Звуко-виброизолированный стол под ЧПУ Фрезер.

[NIX]

Пытаюсь спроектировать звуко-виброизолирующий стол.
Необходимо заглушить работу ЧПУ фрезера по алюминию.
(фрезы до 3мм, шпиндель 20-40000 оборотов в минуту)
Масса станка 400кг.

Т.е. задача немножко обратная, не чтобы станок не слышал, а чтобы его
не было слышно всем вокруг.

К сожалению, тип зашумления могу оценить только "на слух", если есть
хорошие способы померять что конкретно надо глушить, буду рад подсказке.
Если говорить о слышимом звуке, то кроме ВЧ преобладает на уровне 400гц
шум "шпинделя" (20000-40000 оборотов). Слушал через негерметичную дверь.

Соответственно есть идея собрать стол, и звукоизолировать его по всем
"стыкам", интересуют материалы, которые лучше использовать:

1. Подложить что-то под станок, между станком и столешницей
2. Проложить две столешницы чем-то.
3. Отдельно интересует из чего лучше сделать эти столешницы,
чтобы они не исполняли роль "рояльной дэки". Насколько бакелизованая
фанера адекватный материал, или нужно подумать о металле ?
4. Проложить что-то в точке крепления столешницы к ногам,
возможно прекрепить специальным крепежом, каким ?
5. Сами ножки поставить на какие-то виброопоры, какие ?
Возможно что-то приклеить к самим виброопорам снизу дополнительно ?

Отдельно хочется сделать "кабинет", т.е. коробку надеваемую сверху,
вопрос из какого лучше материала его сделать ?

Есть какие-то соображения по материалам ?
Какого уровня звукоизоляции можно достичь хоть в каких-то величинах ?

PS. Плавающий пол во всём помещении делать не хотелось-бы.
Дорого и сложно в реализации. Хочется как-то изолировать только станок.

[Наталья Ширгина]

Добрый день,

Можно изолировать сам станок, но при отсутствии массивного основания велика вероятность, что вся конструкция возбудится на резонансной частоте, и эффекта от виброизоляции не будет, ситуация наоборот может ухудшиться. Для того, чтобы виброизоляция была эффективной, основание под виброизолирующими опорами должно быть массивным. Поэтому имеет смысл виброизолировать сам стол в месте его установки на перекрытие, при этом устраивается плита основания (либо ж/б, либо из наборная из листовых материалов - ГВЛ, фанера) под конструктив оборудования, и уже она устанавливается на виброопоры. Для виброизоляции могу порекомендовать материал Sylomer SR, марка его вычисляется исходя из массы конструкции, частоты вращения и размера опор. Масса выполняемой плиты должна превышать массу оборудования вместе со столом.

Короб для оборудования должен быть выполнен из массивных материалов. Это может быть, например, короб из листов ГВЛ в 3 слоя, с внутренней стороны короб должен быть обклеен звукопоглощающим материалом, в качестве которого может выступать, например Ecophon TAL. Короб должен быть установлен на виброизолированную фундаментную плиту основания, без касания перекрытия.

[NIX]

К сожалению, нагрузка на перекрытия лимитирована, и в целом не хотелось бы в месте его установки отливать
какие-то дополнительные конструкции. (станок мобилен)

Про массивность понятно, непонятно почему станина самого станка не является тем самым массивным основанием.
Он фактически смонтирован на чугунной плите, почему нельзя его поставить на изоляционный материал, использовав
вес самого станка, "для массы" ? Хочется перенести место гашения колебаний поближе к месту их возникновения.
Это пагубное желание ?

Под виброизолирующими опорами (под ножками) предполагался пластиковый "технический" пол поверх бетонной стяжки,
что уж тут более массивное может быть ? Зачем еще один слой этого пола "лить" ?

Имеет ли смысл в целях увеличения звукоизоляции делать все обозначенные на чертеже "прокладки", или следует всю
её делать в каком-то одном месте ?
Есть ли у вас в продаже подходящие ножки-виброопоры ?

Sylomer SR предлагаете в каком месте использовать ?
Столешницу лучше из какого материала исполнить ?

[Николай Канев]

Здесь есть несколько соображений:
1. Массы самого оборудование невсегда достаточно для эффективного снижения вибрации, именно поэтому на практике применяются основания, масса которых многократно превышают массу изолируемого оборудования.
2. Если виброизолирующий слой проложить на столе, то не решится проблема ВИ самого стола. Это "хлипкая" многорезонансная конструкция, поэтому он сам по себе может давать негативные эффекты.
3. На нашем опыте было мало удачных случаев изоляции только ножек стола, а проблемы с устойчивостью этого стола или другого похожего основания были.
4. При изоляции только ножек, не изолируются пол по станком в части воздушного шума, а такую задачу вы тоже поставили

В связи с этим, повторю рекомендацию Натальи о необходимости применения массивного основания под столом, основание в свою очередь установливается на виброизолрующий слой.
Если не хотите мокрых работ, основание можно выполнить из нескольких слоем фанеры или ГВЛ.

[NIX]

К сожалению, получается только итерационно.
Возможно, существует типовое решение моей проблемы, где его посмотреть ?

1. Массы самого оборудование невсегда достаточно для эффективного снижения вибрации, именно поэтому на практике применяются основания, масса которых многократно превышают массу изолируемого оборудования.

Это понятно. Верно ли будет говорить, что для успешного использования массы оснований станок должен быть наиболее жестко
с ними соединён ?
Как оценить достаточна ли масса самой станины станка ?

2. Если виброизолирующий слой проложить на столе, то не решится проблема ВИ самого стола. Это "хлипкая" многорезонансная конструкция, поэтому он сам по себе может давать негативные эффекты.

Но ведь стол будет "отрезан" от вибрации слоем виброизоляции между двумя частями "столешницы" ?
Или я неверно понимаю, и виброизоляция не является преградой, в лишь позволяет уменьшить колебания
того что до неё и того что после ?

3. На нашем опыте было мало удачных случаев изоляции только ножек стола, а проблемы с устойчивостью этого стола или другого похожего основания были.

Если нужно я готов от ножек отказаться, или редуцировать их до очень малой высоты (см ниже)

4. При изоляции только ножек, не изолируются пол по станком в части воздушного шума, а такую задачу вы тоже поставили

Но я ведь не только ножки изолирую. Если я виброизоляцию по схеме сверху размещаю между двумя кусками столешницы, то я ожидаю
виброизолировать и ножки тоже. Это порочная идея ?


***
Тут в результате очередного раунда обдумывания в голову пришла следующая мысль.
Оборудование ЧПУ - люди с ним почти не работают.
Имеет ли смысл ставить его на ножки ?
Иными словами: даст ли в смысле звукоизоляции существенное улучшение отказ от приподнимания
станка над полом, и установка его на некое основание лежащее поверх пола ?
(основание замечу мобильное, т.к. точка установки может меняться)

В текущем помещении мы имеем стяжку и поверх неё пластиковый технический пол.
Что в идеале нужно положить поверх этого всего, под станину станка ?
Имеет ли смысл думать в этом направлении ?

[Николай Канев]

Думать имеет смысл в любом случае))

По поводу наших рекомендаций - мы предложили вам наиболее подходящее решение на основании своих знаний и опыта. Но вы совершенно не обязаны ему следовать, конечно, вы можете сначала пропробовать самое простое решение - развязать станок от пола. Видимо, такой подход и будет самым рациональным: начать с простых в плане реализации решений и далее переходить к сложным, пока не добъетесь удовлетворительного результата.

[NIX]

Вот ей богу ответ в стиле "консультации по проектированию стоят $$/час, обращаться туда-то" вместо завуалированных
посылов был бы в разы всем нам полезнее...

К сожалению, итерационно тут двигаться не получится, в силу специфики крайне желательно с первой попытки "угадать",
поэтому итерационно хотелось двигаться при проектировании всего этого "безобразия".
Готовые решения для крупного машиностроения мне тоже увы не подходят.

[Наталья Ширгина]

Здравствуйте, NIX,

Действительно, Вы можете подложить под станину станка виброизолирующий материал и поставить на пол. В этом случае Вы избегаете возможности переизлучения вибрации более легкой конструкцией стола. В качестве виброизулирующего материала можно применить Sylomer SR. Для определения марки материала необходимо знать не только массу станка, но и размеры опорной части станины.
Наиболее эффективный способ - использование массивного основания и прокладка виброизолирующих опор под ним были уже описаны в предыдущих постах.

[NIX]

>Наиболее эффективный способ - использование массивного основания и прокладка виброизолирующих опор под ним были уже описаны в предыдущих >постах.

Я честно говоря чем дальше, тем больше "теряюсь".
Если у меня конструкция типа "стол", то "в предыдущих постах" мне обещали что оно будет "дребезжать", неужели это наиболее эффективный способ ?
Неужели установка на пол массивного основания, а поверх него станка не будет более эффективна ?
(при этом мобильность сохраняется, т.к. это не часть фундамента)
Можно ли оценить хоть в каких-то цифрах наибольшую возможную выгоду в случае отказа от стола ?

Это с одной стороны.

С другой стороны абсолютно "неосвещенным" остался момент "почему станина самого станка не является массивным основанием" ?
Есть ли какие-то возможности приблизительны расчетов того, какая масса станка и основания оптимальна, и какие в них переменные величины ?
Диаметр фрез ? Мощность шпинделя ? Что-то еще ?

***

Предположим мы поставили его так или иначе, и теперь нам надо "накрыть" его звукогасящим коробом.
Каким образом должен этот короб крепится, и к чему ?
К полу, или к массивному основанию, которое под станком ?
Через виброопоры, подкладывая листовой материал, или как-то иначе ?
Ведь как я понимаю нужна максимальная герметичность.

[Наталья Ширгина]

Прокладка виброизолирующих опор между станком и более легким столом может привести к негативному эффекту.

Наиболее эффективная и проверенная схема виброизоляции следующая (сверху вниз):

виброизолируемый станок - массивная фундаментная плита (ориентировочная масса в 2 раза больше, чем масса виброизолируемого агрегата) - виброизолирующие опоры - плита перекрытия. В этом случае действительно, конструкция получается не мобильная, но зато виброизоляция эффективна. При этом звукоизоляционный кожух устанавливается на фундаментную плиту, а не на плиту перекрытия, чтобы через него не передавался звук на плиту перекрытия.

Второй вариант, тоже имеет право на существование, но как правило, менее эффективный, зато агрегат остается мобильным. При этом станок устанавливается на виброизолирующие опоры и затем на массивное основание, масса которого в несколько раз больше, чем масса станка (плиту перекрытия). В этом случае короб устанавливается на массивное основание (плиту перекрытия), примыкание короба производится через материал Sylomer либо через Вибростек-М в 2 слоя.

[NIX]

****

Стоит-ли в месте установки убирать пластиковый "технический пол" (7мм промышленное покрытие, по-моему ПВХ пластик)
лежащий поверх неплавающей стяжки, или можно оставить ?

****

Ваши два варианта отличаются исключительно тем, есть ли под станком еще один дополнительный "утяжелитель" - верно ?
Мне хотелось бы понять, как можно адекватно прикинуть массу этого утяжелителя.
Имеет ли смысл делать его в 50-150кг как компромиссный вариант, или лучше тогда вообще без него ?
Мне бы хотелось иметь хоть какую-то конструкцию "под станком" для распределения нагрузки по площади.
Это нужно еще и потому, что вычисление площади контакта станка с поверхностью не так уж просто.
(снизу он имеет довольно сложную форму)


> массивная фундаментная плита (ориентировочная масса в 2 раза больше, чем масса виброизолируемого агрегата)

А кто это такой "виброизолируемый агрегат" ?
Поясню свою мысль.

У меня есть станок. Нижняя его часть представляет из себя чугунную плиту сотовой формы массой 100-150кг.
Общая масса станка 400кг.
Я должен использовать фундаментную плиту массой 400*2 = 800кг ? - верно ?
И соединить её с нижней чугунной плитой максимально "жестко" - так ?

Но что будет, поставлю основание станка (чугунную плиту) поверх иной чугунной плиты скажем массой в 800кг,
после чего я привинчу болтами, приварю, или закреплю их иначе (друг с другом) ?

Мне понадобится уже двухтонная бетонная плита ?
Т.е. важна не собственно большая масса*2 + а то, что она бетонная ?
Сам материал должен быть не сталью и не чугуном ?
Или мне будет не нужна бетонная плита, т.к. масса агрегата достаточна ?

Если "не нужна", то зачем она нужна в первом случае ?

Не окажется ли так, что "виброизолируемый агрегат" - это не весь станок, а только его шпиндель, который имеет
массу всяко менее 10кг ? Или система шпиндель-деталь, которая хоть и тяжелее, но не в разы.
Или в конце концов "весь станок - плита основание" (тоже раза в два он похудеет по весу) ?

[Наталья Ширгина]

Добрый день,

Чтобы эффективно распределить нагрузку по площади, необходимо, чтобы масса этой плиты была больше, чем масса виброизолируемого станка. В идеале, она должна быть в 5 раз больше (400х5=2000 кг), минимум - в 2 раза больше (400х2 = 800 кг). Вариант с плитой 50-150 кг нагрузку не распределит.

[NIX]

Добрый день,

Чтобы эффективно распределить нагрузку по площади, необходимо, чтобы масса этой плиты была больше, чем масса виброизолируемого станка. В идеале, она должна быть в 5 раз больше (400х5=2000 кг), минимум - в 2 раза больше (400х2 = 800 кг). Вариант с плитой 50-150 кг нагрузку не распределит.

У нас с вами прям какой-то "терминологический коллапс".
Я имел в виду распределение весовой нагрузки по площади, а вы ?
Лист фанеры 40мм прекрасно распределяет пол тонны по квадратному метру.
Не проваливается сквозь него 500кг и более, хоть тресни. А весит он не тонну, а килограмм 20.

***
Касательно необходимости зачистки технического пола, и оценки необходимой массы плиты есть соображения ?
Можно пояснить всё-таки, что такое "масса виброизолируемого агрегата" ?
Что нужно отделить и взвесить ?

[Наталья Ширгина]

Я говорила об эффективном распределении нагрузки, чтобы центр массы находился в центре плиты.
Технический пол можно не зачищать.
"Виброизолируемый агрегат" - это ваш станок массой 400 кг, а не отдельно взятый шпиндель.

[NIX]

"Виброизолируемый агрегат" - это ваш станок массой 400 кг, а не отдельно взятый шпиндель.

Давайте я еще раз задам вопрос.
Если бы основания станка было бы не из чугуна, а из бетона, и весило бы не 200кг, а 400кг,
мне тоже понадобилась бы под него "фундаментная плита" в 800кг ?
Или нет ?
Если нет, то чем обусловлена необходимость в "фундаментной плите"? тем что она из бетона, а не из чугуна ?

Т.е. первостепенным фактором тут является большая масса именно бетона, а не чугуна ?

Меня несколько беспокоит тот факт, что увеличение массы станины самого станка в ваших расчетах приводит
лишь к увеличению массы "фундаментной плиты", даже если никакие параметры "шумообразования" (масса
шпинделя итп) не меняются. Логика подсказывает, что такой-же станок прикрученный к чугунному основанию
массой 1000 тонн будет колебаться меньше, а не больше, но возможно логика тут неприменима...