STRUČNO USAVRŠAVANJE
OVLAŠTENIH ARHITEKATA I OVLAŠTENIH INŽENJERA
XII. tečaj 10. i 11. veljače 2012.
TEMA:
"UGRADNJA I TEMELJENJE APARATA I UREĐAJA U SUSTAVIMA GRIJANJA,
VENTILACIJE I KLIMATIZACIJE"
Autori: mr.sc. IVAN CETINIIĆ, dipl.ing.stroj Arhitektonski fakultet, Zagreb Prof.dr.sc. PETAR DONJERKOVIĆ, dipl.ing.stroj DON PROJEKT, Zagreb ZDENKO VAŠATKO, dipl.ing.stroj Trox Austria GmbH, Predstavništvo u RH, Zagreb
Ugradnja i temeljenje g j j japarata i uređaja u sustavima grijanja,
ventilacije i ventilacije i klimatizacijeklimatizacije
Zdenko Zdenko VašatkoVašatko dipldipl. ing.. ing.
Spriječavanje vibracija na izvoruS ij čiti di kt i k t kt đ j dlSpriječiti direktni kontakt uređaja sa podlogomSpriječiti vibracije koje izazivaju neugodu
Produženi vijek trajanjaProduženi vijek trajanjaProtuvibracijski izolatori produžavaju radni vijek uređaja; primjenom izolatora moguća je primjena lakših temeljnih konstrukcijakonstrukcija
Zaštita osobito osjetljive opremeKorištenjem izolatora spriječava se utjecaj vibracija okoliša na j p j j j juređaje. Korištenje protu udarnih izolatora osiguravaju se osjetljivi uređaji.Nema potrebe za održavanjem: gumeno-metalni elementi p j gpreuzimaju radijalna i aksijalna opterećenja
Zašto je potrebito eliminirati vibracije?
...Zbog njihovog štetnog djelovanja na
Ljude
Opremu - Strojeve
Građevine
Utjecaj vibracija na ljude
Vib ij b l ti k lj ž iVibracije bolesti kralježnice,glavobolje, iritacija
Poremećaj sluha, Visoke razine buke umor, poremećaj p jkoncentracije
Rotacijski strojevi ili neuravnoteženi dijelovi
Motori sa unutarnjim sagorjevanjem
Uređaji sa električnim oscilatorima
Zvuk� Zvuk je također vibracija� Vrlo često je zvuk nežaljena pojava i pretvara se u neugodan šum
Kako se širi zvuk?� Kako se širi zvuk? � Kroz strukturu materijala� Kroz zrak u okruženju
Tij lTijelo radijatora
` Éå íê~ä=
CirkulacijsklacrpkaZvučni
t ` Éå íê~ä=ÜÉ~íÉê
most
Strukturni zvuk
Širenje zvukaŠirenje kroz strukturu materijala
Vibracije koju proizvodi vlak se strukturno šire kroz tračnice i može se detektirati na vrlo velikoj udaljenosti.
Strukturni zvukMotor Reduktor PrimjerVibracije iz strojarnice lifta se prenose na cijelu zgradu. Strukturni zvuk se prenosi i do j g pstotine metara kroz betonsku strukturu zgrade.
Mjere zaštiteTemelji strojarnice lifta se vibracijski izoliraju
Okno lifta
Temelji strojarnice lifta se vibracijski izoliraju od ostatka zgrade uz pomoć amortizera. Ponekad je moguće potpuno fizički odvojiti strojarnicu lifta od strukture zgrade.
SpojeviStrukturni zvukKabina
Motor
ReduktorReduktor
Opruga
Općenita primjena u industrijskim postrojenjima
Proizvodnja energijeGeneratori i uređaji za proizvodnju energijeGeneratori i uređaji za proizvodnju energijeEnergija vjetra
Grijanje hlađenje i klimatizacijaGrijanje, hlađenje i klimatizacijaKompresoriVentilatori i ventilatorske jediniceP if i đ jiPeriferni uređaji
Pumpne stanice
Sva oprema koja pri radu proizvodi oscilacije
Željeznica
Tramvaji, Metro, Vlakovi, Lokomotive, Transportni i čPutnički vagoni
PrimjenaPrimarne i sekundarne opruge na postoljimaV č tk bl ži či ib ijVučna motke, ublaživači vibracija. Ublaživači vibracija na Diesel motorimaUblaživači za kompresore itd.Ublaživači za kompresore itd.
Vozila
Kamioni i Autobusi
T k ilTerenska vozilaPrijevoz materijalaTraktori i ostali poljoprivredni strojeviUtovarivači rovokopačiUtovarivači, rovokopači…
Specijalna vozilaP t ž il i t l ij l ilProtupožarna vozila i ostala specijalna vozila
PrimjenaM t iMotoriKabineČitav niz proizvoda za ublažavanje vibracija
Brodogradnja
PrimjenaLagana brodogradnja
P t lj b d kih tPostolja brodskih motoraPostolja malih generatora i uređaja za klimatizaciju
Trgovačka mornaricaTrgovačka mornaricaPropulzijski motori i generatoriSustav ispuhaPostolja za vanjsku opremuPostolja za vanjsku opremuMornarička terenska vozila
Vojna mornaricaVojna mornaricaPropulzijski motori i energetski generatoriPostolja za vanjsku opremuMornarička terenska vozilaMornarička terenska vozila
Što su vibracije?
Svaki objekt ima vlastitu prirodnu frekvenciju titranja i to u 6 smjerova
Primjenom ublaživača vibracija u velikoj mjeri mijenjamo vlastitu frekvenciju objekta
U principu se nastoji smanjiti vertikalna komponenta vibracija na najmanju moguću mjeruvibracija na najmanju moguću mjeru
Pojmovi
f = frekvencija titraji u jedinici vremena
Najčešća jedinica za izražavanje frekvencije: Hz (Hertz) Titraja u sekundiRpm (o/min) okretaja u minuti
PojmoviPojmovi
Dvije osnovne frekvencije opisivane prilikomDvije osnovne frekvencije opisivane prilikom ublaživanja vibracija: 1. Prirodna frekvencija2. Frekvencija poremećaja
Frekvencija poremećaja
Broj titraja u minuti proizvedenih na uređaju ili opremi
Prirodna frekvencija
Sustav sa jednim stupnjem slobode, bez bl ž čublaživača
Promatranje i mjerenje slobodnih titraja u jedinici vremena jejedinici vremena je prirodna frekvencija
Prirodna frekvencija, fn
Frekvencija poremecaja, fd
Jedan stupanj slobode, bez ublaživača
Prirodna frekvencija ovog sustava ovisi samo od dvije čveličine
Hkf 1 HzM
fn π⋅=
2
Pojmovi
Titraj T=1/f Amplituda Ax
(mm)
Titraj T 1/f Amplituda A
t(s)
A lit d AAmplituda A
( )tfAx ⋅⋅= π2sin ( )tfAx ⋅⋅= π2sin
Jedan stupanj slobode, bez ublaživača
( )tfFF d ⋅⋅= π2sin0Poremećajna
silaSa frekvencijom poremećaja fd Rezultatsila poremećaja fd Rezultat kretanja tijela M, Opisan jednadžbom
x F 1x( )tf
fkFx d
d
⋅⋅
⎟⎟⎞
⎜⎜⎛
⋅= π2sin1
12
0
ffn
d⎟⎟⎠
⎜⎜⎝
−1
Sustav sa jednim stupnjem slobode, bez ublaživača
( )tfkFx d ⋅⋅
⎞⎛⋅= π2sin1
20 ( )f
ffk d
n
d⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−1
2
x
Amplituda ovog kretanja se sastoji od dva dijela,
fn ⎠⎝
p g j j j ,
Statička defo macija F iF0
Statička deformacija F0 : i
Faktor pojačanja ili prijenosak
2
1⎞⎛
=f
T1 ⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−
n
d
ff
Faktor pojačanja ili prijenosa
Prijenos T izražava količinu poremećajne sile koja se
1
p j jprenosi na podlogu
2
1
1
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−
=
n
d
ff
Tx
Sustav sa jednim stupnjem slobode, sa ublaživačem
Izraz za prijenos T postaje vrlo kompleksan uvođenjem p jublaživača vibracija
2241 ZD+( ) 2222
22
4141
ZDZZDT
+−+
=d
ffZ = ( )nf
Kako odabrati ublaživače za osiguranje dobre izolacije?
Frekvencija Poremećaja fd je određena prilikom rada puređaja. Varijabla je samo prirodna frekvencija fn
kf 1 HzMkfn π⋅
=2
1
Zaključak: za predmetnu aplikaciju i zadanu frekvenciju ć j f
P t bit j ći i d
poremećaja fd
Potrebito je pronaći prirodnu frekvenciju fn koja osigurava
dfZ = fnfZ
2>df 2>nfnf
Iz toga možemo generalno zaključiti…
Mekši izolator (manja krutost)=
Bolja izolacijaBolja izolacija
Kako pronaći odgovarajući ublaživač za željenom krutošću?
Izraz za procjenu prirdne frekvencije:
fd = 2 stupanj izol. ca.. 62%
Ffrekvencije:
fn = 950 Hz
Fn
= 2.1 stupanj izol. ca.. 70%
= 2 5 stupanj izol ca 80%n
60√d 2.5 stupanj izol. ca.. 80%
= 3.3 stupanj izol. ca.. 90%
= 4.6 stupanj izol. ca.. 95%
fn = 950 Titraja u minuti√d
Napomena tit aja min ti 1 st pnjad = deflection in mm
Napomena: titraja u minuti= 1 stupnja slobode
Izračun samo za vertikalno gibanje
Ublažavanje u 4 točkeUblažavanje u 4 točke
a * M1 + b * M2 = xb
M1 + M2
M1 + M2 = MTota
M1 + M2 MTot
X = centar gravitacije mase a
MT t F
B
L
M1 M2A
x * MTot = FB
2 * L
FB = opterećenje u točki B
MTot – 2 * F = Fx
MTot – 2 * FB = FA
2L
MTotA B
Ublažavanje u 6 točaka
A = 2 a2 + 2 ab + b2 – z (2a+b) 2 (a2 + ab + b2) * P
P
B = b (a+b) + z (a-b) P
z
A B C
2 (a2 + ab + b2)* P
L
a b
C = -ab + z (2 b+a)2 (a2 + ab + b2) * P
Sustav sa dvije mase
MASA 1
Rashladni kompresor
Motorni pogon
Ublaživači vibracija
MASA2
Ublaživači vibracija
12 prirodnih frekvencija
Pojednostavljeni dvostruki sustav
M1M1
M21
M2
M1 = Kompresor2
M2 = Postolje + motor
1 = Višeslojni ublaživač
2 =Visoko učinkoviti D Ublaživač
Sustav sa jednom masom6 stupnjeva slobodeRačunalna analiza= parametri (vidi kasnije)= parametri (vidi kasnije)= izračun= rezultat je 6 prirodnih frekvencijaj p j= odluka
Da li su prirodne frekvencije osigurale dovoljnu izolaciju?D li d l i d ijDa li dolazi do rezonancijeOdluka ovisi o poznavanju frekvencija poremećaja i pri tome proizvedenih sila i momenata
Gibljivi ublaživači su kompromis između: Optimalne izolacijeOgraničenog kretanja i akceleracijeOgraničenog kretanja i akceleracije
Mjerenje vibracija
Amplituda: velika kod malih brzinamala kod velikih brzina
Ubrzanje: malo kod male brzineveliko kod velike brzine
Brzina: najbolje opisuje stanje
VDI 2056
Moment zakretanja
Sila F je proizašla iz djelovanja momenta na jednoj strani motora.U t č ti i bl ži č il k j j i tU sustavu sa četiri ublaživača, sila koju je proizveo moment na jedan ublaživač je: F / 2 N
F = T / x (N)F T / x (N)
F
Fx
Težina svake maseI ij kInercija svake masePoložaj centra gravitacije Pozicija ublaživačaPozicija ublaživačaBroj okretajaSkica uređajaVrsta uređajaSlobodne sile i momenti
Temelj mora biti dovoljno krutPažljivo učvršćenje i pozicioniranje ublaživačaPažljivo učvršćenje i pozicioniranje ublaživačaPodloga ispod ublaživača mora biti ravna kako bi se osiguralo dobro na nalijeganje
ž ž čPrilikom montaže ublaživač je potrebito ostaviti sustav 48 sati u mirovanju kako bi se sustav adaptiraoNakon 48 sati potrebno je provjeriti položaj i eventualno izvršiti naknadnu korekciju položaja.Prilikom dotezanja vijaka obratiti pažnju na zakretanje sustava ili ublaživača vibracijaProvjeriti progib ublaživača, svi ublaživači moraju biti istog progibaProvjeriti da li ublaživač ravnomjerno opterečenNa kraju dotegnuti vijke do propisanog momentaNa kraju dotegnuti vijke do propisanog momenta