Skuteczna realizacja niezawodnej ochrony przed trzęsieniami ziemi: wykorzystanie śrub kulowych do tłumienia drgań budynków i mostów

Śruby kulowe serii HTF o dużej obciążalności, pierwotnie opracowane dla maszyn przemysłowych, pomagają również chronić budynki i mosty przed skutkami trzęsień ziemi.

Śruby kulowe o dużej obciążalności, zwykle stosowane w maszynach przemysłowych, wywierają dużą, jednolitą siłę nacisku w serwoprasach i wtryskarkach do tworzyw sztucznych. Do tego typu zastosowań firma NSK opracowała rozbudowaną gamę śrub kulowych z serii HTF, które przekształcają ruch obrotowy w ruch liniowy i odwrotnie, oferując wysoką precyzję, nawet gdy są poddawane bardzo dużym siłom i wysokim obciążeniom.

Te elementy napędowe nadają się również do stosowania jako tłumiki drgań i amortyzatory w budynkach i mostach. Jest to technologia zapoczątkowana w Japonii, gdzie ryzyko trzęsienia ziemi jest wysokie, a wszystkie konstrukcje muszą być odpowiednio zaprojektowane i zabezpieczone.

Obecnie tego typu rozwiązania oparte na śrubach kulowych NSK oferuje kilku dostawców systemów ochrony przed trzęsieniami ziemi. Rozwiązanie wykorzystuje napęd śrubowo-toczny o dużej obciążalności z obracającą się przeciwwagą na nakrętce. Taka śruba kulowa (zintegrowana z jednostką strukturalną ) jest umieszczana następnie na swoim miejscu pomiędzy dwoma elementami nośnymi budynku (często w piwnicy).

Przesunięcie liniowe śruby kulowej następuje w momencie, gdy jeden z dwóch elementów nośnych zostaje wprawiony w ruch, zwykle w przypadku krótkotrwałego wystąpienia wysokiego obciążenia dynamicznego np. podczas trzęsienia ziemi lub przejazdu ciężkiego pociągu przez most kolejowy. Ruch liniowy jest przekształcany w ruch obrotowy ciężaru tłumiącego. Gdy zmienia się kierunek obrotów, oscylacje nakładają się na siebie z przeciwnymi amplitudami. Rezultatem jest skuteczne tłumienie obciążenia udarowego, dzięki czemu absorbowane są zarówno dynamiczne siły ściskające, jak i rozciągające.

Warto zwrócić uwagę na to, że obciążalność napędu śrubowo-tocznego może być dostosowana do indywidualnych wymagań w przyjazny dla użytkownika sposób. Zwykle stosuje się takie jednostki, które zamieniają mały skok osiowy na dużą liczbę obrotów nakrętki, a tym samym osiągają wymagany efekt tłumienia.

W porównaniu z dotychczas stosowanymi systemami masowo-sprężynowymi i amortyzatorami hydraulicznymi, systemy śrubowo-toczne mają tę zaletę, że wymagają m.in. bardzo małej przestrzeni montażowej, a dodatkowo zapewniają łatwą integrację z otaczającą konstrukcją budynku.

Rozwiązanie jest bardzo wydajne, co można wykazać porównując wartości: system tłumienia oparty na napędzie śrubowo- tocznym i obrotowej przeciwwadze o łącznej wadze ok. 2 ton osiąga efekt tłumienia, przy którym wymagane byłoby dodatkowo od 2000 do 3000 ton obciążenia w przypadku systemu sprężyn masowych. Kolejną korzyścią jest to, że system niezawodnie wykonuje swoje zadanie, nawet w trudnych warunkach środowiskowych, a jednocześnie nakłady na konserwację są minimalne, ponieważ używane są tylko mechaniczne i wytrzymałe komponenty, bez konieczności stosowania napędu elektrycznego.

Zastosowania tych prostych, ale bardzo skutecznych rozwiązań tłumienia drgań obejmują najbardziej typowe konstrukcje i krytyczne systemy rurociągów, takie jak te stosowane w elektrowniach, zakładach chemicznych i rafineriach. Kompaktowe jednostki to optymalny wybór – zarówno do nowych konstrukcji budowlanych, jak i do modernizacji sejsmicznej oraz wzmacniania istniejących konstrukcji. Na etapie projektowania inżynierowie NSK zapewniają wsparcie producentom systemów tłumiących, przeznaczonych do ochrony przed trzęsieniami ziemi.

O NSK Europe
NSK Europe Ltd. jest europejskim oddziałem japońskiej firmy NSK produkującej łożyska z siedzibą w Tokio. Firma została założona w 1916 r. i zatrudnia obecnie około 31 tys. osób na całym świecie. Produkty i rozwiązania oferowane przez tego dostawcę dla firm przemysłowych i motoryzacyjnych można znaleźć wszędzie tam, gdzie wykorzystuje się elementy związane z ruchem. Oprócz prawie wszystkich typów łożysk tocznych, portfolio firmy obejmuje zespoły łożyskowe w obudowach, technologię liniową, łożyska piast kół, łożyska przekładni i silnika oraz układy kierownicze. Firma pragnie osiągnąć perfekcję we wszystkich swoich działaniach biznesowych. Jej celem jest bycie liderem w swojej branży pod względem jakości, do czego dąży poprzez ciągły proces doskonalenia, rozwoju optymalnego produktu, optymalizację procesów produkcyjnych i proklienckie nastawienie procesów obsługi. W roku podatkowym 2019, ponad 4,4 tys. pracowników NSK Europe Ltd. wygenerowało sprzedaż przekraczającą 920 mln euro. www.nskeurope.pl

Źódło: NSK