Główne wibroizolatory stosowane w praktyce inżynierskiej to metalowy izolator sprężynowy, izolator linowy, gumowy, metalowo-gumowy i pneumatyczny.
1. Metalowy izolator sprężynowy
Wibroizolator z metalową sprężyną jest najwcześniejszym rodzajem wibroizolatora. Cylindryczny izolator sprężyn śrubowych, stożkowy izolator sprężyn śrubowych i izolator sprężyn motylkowych są szeroko stosowane w inżynierii. Materiały sprężynowe zazwyczaj wybierają stal manganową, stal krzemowo-manganową, stal chromowo-wanadową i tak dalej. Ponieważ stalowa sprężyna ma idealną sprężystość, jej naprężenia i odkształcenia są liniowe w szerokim zakresie, jej parametry materiałowe i konstrukcyjne mogą być zmieniane w szerokim zakresie i mogą spełniać wymagania różnych obciążeń, odkształceń i niższej częstotliwości rezonansowej. Ponadto izolator ze sprężyną śrubową ma zalety niskiego kosztu, braku obawy o korozyjne środowisko i odporność na wysoką temperaturę. Jednak izolator ze sprężyną śrubową ma niewielkie tłumienie, nie może zapewnić wystarczającego tłumienia, aby tłumić wibracje, a jego wydajność izolacji średniej i wysokiej częstotliwości jest słaba.
2. Gumowy wibroizolator
Izolatory gumowe są najczęściej stosowanym typem izolatorów. Znajduje szerokie zastosowanie w dziedzinie izolacji drgań lokomotyw, statków, samochodów, samolotów, mostów i przyrządów. Gumowy izolator wykorzystuje elastyczne odkształcenie lepkosprężystej tłumionej struktury, aby osiągnąć redukcję drgań, która przekształca energię drgań w energię tarcia wewnętrznego wytłumionego materiału i ma wysoką wydajność konwersji. Może być stosowany w stanie ściskanym lub ścinającym. W zastosowaniu, przy rozsądnym doborze parametrów materiału gumowego i konstrukcji tłumiącej, można uzyskać dobrą izolację drgań. Jako najczęściej używany izolator gumowy izolator ma następujące zalety:
(1) Można go wulkanizować w różne kształty, aby spełnić wymagania dotyczące przestrzeni. Twardość można kontrolować, dostosowując skład mieszanki gumowej, aby spełniał wymagania dotyczące sztywności i wytrzymałości we wszystkich kierunkach.
(2) Ma wystarczające tłumienie wewnętrzne i jest odpowiedni w przypadku małych przemieszczeń statycznych oraz krótkich, ale dużych przemieszczeń dynamicznych. Jego efekt izolacji drgań jest dobry, co sprzyja przekraczaniu strefy rezonansowej i tłumieniu drgań i hałasu o wysokiej częstotliwości.
(3) Moduł sprężystości jest znacznie mniejszy niż w przypadku metalu, co może powodować większe odkształcenie sprężyste.
(4) Brak części przesuwnej, łatwy w utrzymaniu.
(5) Mała jakość, łatwa instalacja i demontaż.
Jednak w praktycznym zastosowaniu izolatory gumowe mają również następujące wady:
(1) Odporność na wysoką, niską temperaturę i olej jest gorsza niż materiałów metalowych.
(2) Nie może być bezpośrednio wystawiony na działanie środowiska zewnętrznego i łatwo się starzeje.
(3) Pełzanie i histereza wystąpią w przypadku długotrwałego stosowania przy dużych obciążeniach.
(4) Wydajność izolacji drgań jest słaba przy niskich częstotliwościach.
3. Izolator liny stalowej
Izolator liny stalowej został po raz pierwszy opracowany w Stanach Zjednoczonych pod koniec lat 70. Jest to typowy nieliniowy wibroizolator. Jego charakterystyka tłumienia jest związana z odkształceniami i ma dobrą izolację drgań. Gdy amplituda jest wystarczająco duża, wibroizolator liny stalowej jest rodzajem izolatora drgań, który pochłania i rozprasza energię drgań poprzez suche tarcie między splotkami liny stalowej. Gdy amplituda jest mała, każde pasmo liny w izolatorze liny stalowej nie powoduje tłumienia tarcia na sucho, ale opiera się na elastycznej izolacji drgań elementów liny stalowej. Wibroizolator linowy to nowa generacja elementów elastycznych. Jego zalety zostały stopniowo dostrzeżone przez ludzi i zostały udowodnione w praktycznym zastosowaniu okrętów wojennych, lotnictwa i innych dziedzin. Perspektywa aplikacji jest bardzo szeroka. Wyjątkowe zalety są następujące:
(1) Rozważane są trzy funkcje izolacji drgań, amortyzacji i redukcji hałasu konstrukcji o wysokiej częstotliwości.
(2) Zastosowano linę stalową i szynę ze stali nierdzewnej, które mogą być używane w trudnych warunkach środowiskowych.
(3) Stabilna wydajność, długa żywotność, generalnie nie trzeba wymieniać.
(4) Jego unikalna konstrukcja liny ogranicza efekt fluktuacji wysokiej częstotliwości, którego trudno uniknąć w zwykłych metalowych izolatorach.
(5) Ma oczywiste właściwości nieliniowe i ma doskonałe właściwości w zakresie odporności na wstrząsy i pasywnej izolacji drgań, których inne izolatory nie mogą osiągnąć.
Izolator linowy może powodować duże dynamiczne przemieszczenie, tłumić silne uderzenia oraz pochłaniać i rozpraszać dużą liczbę drgań o niskiej i wysokiej częstotliwości. Jednak tłumienie tarcia suchego izolatora liny stalowej jest niewielkie, a efekt izolacji jest słaby w rezonansie.
4. Wibroizolator z gumy metalowej
Wibroizolator z gumy metalowej to nowy typ wibroizolatora. Ten nowy typ wibroizolatora jest wykonany z drutu metalowego poprzez formowanie spiralne, wydłużanie, nawijanie półfabrykatu, prasowanie matrycowe i inne procesy. Jego wewnętrzna struktura jest przestrzenną strukturą sieciową utworzoną przez przeplatanie i łączenie metalowych drutów. Jednocześnie ma takie same właściwości sprężyste i tłumiące jak kauczuk polimerowy. Kiedy jest zdeformowany przez obciążenie, poślizg, tarcie, wytłaczanie i odkształcenie elastyczne występują między cienkimi metalowymi łańcuchami haczykowymi. Tłumienie tarcia na sucho rozprasza dużą ilość energii drgań i pełni rolę tłumienia drgań i ich buforowania. Ponieważ guma metalowa należy do nieciągłego materiału porowatego, w pewnych warunkach, wraz ze wzrostem czasu wibracji, nie pęknie ona nagle i nie zepsuje się jak ciągły materiał metalowy, ale będzie kumulować uszkodzenia w wyniku miejscowego pęknięcia drutu metalowego w środku. Ponieważ guma metalowa jest wykonana z drutu spiralnego, ma nie tylko taką samą dobrą elastyczność jak materiał gumowy, ale ma również cechy odporności na korozję, odporność na promieniowanie, odporność na wysokie i niskie temperatury, odporność na korozję i odporność na starzenie materiału metalowego. Dlatego izolator z gumy metalowej jest bardzo odpowiedni do stosowania w specjalnych warunkach środowiskowych. Kauczuk metalowy ma również wiele zalet, takich jak łatwość wytwarzania różnych kształtów, różne gęstości względne, niewielka waga, regulowana sztywność oraz wysoka wytrzymałość dynamiczna i statyczna. Obecnie izolatory z gumy metalowej są szeroko stosowane w motoryzacji, marynarce, lotnictwie i innych dziedzinach.
5. Izolator pneumatyczny
Sprężyna pneumatyczna to rodzaj sprężonego powietrza, które jest wpuszczane do szczelnego pojemnika, a jego funkcję wyraża ściśliwość gazu. Wspólny tłumik drgań ze sprężyną powietrzną składa się z korpusu sprężyny, dodatkowej komory powietrznej i regulatora wysokości.
