Binalarda ve köprülerde depremin sönümlenmesinde vidalı millerin kullanımı

Deprem riskli bölgelerde bina ve köprü inşa etmek genellikle sönümleme tekniklerinin kullanılmasını gerektirir. Kütle yaylı sönümleme veya hidrolik sistemler gibi çözümler, dinamik sıkıştırma ve çekme kuvvetlerini emmenin geleneksel yolunu sağlarken, bir alternatif de yüksek yüklü vidalı millere sahip titreşim sönümleyiciler kullanmaktır. Vidalı millerin kullanımı yerden tasarruf sağlar ve gereksinimlere kolay uyum sağlar.

Genellikle endüstriyel makinelerde kullanılan yüksek yüklü vidalı miller, servo preslere ve plastik enjeksiyon kalıplama makinelerine güçlü, tek biçimli bir baskı kuvveti uygular. Bu tür uygulamalar için NSK, geniş kapsamlı HTF serisini geliştirmiştir. HTF bilyalı vidalar, dönme hareketini doğrusal harekete çevirerek veya tersini yaparak çok güçlü kuvvetlere ve yüksek yüklere maruz kaldığında bile yüksek hassasiyet sağlar.

Bu tahrik bileşenleri, deprem riskinin yüksek olduğu ve tüm yapıların buna göre tasarlanması ve korunması gereken Japonya’da ortaya çıkan bir gelişme olarak, binalarda ve köprülerde titreşim sönümleyicileri ve emicileri olarak kullanılmaya da uygundur.

Bugün, birçok depremden korunma sistemi tedarikçisi, NSK vidalı millerini temel alan bu tip çözümler sunmaktadır. Teknikte, somun üzerinde dönen bir karşı ağırlığa sahip yüksek yüklü bilyeli vidalı tahrik kullanılır. Bu vidalı mil (yapısal bir birime entegre edilmiş) daha sonra binanın iki taşıyıcı elemanı arasında, genellikle bodrum katında yerini alır.

Vidalı bilyenin doğrusal hareketi, genellikle bir deprem sırasında veya ağır bir trenin demiryolu köprüsünden geçmesi gibi kısa süreli dinamik yük ortaya çıkan durumlarda, iki yük taşıyan elemandan biri harekete geçirildiğinde oluşur. Bu doğrusal hareket, sönümleme ağırlığını dönme hareketine çevirir. Dönme yönü değiştiğinde, salınımlar birbirini zıt genliklerle üst üste bindirir. Sonuç, hem dinamik sıkıştırma hem de çekme kuvvetlerinin emildiği şok yükünün etkili bir şekilde sönümlenmesidir.

Bilye vidalı tahrikin yük kapasitesi, kullanıcı dostu bir şekilde bireysel gereksinimlere göre uyarlanabilir. Kullanılan birimler, küçük bir eksenel darbeyi somunun yüksek devir sayısına dönüştüren ve böylece gerekli sönümleme etkisini sağlayan birimlerdir.

Bugüne kadar kullanılan kütle yay sistemleri ve hidrolik amortisörler ile karşılaştırıldığında, bu uygulamadaki bilyeli vidalı sistemler, diğer şeylerin yanı sıra çok az montaj alanı gerektirmesi avantajını sağlar. Çevreleyen yapıya kolay entegrasyon bir başka avantajdır.

Konsept oldukça verimlidir: yaklaşık iki ton toplam ağırlığa sahip bir bilyeli vida tahrikine ve dönen karşı ağırlığa dayalı bir sönümleme sistemi, 2.000 ila 3.000 ton ek ağırlığın olacağı bir sönümleme etkisi sağlar. bir kütle yay sistemi için gereklidir. Diğer bir avantaj ise, sistemin zorlu çevre koşullarında bile görevini güvenilir bir şekilde yerine getirmesi ve elektrikli bir sürücüye ihtiyaç duymadan yalnızca mekanik ve sağlam bileşenlerin kullanılması nedeniyle bakım çabalarının minimum düzeyde olmasıdır.

Bu basit ancak son derece etkili titreşim sönümleme çözümlerinin uygulamaları, enerji santrallerinde, kimya fabrikalarında ve rafinerilerde bulunanlar gibi en tipik yapısal mühendislik ve kritik boru sistemlerini içerir. Kompakt üniteler, hem yeni bina inşaatı hem de mevcut yapıların depreme karşı güçlendirilmesi ve güçlendirilmesi için idealdir.