ارتعاش یکی از مشکلات رایج در بسیاری از تجهیزات صنعتی و تاسیساتی است. دستگاه هایی مانند پمپ ها، فن ها، کمپرسورها، چیلرها و ژنراتورها هنگام کار ارتعاش تولید می کنند. این ارتعاش اگر کنترل نشود می تواند باعث انتقال لرزش به سازه ساختمان، ایجاد صدا، کاهش عمر تجهیزات و حتی خرابی قطعات شود. یکی از موثرترین روش ها برای کنترل این پدیده استفاده از لرزه گیر مکانیکی است.
لرزه گیر مکانیکی قطعه ای است که بین دستگاه و سازه نصب می شود و با جذب یا کاهش ارتعاش، از انتقال آن به محیط جلوگیری می کند. استفاده از این تجهیزات در صنایع مختلف، سیستم های تهویه مطبوع، نیروگاه ها و بسیاری از ماشین آلات صنعتی بسیار رایج است.
لرزه گیر مکانیکی چیست؟
لرزه گیر مکانیکی وسیله ای است که برای کاهش انتقال ارتعاش از یک منبع ارتعاشی به سازه یا تجهیزات اطراف استفاده می شود. این قطعه معمولا از مواد الاستیک یا سیستم های فنری ساخته می شود و با ایجاد جداسازی ارتعاشی، میزان انتقال نیرو و لرزش را کاهش می دهد.
در واقع لرزه گیر مانند یک واسطه انعطاف پذیر عمل می کند. زمانی که دستگاه شروع به لرزش می کند، لرزه گیر بخشی از انرژی ارتعاشی را جذب کرده و مانع انتقال کامل آن به سازه می شود. این عملکرد باعث کاهش صدا، جلوگیری از آسیب به سازه و افزایش عمر مفید تجهیزات می شود.
استفاده از لرزه گیر مکانیکی در بسیاری از سیستم های صنعتی و تاسیساتی اهمیت زیادی دارد. ارتعاشات کنترل نشده می توانند مشکلات متعددی ایجاد کنند. مهم ترین مزایای استفاده از لرزه گیر مکانیکی عبارتند از:
کاهش انتقال ارتعاش به سازه ساختمان
افزایش عمر مفید تجهیزات و قطعات مکانیکی
کاهش آلودگی صوتی و صدای ناشی از کار دستگاه ها
افزایش ایمنی سیستم های صنعتی
بهبود عملکرد تجهیزات و کاهش استهلاک
به همین دلیل در طراحی بسیاری از سیستم های مکانیکی استفاده از لرزه گیر به عنوان یک بخش ضروری در نظر گرفته می شود.
لرزه گیر مکانیکی در انواع مختلفی طراحی و ساخته می شود تا بتواند شرایط کاری متفاوت را پوشش دهد. دو نوع رایج و پرکاربرد در صنایع مختلف شامل لرزه گیر لاستیکی و لرزه گیر فنری هستند.
لرزه گیر لاستیکی یکی از پرکاربردترین انواع لرزه گیر مکانیکی است. این نوع لرزه گیر از مواد الاستومری مانند لاستیک طبیعی یا لاستیک مصنوعی ساخته می شود و به دلیل انعطاف پذیری بالا قادر است بخش قابل توجهی از انرژی ارتعاشی را جذب کند.
این نوع لرزه گیر معمولا در زیر تجهیزاتی مانند پمپ ها، فن ها، دستگاه های تهویه مطبوع، چیلرهای کوچک و تجهیزات سبک تا متوسط استفاده می شود. خاصیت میرایی طبیعی لاستیک باعث می شود که علاوه بر کاهش ارتعاش، میزان انتقال صدا نیز کاهش پیدا کند.
از مهم ترین مزایای لرزه گیر لاستیکی می توان به نصب آسان، قیمت مناسب و توانایی جذب ارتعاشات با دامنه کم تا متوسط اشاره کرد. با این حال در شرایطی که بار بسیار سنگین باشد یا دمای محیط بالا باشد ممکن است عملکرد آن محدود شود.
لرزه گیر فنری نوع دیگری از لرزه گیرهای مکانیکی است که در آن از فنر فلزی برای کاهش ارتعاش استفاده می شود. در این سیستم فنر به عنوان عنصر اصلی جداسازی ارتعاش عمل می کند و می تواند بارهای سنگین را تحمل کند.
لرزه گیرهای فنری معمولا در تجهیزات سنگین صنعتی مانند کمپرسورها، ژنراتورها، چیلرهای بزرگ و ماشین آلات صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. این نوع لرزه گیر به دلیل سختی کمتر نسبت به لاستیک می تواند فرکانس طبیعی پایین تری ایجاد کند و در نتیجه در کاهش ارتعاشات با فرکانس پایین عملکرد بهتری دارد.
از مزایای مهم لرزه گیر فنری می توان به تحمل بار بالا، دوام زیاد و مقاومت در برابر شرایط محیطی مختلف اشاره کرد. البته فنر به تنهایی میرایی کمی دارد و به همین دلیل در برخی طراحی ها از ترکیب فنر با قطعات لاستیکی یا دمپر برای افزایش جذب ارتعاش استفاده می شود.
انتخاب لرزه گیر مناسب برای یک سیستم مکانیکی نیازمند بررسی چند عامل مهم است. وزن دستگاه، فرکانس ارتعاش، شرایط محیطی و میزان کاهش ارتعاش مورد نیاز از جمله پارامترهایی هستند که در انتخاب نوع لرزه گیر تاثیر دارند.
اگر لرزه گیر به درستی انتخاب نشود ممکن است عملکرد مطلوبی نداشته باشد یا حتی باعث افزایش ارتعاش شود. به همین دلیل مهندسان معمولا با تحلیل دینامیکی سیستم و بررسی شرایط کاری دستگاه، مناسب ترین نوع لرزه گیر را انتخاب می کنند.
لرزه گیر مکانیکی یکی از اجزای مهم در کنترل ارتعاش در سیستم های صنعتی و تاسیساتی محسوب می شود. این تجهیزات با کاهش انتقال لرزش و صدا از دستگاه ها به سازه، نقش مهمی در افزایش عمر تجهیزات و بهبود عملکرد سیستم ها دارند. از میان انواع مختلف لرزه گیر، لرزه گیر لاستیکی و لرزه گیر فنری از پرکاربردترین گزینه ها در صنایع مختلف هستند و هر کدام با توجه به شرایط کاری خاص مورد استفاده قرار می گیرند.
Rao, S. S. Mechanical Vibrations. 5th Edition. Pearson Education, 2011.
Harris, C. M. and Piersol, A. G. Harris’ Shock and Vibration Handbook. 6th Edition. McGraw Hill, 2010.
Den Hartog, J. P. Mechanical Vibrations. Dover Publications, 1985.
.jpg "لرزه گیری مکانیکی")
.jpg "لرزه گیر مکانیکی، ابزاری هوشمند جهت مقابله با لرزش تأسیسات")