اهمیت رو به رشد کنترل نویز و ارتعاش در عملیات نیروگاه های سنگین

محیط عملیاتی ماشین آلات ردیابی در دو دهه گذشته به طرز چشمگیری تغییر کرده است. گسترش ساخت‌وسازهای شهری، تشدید قوانین نویز محیطی، و افزایش آگاهی از خطرات ارتعاش کل بدن (WBV) برای اپراتورهای ماشین‌آلات، اهمیت مهندسی فناوری پد لاستیکی را افزایش داده است. جایی که ریل های فولادی زمانی بر تمامی کاربردهای ماشین ردیابی تسلط داشتند، لنت های لاستیکی پیچ و مهره ای اکنون یک رابط مهم بین دستگاه، اپراتور آن و محیط اطراف را نشان می دهند .

درک دقیق نحوه عملکرد این اجزا - و اینکه چگونه طراحی آنها برای رسیدگی به مشخصات نویز و ارتعاش به طور فزاینده ای تکامل یافته است - نیاز به بررسی فیزیک ارتعاشات زمینی و علم مواد حاکم بر مهندسی ترکیب لاستیکی مدرن دارد.

چگونه آهنگ های فولادی نویز و ارتعاش ایجاد می کنند: فیزیک مسئله

مسیرهای فولادی روی سطوح سخت از طریق چندین مکانیسم مجزا که به طور همزمان در حین حرکت ماشین کار می کنند، نویز و ارتعاش ایجاد می کنند. درک هر مکانیزم برای درک اینکه چرا لنت های لاستیکی پیچ و مهره ای چنین عملکرد میرایی قابل توجهی را ارائه می دهند ضروری است.

نویز ضربه و غلتش

از آنجایی که هر پیوند مسیر فولادی با یک سطح سخت - بتن، آسفالت یا سنگ فشرده تماس پیدا می کند - برخورد بین صفحه فلزی و سطح، یک ضربه باند پهن ایجاد می کند. با یک بیل مکانیکی معمولی که با سرعت کار حرکت می کند، لینک های آهنگ با فرکانس های بین 8 تا 25 هرتز به سطح برخورد می کنند ، یک صدای تق تق یا خروش مشخص تولید می کند که انرژی صوتی قابل توجهی را در هر دو محدوده شنیداری و فرکانس پایین حمل می کند.

پین آهنگ و صدای بوش

تماس فلز به فلز بین پین‌های مسیر، بوشینگ‌ها و دندانه‌های چرخ‌دنده باعث ایجاد نویز تونال با فرکانس بالا می‌شود، زیرا زنجیره از طریق هر چرخش چرخ دنده درایو مفصل می‌شود. این منبع نویز مکانیکی ذاتی مجموعه مسیر فولادی است و هم از طریق هوا به عنوان نویز هوا و هم از طریق ساختار دستگاه به عنوان ارتعاش ناشی از سازه که به کابین اپراتور می رسد منتقل می شود.

انتشار ارتعاشات زمینی

هنگامی که مسیرهای فولادی از سطوح شهری عبور می‌کنند، انرژی ارتعاشی مستقیماً در محیط زمین جفت می‌شود و به صورت امواج سطحی و بدنه به بیرون منتشر می‌شود. این ارتعاش زمینی می تواند مسافت های قابل توجهی را طی کند - در برخی شرایط زمین شناسی، لرزش محسوس در فواصل بیش از 50 متر ثبت شده است از یک بیل مکانیکی در حال کار در مسیرهای فولادی - ایجاد مزاحمت برای ساکنان ساختمان، تجهیزات حساس و سازه‌های میراثی.

علم مواد لاستیکی: پایه کاهش ارتعاش

عملکرد کنترل ارتعاش لنت های لاستیکی پیچ و مهره ای اساساً توسط خواص ویسکوالاستیک ترکیب لاستیکی که از آن ساخته می شوند تعیین می شود. برخلاف مواد کاملاً الاستیک که انرژی مکانیکی را بدون اتلاف ذخیره می‌کنند و برمی‌گردانند، ترکیبات لاستیکی ویسکوالاستیک نسبتی از انرژی ورودی را به عنوان گرما از بین می‌برند - خاصیتی که توسط مواد کمیت می‌شود. مماس از دست دادن (tan δ) .

ترکیبات پد آهنگ مدرن برای بهینه سازی چندین ویژگی مواد رقیب به طور همزمان فرموله شده اند:

• سختی دینامیک: باید برای تحمل وزن دستگاه و مقاومت در برابر تغییر شکل جانبی تحت بارهای پیچی بدون انحراف بیش از حد لنت که می تواند با اجزای مسیر فولادی تماس پیدا کند کافی باشد.
• ضریب میرایی: باید به اندازه‌ای بالا باشد که انرژی ضربه را در فرکانس‌های تماس ایجاد شده توسط پیچ مسیر و سرعت حرکت ماشین جذب کند
• سختی (ساحل A): به طور معمول بین مشخص شده است 60 و 75 Shore A برای کاربردهای پد آهنگ همه منظوره، تعادل انطباق برای جذب ارتعاش با صلبیت برای انتقال بار
• مقاومت در برابر سایش: این ترکیب باید در برابر از دست دادن تدریجی سطح ناشی از سطوح ساینده، به ویژه سنگدانه های آسفالت و بتن آلوده به سنگ ریزه مقاومت کند.
• پایداری دما: عملکرد باید در محدوده دمای عملیاتی ثابت بماند، معمولاً از 30- درجه سانتی گراد در کاربردهای آب و هوای سرد تا 70 درجه سانتی گراد روی آسفالت در شرایط محیطی بالا.

تولید کنندگان پیشرو در حال حاضر استفاده می کنند ترکیبات لاستیک طبیعی تقویت شده با کربن سیاه و سیلیس برای دستیابی به ترکیبی از ظرفیت میرایی بالا و مقاومت سایشی مورد نیاز برای برنامه های کاربردی ساخت و ساز شهری. برخی از ترکیبات ممتاز از فناوری‌های اصلاح پلیمر اختصاصی استفاده می‌کنند که پایداری دمایی بالاتر و عمر مفید طولانی‌تری را در مقایسه با فرمول‌های معمولی ارائه می‌کنند.

طراحی پیچ و مهره: مهندسی برای نگهداری قابل اعتماد و عملکرد ثابت

مکانیسم اتصال پیچ و مهره ای برای ایمنی و عملکرد صوتی سیستم های لنت لاستیکی بسیار مهم است. بر خلاف طرح‌های گیره‌ای یا گیره‌دار، لنت‌های پیچ و مهره‌ای به وسیله بست‌هایی با کشش بالا که از سوراخ‌های از پیش سوراخ‌شده در پیوند مسیر عبور می‌کنند و با درج‌های رزوه‌دار یا صفحات پشتی قالب‌گیری شده یا متصل به بدنه پد لاستیکی درگیر می‌شوند، محکم می‌شوند.

مشخصات بست و الزامات گشتاور

یکپارچگی اتصال پیچ و مهره مستقیماً تعیین می کند که آیا لنت به درستی در مقابل پیوند مسیر تحت بارگذاری دینامیکی قرار می گیرد یا خیر. گشتاور نامناسب بست - چه ناکافی باشد چه بیش از حد - دلیل اصلی از بین رفتن زودرس لنت و افزایش صدای مرتبط است. سیستم های لنت لاستیکی پیچ و مهره ای معتبر را مشخص می کند پیچ درپوش سوکت شش گوش درجه 10.9 یا 12.9 با مقادیر گشتاور نصب تعریف شده که باید هنگام نصب با آچار گشتاور کالیبره شده تأیید شود و پس از 8 تا 10 ساعت اول کار دوباره بررسی شود.

یکپارچه سازی صفحه پشتی فلزی

رابط بین بدنه لنت لاستیکی و پیوند مسیر فولادی توسط یک صفحه پشتی فولادی مدیریت می شود که یا مستقیماً در حین ساخت به داخل لاستیک ولکانیزه می شود یا به صورت مکانیکی در بدنه پد جذب می شود. این صفحه نیروی گیره را از بست ها در سطح وسیعی از لنت توزیع می کند و از تمرکز تنش در سوراخ های پیچ جلوگیری می کند و سطح نشیمنگاه صاف را حفظ می کند که برای انتقال یکنواخت بار و عملکرد تضعیف ارتعاش یکنواخت ضروری است.

ویژگی های ضد چرخش و ضد خروج

طرح‌های پد پیچ‌دار مدرن شامل ویژگی های موقعیت مکانی مثبت - مانند پروفیل های کلید دار، پین های ضد چرخش، یا برجستگی های به هم قفل شده - که از چرخش یا انتقال لنت تحت نیروهای برشی جانبی و طولی ایجاد شده در طول عملیات تراشکاری و درجه بندی ماشین جلوگیری می کند. این ویژگی ها به ویژه برای عملکرد نویز بسیار مهم هستند، زیرا حتی حرکت جزئی پد نسبت به پیوند مسیر، منابع نویز اضافی ایجاد می کند و سایش پد را تسریع می کند.

عملکرد کاهش نویز کمی در کلاس‌های ماشین

کاهش نویز ارائه شده در بالا نشان دهنده یافته های منسجم از چندین برنامه اندازه گیری آکوستیک مستقل مطابق با روش های تست ISO 6395 و EN 791 انجام شده است. لازم به ذکر است که کاهش صدای واقعی در محل بسته به سختی سطح، سرعت حرکت ماشین، وضعیت پد و ویژگی های صوتی محیط اطراف متفاوت خواهد بود.

کاهش لرزش کل بدن: محافظت از سلامت اپراتور

خطرات بهداشتی مرتبط با قرار گرفتن در معرض ارتعاش کل بدن (WBV) در اپراتورهای ماشین ردیابی شده به طور رسمی در قوانین بهداشت حرفه ای در سراسر اتحادیه اروپا، بریتانیا، استرالیا و بسیاری از حوزه های قضایی دیگر به رسمیت شناخته شده است. دستورالعمل عوامل فیزیکی اتحادیه اروپا (ارتعاش) 2002/44/EC یک مقدار عمل نوردهی (EAV) 0.5 m/s² A(8) و مقدار حد قرار گرفتن در معرض (ELV) 1.15 متر بر ثانیه A(8) برای WBV، تعهدات قانونی را بر عهده کارفرمایان برای ارزیابی و کاهش قرار گرفتن در معرض ارتعاشات بیش از این آستانه ها قرار می دهد.

ماشین‌آلات ردیابی‌شده که روی سطوح سخت با ریل‌های فولادی کار می‌کنند به طور معمول سطوح ارتعاش کف کابین را ایجاد می‌کنند که می‌تواند در طول مراحل سفر طولانی‌تر به EAV نزدیک شود یا از آن فراتر رود. نصب پدهای لاستیکی پیچ و مهره ای، یک مداخله کنترل ارتعاش اولیه در منبع - رابط مسیر به سطح - را فراهم می کند که با کاهش میزان انرژی ارتعاشی وارد شده به ساختار ماشین در مرحله اول، سیستم های جداسازی سطح کابین را تکمیل می کند.

تجزیه و تحلیل مسیر انتقال ارتعاش

ارتعاش ایجاد شده در رابط مسیر-سطح مسیر از طریق پیوند مسیر، به غلتک‌های زیرین و چارچوب، از طریق حلقه چرخش ماشین و چارچوب اصلی و در نهایت به کف کابین و صندلی منتقل می‌شود. پدهای لاستیکی این مسیر انتقال را در اولین نقطه ممکن قطع می کنند - بلافاصله در منبع تحریک - ارائه مزایای کاهشی که در هر مرحله بعدی از زنجیره انتقال آبشار می‌یابد.

کاهش اندازه گیری WBV در کابین اپراتور

برنامه‌های تحقیقاتی اندازه‌گیری لرزش کف کابین با و بدون لنت‌های لاستیکی مسیر ثبت شده‌اند کاهش قدر ارتعاش عمودی 20 تا 40 درصد در محدوده فرکانس 1 تا 80 هرتز مربوط به ارزیابی WBV است. در حالی که کاهش مطلق نوردهی A(8) به نسبت روز کاری صرف شده در سفر ماشین در مقابل عملکرد ثابت بستگی دارد، اپراتورهایی که زمان قابل توجهی را برای تغییر موقعیت روی سطوح سخت صرف می‌کنند، می‌توانند از طریق استفاده مداوم از پدهای لاستیکی مسیر، به کاهش معنی‌داری در مواجهه روزانه با WBV دست یابند.

حفاظت از سطح: مزیت ثانویه ای که دسترسی شهری را امکان پذیر می کند

پدهای لاستیکی پیچ و مهره ای، فراتر از عملکردهای اولیه کنترل صوتی و ارتعاشی خود، محافظت از سطح حیاتی را ارائه می دهند که اغلب عامل تعیین کننده ای است که آیا گیاه ردیابی شده مجاز به حرکت در سطوح آماده یا حساس است یا خیر. این مزیت حفاظت از سطح مستقیماً با عملکرد نویز و ارتعاش لنت‌ها مرتبط است، زیرا همان انطباق لاستیکی که لرزش را کاهش می‌دهد، فشار تماس با زمین دستگاه را نیز در ردپایی به‌طور قابل‌توجهی بزرگ‌تر از تماس مسیر فولادی معادل توزیع می‌کند.

• جاده های آسفالته: آهنگ های فولادی وزن دستگاه را روی لبه های فلزی باریکی متمرکز می کند که به صورت سطحی قیر بریده می شود، به ویژه در شرایط گرم. لنت های لاستیکی بار را در سطح تماس کامل پد توزیع می کنند و فشار تماس اوج را کاهش می دهند 60-80٪ و جلوگیری از شیار و ترک خوردگی که مستلزم بازسازی پرهزینه جاده است
• دال و کف بتنی: انطباق الاستیک لنت های لاستیکی از بارگذاری نقطه ای و آسیب سایشی به سطوح بتنی که مسیرهای فولادی به طور اجتناب ناپذیری ایجاد می کنند، جلوگیری می کند، و باعث می شود کارخانه ردیابی با لایه لاستیکی برای کار بر روی دال های سازه ای، کف انبارها و عرشه های پل که در آن مسیرهای فولادی ممنوع است، قابل قبول باشد.
• سنگفرش و بلوک کاری: سنگفرش های طبیعی، سنگفرش های سفالی و سیستم های بلوک بتنی به هم پیوسته به شدت مستعد ترک خوردگی و جابجایی تحت بارهای متمرکز مسیرهای فولادی هستند. پدهای لاستیکی امکان دسترسی ردیابی شده گیاه را در سراسر این سطوح با حداقل خطر آسیب را فراهم می کند و از نیاز به سیستم های حفاظت موقت پرهزینه جلوگیری می کند.
• دال های زیرزمین و تریبون: مهندسان سازه ای که دسترسی کارخانه ردیابی شده به سطوح ساخت و ساز زیرزمین یا عرشه های سکو را مشخص می کنند، به طور معمول به بالشتک های لاستیکی به عنوان شرط تایید نیاز دارند، با توجه به اینکه ویژگی های توزیع بار دینامیکی لنت های لاستیکی برای باقی ماندن در محدوده ظرفیت بار دال سازه ضروری است.

گزینه های پیکربندی پد و پیامدهای صوتی آنها

پدهای لاستیکی پیچ و مهره ای در طیف وسیعی از پیکربندی ها تولید می شوند که تفاوت های قابل اندازه گیری در عملکرد نویز و مناسب بودن کاربرد دارند. انتخاب پیکربندی صحیح پد برای یک ماشین و برنامه خاص برای دستیابی به مزایای کاهش نویز و لرزش که این فناوری قادر به ارائه آن است، ضروری است.

انطباق با مقررات و برنامه های مدیریت نویز سایت

محیط نظارتی حاکم بر سر و صدای محل ساخت‌وساز در دهه گذشته به‌دلیل سخت‌تر شدن شرایط برنامه‌ریزی، پذیرش BS 5228 به عنوان استاندارد مرجع اجباری در بریتانیا، و استفاده رو به رشد از سیستم‌های پایش نویز در زمان واقعی که شواهد فوری از رخدادهای بیش از حد را برای پیمانکاران و مقامات اجرایی ارائه می‌دهد، به‌طور قابل‌توجهی نیازمندتر شده است.

BS 5228 و سطوح نویز پیش بینی شده

BS 5228-1:2009 آیین نامه عمل برای کنترل نویز و لرزش در ساخت و ساز و سایت های باز، سطوح قدرت صدای مرجع را برای کارخانه ردیابی شده که با و بدون پد لاستیکی کار می کند، ارائه می دهد، و به مشاوران آکوستیک اجازه می دهد تا مزایای کاهش نویز مشخصات پد را به پیش بینی های نویز سایت ارائه شده با برنامه های برنامه ریزی مدل سازی کنند. مشخص کردن لنت‌های لاستیکی می‌تواند سهم نویز پیش‌بینی‌شده کارخانه ردیابی را تا 10 دسی‌بل (A) کاهش دهد. ، که ممکن است تفاوت بین انطباق و عدم رعایت محدودیت نویز شرط برنامه ریزی باشد.

مجوزهای سر و صدای محیطی و محدودیت ساعت کاری

افسران بهداشت محیطی مقامات محلی این قدرت را دارند که محدودیت‌های ساعت کاری، محدودیت‌های نویز در مرزهای سایت، و الزامات بهترین ابزار عملی (BPM) را تحت قانون کنترل آلودگی 1974 اعمال کنند. نشان دادن اینکه پدهای لاستیکی در تمام کارخانه‌های ردیابی شده به‌عنوان یک معیار BPM استفاده می‌شود، دفاع قابل‌توجهی را در تحقیقات شکایات صوتی به پیمانکاران ارائه می‌دهد و در مواردی که نمی‌توان از برنامه‌های کاربردی برای افزایش ساعات کاری پشتیبانی کرد.

ادغام نظارت بر نویز در زمان واقعی

پیمانکاران پیشرفته اکنون استفاده از پد لاستیکی را با سیستم‌های پایش نویز مرزی در زمان واقعی یکپارچه می‌کنند تا یک رکورد مدیریت نویز مستند ایجاد کنند. هنگامی که داده‌های پایش نشان می‌دهد که سطوح نویز به طور مداوم زیر مقادیر آستانه در طول عملیات ردیابی کارخانه با پدهای لاستیکی باقی می‌ماند، این شواهد ادعاهای مربوط به مجوزهای کار همزمان و تأییدیه ساعات طولانی از مقامات برنامه‌ریزی که بدون وجود اقدامات کنترل‌کننده صدا در دسترس نیستند.

نشانگرهای عمر سرویس، بازرسی و تعویض

مزایای کنترل نویز و لرزش پدهای لاستیکی پیچ و مهره ای مستقیماً به وضعیت ترکیب لاستیکی و یکپارچگی پیوند بین بدنه لاستیکی و اجزای پشتی فلزی آن بستگی دارد. لنت‌های فرسوده، آسیب‌دیده یا ضعیف نگهداری شده عملکرد صوتی را به تدریج کاهش می‌دهند و در نهایت منابع نویز جدیدی را معرفی می‌کنند، زیرا صفحات پشتی شروع به تماس مستقیم با سطوح سخت می‌کنند.

1. اندازه گیری ضخامت لاستیک: ضخامت لنت باقیمانده را در مرکز سطح تماس با زمین اندازه گیری کنید. هنگامی که عمق لاستیک بالای صفحه پشتی به پایین می آید 15 میلی متر برای لنت های استاندارد یا 20 میلی متر برای کاربردهای سنگین ، تعویض باید بدون توجه به ظاهر سطح برنامه ریزی شود.
2. بازرسی یکپارچگی اوراق قرضه: محیط پد را برای علائم جدا شدن لاستیک از صفحه پشتی یا صفحه تماس پیوند ردیابی بررسی کنید. هر شکاف قابل مشاهده یا لبه بلند شده نشان‌دهنده شکست پیوند است که به سرعت تا جدا شدن کامل پد تحت بارگذاری دینامیکی پیش می‌رود.
3. بررسی گشتاور بست: گشتاور پیچ را با یک آچار گشتاور مدرج در فواصل زمانی که بیش از 50 ساعت کار نمی کند بررسی کنید. بست های شل شده اجازه حرکت پد را می دهند که صدای اضافی ایجاد می کند و خستگی لاستیک را در اطراف سوراخ های پیچ تسریع می کند.
4. ارزیابی ترک های سطحی: بین ترک‌های هوازدگی سطحی - که بر عملکرد تأثیر نمی‌گذارند - و ترک‌های عرضی عمیق که از طریق ترکیب به صفحه پشتی نفوذ می‌کند، تمایز قائل شوید، که نشان‌دهنده شکست ساختاری است که نیاز به تعویض فوری دارد.
5. نظارت بر عملکرد آکوستیک: افزایش ذهنی صدای مسیر در طول سفر ماشین، اغلب اولین نشانه میدانی سایش لنت یا خرابی اتصال است. اپراتورها باید برای گزارش هرگونه افزایش صدای مسیر به سرپرست کارخانه به عنوان محرکی برای بازرسی رسمی پد مطلع شوند.

انتخاب پد لاستیکی پیچ و مهره ای مناسب: چارچوب تصمیم

تطبیق صحیح مشخصات پد لاستیکی پیچ و مهره ای با یک ماشین و کاربرد مستلزم در نظر گرفتن سیستماتیک الزامات کنترل نویز و لرزش و نیازهای عملیاتی است که لنت ها باید تحمل کنند. چارچوب زیر یک رویکرد ساختاریافته برای انتخاب پد برای برنامه ریزان پروژه، مدیران کارخانه و مشخص کننده تجهیزات ارائه می دهد.

1. هدف نویز و ارتعاش را تعریف کنید: مشخص کنید که آیا درایور اصلی سازگاری با نویز مرزی سایت، کاهش WBV اپراتور، حفاظت از سطح، یا ترکیبی از هر سه است. این حداقل مشخصات عملکرد مورد نیاز و اینکه آیا یک ترکیب استاندارد یا با میرایی بالا مورد نیاز است را تعیین می کند.
2. مشخصات پیوند آهنگ را شناسایی کنید: ساخت، مدل و سال ساخت دستگاه را تأیید کنید تا الگوی پیچ، گام و عرض پیوند صحیح را شناسایی کنید. سایز نادرست لنت شایع ترین علت خرابی اتصالات است و باید در مرحله مشخصات برطرف شود.
3. مخلوط سطح کار را ارزیابی کنید: نسبت زمان کارکرد دستگاه را بر روی سطوح سخت نهایی در مقابل زمین دانه ای یا نرم تخمین بزنید. کاربرد عمدتاً سطح سخت، ترکیب لاستیکی با کارایی بالاتر را توجیه می کند. زمین های مختلط ممکن است به یک پد فولادی یا خراش نیاز داشته باشد که عملکرد نویز و دوام را متعادل می کند.
4. ارزیابی فشار زمین مورد نیاز: در جایی که ماشین روی دال‌های سازه‌ای یا روسازی‌های حساس کار می‌کند، فشار تماس با زمین را با ابعاد پد پیشنهادی محاسبه کنید تا مطابقت با حد بار سطحی تعیین‌شده توسط مهندس سازه یا مالک سطح را تأیید کنید.
5. تأیید گواهی و قابلیت ردیابی: برای پروژه‌هایی که کنترل نویز و ارتعاش یک الزام قراردادی یا برنامه‌ریزی است، پدهایی را از تولیدکنندگان مشخص کنید که می‌توانند داده‌های تست مستقل، گواهی مواد و مستندات انطباق ابعادی را برای پشتیبانی از سوابق مدیریت زیست‌محیطی پروژه ارائه دهند.
6. ایجاد یک پروتکل تعمیر و نگهداری: قبل از نصب پدها، فواصل بازرسی، برنامه‌های بررسی گشتاور و محرک‌های تعویض را تعریف کنید. این الزامات را در سیستم مدیریت نگهداری نیروگاه بگنجانید تا اطمینان حاصل شود که عملکرد کنترل نویز و لرزش در طول مدت پروژه پایدار است.