بلبرینگ های کروی جداسازی لرزه ای برای کاربردهای پل بزرگراه

I، تعریف، محدوده و استانداردها

1.1، تعریف
A بیرین کرویg یک دستگاه سازه ای است (بلبرینگ های چند{0}چرخشی با بار بالا، یعنی HLMB) که برای انتقال بارها بین روبنای پل و زیرساخت طراحی شده است در حالی که دارای چرخش های چند جهته و در برخی طرح ها، حرکات انتقالی محدود است. یاتاقان از یک سطح کروی مقعر تشکیل شده است که با یک سطح کروی محدب جفت شده است و امکان چرخش زاویه ای صاف حول هر محور افقی را فراهم می کند.
در مهندسی پل، یاتاقان های کروی برای موارد زیر استفاده می شوند:
- بارهای عمودی، نیروهای افقی و جابجایی های طولی یا عرضی را طبق الزامات طراحی منتقل کنید.
- چرخش های ناشی از بارهای ترافیکی، انبساط و انقباض حرارتی، اقدامات لرزه ای، خزش و انقباض ساختار پل را مجاز کنید.
- ظرفیت تحمل بار بالا-با حداقل اصطکاک را از طریق استفاده از-مصالح کشویی با اصطکاک کم (به عنوان مثال، PTFE) و سطوح جفت فولاد ضد زنگ مقاوم در برابر خوردگی{5} فراهم کنید.
این بلبرینگ‌ها معمولاً مطابق با استانداردهای ملی و بین‌المللی مربوطه مانند GB/T 17955 (چین)، مشخصات طراحی پل AASHTO LRFD (USA) و EN 1337-7 (اروپا) تولید می‌شوند که اطمینان عملکرد، ایمنی و دوام را در کاربردهای طولانی و سنگین{3} تضمین می‌کند.

II. توضیحات محصول

2.1، عملکرد:
یاتاقان های عایق لرزه ای کروییک رابط چرخشی بین روبنای پل و زیربنای پل ایجاد می کند و در عین حال امکان لغزش کنترل شده را برای اتلاف انرژی لرزه ای فراهم می کند.

2.2، اجزای اصلی:

1. صفحه مقعر فوقانی - فولاد کربنی با استحکام بالا (Q345 یا ASTM A709 درجه 50) با سطح مقعر ماشینکاری شده دقیق{{1}.
2. عنصر کشویی کروی - فولاد ضد زنگ (AISI 304/316) با لایه PTFE یا UHMWPE متصل شده.
3. صفحه محدب پایین - با انحنای مطابقت دارد، بار عمودی را منتقل می کند.
4. سیستم مهار - میله های راهنمای اختیاری یا مهار کننده ها برای کنترل حرکت یک طرفه.
5. عنصر اتلاف انرژی لرزه ای - لایه های میرایی بالا اختیاری.

2.3، انواع و طبقه بندی ها
با توجه به نیازهای عملکردی مختلف، بلبرینگ های کروی را می توان به انواع زیر تقسیم کرد:

1,بلبرینگ های کروی ثابت
بلبرینگ های کروی ثابت اجازه جابجایی افقی را نمی دهند اما می توانند آزادانه بچرخند. آنها برای قطعات ساختاری که نیاز به محدود کردن حرکت افقی دارند و در عین حال اجازه چرخش دارند، مناسب هستند.
2,بلبرینگ های کروی کشویی یک طرفه
بلبرینگ های کروی کشویی یک جهته امکان لغزش در امتداد یک جهت را فراهم می کنند. آنها برای سازه هایی با الزامات جابجایی خاص، مانند تنظیم جابجایی طولی در پل های خاص، قابل استفاده هستند.
3, بلبرینگ های کروی کشویی چند جهته
بلبرینگ های کروی کشویی چند جهته می توانند در هر جهت افقی بلغزند. آنها برای مناطق زلزله خیز یا پل های طولانی-برای مقابله با شرایط بار پیچیده مناسب هستند.
4, بلبرینگ های کروی لرزه ای
بلبرینگ‌های کروی لرزه‌ای معمولاً مجهز به دستگاه‌های میرایی هستند که می‌توانند ظرفیت اتلاف انرژی اضافی را در هنگام زلزله فراهم کنند و عملکرد لرزه‌ای سازه‌ها را بهبود بخشند.

2.4، زمینه های کاربردی ازبلبرینگ های کروی
یاتاقان های کروی به دلیل عملکرد عالی خود به طور گسترده در زمینه های زیر استفاده می شوند:

1، پل های بلند-
در پل‌های-طولانی مانند پل‌های کابلی-، پل‌های معلق، و پل‌های قوسی، بلبرینگ‌های کروی می‌توانند به طور مؤثری با جابه‌جایی‌ها و چرخش‌های ناشی از تغییرات دما، بار خودرو یا بار باد سازگار شوند.
2،-ساختمان های مرتفع
ساختمان‌های مرتفع-در اثر بارهای باد یا لرزه‌ای تکان می‌خورند. بلبرینگ های کروی می توانند تنش سازه ای را کاهش داده و پایداری و ایمنی ساختمان ها را بهبود بخشند.
3، استادیوم‌ها و سازه‌های فضایی بزرگ-
در سازه‌های فضایی بزرگ-مانند سالن‌های ورزشی و مراکز همایش، یاتاقان‌های کروی می‌توانند با بارهای پیچیده سازگار شوند و از پایداری و دوام سازه اطمینان حاصل کنند.
4، نیروگاه های هسته ای و زیرساخت های کلیدی
در زیرساخت های کلیدی مانند نیروگاه های هسته ای و سدهای بزرگ، یاتاقان های کروی می توانند پشتیبانی قابل اعتماد و مقاومت لرزه ای را برای اطمینان از ایمنی سازه فراهم کنند.

2.5، مزایا و چالش های بلبرینگ های کروی
1، مزایا:
• ظرفیت باربری-بالا: می‌تواند بارهای چند هزار تنی را تحمل کند.
• سازگاری جابجایی چند جهته: قابلیت تطبیق همزمان با چرخش و جابجایی افقی را دارد.
• دوام قوی: ساخته شده از مواد با کارایی بالا- که عمر طولانی را تضمین می کند.
• عملکرد لرزه ای عالی: به طور گسترده در مناطق زلزله خیز استفاده می شود.

2، چالش ها:
• الزامات بالا برای دقت ساخت: برای پردازش سطوح کروی و تطبیق مواد لغزنده به فرآیندهای{0}دقت بالایی نیاز است.
• هزینه های نگهداری نسبتاً بالا: مواد کشویی یا دستگاه های آب بندی ممکن است پس از استفاده طولانی مدت نیاز به تعویض- داشته باشند.
• طراحی پیچیده: طراحی سفارشی با توجه به نیازهای مهندسی خاص مورد نیاز است.

III. تحقیق و توسعه

3.1 مشخصات فنی
پارامترهای طراحی (محدوده تولید معمولی):
ظرفیت بار عمودی: 1000 – 50000 کیلو نیوتن
ظرفیت جابجایی افقی: ± 50 تا 250 ± میلی متر
ظرفیت چرخشی: بزرگتر یا مساوی 0.03 راد (~1.7 درجه)
ضریب اصطکاک (μ): 0.03 - 0.06 (استاتیک)، 0.02 - 0.05 (دینامیک)
نسبت میرایی (نوع HDR): 8 - 25٪
محدوده دمای سرویس: -40 درجه تا +60 درجه (تا +70 درجه ویژه)
عمر سرویس: بیشتر یا مساوی 50 سال
عملکرد لرزه ای: شتاب طراحی بیشتر یا مساوی 0.3 گرم

3.2، ثبت اختراع

IV. مواد

V. ساخت و کنترل کیفیت

زبری سطح (سطح لغزشی): Ra کمتر یا مساوی 0.2 میکرومتر
تحمل صافی: کمتر یا مساوی 0.5 میلی متر در 1000 میلی متر
سختی (صفحه کشویی): بزرگتر یا مساوی HB 220
استحکام باند PTFE: بیشتر یا مساوی برش 3 مگاپاسکال
همه یاتاقان‌ها 100% کارخانه‌ای-از نظر دقت ابعاد، بار-منحنی تغییر شکل، ضریب اصطکاک تحت بار طراحی و عیوب بصری آزمایش شده‌اند.

VI. تایید عملکرد، تست و تضمین کیفیت

6.1 الزامات عمومی
تمام یاتاقان‌های کروی جداسازی لرزه‌ای باید تحت آزمایش‌های نوع، آزمایش‌های معمول و آزمایش‌های پذیرش مطابق با استانداردهای چینی و بین‌المللی قرار گیرند.
6.2 طبقه بندی آزمون ها
تست های نوع - اثبات انطباق طرح (یک بار در هر طرح جدید)
آزمایشات روتین - بررسی کیفیت تولید (هر دسته)
تست های پذیرش - تایید نهایی محصول قبل از تحویل (100٪ بلبرینگ)
6.3 آزمون ها و الزامات خاص
تست بار عمودی - تغییر شکل باقیمانده کمتر یا مساوی 0.3 میلی متر، بدون آسیب قابل مشاهده.
تست جابجایی افقی - ضریب اصطکاک μ کمتر یا مساوی 0.06، بدون آسیب سطحی پس از 50 سیکل.
تست ظرفیت چرخشی - حرکت صاف در چرخش بزرگتر یا مساوی 0.03-0.05 رادی.
تست سایش و خستگی - کمتر یا مساوی 1% از دست دادن ضخامت PTFE بعد از چرخه.
تست شبیه سازی لرزه ای - نسبت میرایی در ± 2٪ از طراحی، جابجایی در فاصله.
آزمایشات دما – تغییرات اصطکاک کمتر یا مساوی 15±% از دمای اتاق.
تست مقاومت در برابر خوردگی - عدم خرابی پوشش پس از 500 ساعت نمک پاشی.
6.4 رویه های کنترل کیفیت کارخانه
بازرسی مواد ورودی - بررسی فولاد اولتراسونیک، چگالی و استحکام PTFE.
در{0}}فرایند QC - تحمل ماشینکاری صفحه ± 0.2 میلی متر، بازرسی جوش.
بازرسی نهایی - بررسی ابعاد، تأیید علامت گذاری.
6.5 مستندسازی و قابلیت ردیابی
گواهینامه های تست مواد، سوابق کنترل تولید کارخانه و گواهی های انطباق را حفظ کنید.
6.6 خلاصه معیارهای پذیرش
تغییر شکل عمودی کمتر یا مساوی 0.3 میلی متر، اصطکاک کمتر یا مساوی 0.06، سایش PTFE کمتر یا مساوی 1 درصد، چرخش بیشتر یا مساوی 0.03 راد.
6.7، آزمایش نوع و گزارش.

6.7.1، تجهیزات تست

6.7.2، گزارش های آزمایشی

VII. دستورالعمل های نصب

آماده سازی - تحمل صندلی بلبرینگ و موقعیت پیچ را بررسی کنید.
مراحل نصب - روبنا را بالا ببرید، یاتاقان را در موقعیت قرار دهید، جک ها را ایمن کنید، چک کنید، آزاد کنید.
فاصله - فاصله لرزه ای بیشتر یا مساوی 50 میلی متر را حفظ کنید.

هشتم. برنامه تعمیر و نگهداری

6 ماه: چک بصری
2 سال: بررسی عملکرد
5 سال: بازرسی دقیق
25 سال: تعمیرات اساسی

IX بسته بندی و ذخیره سازی

در بسته‌بندی ضد رطوبت{0}} بسته‌بندی کنید، در منطقه تهویه‌دار نگهداری کنید، حداکثر ۳ لایه روی هم قرار دهید.

X. جدول ابعاد معمولی

O1CN015bVJRF1mFFGMSUdxa2219352594924-0-cib

10.1، مشخصات برای یاتاقان های کروی QZ برای پل های بزرگراه.
10.2، مشخصات بلبرینگ های کروی LQZ برای پل های بزرگراه

XI. موارد کاربردی

XII، روندهای توسعه آتی بلبرینگ های کروی

با توسعه فناوری مهندسی،بلبرینگ های کرویدائماً در حال نوآوری هستند و روندهای زیر ممکن است در آینده ظاهر شوند:

1، بلبرینگ هوشمند:
با فناوری حسگر ادغام شده، آنها می توانند تنش، جابجایی و سایش یاتاقان ها را در زمان واقعی نظارت کنند تا هشدار اولیه و تعمیر و نگهداری هوشمند را متوجه شوند.
2، استفاده از مواد جدید
موادی مانند کامپوزیت‌های تقویت‌شده با گرافن و مواد خود روان‌شونده{1} می‌توانند دوام و عملکرد لغزشی یاتاقان‌های کروی را بهبود بخشند.
3، طراحی حفاظت از محیط زیست و سبز
استفاده از مواد قابل بازیافت یا پوشش‌های{0}}حفاظت محیطی با اصطکاک کم می‌تواند تأثیر آن بر محیط را کاهش دهد.
4، فناوری چاپ سه بعدی
استفاده از فناوری چاپ سه بعدی برای ساخت بلبرینگ هایی با اشکال پیچیده می تواند کارایی تولید و قابلیت سفارشی سازی را بهبود بخشد.