Os principais isoladores de vibração usados na prática de engenharia são isoladores de mola de metal, isoladores de cabos de aço, isoladores de borracha, isoladores de borracha de metal e isoladores de molas de ar.
1. Isolador de mola de metal
O isolador de vibração de mola de metal é o primeiro tipo de isolador de vibração. O isolador cilíndrico de mola helicoidal, o isolador cônico de mola helicoidal e o isolador de mola borboleta são amplamente utilizados na engenharia. Os materiais de mola geralmente escolhem aço manganês, aço silício manganês, aço cromo-vanádio e assim por diante. Como a mola de aço tem elasticidade ideal, sua tensão e tensão são lineares em uma grande variedade, seus parâmetros materiais e estruturais podem ser alterados em uma grande variedade e podem atender aos requisitos de diferentes cargas, deformações e menor frequência de ressonância. Além disso, o isolador de mola helicoidal tem as vantagens de baixo custo, sem medo de ambientes corrosivos e resistência a altas temperaturas. No entanto, o isolador de mola helicoidal possui um pequeno amortecimento, não pode fornecer amortecimento suficiente para suprimir a vibração, e seu desempenho de isolamento de média e alta frequência é ruim.
2. Isolador de vibração de borracha
Isoladores de borracha são o tipo de isolador mais utilizado. É amplamente utilizado no campo do isolamento de vibrações de locomotivas, navios, automóveis, aeronaves, pontes e instrumentos. O isolador de borracha utiliza deformação elástica da estrutura amortecida viscoelástica para obter redução da vibração, que converte energia vibratória em energia de atrito interna do material amortecido e possui alta eficiência de conversão. Pode ser usado no estado de compressão ou cisalhamento. Na aplicação, se os parâmetros do material de borracha e da estrutura de amortecimento forem selecionados razoavelmente, é possível obter um bom isolamento de vibração. Como isolador mais utilizado, o isolador de borracha tem as seguintes vantagens:
(1) Pode ser vulcanizado em várias formas para atender aos requisitos de espaço. A dureza pode ser controlada ajustando a composição da formulação de borracha para atender aos requisitos de rigidez e resistência em todas as direções.
(2) Possui amortecimento interno suficiente e é adequado para casos de pequeno deslocamento estático e deslocamento dinâmico pequeno mas grande. Seu efeito de isolamento de vibração é bom, propício para atravessar a zona de ressonância e atenuar vibrações e ruídos de alta frequência.
(3) O módulo de elasticidade é muito menor que o do metal, que pode produzir maior deformação elástica.
(4) Nenhuma parte deslizante, fácil de manter.
(5) Pequena qualidade, fácil instalação e desmontagem.
No entanto, em aplicações práticas, os isoladores de borracha também apresentam as seguintes deficiências:
(1) A resistência a alta, baixa temperatura e óleo é inferior à dos materiais metálicos.
(2) Não pode ser exposto diretamente ao ambiente externo e é fácil de envelhecer.
(3) A fluência e a histerese ocorrerão quando aplicadas a grandes cargas por um longo período de tempo.
(4) O desempenho do isolamento de vibração é ruim em baixas frequências.
3. Isolador de cabo de aço
O isolador de cabo foi desenvolvido pelos Estados Unidos no final da década de 1970. É um isolador de vibração não linear típico. Sua característica de amortecimento está relacionada à deformação e apresenta bom desempenho de isolamento de vibração. Quando a amplitude é grande o suficiente, o isolador de vibração do cabo de aço é um tipo de isolador de vibração que absorve e dissipa a energia da vibração, amortecendo o atrito seco entre os fios do cabo de aço. Quando a amplitude é pequena, cada fio do isolador do cabo não produz amortecimento por atrito a seco, mas depende do isolamento da vibração elástica dos componentes do cabo. O isolador de vibração de cabo de aço é uma nova geração de elementos elásticos. Suas vantagens foram gradualmente reconhecidas pelas pessoas e foram comprovadas no uso prático de navios de guerra, aeroespaciais e outros campos. A perspectiva do aplicativo é muito ampla. As vantagens pendentes são as seguintes:
(1) São consideradas as três funções de isolamento de vibração, amortecimento e redução de ruído da estrutura de alta frequência.
(2) São adotados cabos de aço inoxidável e talas de aço inoxidável, que podem ser usados em condições ambientais adversas.
(3) Desempenho estável, longa vida útil, geralmente não precisam ser substituídos.
(4) Sua estrutura de cabo exclusiva restringe o efeito de flutuação de alta frequência que é difícil de evitar em isoladores comuns de metal.
(5) Possui características não lineares óbvias e excelentes características em resistência a choques e isolamento passivo de vibrações que outros isoladores não conseguem alcançar.
O isolador de cabo de aço pode produzir grande deslocamento dinâmico, atenuar forte impacto e absorver e dissipar um grande número de vibrações de baixa e alta frequência. No entanto, o amortecimento por fricção a seco do isolador de cabos de aço é pequeno e o efeito de isolamento é pobre em ressonância.
4. Isolador de vibração de borracha de metal
O isolador de vibração de borracha de metal é um novo tipo de isolador de vibração. Este novo tipo de isolador de vibração é feito de fio de metal através de formação em espiral, alongamento, enrolamento em branco, prensagem e outros processos. Sua estrutura interna é uma estrutura de rede espacial formada pelo entrelaçamento e interligação de fios metálicos. Ao mesmo tempo, possui as mesmas propriedades elásticas e de amortecimento do material de borracha de polímero. Quando é deformado por carga, ocorre deslizamento, atrito, extrusão e deformação elástica entre as correntes de gancho do fio de metal fino. O amortecimento por fricção a seco dissipa uma grande quantidade de energia de vibração e desempenha o papel de redução e amortecimento de vibração. Como a borracha metálica pertence ao material poroso descontínuo, sob certas condições, com o aumento do tempo de vibração, ela não se quebra repentinamente e falha como material metálico contínuo, mas acumula danos devido à fratura local do fio de metal dentro dele. Como a borracha de metal é feita de fio espiral, ela não apenas possui a mesma boa elasticidade que o material de borracha, mas também possui características de resistência à corrosão, resistência à radiação, resistência a altas e baixas temperaturas, resistência à corrosão e resistência ao envelhecimento do material metálico. Portanto, o isolador de borracha de metal é muito adequado para uso em condições ambientais especiais. A borracha de metal também tem muitas vantagens, como fácil de ser transformada em várias formas, várias densidades relativas, peso leve, rigidez ajustável e alta resistência dinâmica e estática. Atualmente, os isoladores de borracha de metal são amplamente utilizados nos campos automotivo, naval, aeroespacial e outros.
5. Isolador de mola pneumática
A mola pneumática é um tipo de ar comprimido que é liberado em um recipiente selado e sua função é incorporada pela compressibilidade do gás. O isolador de vibração de mola de ar comum consiste em corpo de mola, câmara de ar adicional e controlador de altura.
