Vòng bi ma sát (FPB)

Hệ thống cách ly/ổ trục con lắc ma sát là một loại ổ trục đạt được chức năng cách ly bằng cách kéo dài thời gian rung của cấu trúc thông qua chuyển động con lắc hình cầu và tiêu thụ năng lượng địa chấn ở giao diện trượt. Nó được viết tắt là FPS/FPB. Vòng bi lắc ma sát là một loại ổ trục cách ly, bao gồm một tấm trượt phẳng thấp hơn, khối trượt phẳng dưới, khối trượt hình cầu trên và một tấm trượt hình cầu trên. Một tấm trượt phẳng - tấm điện trở được lắp đặt ở bề mặt dưới của khối trượt phẳng thấp hơn, và tấm trượt hình cầu - tấm điện trở được lắp đặt trên bề mặt trên của khối trượt hình cầu phía trên. Hệ số ma sát của hao mòn hình cầu - tấm điện trở lớn, do đó, nó còn được gọi là một thiết bị cách ly bề mặt cong.
Là một thiết bị cốt lõi để xây dựng khả năng chống động đất và giảm thảm họa, sự phân lập con lắc ma sát mang lại hiệu quả việc truyền năng lượng địa chấn đến cấu trúc trên bằng cách tích hợp sáng tạo cơ chế chuyển động con lắc và nguyên tắc tiêu tan năng lượng ma sát.

Sản phẩm này tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn quốc gia của Trung Quốc, chẳng hạn như "Vòng bi cao su để cô lập tòa nhà" (GB/T 20688) và "Vòng bi cách ly ma sát cho các tòa nhà" (GB/T 37358 - 2019}}), và đã vượt qua chứng nhận của EU.
Sản phẩm được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực kỹ thuật với các yêu cầu cực kỳ cao đối với hiệu suất địa chấn, như các tòa nhà cao tầng, cầu, nhà máy điện hạt nhân, và các tòa nhà di tích lịch sử và văn hóa.

(I) Vật liệu và thiết kế các thành phần cốt lõi
Tấm ghế trên/dưới: Được làm bằng thép Q345, với cường độ năng suất lớn hơn hoặc bằng 345MPa và cường độ kéo lớn hơn hoặc bằng 490MPa. Phát hiện lỗ hổng siêu âm được thực hiện để đảm bảo rằng không có lỗ chân lông, bao gồm xỉ và các khiếm khuyết khác bên trong. Bề mặt được xử lý bằng cách mạ kẽm nóng và độ dày lớp kẽm lớn hơn 85μm, đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn GB/T 13912, giúp cải thiện hiệu quả khả năng chống ăn mòn và kéo dài tuổi thọ dịch vụ.
Vật liệu ma sát: Một vật liệu hỗn hợp polytetrafluoroetylen (PTFE) đã được sửa đổi được chọn, với than chì và bột đồng được thêm vào để tăng cường hiệu suất ma sát. Hệ số ma sát được kiểm soát giữa 0.02 - 0.05 ở nhiệt độ phòng và hiệu suất ổn định trong phạm vi nhiệt độ của - 40 độ ~ +60 độ. Độ nhám bề mặt RA nhỏ hơn hoặc bằng 0,8μm để đảm bảo độ phẳng của bề mặt trượt và đặc điểm ma sát thấp.
Bề mặt trượt vương miện hình cầu: Được làm bằng zg 270 - 500 thép đúc, được hình thành bởi quá trình đúc chính xác. Bề mặt được làm nguội và độ cứng đạt đến HRC 45 - 50. Lỗi bán kính độ cong được kiểm soát trong phạm vi ± 0,5mm, đáp ứng các yêu cầu thiết kế để đảm bảo độ chính xác và độ ổn định của chuyển động con lắc.
Thành phần con lắc: Được làm bằng thép hợp kim cường độ cao, thiết kế cấu trúc được tối ưu hóa thông qua phân tích phần tử hữu hạn để đảm bảo phân phối ứng suất đồng đều trong điều kiện làm việc cực độ và giá trị ứng suất tối đa nhỏ hơn 80% cường độ năng suất vật liệu. Con lắc được kết nối với tấm ghế trên bằng trục pin. Trục pin được làm từ 40Cr, được làm nguội và tăng cường, với cường độ cắt lớn hơn hoặc bằng 800MPa.
(Ii) Thiết kế cấu trúc sáng tạo
Double - cong - Cấu trúc con lắc ma sát bề mặt: Áp dụng thiết kế bề mặt đôi - cong. So với cấu trúc bề mặt đơn lẻ truyền thống, nó có thể làm tăng hiệu quả đột quỵ chuyển động của con lắc và cải thiện hiệu quả cô lập. Bằng cách điều chỉnh các thông số độ cong của bề mặt cong kép, thời gian rung tự nhiên và độ cứng ngang của ổ trục có thể được kiểm soát linh hoạt.
Năng lượng tổng hợp - Hệ thống tiêu tán: Tích hợp hai cơ chế năng lượng ma sát - Dây tan và năng lượng đàn hồi cao su - Phổ biến. Các thành phần con lắc ma sát chịu trách nhiệm tiêu thụ năng lượng địa chấn tần số cao, trong khi vòng bi cao su đa lớp hấp thụ năng lượng rung tần số thấp, tạo thành một hệ thống phân hủy năng lượng đa cấp để cải thiện hiệu quả phân tán năng lượng.
Hệ thống tự bôi trơn: Một lớp phủ bôi trơn tỷ lệ vi mô - Nano được đặt trên bề mặt của vật liệu ma sát. Chất bôi trơn được giải phóng thông qua công nghệ phát hành chậm để đảm bảo rằng hệ số ma sát ổn định trong thời gian sử dụng dài hạn, giảm hao mòn và kéo dài tuổi thọ của ổ trục.

Nguyên tắc cách ly địa chấn và tiêu tán năng lượng của ổ trục phân lập địa chấn con lắc ma sát là sử dụng thiết kế bề mặt hồ quang để mở rộng thời gian rung của cấu trúc, để làm giảm đáng kể hiệu ứng khuếch đại của cấu trúc do hành động của trận động đất gây ra. Và thông qua ma sát giữa các bề mặt hồ quang của ổ trục, năng lượng động đất có thể được tiêu thụ và đầu vào của năng lượng động đất có thể giảm. Sau trận động đất, bề mặt trượt vòng cung độc đáo của nó có chức năng đặt lại tự động, có thể hạn chế hiệu quả sự dịch chuyển của ổ trục cách ly địa chấn và khiến nó trở về vị trí ban đầu sau trận động đất.

Tôi, lợi thế.
1), Ưu điểm hiệu suất

• Hiệu suất ổn định: Vật liệu chính của ổ trục phân lập con lắc ma sát là kim loại và chất lượng xử lý rất dễ đảm bảo, với độ tin cậy cao hơn.
• Độ bền tốt: Các vật liệu bề mặt ma sát tương đối là thép không gỉ, PTFE và các vật liệu khác có độ bền tuyệt vời. Khoảng cách trượt tích lũy được xác nhận bởi các thí nghiệm là dài.
• Khả năng chịu lực cao: Vật liệu chính là kim loại, có thể chịu được áp suất bề mặt cao. Khả năng chịu lực của vật liệu ma sát trên bề mặt trượt cao.
• Không có thiệt hại do biến dạng lớn: Biến dạng lớn của ổ trục phân lập con lắc ma sát chỉ liên quan đến kích thước của bề mặt trượt và sẽ không làm hỏng ổ trục. Thử nghiệm biến dạng lớn có thể tạo thành một đường cong trễ hai chiều.

2), Ưu điểm kinh tế

• Chi phí cao - Hiệu suất: Trong điều kiện đạt được các mục tiêu hiệu suất tương tự, nó có lợi thế chi phí đáng kể hơn so với các thiết bị cách ly khác.
• Chi phí cài đặt thấp: Trong quá trình cài đặt, chỉ cần bốn bu lông để kết nối ổ trục với các trụ trên và dưới. Các hoạt động rất đơn giản và nhanh chóng, giảm chi phí lao động.
• Chi phí kiểm tra thấp: Sau khi kiểm tra biến dạng lớn, ổ trục không bị hỏng và có thể được tiếp tục được sử dụng trong dự án, giảm chi phí ổ trục.
• Không có rủi ro thay thế: Vòng bi được tải nhiều lần dưới các chuyển vị lớn của trận động đất và độ trễ cong hoàn toàn trùng khớp mà không bị hỏng, cho thấy ổ trục có thể được tiếp tục được sử dụng sau trận động đất mà không thay thế, giảm chi phí bảo trì tiếp theo.

3), Ưu điểm thiết kế

• Nguyên tắc đơn giản: Tòa nhà cách ly con lắc ma sát có thể được đơn giản hóa thành một mô hình con lắc duy nhất. Thời gian đu của nó chỉ phụ thuộc vào bán kính tương đương của độ cong và độc lập với trọng lượng tòa nhà.

• Thiết kế đơn giản: Giá trị hệ số ma sát có thể được ước tính trực tiếp từ tỷ lệ trọng lượng cắt của cấu trúc cách ly. Không cần phải xem xét biến dạng xoắn của lớp cách ly trong quá trình thiết kế.
• Lựa chọn đơn giản: Không có mối quan hệ khớp nối giữa lượng biến dạng và khả năng chịu lực dọc. Sau khi xác định hệ số ma sát và bán kính tương đương của độ cong, phân tích có thể được thực hiện. Lựa chọn ổ trục chỉ liên quan đến kết quả phân tích và không cần phải tính toán lại theo kết quả lựa chọn.

II, nhược điểm

• Không thể chịu lực kéo: Vòng bi cách ly ma sát truyền thống có các tính chất giống nhau theo mọi hướng và không thể chịu lực kéo, điều này hạn chế phạm vi ứng dụng của chúng. Tuy nhiên, hiện có một số công nghệ và thiết kế được cải thiện cố gắng khắc phục vấn đề này. Ví dụ, một số vòng bi phân lập con lắc ma sát mới có thể đạt được một mức độ bền kéo nhất định thông qua các cấu trúc đặc biệt hoặc bổ sung các thiết bị phụ trợ.
• Yêu cầu cao đối với độ chính xác của sản xuất và lắp đặt: Hiệu suất và khả năng cách ly của ổ trục tương đối nhạy cảm với độ chính xác của sản xuất. Nếu có lỗi trong quy trình sản xuất, nó có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của sự cô lập. Trong quá trình xây dựng và lắp đặt, mặc dù có các thiết bị sửa chữa tạm thời, rất khó để đảm bảo độ chính xác lắp đặt theo tác động của tải trọng lực lớn. Độ lệch tâm ban đầu và sai lệch có thể xảy ra, có thể đi chệch khỏi các yêu cầu lý thuyết thiết kế, do đó ảnh hưởng đến hiệu ứng cô lập và thậm chí đặt ra các mối nguy hiểm an toàn tiềm ẩn.
• Dễ bị mòn và thất bại: Trong thời gian sử dụng, sự hao mòn không đồng đều của bề mặt trượt, liên kết chéo phân tử (độ bám dính) của bề mặt trượt và gây nhiễu, tất cả những thứ này như trên có thể xảy ra. Những vấn đề này sẽ dẫn đến sự suy giảm hiệu suất của ổ trục và thậm chí có thể làm cho nó không thể hoạt động đúng. Hơn nữa, các vật liệu của phần bề mặt trượt lõi có thể không phải là nhiệt - chống cháy hoặc lửa - có khả năng chống lại, và có một số yêu cầu nhất định đối với nhiệt độ và các điều kiện khác của môi trường sử dụng. Đồng thời, lớp cách ly có thể ở trong tình huống ẩm ướt hoặc tạm thời bị ngập, thường gây ra các bộ phận không gỉ không gỉ trong sự phân lập con lắc ma sát do rỉ sét, do đó ảnh hưởng đến bề mặt trượt, thay đổi hệ số ma sát và dẫn đến thất bại.
• Chi phí sản xuất cao: So với một số vòng bi cách ly truyền thống, cấu trúc của ổ trục cách ly con lắc ma sát tương đối phức tạp và các yêu cầu đối với vật liệu và quy trình sản xuất cao, giúp chi phí tương đối cao. Ứng dụng của nó có thể bị giới hạn trong một số chi phí - các dự án xây dựng nhạy cảm.
• Khối lượng sản phẩm lớn: So với một số loại vòng bi cách ly địa chấn khác, hệ thống cách ly con lắc ma sát thường có khối lượng lớn và có thể bị giới hạn khi được sử dụng trong một số tòa nhà hoặc cấu trúc có không gian hạn chế.

(Chỉ có đề xuất cho thấy, nó có thể là OEM hoặc được sản xuất theo yêu cầu của khách hàng)
1), Bảng tham số đặc tả

Nhận xét:
Áp suất dọc, lực kéo và lực cắt ngang đều có thể được tùy chỉnh theo các yêu cầu kỹ thuật.
Sự dịch chuyển:
Sự dịch chuyển có thể được điều chỉnh theo nhu cầu thực tế.
Chuyển vị tham chiếu: ± 50mm, ± 100mm, ± 150mm, ± 200mm, ± 250mm ...... không giới hạn, nhưng kích thước cài đặt nên được tính đến.
Thiết kế góc xoay θ:
Giá trị mặc định là 0,02 rad và góc xoay có thể được điều chỉnh theo cấu trúc.
Thời kỳ cách ly địa chấn: 2s, 2,5s, 2,8s, 3,5s, 4s, 4,5s, 5.0s.
Phạm vi nhiệt độ áp dụng: -40 độ đến +60 độ (Celsius).
Hệ số ma sát μ:
Hệ số ma sát bình thường được thiết kế của vòng bi trong loạt này không lớn hơn 0,03 và hệ số ma sát cho sự cô lập và giảm địa chấn không lớn hơn 0,05.

2), Mối quan hệ cấu thành của hành vi cơ học của ổ trục phân lập địa chấn con lắc ma sát như sau:

Lực ngang: F=Vr ×d+μ·V

Độ cứng sau khi năng suất: k=vr

Thời gian rung: T =2 π 1g × 1r+ud

Độ cứng tương đương: k_e=V×( 1R+ ud )

Tỷ lệ giảm xóc tương đương:_EFF = 2π× 1Dur +1

Trong công thức:

V Vòng bi mang tải trọng thẳng đứng,

R bán kính của bề mặt hình cầu con lắc,

d sự dịch chuyển lắc của ổ trục,

Hệ số ma sát của ổ trục.

3), loại sản phẩm

Vòng bi cách ly địa chấn con lắc ma sát có thể được phân loại thành hai loại sau theo cấu trúc và chức năng của chúng, và mỗi loại có thể được thiết kế như một cấu trúc đơn hướng, hai chiều, đa hướng hoặc cố định cho các nhà thiết kế để lựa chọn.

3A, LZFP (I) Loại phân lập địa chấn con lắc ma sát: Nó có cấu trúc đơn giản và cơ chế hấp thụ sốc rõ ràng. Nó phù hợp cho các cấu trúc không có lực kéo và chỉ trượt cho sự cô lập và giảm bớt địa chấn trong một trận động đất.

3B, LZFP (ii) Loại sần sùi ma sát trượt ma sát SEMISMIC có chính xác các chức năng giống như ổ trục hình cầu thông thường trong quá trình sử dụng bình thường. Khi một trận động đất xảy ra, khi lực ngang do cấu trúc chịu lớn hơn lực cắt của các bu lông cắt, các bu lông cắt sẽ bị cắt và thiết bị giới hạn sẽ được mở. Vòng bi sẽ cô lập cấu trúc từ nền tảng thông qua sự trượt tương đối giữa các bề mặt hồ quang, ngăn chặn hầu hết năng lượng địa chấn được chuyển từ nền tảng sang cấu trúc. Sản phẩm này có thể áp dụng cho các cấu trúc tạo ra các chuyển vị do co rút nhiệt độ và leo trong quá trình sử dụng bình thường.

Nhận xét:
1, thử nghiệm mảnh đầu tiên
2, Tấm PTFE: Tấm Polyfluortraetra

(I) Quá trình cài đặt
1), điều trị nền tảng
a) Bề mặt trên cùng của nền phải bằng phẳng, với sai số phẳng nhỏ hơn hoặc bằng 2 mm/m. Một thước đo cấp được sử dụng để đo chính xác.
b) Lỗi vị trí của các bu lông nhúng phải nhỏ hơn hoặc bằng 2 mm. Một trạm tổng được sử dụng để định vị để đảm bảo độ chính xác của ổ trục.
C) Lớp cường độ của bê tông nền không nên thấp hơn C30. Sau khi đổ, cường độ được kiểm tra và ổ trục chỉ có thể được cài đặt khi cường độ đạt hơn 80% cường độ được thiết kế.

2), quá trình cài đặt mang

 

 

 

 

A) Kiểm tra trước - Cài đặt: Kiểm tra sự xuất hiện, mô hình đặc điểm kỹ thuật, chứng chỉ nhà máy, báo cáo kiểm tra và các vật liệu khác của ổ trục để đảm bảo rằng sản phẩm đáp ứng các yêu cầu thiết kế. Sử dụng chỉ báo quay số để đo chiều cao, mức độ và các tham số khác của ổ trục và lập hồ sơ.
B) Nâng và định vị: Sử dụng thiết bị nâng đặc biệt để từ từ nâng ổ trục lên bề mặt trên cùng của nền tảng và căn chỉnh nó với các lỗ bu lông nhúng. Sử dụng giắc cắm để điều chỉnh tốt để đảm bảo rằng độ lệch giữa tâm của ổ trục và vị trí được thiết kế nhỏ hơn hoặc bằng 3 mm và lỗi mức độ thấp hơn hoặc bằng 0,5%.
C) Kết nối bu lông: Sử dụng cờ lê mô -men xoắn để thắt chặt các bu lông theo mô -men xoắn được thiết kế và lỗi mô -men xoắn được điều khiển trong phạm vi ± 5%. Sau khi kết nối bu lông hoàn thành, tiến hành phép đo thứ hai để đảm bảo độ chính xác cài đặt ổ trục đáp ứng các yêu cầu.
d) Cố định hàn: Đối với phương pháp kết nối hàn, quá trình hàn đối xứng được áp dụng để kiểm soát dòng hàn và tốc độ để ngăn chặn ổ trục biến dạng. Sau khi hàn, tiến hành phát hiện lỗ hổng hàn để đảm bảo rằng chất lượng hàn đáp ứng các yêu cầu.

3), Hình ảnh trang web cài đặt

(Ii) Kế hoạch bảo trì

• Kiểm tra hàng ngày

a) Tiến hành kiểm tra ngoại hình mỗi tháng một lần để kiểm tra xem có vết nứt, hao mòn, rỉ sét và các hiện tượng khác trên bề mặt ổ trục hay không, và liệu các bộ phận kết nối có bị lỏng hay không.
b) Kiểm tra xem nắp bụi còn nguyên vẹn. Nếu nó bị hư hại, hãy thay thế nó kịp thời để ngăn bụi và mảnh vụn xâm nhập vào bên trong ổ trục.

• Phát hiện thường xuyên

a) Tiến hành kiểm tra toàn diện mỗi năm một lần, bao gồm các thông số đo như biến dạng nén dọc, dịch chuyển ngang và góc xoay của ổ trục. Sử dụng các dụng cụ đo lường như tổng số trạm và đồng hồ đo cấp độ và lỗi đo được kiểm soát trong vòng 1mm.
b) Tiến hành kiểm tra tài sản cơ học cứ sau 5 năm. Chọn một tỷ lệ vòng bi nhất định cho các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm để kiểm tra xem các chỉ số hiệu suất như độ cứng ngang và tỷ lệ giảm xóc tương đương có đáp ứng các yêu cầu thiết kế hay không.

• Xử lý tình huống đặc biệt

a) Sau khi trải qua các thảm họa tự nhiên như động đất và gió mạnh, ngay lập tức tiến hành kiểm tra toàn diện ổ trục. Nếu cần thiết, tiến hành phát hiện và đánh giá khẩn cấp. Nếu ổ trục bị phát hiện bị hư hỏng, hãy kịp thời tổ chức nhân viên chuyên nghiệp để sửa chữa hoặc thay thế.
b) Khi chức năng sử dụng tòa nhà thay đổi, dẫn đến những thay đổi đáng kể trong tải trọng cấu trúc hoặc hành động địa chấn, phân tích lại và kiểm tra các tính chất cơ học của ổ trục. Xác định xem cần phải củng cố hoặc thay thế ổ trục theo kết quả kiểm tra.

(I) Hệ thống kiểm soát chất lượng

• Kiểm tra nguyên liệu thô: Kiểm tra nghiêm ngặt các nguyên liệu thô chính như thép, cao su và vật liệu ma sát. Mỗi lô nguyên liệu thô được yêu cầu để cung cấp chứng chỉ chất lượng và được lấy mẫu để kiểm tra lại. Thép được phân tích thành phần hóa học và được thử nghiệm cho các tính chất cơ học, cao su được kiểm tra tính chất vật lý và tính chất lão hóa, và vật liệu ma sát được kiểm tra hệ số ma sát và hiệu suất hao mòn.
• Kiểm soát quy trình sản xuất: Áp dụng các thiết bị và quy trình sản xuất nâng cao, và theo dõi nghiêm ngặt từng liên kết sản xuất. Đặt các điểm kiểm soát chất lượng cho các quy trình chính (như lưu hóa cao su, hàn tấm thép, gia công chính xác, v.v.), tiến hành phát hiện và ghi thời gian thực. Thiết lập một hệ thống truy xuất nguồn gốc sản xuất sản phẩm để đảm bảo truy xuất nguồn gốc chất lượng sản phẩm.
• Kiểm tra thành phẩm: Mỗi ổ trục cần được kiểm tra toàn diện trước khi rời khỏi nhà máy, bao gồm chất lượng ngoại hình, độ chính xác kích thước, tính chất cơ học và các mặt hàng khác. Thử nghiệm thuộc tính cơ học sử dụng thiết bị kiểm tra tải động đất mô phỏng và thử nghiệm tải được thực hiện theo các tiêu chuẩn liên quan để đảm bảo hiệu suất sản phẩm đáp ứng các yêu cầu thiết kế.

(Ii) Cam kết đảm bảo chất lượng

Thời gian bảo hành của sản phẩm này là 10 năm, được tính từ ngày chấp nhận sản phẩm. Trong thời gian bảo hành, nếu thiệt hại là do các vấn đề về chất lượng sản phẩm, công ty chúng tôi sẽ cung cấp dịch vụ sửa chữa hoặc thay thế miễn phí.
Sau thời gian bảo hành, công ty chúng tôi cung cấp dịch vụ bảo trì trọn đời, thường xuyên đến thăm khách hàng và cung cấp cho khách hàng các đề xuất hỗ trợ kỹ thuật và bảo trì sản phẩm. Nếu các bộ phận thay thế được yêu cầu, chúng sẽ được tính với giá chi phí.

(Iii), Báo cáo thử nghiệm

• Việc lắp đặt ổ trục phải được thực hiện bởi một nhóm xây dựng với trình độ chuyên môn. Các nhân viên xây dựng cần được đào tạo đặc biệt và quen thuộc với quy trình và yêu cầu lắp đặt ổ trục.
• Trong quá trình cài đặt, việc thực hiện các hoạt động như đánh và tác động đến ổ trục có thể làm hỏng ổ trục. Không sửa đổi cấu trúc và tham số của ổ trục mà không được phép.
• Trong quá trình vận chuyển và lưu trữ ổ trục, nó nên được đặt theo chiều ngang để tránh nghiêng và đảo ngược. Môi trường lưu trữ phải được khô và thông gió để ngăn ngừa độ ẩm và rỉ sét.
• Kiểm tra bảo trì thường xuyên nên được thực hiện nghiêm ngặt theo các yêu cầu của hướng dẫn sử dụng này để nhanh chóng khám phá và giải quyết các vấn đề. Các hồ sơ bảo trì nên được giữ đúng làm cơ sở cho nguồn gốc chất lượng sản phẩm.
• Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào về việc sử dụng sản phẩm hoặc gặp các vấn đề kỹ thuật, vui lòng liên hệ với bộ phận dịch vụ kỹ thuật của công ty chúng tôi một cách kịp thời. Chúng tôi sẽ trả lời trong vòng 24 giờ.

Chú phổ biến: Vòng bi ma sát (FPB), Nhà sản xuất con lắc ma sát Trung Quốc (FPB), nhà cung cấp