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

Oscilacije uzrokovane ne uravnoteženim masama i ostali čimbenici koji uzrokuje akceleracijske sile.

Rotacijski strojevi ili neuravnoteženi dijelovi

Motori sa unutarnjim sagorjevanjem

Uređaji sa električnim oscilatorima

Prigušenje vibracija

Npr. Smanjenje prenesene sile na dozvoljenu (propisanu) razinu

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

Izračun stupnja slobode

Tijelo ima šest stupanja slobode:3 Translacije3 Rotacije

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, bez ublaživača

1T 2

1 ⎟⎟⎞

⎜⎜⎛

−

=d

ff

T

⎟⎠

⎜⎝ nf

dfZn

d

ffZ =

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

Što je to dobo ublažavanje vibracija?

f 2>df 2>fnf

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

a prirodna frekvencija…

Na nju možemo utjecati promjenom krutosti kp j

Hzkf = 1 HzM

fn π⋅2

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

To možemo odrediti samo promjenom krutosti k

f

n

d

ffZ =

Hkf 1 HzM

fn π⋅=

2

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

Dijagram izolacije

rpm (Hz

)

Progib (mm)

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

T = moment u Nm

Moment zakretanja

T = moment u Nm

c=Ek FF (N)

F (N)

T = F * xx (m)

F = T / x (N)

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