый элемент, пневмокамера со сжатым воздухом. Форма резинового массива (цилиндр, конус, ребристая плита) задаёт разную жёсткость в вертикальном и горизонтальном направлениях.
Простейшая резинометаллическая опора состоит из верхней и нижней стальных крышек (пластин) с привулканизованным между ними резиновым массивом. Арматура передаёт нагрузку на упругий элемент, распределяет её по опорной поверхности и несёт крепёж — шпильку, резьбовое отверстие или отверстие под болт. У опор с механизмом выверки в арматуру входят регулировочная гайка, фланец и шайбы для установки машины по уровню.
Демпфирование (рассеяние энергии) снижает пик колебаний на резонансе. У резиновых опор оно обеспечивается внутренним трением самого эластомера (гистерезисом резины при циклическом сжатии). У пружинных виброизоляторов, у которых собственное демпфирование мало, применяют отдельные демпферы — вязкие (с демпфирующей жидкостью) или конструктивные вставки, а также комбинируют пружину с упругим элементом.
Резиновый массив изготавливают из смесей на основе натурального или синтетического каучука; для стойкости к маслам, топливу и озону применяют специальные маслобензостойкие и озоностойкие резины. Марку резины подбирают под условия работы: технические условия на резиновые и резиноармированные виброизоляторы допускают эксплуатацию (в зависимости от марки резины) в диапазоне температур от минус 60 до плюс 130 °C. Твёрдость и жёсткость задаются рецептурой смеси: более мягкая резина даёт меньшую жёсткость и, соответственно, более низкую собственную частоту.
Упругий элемент пружинных опор — стальная винтовая пружина сжатия из рессорно-пружинной стали. Достоинство пружины — линейная характеристика «нагрузка — деформация» в широком диапазоне и возможность задать большую статическую осадку, а значит, низкую собственную частоту; отношение вертикальной и горизонтальной жёсткости регулируют размерами пружины.
Крышки, пластины и крепёж выполняют из конструкционной стали; для защиты от коррозии применяют цинковое или иное защитное покрытие. В резиноармированных опорах прочность связи резины с арматурой — нормируемый показатель, а климатическое исполнение опоры указывают по общей системе климатических исполнений.
Главная динамическая характеристика опоры — жёсткость k (сила на единицу деформации). Вместе с массой машины она задаёт собственную частоту системы, от которой зависит вся эффективность виброизоляции.
k
f₀ = (1/2π)·√(k/m)
m
xₛₜ
f₀ = (1/2π)·√(g/xₛₜ)
g
f₀ ≈ 5/√xₛₜ
Чем больше статическая осадка опоры, тем ниже собственная частота и тем эффективнее виброизоляция.
Отсюда — разделение областей применения по частоте: пружинные опоры дают большую осадку и низкую собственную частоту, поэтому эффективны против низкочастотных колебаний тяжёлого оборудования; резиновые опоры лучше работают на более высоких частотах. Пневматические опоры позволяют получить самую низкую собственную частоту и регулировать жёсткость давлением воздуха.
Эффект опоры определяется отношением рабочей частоты возбуждения f к собственной частоте f₀. Коэффициент передачи (доля силы, уходящей в основание) для системы без учёта потерь:
f
f₀
КП = 1 / |(f/f₀)² − 1|
f = f₀
f > √2·f₀
f/f₀
xₛₜ = 4 мм
f₀ ≈ 5/√0,4 ≈ 7,9 Гц
f = 25 Гц
f/f₀ ≈ 3,2
КП ≈ 1/((3,2)² − 1) ≈ 0,11
Опора работает не всегда: в зоне около собственной частоты (f близко к f₀) она усиливает вибрацию. Опору выбирают так, чтобы рабочая частота машины была заметно выше собственной частоты системы; иначе виброизоляция превращается в усилитель колебаний.
Каждая опора имеет рабочий диапазон нагрузки: при недогрузке осадка мала (частота слишком высока, эффект слаб), при перегрузке резина или пружина выходят за расчётный режим. Поэтому подбор начинается с распределения веса по точкам опоры.
Из упругого элемента и металлической арматуры. Упругий элемент — резиновый массив, стальная пружина, полиуретан или пневмокамера — воспринимает и рассеивает колебания. Арматура (верхняя и нижняя стальные крышки, опорные пластины, шпилька или резьба) передаёт нагрузку и крепит опору к оборудованию и основанию.
Обычное крепление создаёт жёсткую связь и передаёт почти все колебания на основание. Виброопора вводит между машиной и фундаментом упругий элемент, который деформируется и рассеивает энергию, снижая передачу вибрации и структурного шума.
Из резины на основе натурального или синтетического каучука (в том числе маслобензо- и озоностойких смесей) либо из рессорно-пружинной стали в пружинных опорах. Применяют также полиуретан и пневмокамеры со сжатым воздухом.
Пружинные дают большую статическую осадку и низкую собственную частоту, поэтому эффективны против низкочастотных колебаний тяжёлого оборудования. Резиновые проще, компактнее, обладают собственным демпфированием и лучше работают на более высоких частотах.
Жёсткость вместе с массой задаёт собственную частоту системы: чем мягче опора и больше статическая осадка, тем ниже собственная частота. Изоляция наступает, когда рабочая частота выше собственной более чем в √2 раза; практический ориентир — отношение частот 3–4.
У опоры есть рабочий диапазон нагрузки. При недогрузке осадка мала, собственная частота высока и эффект слаб; при перегрузке упругий элемент выходит за расчётный режим. Опору подбирают под фактическую нагрузку на точку крепления.
Разделить массу агрегата на число опор с учётом смещения центра тяжести и неравномерности нагрузки. Полученное значение должно попадать в рабочий диапазон выбранной опоры, при котором обеспечивается нужная осадка и отстройка от резонанса.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.