औसत लोडेड सतह क्षेत्र पेलोड को सहारा देने वाले ऊपरी और निचले सतह क्षेत्रों का औसत है। उभड़ा हुआ सतह क्षेत्र लोड के लंबवत उभार के लिए स्वतंत्र सतह क्षेत्र है।

एक निश्चित आकार कारक के नीचे इलास्टोमर की स्थिरता से समझौता हो सकता है क्योंकि सामग्री लगातार लंबी और संकीर्ण होती जाती है। कुछ इलास्टोमर निर्माता बकलिंग को रोकने के लिए 0.3 के आकार कारक से ऊपर रहने की सलाह देते हैं – एक समस्या जो समर्थित उपकरण को पलटने का कारण बन सकती है।

Carbide Base फ़ुटर्स में उपयोग किए जाने वाले ViscoRing™ इलास्टोमर को डिज़ाइन करते समय, 0.17 के आकार कारक की योजना बनाई गई थी। इसे अनुनाद आवृत्ति को इतना कम करने के लिए चुना गया था कि सबसे कम श्रव्य आवृत्तियों को प्रभावी ढंग से अलग किया जा सके।

स्थिरता में सुधार

ViscoRing™ की भार को लंबवत रूप से सहने और बकलिंग से बचने की क्षमता का परीक्षण करने के लिए एक प्रयोग किया गया। प्रयोग में धीरे-धीरे वजन लगाना और सामग्री के ऊर्ध्वाधर विरूपण को मापना शामिल था। कमरे के तापमान वाले वातावरण में 1.13 किलोग्राम (2.5 पाउंड) की वृद्धि में मीडियम ViscoRing™ के ऊपर वजन लगाया गया। ऊर्ध्वाधर विरूपण दूरी को दिखाए गए तनाव-तनाव वक्र के रूप में प्लॉट किया गया था। y-अक्ष लागू किए गए तनाव या वजन को दर्शाता है, और x-अक्ष वजन के आवेदन के कारण होने वाले तनाव या ऊर्ध्वाधर विरूपण को दर्शाता है।

लाल वक्र ViscoRing™ बिना किसी आवरण के अकेले दिखाता है। यह देखा जा सकता है कि वजन के शुरुआती आवेदन के तुरंत बाद, सामग्री भार के नीचे काफी झुकने और विकृत होने लगी। सामग्री ने एक छोटे से द्रव्यमान को भी सहारा देने में खराब काम किया, जो कि बेहद कम आकार कारक को देखते हुए अपेक्षित था।

ViscoRing™ की स्थिरता को बेहतर बनाने के लिए, Carbide Base फ़ुटर के ऊपरी हिस्से के भीतर इसके लिए एक आवास डिज़ाइन किया गया था जैसा कि ऊपर दिए गए सरलीकृत ग्राफ़िक में दिखाया गया है। ViscoRing™ की परिधि के चारों ओर अंतराल पर रिज जोड़े गए थे ताकि इसे मज़बूती मिले और झुकने से रोका जा सके। रिज को ViscoRing™ के बाहर से अलग-अलग दूरी पर अलग-अलग रखा गया था। इससे बाहर की ओर उभारने के लिए पर्याप्त सतह क्षेत्र मुक्त हो गया, जिससे कम आकार कारक के प्रदर्शन लाभ का अधिकांश हिस्सा संरक्षित रहा।

जैसे-जैसे ViscoRing™ बाहर की ओर उभरा, उभरे हुए सतह क्षेत्र का उत्तरोत्तर बड़ा प्रतिशत ढलान वाली लकीरों के संपर्क में आया। पेलोड द्रव्यमान में वृद्धि के साथ आकार कारक में यह वृद्धि पेलोड द्रव्यमान की व्यापक श्रेणी में अधिक सुसंगत अनुनाद आवृत्ति प्रदान करती है। दूसरे शब्दों में, इस प्रगतिशील आकार कारक डिजाइन के साथ Carbide Base फ़ूटर का अलगाव प्रदर्शन अलग-अलग पेलोड भार में अधिक स्थिर हो गया।

नीला वक्र Carbide Base फ़ुटर के ऊपरी हिस्से के आवास में रखे गए उसी ViscoRing™ दर्शाता है। भार के आवेदन के साथ ऊर्ध्वाधर विरूपण में अपेक्षाकृत रैखिक वृद्धि देखी गई। सामग्री इच्छित रूप से झुक नहीं रही थी। सामग्री की कठोरता अंततः बढ़ते तनाव के साथ धीरे-धीरे बढ़ने लगती है क्योंकि अनलोडेड सतह क्षेत्र का अधिक हिस्सा ब्रेस्ड होता है। इसने वांछनीय रूप से सामग्री की अधिकतम भार सहन करने की क्षमता को बढ़ाया।

इलास्टोमर्स को कम मात्रा में संपीड़ित नहीं किया जा सकता है। इसलिए, लोड के तहत विकृत होने के लिए इलास्टोमर्स को बाहर की ओर उभारने की अनुमति दी जानी चाहिए। चुनिंदा ब्रेस्ड ViscoRing™ ढलान या कठोरता में अचानक वृद्धि नहीं दिखाई, जैसा कि तब होता अगर सामग्री को और अधिक उभारने से रोका जाता। इस तरह के स्प्रिंग-मास सिस्टम के साथ कम अनुनाद आवृत्ति प्राप्त करने में कम कठोरता या स्प्रिंग दर महत्वपूर्ण है।

क्षैतिज अलगाव का ग्राफ़ बनाना

आगे और पीछे (Y अक्ष) कंपन आवृत्ति 10 हर्ट्ज से 300 हर्ट्ज तक 10 हर्ट्ज वृद्धि में सेट की गई थी। दोनों सेंसर के वोल्टेज आउटपुट को प्रत्येक अंतराल पर प्लॉट किया गया था। टेबल के आयाम को यह सुनिश्चित करने के लिए समायोजित किया गया था कि टेबल लगभग 4 मीटर/सेकंड 2 के त्वरण के साथ साइनसोइडल रूप से दोलन कर रही थी।

सेंसर के आउटपुट को घटाने से Carbide Base फ़ुटर्स के माध्यम से कंपन का संचरण प्राप्त हुआ। सकारात्मक मानों ने डिवाइस के माध्यम से कंपन के प्रवर्धन का संकेत दिया। डिवाइस की अनुनाद आवृत्ति के आसपास कंपन आवृत्तियों पर यह अपेक्षित था। नकारात्मक मानों ने तालिका द्वारा उत्पन्न कंपन में कमी का संकेत दिया। दूसरे शब्दों में, कंपन का अलगाव जो वांछित था। जितना अधिक नकारात्मक मान होगा, उतना ही अधिक अलगाव होगा।

लाल रेखा Carbide Base फ़ुटर के साथ लिए गए मापों को दिखाती है जिसमें बॉल बेयरिंग और क्षैतिज रूप से उन्मुख इलास्टोमर नहीं हैं। केवल ViscoRing™ इलास्टोमर अलगाव प्रदान कर रहा था। नीली रेखा बेयरिंग और क्षैतिज इलास्टोमर के साथ लिए गए मापों को दिखाती है। बॉल बेयरिंग और क्षैतिज इलास्टोमर के समावेश ने क्षैतिज अलगाव प्रदर्शन में काफी सुधार किया। कंपन आयाम में कमी विशेष रूप से अनुनाद आवृत्ति के आसपास स्पष्ट थी जो भिगोना के उच्च स्तर को दर्शाती है।

निष्कर्ष

कंपन अलगाव के लिए कम आकार कारक इलास्टोमर्स का विश्वसनीय रूप से उपयोग करने के लिए Carbide Base फ़ुटर्स में कई डिज़ाइन सुविधाएँ शामिल की गईं। पहले बहुत अस्थिर माने जाने वाले आकार कारकों में बने इलास्टोमर्स को विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए आवास के साथ पर्याप्त रूप से स्थिर बनाया गया था। बीयरिंग और क्षैतिज रूप से उन्मुख इलास्टोमर्स के अतिरिक्त संयोजन ने क्षैतिज अलगाव को और बेहतर बनाया। इन नई विशेषताओं को बाद में एक लंबित पेटेंट में शामिल किया गया।