Izolace vibrací (anglicky Vibration -isolation, Vibration Control) je schopnost překážky (izolátor vibrací, vibrační podpora) izolovat konstrukci (zařízení, mechanismus atd.) od vibrací, které se přes ni šíří [1] [2] . Číselně se izolace vibrací odhaduje zeslabením vibrací v chráněném objektu po instalaci překážky mezi přijímací bod a prostor, kde se nachází zdroj vibrací. Jednotkou měření je dB.
Zařízení a mechanismy mají spojení s okolními objekty (podpěra - napojení podpěry; potrubí, kabel - bezpodpěrné napojení). Izolace vibrací je výsledkem působení dvou procesů uvnitř překážky - tlumení vibrací a izolace, které jsou dány fyzikálními vlastnostmi materiálu překážek a také konstrukčními vlastnostmi překážky samotné.
Rozlišují se pasivní vibrační izolace, kdy se takový zdroj přídavné energie nevyužívá, a aktivní vibrační izolace, kdy se využívá energie přídavného zdroje [2] .
V systému sestávajícím z hmoty a pružiny, ve kterém se hmota pohybuje rovnoměrně nebo se zrychlením, dochází ke kmitání. Funkci pružiny může plnit karoserie, podpěra nebo rám vozidla. Hromadné vibrace mohou vytvářet hluk a vibrace šířené vzduchem nebo pevnými spoji. Hluk a vibrace jsou zpravidla zdrojem nepohodlí a urychlují opotřebení strojních částí a mechanismů. Proto je v technice zvykem řešit hluk a vibrace.
Jakýkoli materiál má kromě hlavních charakteristik vlastnosti tlumení (tlumení) nebo izolace (snižování amplitudy, odrazu) kmitů. Kámen má například 100% tlumicí vlastnosti a 0% izolační vlastnosti vibrací.
Izolace kmitů v oscilačním systému zajišťuje hladký a pohodlný pokles amplitudy kmitů a tlumení vibrací zajišťuje absorpci vibrační energie. Například vzpěra odpružení automobilu se skládá z pružiny a tlumiče. V tomto případě pružina funguje jako izolátor a tlumič působí jako tlumič vibrací.
Vibrační izolace referenčního spojení je realizována v zařízení zvaném vibrační izolátor (vibrační podpora). Na obrázku je znázorněna závislost rozdílu úrovní vibrací (přenosová funkce), která se měří před a za izolátorem vibrací v širokém frekvenčním rozsahu.
Vibrační izolátorVibrační izolátor (angl. vibrační izolátor, antivibrační část) je vibrační izolátor pro odraz a pohlcování vln vibrační energie šířících se od pracovního mechanismu nebo elektrického zařízení, díky využití efektu tlumení vibrací. Instaluje se mezi těleso přenášející vibrace a chráněné těleso (například mezi mechanismus a základ). Na obrázku jsou vyobrazeny izolátory vibrací řady VI, které se používají v ruské stavbě lodí , například na ponorce St. Petersburg. Zobrazeno "VI" s povoleným zatížením 5, 40 a 300 kg. Liší se velikostí, ale mají podobný design. Konstrukce využívá pryžovou skořepinu, která je vyztužena pružinou. Pryž a pružina jsou pevně spojeny procesem přeměny surové pryže na pryž vulkanizací. Působením hmotnostního zatížení mechanismu se plášť deformuje a závity pružiny se stlačují nebo oddalují. Současně v příčném řezu pružinová tyč, kroucená, interaguje s materiálem pláště a způsobuje v něm smykové deformace. Je známo, že izolace vibrací v zásadě nemůže být provedena bez přítomnosti absorpce vibrací. A pro posouzení účinnosti absorpce vibrací je rozhodující velikost smykové deformace v elastickém materiálu izolátoru vibrací. Působením vibrací nebo rázového zatížení se deformace zvyšují, přičemž jsou cyklické, což výrazně zvyšuje účinnost tohoto zařízení. V horní části konstrukce je umístěna průchodka a ve spodní části příruba, pomocí které je izolátor vibrací připevněn k mechanismu a základu.
Technické úlohy pro izolátory vibracíVibrační izolace nenosného spoje (potrubí) je realizována v zařízení zvaném vibrační izolující trubka.
Tlumič vibracíVibrační izolační odbočka je část potrubí s pružnými stěnami pro odraz a pohlcování vibračních energetických vln šířících se z pracovního čerpadla podél stěny potrubí. Instaluje se mezi čerpadlo a potrubí. Obrázek ukazuje obrázek odbočky izolující vibrace řady VIPB. Konstrukce odbočného potrubí využívá pryžový plášť, který je vyztužený pružinou. Vlastnosti pláště jsou podobné jako plášť vibračního izolátoru. Má zařízení, které zajišťuje neexpanzi ze sil vnitřního tlaku média v potrubí.
Systémy aktivní izolace vibrací obsahují kromě pružiny zpětnovazební obvod, který se skládá ze snímače např. piezoelektrického akcelerometru nebo geofonu, ovladače a pohonu. Hodnoty akcelerometru (vibrace) jsou zpracovávány řídicím obvodem a zesilovány. Poté je signál přiveden do elektromagnetického pohonu. Výsledkem je, že toto potlačení vibrací poskytuje lepší výsledek než konvenční tlumení.