De krachtoverdracht is de verhouding tussen de kracht die op de fundatie wordt uitgeoefend (figuur 1, overgedragen kracht) en de aanstotende kracht (figuur 1, opgelegde kracht). In figuur 2 is de krachtoverdracht als functie van de frequentie (f = opgelegde frequentie, fr = resonantie frequentie) uitgezet. Voor lage frequenties is de overgedragen kracht vrijwel gelijk aan de opgelegde kracht, alsof er zich geen veer tussen de machine en fundatie bevindt.

Figuur 1: schematische weergave massaveersysteem

Bij het toenemen van de frequentie van de opgelegde kracht neemt de overgedragen kracht toe, tot oneindig bij de resonantiefrequentie van het systeem. Voor frequenties boven de resonantiefrequentie neemt de overgedragen kracht weer af, tot deze weer gelijk is aan de opgelegde kracht. Wanneer de frequentie van de opgelegde kracht nog verder toeneemt wordt de overgedragen kracht kleiner. Pas in dit gebied functioneert de veer (lees trillingsdemper) als een trillingsisolator. Dit illustreert dat het goed dimensioneren van een trillingsdemper zeer belangrijk is.

Er bestaan verschillende typen trillingsdempers. De meest gebruikte zijn stalen spiraalveren en rubber, kurk of vilt in de vorm van matjes of een andere uitvoeringsvorm. In sommige gevallen, met name bij een zeer lage aanstootfrequentie, is de toepassing van luchtbalgen de aangewezen manier om trillingen te isoleren. Een speciaal type trillingsdemper is de Tuned Mass Demper (TMD).

Stalen veren
Stalen veren hebben het voordeel dat ze voor een zeer groot frequentiebereik toepasbaar zijn. Door variatie in afmetingen en materialen kan men de veerconstante de gewenste waarde geven. Bovendien kunnen ze goed tegen extreme temperaturen, olie en water.

De dempingscoëfficiënt van stalen veren is zeer laag, als gevolg waarvan de krachtoverdracht in het resonantiegebied groot is. Indien het voorkomen van deze opslingering bij de resonantiefrequentie belangrijk is, bijvoorbeeld bij een langzaam opstartende machine, kan externe demping worden aangebracht.

Een nadeel van de toepassing van stalen veren is dat de trillingsisolatie voor hoge frequenties slecht is. Bij deze frequenties worden de trillingen via de windingen door het metaal overgedragen. Dit nadeel is eenvoudig te ondervangen door de spiraal niet direct op de ondersteunende constructie te plaatsen, maar hier een rubber mat tussen te voegen. Meestal is dit geïntegreerd in de trillingsdemper.

Rubberen trillingsdemper
Rubberen trillingsdempers worden zeer veel toegepast, met name waar de resonantiefrequentie niet zeer laag hoeft te zijn. Rubber kan op druk, op schuif of eventueel op trek worden belast (bij belasting op trek bestaat het gevaar van het losscheuren van het rubber). De belasting-vervormingkarakteristiek is voor deze drie toepassingen verschillend. Bovendien is de statische invering (of uitrekking) van rubber slechts over een klein bereik als recht evenredig met de belasting te beschouwen. Voor een groter bereik van belastingen is het verband niet lineair.

Een extra complicerende factor is het feit dat de dynamische stijfheid van rubber groter is dan de statische stijfheid. Dit betekent dat bij een selectie van een trillingsdemper op basis van de statische invering de trillingsisolatie kleiner zal zijn dan verwacht.

Zowel natuurlijk als synthetisch rubber is verkrijgbaar in verschillende hardheden. De hardheid wordt uitgedrukt in graden Shore. Een trillingsdemper met rubber van een lagere hardheid is slapper, en heeft dus een grotere invering bij een bepaalde belasting. Slap rubber heeft typisch een hardheid van 40 graden Shore, hard rubber een hardheid van 70 graden Shore.

Kurk en vilt
Ook kurk en vilt worden nog wel gebruikt voor trillingsisolatie dit is met name het geval in de bouw. Beide zijn echter pas effectief bij hogere frequenties (boven 40 Hz).

---

	Begrippenlijst:					Site navigatie:

---

Sonus bv raadgevende ingenieurs, dé partner op het gebied van geluid en trillingen

---