Péndulo de fricción (FPB)

El sistema/rodamiento de aislamiento del péndulo por fricción es un tipo de rodamiento que logra la función de aislamiento al prolongar el período de vibración de la estructura a través del movimiento esférico del péndulo y consumir energía sísmica en la interfaz deslizante. Se abrevia como FPS/FPB. El rodamiento de péndulo por fricción es un tipo de rodamiento de aislamiento, que incluye una placa deslizante plana inferior, un bloque deslizante plano inferior, un bloque deslizante esférico superior y una placa deslizante esférica superior. Se instala una placa resistente de desgaste deslizante plano en la superficie inferior del bloque deslizante plano inferior, y una placa resistente de desgaste deslizante esférico está instalada en la superficie superior del bloque deslizante esférico superior. El coeficiente de fricción del desgaste esférico de la placa resistente es grande, por lo que también se llama un dispositivo de aislamiento de control deslizante de superficie curvo.
Como un equipo central para construir resistencia al terremoto y reducción de desastres, el cojinete de aislamiento del péndulo por fricción bloquea efectivamente la transmisión de energía sísmica a la estructura superior mediante la integración innovadora del mecanismo de movimiento del péndulo y el principio de energía de fricción -disipación.

Este producto cumple estrictamente con los estándares nacionales de China, como los "rodamientos de goma para el aislamiento de la construcción" (GB/T 20688) y "Rodamientos de aislamiento de péndulo de fricción para edificios" (GB/T 37358 - 2019), y ha aprobado la certificación de la UE Ce y la prueba de especificaciones AASHTO LRFD en los Estados Unidos, asegurando que el desempeño de productos internacionales llegue al nivel internacional avanzado.
El producto se usa ampliamente en campos de ingeniería con requisitos extremadamente altos para el rendimiento sísmico, como edificios de alto aumento, puentes, centrales nucleares y edificios de reliquias históricas y culturales.

(I) Materiales y diseño de componentes centrales
Placas de asiento superior/inferior: Hecho de acero Q345, con una resistencia de rendimiento mayor o igual a 345MPa y una resistencia a la tracción mayor o igual a 490MPa. La detección de defectos ultrasónicos se lleva a cabo para garantizar que no haya poros, inclusiones de escoria y otros defectos en el interior. La superficie se trata mediante galvanización en caliente, y el grosor de la capa de zinc es grande de 85 μm, cumple con los requisitos del estándar GB/T 13912, lo que mejora efectivamente la resistencia a la corrosión y extiende la vida útil.
Material de fricción: se selecciona un material compuesto de politetrafluoroetileno (PTFE) modificado, con grafito y polvo de cobre agregado para mejorar el rendimiento de la fricción. El coeficiente de fricción se controla entre 0.02 - 0.05 a temperatura ambiente, y el rendimiento es estable en el rango de temperatura del grado - 40} ~ +60. La rugosidad de la superficie RA menor o igual a 0.8 μm para garantizar la planitud de la superficie deslizante y las características de baja fricción.
Superficie deslizante de corona esférica: hecho de ZG 270 - 500 acero fundido, formado por el proceso de fundición de precisión. La superficie se enfrenta, y la dureza alcanza HRC 45 - 50. El error de radio de curvatura se controla dentro de ± 0.5 mm, cumpliendo los requisitos de diseño para garantizar la precisión y estabilidad del movimiento del péndulo.
Componente de péndulo: hecho de acero de aleación de alta resistencia, el diseño de la estructura se optimiza a través del análisis de elementos finitos para garantizar que la distribución de tensión sea uniforme en condiciones de trabajo extremas, y el valor máximo de estrés es inferior al 80% de la resistencia al rendimiento del material. El péndulo está conectado a la placa del asiento superior por un eje de alfiler. El eje del alfiler está hecho de 40Cr, apagado y templado, con una resistencia al corte mayor o igual a 800MPa.
(Ii) Diseño estructural innovador
Estructura de péndulo de fricción superficial de doble curva: adoptar un diseño de superficie doble - curvo. En comparación con la estructura de la superficie simple y curva tradicional, puede aumentar efectivamente la carrera de movimiento del péndulo y mejorar la eficiencia de aislamiento. Al ajustar los parámetros de curvatura de la superficie doble curva, el período de vibración natural y la rigidez horizontal del rodamiento se pueden controlar de manera flexible.
Energía compuesta - Sistema de disipación: integración de dos mecanismos de energía de fricción - disipación y energía elástica de caucho - Disipación. Los componentes del péndulo de fricción son responsables de consumir energía sísmica de alta frecuencia, mientras que los cojinetes de goma de múltiples capas absorben energía de vibración de baja frecuencia, formando un sistema de disipación de energía multinivel para mejorar la eficiencia de disipación de energía.
Sistema de auto -lubricación: un recubrimiento lubricante a escala micro - nano - se establece en la superficie del material de fricción. El lubricante se libera a través de una tecnología de liberación lenta para garantizar que el coeficiente de fricción sea estable durante el uso a largo plazo, reduciendo el desgaste y extendiendo la vida útil del rodamiento.

El principio del aislamiento sísmico y la disipación de energía de la fricción del péndulo aislamiento sísmico del rodamiento esférico es utilizar el diseño de la superficie del arco para extender el período de vibración de la estructura, para reducir en gran medida el efecto de amplificación de la estructura causada por la acción del terremoto. Y a través de la fricción entre las superficies de arco del rodamiento, se puede consumir la energía del terremoto y se puede reducir la entrada de la energía del terremoto. Después del terremoto, su superficie deslizante de arco única tiene una función de reinicio automático, que puede limitar efectivamente el desplazamiento del rodamiento de aislamiento sísmico y hacer que regrese a su posición original después del terremoto.

Yo, ventajas.
1), ventajas de rendimiento

• Rendimiento estable: el material principal del rodamiento de aislamiento de péndulo por fricción es el metal, y la calidad del procesamiento es fácil de garantizar, con una mayor confiabilidad.
• Buena durabilidad: los materiales de superficie de fricción relativa son acero inoxidable, PTFE y otros materiales con excelente durabilidad. La distancia de deslizamiento acumulada confirmada por experimentos es larga.
• Alta capacidad de soporte: el material principal es el metal, que puede soportar una alta presión superficial. La capacidad de carga del material de fricción en la superficie deslizante es alta.
• No hay daño bajo una gran deformación: la gran deformación del cojinete de aislamiento del péndulo por fricción solo está relacionado con el tamaño de la superficie deslizante y no dañará el rodamiento. La prueba de deformación grande puede formar una curva de histéresis bidireccional.

2), ventajas económicas

• Alto costo: rendimiento: bajo la condición de lograr los mismos objetivos de rendimiento, tiene una ventaja de costo más significativa en comparación con otros dispositivos de aislamiento.
• Bajo costo de instalación: durante la instalación, solo se necesitan cuatro pernos para conectar el cojinete a los muelles superior e inferior. La operación es simple y rápida, reduciendo los costos laborales.
• Bajo costo de inspección: después de la prueba de deformación grande, el rodamiento no está dañado y puede continuar utilizándose en el proyecto, reduciendo el costo del rodamiento.
• No hay riesgo de reemplazo: el rodamiento se carga repetidamente bajo desplazamientos de terremotos grandes, y las curvas de histéresis coinciden por completo sin daños, lo que indica que el rodamiento puede continuar siendo usado después del terremoto sin reemplazo, reduciendo los costos de mantenimiento posteriores.

3), ventajas de diseño

• Principio simple: el edificio de aislamiento del péndulo por fricción se puede simplificar en un modelo de péndulo único. Su período de balanceo solo depende del radio equivalente de curvatura y es independiente del peso del edificio.

• Diseño simple: el valor del coeficiente de fricción se puede estimar directamente a partir de la relación de peso de corte de la estructura de aislamiento. No es necesario considerar la deformación torsional de la capa de aislamiento durante el diseño.
• Selección simple: no existe una relación de acoplamiento entre la cantidad de deformación y la capacidad de carga vertical. Después de determinar el coeficiente de fricción y el radio equivalente de la curvatura, se puede realizar el análisis. La selección de rodamientos solo está relacionada con los resultados del análisis y no hay necesidad de recalcular de acuerdo con los resultados de la selección.

II, desventajas

• Incapaz de soportar la fuerza de tracción: los cojinetes de aislamiento de péndulo de fricción tradicional tienen las mismas propiedades en todas las direcciones y no pueden soportar la fuerza de tracción, lo que limita su rango de aplicación. Sin embargo, ahora hay algunas tecnologías y diseños mejorados que intentan superar este problema. Por ejemplo, algunos rodamientos de aislamiento de péndulo de fricción de tipo nuevo pueden lograr un cierto grado de capacidad de tracción a través de estructuras especiales o la adición de dispositivos auxiliares.
• Los altos requisitos para la fabricación y la precisión de la instalación: el rendimiento y la capacidad de aislamiento del rodamiento son relativamente sensibles a la precisión de la fabricación. Si hay errores en el proceso de fabricación, puede afectar el rendimiento de su aislamiento. Durante el proceso de construcción e instalación, aunque hay dispositivos de fijación temporales, es difícil garantizar la precisión de la instalación bajo la acción de grandes cargas de gravedad. Puede ocurrir la excentricidad inicial y la desalineación, lo que puede desviarse de los requisitos teóricos del diseño, afectando así el efecto de aislamiento e incluso planteando posibles riesgos de seguridad.
• Propenso al desgaste y la falla: durante el período de uso, desgaste desigual de la superficie deslizante, unión cruzada molecular (adhesión) de la superficie deslizante y la intermediación del rodamiento, todo esto como se puede ocurrir. Estos problemas conducirán a una disminución en el rendimiento del rodamiento e incluso pueden hacer que no pueda funcionar correctamente. Además, los materiales de la parte de la superficie deslizante del núcleo pueden no ser resistentes al calor o resistentes al fuego, y existen ciertos requisitos para la temperatura y otras condiciones del entorno de uso. Al mismo tiempo, la capa de aislamiento puede estar en una situación húmeda o inundada temporalmente, lo que a menudo causa las piezas de acero no inoxidables en el péndulo de fricción que lleva a la oxidación, afectando así la superficie deslizante, cambiando el coeficiente de fricción y provoca fallas.
• Alto costo de fabricación: en comparación con algunos cojinetes de aislamiento tradicionales, la estructura del cojinete de aislamiento del péndulo por fricción es relativamente complejo, y los requisitos para los materiales y los procesos de fabricación son altos, lo que hace que su costo sea relativamente alto. Su aplicación puede ser limitada en algún costo: proyectos de construcción sensibles.
• Gran volumen del producto: en comparación con algunos otros tipos de rodamientos de aislamiento sísmico, el sistema de aislamiento de péndulo por fricción generalmente tiene un gran volumen y puede limitarse cuando se usa en algunos edificios o estructuras con espacio limitado.

(Solo el programa de recomendación, podría ser OEM o fabricado a pedido de los clientes)
1), Tabla de parámetros de especificación

Observación:
La presión vertical, la fuerza de tracción y la fuerza de corte horizontal se pueden personalizar de acuerdo con los requisitos de ingeniería.
Desplazamiento:
El desplazamiento se puede ajustar de acuerdo con las necesidades reales.
Desempeño de referencia: ± 50 mm, ± 100 mm, ± 150 mm, ± 200 mm, ± 250 mm ...... ilimitado, pero las dimensiones de instalación deben tenerse en cuenta.
Ángulo de rotación de diseño θ:
El valor predeterminado es 0.02 rad, y el ángulo de rotación se puede ajustar de acuerdo con la estructura.
Período de aislamiento sísmico: 2s, 2.5s, 2.8s, 3.5s, 4s, 4.5s, 5.0s.
Rango de temperatura aplicable: -40 grados a +60 grado (Celsius).
Coeficiente de fricción μ:
El coeficiente normal de fricción de los rodamientos en esta serie no es mayor que 0.03, y el coeficiente de fricción para el aislamiento y la reducción sísmica no es mayor que 0.05.

2), la relación constitutiva del comportamiento mecánico del péndulo de fricción aislamiento sísmico del rodamiento esférico es la siguiente:

Fuerza horizontal: F=VR ×d+μ·V

Rigidez después de ceder: k=VR

Período de vibración: T =2 π 1G × 1R+UD

Rigidez equivalente: k_e=V×( 1R+ UD )

Relación de amortiguación equivalente:_efectivo = 2π× 1dur +1

En la fórmula:

V El rodamiento lleva la carga vertical,

R radio de la superficie esférica del péndulo,

D El desplazamiento oscilante del rodamiento,

μ El coeficiente de fricción del rodamiento.

3), Tipo de producto

Los rodamientos esféricos de aislamiento sísmico del péndulo por fricción se pueden clasificar en los siguientes dos tipos de acuerdo con sus estructuras y funciones, y cada tipo puede diseñarse como una estructura unidireccional, bidireccional, omnidireccional o fija para que los diseñadores elijan.

3a, LZFP (I) Tipo de fricción Péndulo de aislamiento sísmico: tiene una estructura simple y un claro mecanismo de absorción de choque. Es adecuado para estructuras que no tienen fuerza de tracción y solo se deslizan para el aislamiento y la reducción sísmica durante un terremoto.

3b, LZFP (II) Tipo de fricción deslizante Péndulo de aislamiento sísmico tiene exactamente las mismas funciones que un rodamiento esférico ordinario durante el uso normal. Cuando se produce un terremoto, cuando la fuerza horizontal que lleva la estructura es mayor que la fuerza de corte de los pernos de corte, los pernos de corte se cortarán y se abrirá el dispositivo límite. El rodamiento aislará la estructura de la base a través del deslizamiento relativo entre las superficies del arco, evitando que la mayor parte de la energía sísmica se transfiera de la base a la estructura. Este producto es aplicable a estructuras que generan desplazamientos debido a la contracción de temperatura y la fluencia durante el uso normal.

Observación:
1, prueba de primera pieza
2, placa PTFE: placa de polifluortetraetileno

(I) Proceso de instalación
1), tratamiento con cimientos
a) La superficie superior de la base debe ser plana, con un error de planitud menos o igual a 2 mm/m. Se utiliza un medidor de nivel para una medición precisa.
b) El error de posición de los pernos incrustados debe ser menor o igual a 2 mm. Se utiliza una estación total para el posicionamiento para garantizar la precisión de la instalación del rodamiento.
c) La calificación de resistencia del concreto de la base no debe ser inferior a C30. Después de verter, la resistencia se prueba y el rodamiento se puede instalar solo cuando la resistencia alcanza más del 80% de la resistencia diseñada.

2), proceso de instalación de rodamientos

 

 

 

 

a) Inspección previa a la instalación: verificación de la apariencia, modelo de especificación, certificado de fábrica, informe de inspección y otros materiales del rodamiento para garantizar que el producto cumpla con los requisitos de diseño. Usando un indicador de dial para medir la altura inicial, la nivelidad y otros parámetros del rodamiento y hacer registros.
b) Levantamiento y posicionamiento: use equipo de elevación especial para levantar lentamente el rodamiento a la superficie superior de la base y alinearlo con los agujeros de los pernos incrustados. Use un conector para el ajuste fino para garantizar que la desviación entre el centro del rodamiento y la posición diseñada sea inferior o igual a 3 mm y el error de nivelación sea menor o igual al 0.5%.
c) Conexión del perno: use una llave de torque para apretar los pernos de acuerdo con el par diseñado, y el error de torque se controla dentro de ± 5%. Una vez que se completa la conexión del perno, realice una segunda medición para garantizar que la precisión de la instalación del rodamiento cumpla con los requisitos.
d) Fijación de soldadura: para el método de conexión de soldadura, se adopta un proceso de soldadura simétrica para controlar la corriente de soldadura y la velocidad para evitar que el rodamiento se deforme. Después de la soldadura, realice la detección de fallas de soldadura para garantizar que la calidad de soldadura cumpla con los requisitos.

3), imágenes de sitios de instalación

(Ii) Plan de mantenimiento

• Inspección diaria

a) Realice una inspección de apariencia una vez al mes para verificar si hay grietas, desgaste, óxido y otros fenómenos en la superficie del rodamiento, y si las partes de conexión están sueltas.
b) Verifique si la cubierta de polvo está intacta. Si está dañado, reemplácelo a tiempo para evitar que el polvo y los escombros ingresen al interior del rodamiento.

• Detección regular

a) Realice una inspección integral una vez al año, incluidos los parámetros de medición como la deformación de compresión vertical, el desplazamiento horizontal y el ángulo de rotación del rodamiento. Use instrumentos de medición como estaciones totales y medidores de nivel, y el error de medición se controla dentro de ± 1 mm.
b) Realice una prueba de propiedad mecánica una vez cada 5 años. Seleccione una cierta proporción de rodamientos para pruebas de laboratorio para verificar si los indicadores de rendimiento, como la rigidez horizontal y la relación de amortiguación equivalente, cumplen con los requisitos de diseño.

• Manejo de situación especial

A) Después de experimentar desastres naturales como terremotos y fuertes vientos, realice inmediatamente una inspección integral del rodamiento. Si es necesario, realice la detección y evaluación de emergencia. Si se considera que el rodamiento está dañado, organice rápidamente al personal profesional para su reparación o reemplazo.
b) Cuando la función de uso del edificio del edificio cambia, lo que resulta en cambios significativos en la carga superior de la estructura o la acción sísmica, reanice y verifique las propiedades mecánicas del rodamiento. Determine si es necesario reforzar o reemplazar el rodamiento de acuerdo con los resultados del control.

(I) Sistema de control de calidad

• Inspección de materias primas: inspeccione estrictamente las materias primas principales, como el acero, el caucho y los materiales de fricción. Se requiere cada lote de materias primas para proporcionar certificados de calidad y ser muestreados para la inspección. El acero se analiza para determinar la composición química y se prueba las propiedades mecánicas, el caucho se prueba para propiedades físicas y propiedades de envejecimiento, y el material de fricción se prueba para el coeficiente de fricción y el rendimiento del desgaste.
• Control del proceso de producción: adopte equipos y procesos de producción avanzados, y monitoree estrictamente cada enlace de producción. Establezca puntos de control de calidad para procesos clave (como vulcanización de goma, soldadura de placas de acero, mecanizado de precisión, etc.), realice una detección y grabación de tiempo real. Establezca un sistema de trazabilidad de producción de productos para garantizar la trazabilidad de la calidad del producto.
• Inspección del producto terminado: cada rodamiento debe probarse de manera exhaustiva antes de abandonar la fábrica, incluida la calidad de la apariencia, la precisión dimensional, las propiedades mecánicas y otros elementos. La prueba de propiedad mecánica utiliza un dispositivo de prueba de carga de terremotos simulado, y la prueba de carga se lleva a cabo de acuerdo con los estándares relevantes para garantizar que el rendimiento del producto cumpla con los requisitos de diseño.

(Ii) Compromiso de garantía de calidad

El período de garantía de este producto es de 10 años, calculado a partir de la fecha de aceptación del producto. Durante el período de garantía, si el daño es causado por problemas de calidad del producto, nuestra compañía proporcionará servicios de reparación o reemplazo gratuitos.
Después del período de garantía, nuestra empresa brinda servicios de mantenimiento de toda la vida, visita regularmente a los clientes y brinda a los clientes soporte técnico y sugerencias de mantenimiento de productos. Si se requieren piezas de reemplazo, se les cobrará al precio de costo.

(Iii), informes de prueba

• La instalación del rodamiento debe ser realizada por un equipo de construcción con calificaciones profesionales. El personal de construcción debe estar especialmente capacitado y estar familiarizado con el proceso y los requisitos de instalación de los rodamientos.
• Durante el proceso de instalación, está estrictamente prohibido realizar operaciones como golpear e impactar el rodamiento que puede dañar el rodamiento. No modifique la estructura y los parámetros del rodamiento sin permiso.
• Durante el transporte y el almacenamiento del rodamiento, debe colocarse horizontalmente para evitar la inclinación e inversión. El entorno de almacenamiento debe estar seco y ventilado para evitar la humedad y el óxido.
• Las inspecciones de mantenimiento regulares deben llevarse a cabo estrictamente de acuerdo con los requisitos de este manual de instrucciones para descubrir y resolver problemas de inmediato. Los registros de mantenimiento deben mantenerse correctamente como base para la trazabilidad de la calidad del producto.
• Si tiene alguna pregunta sobre el uso del producto o el encuentro con problemas técnicos, comuníquese con el departamento de servicio técnico de nuestra empresa de manera oportuna. Responderemos dentro de las 24 horas.

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