Soner BİÇER

Beta Mühendislik Metal İmalat San. ve Tic. Ltd. Şti.

 

Geçmişte istenmeyen makine titreşimlerinin izolasyonu için bir mantar parçası veya kauçuk üzerine oturtulması yeterli görülürdü. Fakat günümüzde daha iyi bilgiler ve yüksek beklentiler sonucunda bu geleneksel çözümler hem büyük binalarda hem de genel endüstriyel çevrelerde yetersiz kaldı.

 

Bina yapımlarında, gelişmiş tasarımlar daha hafif fakat çok daha esnek yapılara izin vermektedir. Aynı zamanda, artan güçlü klima-havalandırma ve yardımcı cihaz gereksinimleri ortaya çıkmaktadır ve bunlar daha çok en üst katlardaki makine dairelerine monte edilmektedir. Bunun sonucunda cihaz titreşimi büyük bir problem olarak gündeme gelmektedir.

 

Benzer olarak genel endüstride de çalışanların ağır titreşim ve bina gürültülerinden arındırılmış daha gelişmiş yaşam ve iş ortamı talepleri, titreşim ve bina gürültüsünün iyileştirilmesi ihtiyacını arttırmıştır. İyi bir sonuç elde edilebilmek için hesaplanmış bir titreşim kontrolü yapılması gerekir.

 

Statik Çökmenin Önemi

Titreşim izolasyonu cihazın kendi ağırlığı altında sıkışan kauçuk veya yay gibi elastik montaj elemanları üzerine oturtularak sağlanabilir. Elde edilen izolasyonun derecesi montaj elemanının sıkışma miktarı (statik çökme) ile doğrudan orantılıdır. Elde edilen statik çökme arttıkça o denli iyi titreşim izolasyonu sağlanır.

 

İzolasyon Verimliliği

Herhangi bir elastik izolasyon sisteminin etkinliği izolasyon verimi terimiyle ifade edilir. Bu ise; izolatörler tarafından sönümlenen toplam titreşim gücünün yüzdesi ile tanımlanır.

 

Grafiği kullanarak, basit bir yaylı sistemin izolasyon verimi statik çökme ve rahatsız edici frekans değerleri bulunabilir. Kauçuk izolatörler için daha doğru bir hesaplama statik çökme yerine dinamik doğal frekans değerleri kullanılarak yapılabilir. Herhangi bir durumdaki izolasyon verimini değerlendirirken aşağıdaki durumlar göz önüne alınmalıdır.

• Cihaz tipi ve çalışma aralığı

• Titreşime neden olan gücün doğası ve yüksekliği

• Cihaz hareketlerindeki kısıtlamalar (atalet bloklarına bakınız)

• Cihazın bina içinde bulunduğu yer

 

Örneğin %80 izolasyon verimi, giriş katına yerleştirilmiş olan 5 kW gücündeki bir cihaz için tatmin edicidir belki, fakat özellikle de değerli bir ofise veya yerleşim birimine bitişik esnek üst kat zeminine monte edilen 100 kW gücündeki bir cihaz için tamamen yersizdir. Böyle bir durumda %97’ye yakın bir izolasyon verimi istenir. 

 

Statik Çökme Rehberi rahatsız edici frekans, statik çökme ve montaj noktası arasındaki önemli teorik ilişkiyi özetlemektedir.

 

İzolatör Seçimi

Titreşim kontrol problemlerine geniş kapsamlı etkili ve ekonomik çözümlere doğru seçimlerin yapılmasıyla ulaşılabilir. Bunlar;

 

Yaylı Elemanlar

• Kapalı, açık ve düşey sınırlandırılmış

• Kauçuklar Tek ve çift çökmeli

• İzolatör askıları Kauçuk, kauçuk /yay ve yay elemanları

• Pad elemanlar Neoprene,mantar ve mantar/neoprene sandviç

• Özel ürünler Yüzer zemin montaj elemanları, sismik montaj elemanları, şok izolatörleri

 

Aşağıdaki Cihaz Tipi Seçme Rehberi tipik titreşim kaynaklarını ve önerilen uygun izolatörleri göstermektedir.

Fotoğraflar:

Üstte: Pendelum elemanlarla desteklenmiş atalet blokları üzerine monte edilmiş dizel jeneratör.

 

Altta : Yay ve kauçuk askılarla desteklenmiş  Chiller su boru bağlantıları.

 

Atalet Blokları

İzolasyon sisteminin verimli olabilmesi için, elastik olarak desteklenmiş cihaz titreşim gücüne bağlı olarak serbetçe hareket edebilmesi gerekir. Hareketin derecesi montaj esnekliği ve destekleme elemanının kütlesi gibi çeşitli faktörlere bağlıdır.

Genel olarak, rahatsız edici güçlere bağlı olarak cihaz ağırlaştıkça titreşim hareketi azalacaktır. Cihazın merkez ağırlığının arttırılması, borulama ve bağlantılar üzerindeki baskının minimum olması için gerekli olan cihaz hareketinin sınırlandırılmasına yardımcı olur. Bu genellikle cihazı beton bir blok üzerine monte ederek ve toplam kütleyi elastik montaj elemanlarıyla destekleyerek elde edilebilir.

 

Eğer statik çökme sabit kalırsa, ilave kütle sistemin izolasyon verimini etkilemeyecektir. Fakat atalet bloğun hem büyüklüğü hem de şekli cihaz hareketinin azaltılmasında etkin bir rol oynadığı için bloğun tasarımı tüm destek sisteminin bütünleyici bir parçası olarak yapılmalıdır.

 

Atalet blokları her türlü montajda etkilidir, fakat yüksek çökme elemanı gerektiren veya cihazların yüksek titreşim güçleri ürettiği yerlerde daha çok yaygın olarak kullanılmaktadır. Örneğin, düşük hızlı tek silindirli hava kompresöründe yeterli izolasyon elde etmek için yüksek çökme elemanı kullanılması gerekir, bu nedenle genellikle titreşim hareketi miktarını azaltmak için atalet bloklar kullanılır.

 

Borulama Desteği 

Elastik montaj elemanıyla monte edilmiş cihazlara bağlı borular ve kanallardan etraftaki yapıya titreşim geçişini önlemek ve cihazın serbest hareketini sağlamak için borular esnek olarak asılmalıdır.

 

Boruların geçiş geometrisine, destek yapısının tipine ve oluşan dirsek sayılarına bağlı olarak borular titreşim kaynağından en az 100 boru çapı mesafesi kadar elastik olarak asılmalıdır.Titreşim kaynağından uzak noktalarda izolasyondaki azalmalar kabul edilebilir olmasına rağmen askıların izolasyon verimi cihazı destekleyen izolatörlerin verimine eşit olmalıdır. Borulama şekli nedeniyle izolasyon askılarının sınırlandırıldığı yerlerde, cihaz ve borular arasına esnek bağlantı elemanları monte edilmelidir. Böyle durumlarda cihazın hareketinin azaltılması açısından atalet bloklarının kullanımı da göz önünde bulundurulmalıdır.

 

Statik Çökme Rehberi 

Tabloda izolasyon verimi ve çalışma hızı değerlerine göre gerekli statik çökme ve izolaör tipi verilmiştir. Çeşitli çalışma hızları için yaklaşık izolasyon verim seviyeleri tavsiye edilmektedir.  Tabloyu kullanmak için, istenen izolasyon verimini ve makine rahatsız edici frekansına (çalışma hızı) karşı minimum statik çökme değerini okuyunuz.

 

Birisi giriş katı montajları için, diğeri üst kat montajları için olmak üzere iki statik çökme değeri gözükmektedir. Uygun olan değeri seçiniz. Kauçuk ve kauçuk levha montaj elemanları statik çökmeleri, dinamik doğal frekansa bağlı olarak yaklaşık bir seçim yapabilmek için ortalama malzeme sertliğine göre ayarlanmıştır. (İzolasyon verimlilik grafiğine bakınız.)

 

İzolasyon Verimlilik Grafiği

Aşağıdaki grafik, sağlam bir temel üzerindeki basit bir sistem izolasyonu için izolasyon verimi, rahatsız edici frekans ve statik çökme (dinamik doğal frekans) arasındaki teorik ilişkiyi göstermektedir. Farklı uygulamalar için izolasyon verim aralıklarını gruplandırılmış olarak göstermektedir. 

 

Grafiği kullanmak için cihazın en düşük dönme frekansını belirleyiniz ve bunu rahatsız edici frekans olarak kabul ediniz. İstenen izolasyon yüzdesine karşılık gelen çapraz çizgiyi kesene kadar düşey olarak hareket ediniz, kesim noktasından yatay olarak sola doğru hareket ediniz ve dinamik doğal frekansı veya istenen statik çökmeyi okuyunuz. 

 

Yaylı montaj elemanlı sistemlerde doğru izolatörü seçmek için statik çökmeyi kullanmak yeterlidir. Fakat kauçuk ve kauçuk plaka montaj elemanlarının seçimi dinamik doğal frekansa göre yapılmalıdır. 

 

Titreşim Elemanlarının Kullanımı

Başarılı bir titreşim kontrolü için bazı basit kurallar:

Mümkün olduğunca bütün elemanların statik çökme değerlerini birbirine oldukça yakın olacak şekilde seçilmelidir. Ve montaj destek noktaları üniform olarak yerleştirilmelidir.

 

Etkin bir izolasyon için elastik montaj elemanının serbest hareketi gereklidir.

Özellikle yüksek çökmeli elemanların kullanıldığı yerlerde, serbest hareket için cihaz etrafında yeterli boşluk bırakıldığından emin olunuz, özellikle cihazın altında.

Elastik destekli cihazlara yapılan bütün bağlantılar esnek olmalı (borulama desteğine bakınız). Cihaz hareketinin kısıtlanması ve sabit bağlantılar izolasyon sistemini by-pass ederek titreşim gürültüsünün etrafa taşınmasına yardım ederler.

3. Eğer montaj elemanları cihaz etrafında birbirine çok yakın konulursa çok ağır bir makine özellikle dar bir zemine monte edildiği zaman dengesiz olur. Bu dengesizlik, montaj elemanlarını birbirinden uzaklaştıran ve cihazın düşey merkez yer çekimine daha yakın montaj noktalarını yükselten dış destekleme kullanılarak önlenilebilir.

4.   Tahrik elemanlarının yanlış ayarlanmasını önlemek için elastik destekleme cihazları sağlam bir zemin gereklidir. Makine zeminindeki herhangi bir esneklik atalet bloğu veya çelik bağlantılar kullanılarak yok edilmelidir. 

5.   Borulama kanal vs. gibi bağlantılar zemin üzerine elastik elemanlar ile monte edilmiş cihazlar üzerinde ölü yük oluşturacakları için onların ağırlıkları ayrıca desteklenmelidir.