Ontwijking van het transmissiepad
Tijdens het ontwerpen van onze Carbide Base Diamond voetplaat hebben we experimenten uitgevoerd om de voordelen van het ontwijken van transmissiepaden te kwantificeren. Dit is een concept om de prestaties van trillingsisolatorontwerpen te verbeteren die gebruik maken van kogellagers die in gebogen lagerbanen rollen.
Eerst een uitleg over het omzeilen van transmissiepaden. Wanneer een kogellager dat in een gebogen lagerloopbaan rolt een trilling ondervindt, zal trillingsenergie in de vorm van een geluidsgolf het lager binnendringen. De geluidsgolf komt binnen vanaf een punt op het lager dat op dat moment in contact is met het trillende loopvlak. Nadat de geluidsgolf over het lager is gegaan, zal het de andere kant bereiken en zal een groot deel van de energie terugkaatsen naar het punt van binnenkomst.
Een lager dat in een theoretisch perfect gebogen loopvlak rolt, zal bij blootstelling aan trillingen een constante onbelemmerde beweging hebben. Tegen de tijd dat de geluidsgolf terugkaatst naar het ingangspunt, is het lager dus waarschijnlijk weggedraaid van zijn positie op het moment dat de geluidsgolf binnenkwam. Omdat het oorspronkelijke ingangspunt niet langer in contact staat met het oppervlak van het toevoerkanaal, wordt het uitgangstraject voor de weerkaatste geluidsgolf afgesneden. De geluidsgolf zal dan breken en zich intern in het lager verspreiden en uiteindelijk als warmte afgeven.
Een lagerloopvlak is echter nooit perfect. Een kogellager concentreert de druk in een oneindig klein punt. Deze druk zal onvermijdelijk een inkeping in het lagerloopvlak veroorzaken wanneer er voldoende belasting wordt uitgeoefend. De diameter van de indrukking is afhankelijk van het gewicht van de lading, de straal van het lager, de kromtestraal van het loopvlak en de hardheid van het materiaal van het loopvlak[1].
Nadelige effecten van een loopvlakinkeping
De aanwezigheid van een inkeping in het lagerloopvlak beïnvloedt de trillingsisolatieprestaties op 2 manieren negatief:
- Het verhoogt de stiction, wat betekent dat het lager meer kracht nodig heeft om in beweging te komen binnen het loopvlak. Hierdoor kan het apparaat minder goed reageren op trillingen met een kleine amplitude en deze dus ook minder goed isoleren.
- Het lager blijft in voortdurend contact met de inkeping gedurende een deel van zijn beweging binnen het loopvlak. Als de tijd die in contact met de indrukking wordt doorgebracht langer is dan de tijd die een geluidsgolf nodig heeft om het lager te doorkruisen en weer terug, zal de weerkaatste geluidsgolf terug kunnen komen via de contactlocatie.
