چرا UHPC وارد طراحی ماشینآلات میشود؟
بتن فوق{0}با کارایی بالا، که معمولاً به عنوان UHPC شناخته می شود، به طور فزاینده ای برای سازه های صنعتی که به مقاومت فشاری، دوام، سختی و تغییر شکل کنترل شده نیاز دارند، مورد توجه قرار می گیرد. بر خلاف بتن معمولی، UHPC معمولاً از یک ماتریس سیمانی متراکم، سنگدانه های ریز، محتوای آب با دقت کنترل شده و بسته به فرمول-از الیاف فولادی یا مصنوعی استفاده می کند.
استفاده از آن در ماشین آلات برای جایگزینی هر جزء فلزی یا گرانیتی نیست. UHPC در جایی که طراحان به یک ساختار بزرگ، پایدار و بادوام با راندمان جرم خوب، کنترل ارتعاش یا مقاومت در برابر شرایط محیطی سخت نیاز دارند، بیشترین ارزش را دارد.
عملکرد نهایی به طراحی مخلوط، پخت، تقویت، رابطهای تعبیهشده و روشهای کنترل بعدی{0}} بستگی دارد. برای ماشین آلات دقیق، UHPC باید به عنوان یک ماده ساختاری مهندسی شده به جای یک جایگزین ساده بتن در نظر گرفته شود.
1. پایه های ماشینی و تخت های سازه ای
یکی از کاربردی ترین کاربردهای UHPC پایه ماشین است. مراکز ماشینکاری بزرگ، ماشین های سنگ زنی،سیستم های اندازه گیریو تجهیزات ویژه{0}} اغلب به پایه ای نیاز دارند که بتواند بارهای متمرکز را بدون تغییر شکل بیش از حد تحمل کند.
پایه ماشین UHPC را می توان با حفره های داخلی، جیب های نصب، کانال های کابل، تقویت کننده و رابط های فولادی تعبیه شده طراحی کرد. این اجازه می دهد تا ساختار به جای محدود شدن به یک بلوک مستطیلی ساده در اطراف طرح دستگاه بهینه شود.
UHPC همچنین می تواند جرم و سفتی قابل توجهی را در یک طراحی نسبتا فشرده ارائه دهد. این ویژگی ها برای تجهیزاتی که در معرض نیروهای برش، شتاب مکرر یا حرکت قطعات سنگین قرار دارند مفید است.
سطوح مبدأ کار ممکن است همچنان به قطعات فلزی، سرامیکی یا گرانیتی ماشینکاری شده دقیق- نیاز داشته باشند. در کار عملی ما با سازه های دقیق UHPC و اجزای گرانیتی، ما مواد پایه و سطح مرجع را به عنوان تصمیمات مهندسی جداگانه در نظر می گیریم. UHPC ممکن است بدنه ساختاری را فراهم کند، در حالی که درج های گرانیتی یا فلزی رابط اندازه گیری نهایی را فراهم می کنند.
2. ارتعاش-پایه های کنترل
لرزش بر دقت ماشینکاری، پرداخت سطح، تکرارپذیری بازرسی و عمر مفید تجهیزات حساس تأثیر میگذارد. منابع ممکن است شامل چرخش دوک، موتورهای خطی، پمپ ها، ماشین های همسایه، حرکت ساختمان و ترافیک وسایل نقلیه باشد.
پایه های تجهیزات UHPC می توانند به مدیریت ارتعاش از طریق ترکیبی از جرم، سفتی و میرایی مواد کمک کنند. یک فونداسیون به درستی طراحی شده ممکن است انتقال برخی اختلالات را کاهش دهد و شرایط پشتیبانی پایدارتری را برای دستگاه فراهم کند.
طراحی پی باید به عنوان یک سیستم دینامیکی کامل ارزیابی شود. UHPC به تنهایی نمی تواند ایزولاسیون ضعیف، طبقات ضعیف، ترتیبات لنگر نامناسب یا تشدید ساختاری را اصلاح کند. مهندسان باید فرکانس عملیاتی تجهیزات، نقاط پشتیبانی، ایزولاتورها، هندسه فونداسیون و سختی اتصال را در نظر بگیرند.
برای تجهیزات با دقت بالا، تست لرزش پس از نصب میتواند ارزشمند باشد. اندازهگیریهایی که تحت شرایط عملیاتی انجام میشوند، اغلب مسائلی را نشان میدهند که در محاسبات استاتیک قابل مشاهده نیستند.
3. نیمه هادی و اتوماسیون دقیق پشتیبانی می کند
سیستمهای تولید و بازرسی نیمههادیها به پشتیبانی پایدار برای ماژولهای نوری، مجموعههای مدیریت{0} ویفر، مراحل خطی، حسگرها و سیستمهای موقعیتیابی نیاز دارند. این سیستمها همچنین ممکن است در محیطهای کنترلشدهای که خوردگی، ذرات و رانش ابعادی طولانیمدت نگرانکننده هستند، کار کنند.
UHPC را می توان برای قاب های پشتیبانی تجهیزات، پایه های سازه ای و زیرسازی های سفارشی استفاده کرد. ماتریس متراکم آن می تواند پایه ای بادوام برای ویژگی های نصب یکپارچه فراهم کند. هنگامی که به درستی تکمیل و مهر و موم شده است، ممکن است برای محیط های صنعتی کنترل شده نیز مناسب باشد، مشروط به شرایط تمیز کردن و خروج گاز مشتری.
برای تجهیزات نیمه هادی، مهمترین مسئله اغلب دقت رابط است. سوراخ های نصب، پایه های مرجع، صفحات تعبیه شده و سطوح تراز باید به دقت بررسی شوند. ساختارهای UHPC ممکن است با قطعات گرانیتی دقیق، سرامیکی یا فلزی ماشینکاری شده ترکیب شوند تا یک مجموعه ترکیبی ایجاد کنند که استحکام، میرایی، رفتار حرارتی و عملکرد اندازه گیری را متعادل می کند.
4. سازه های دروازه، پل و اتوماسیون
سیستم های اتوماسیون مدرن اغلب از محورهای سفر طولانی، دروازه ها، ماژول های رباتیک و پل های بازرسی استفاده می کنند. این سازه ها باید به اندازه کافی سفت باقی بمانند و در عین حال انحراف ناخواسته را در طول شتاب و موقعیت یابی محدود کنند.
UHPC را می توان به اعضای ساختاری بزرگ با تقویت سفارشی و نقاط اتصال تعبیه شده تبدیل کرد. برنامههای کاربردی ممکن است شامل تیرهای دروازهای، ستونهای ماشین، پایههای ربات، پشتیبانیهای سیستم انتقال-و چارچوبهای بازرسی بزرگ باشند.
مزیت طراحی زمانی بیشتر است که سازه نزدیک به هندسه نهایی خود تولید شود. طراحان می توانند گذرگاه های خدماتی، مناطق نصب و تقویت را در مفهوم ریخته گری ادغام کنند. این ممکن است تعداد قطعات ساخته شده جداگانه را کاهش دهد و مونتاژ را ساده کند.
UHPC به طور خودکار سبک ترین انتخاب نیست. برای محورهای متحرک، جرم می تواند الزامات موتور و راهنما را افزایش دهد. بنابراین معمولاً برای سازه های ثابت یا اعضای متحرک با دقت بهینه سازی شده مناسب تر است تا برای هر جزء روباتیک.
5. تجهیزات سنگین-و خوردگی-در معرض
UHPC همچنین مربوط به ماشین آلات مورد استفاده در محیط های صنعتی خشن است. پرس های سنگین، دکل های آزمایشی، تجهیزات ریخته گری، سیستم های پردازش شیمیایی-و ماشین آلات در فضای باز ممکن است اجزای ساختاری را در معرض رطوبت، سایش، مواد شیمیایی یا ضربه های مکرر قرار دهند.
ساختار متراکم و با نفوذپذیری کم- آن میتواند دوام مفیدی را در زمانی که مخلوط، فرآیند پخت، عملیات سطحی و طراحی مفصل به درستی کنترل میشود، فراهم کند. فونداسیون تجهیزات UHPC ممکن است نیاز به تعمیرات سازه ای مکرر را کاهش دهد، به ویژه زمانی که بتن معمولی در معرض ترک خوردگی یا تخریب سطحی است.
سازگاری با محیط زیست هنوز به تأیید نیاز دارد. مقاومت شیمیایی با فرمولاسیون و شرایط قرار گرفتن در معرض متفاوت است. لنگرها، درجها، مهر و مومها و اتصالات ممکن است رفتار خوردگی متفاوتی نسبت به خود UHPC داشته باشند، بنابراین کل مجموعه باید ارزیابی شود.
ملاحظات طراحی و کیفیت
کاربردهای موفقیت آمیز ماشین آلات UHPC به بیش از مقاومت فشاری بستگی دارد. خریداران و مدیران کیفیت باید موارد زیر را بررسی کنند:
تحمل ابعادی پس از پخت و تهویه حرارتی.
طرح آرماتور و توزیع فیبر.
درج مکان، لنگر، و انتقال بار.
صافی سطح و روشی که برای دستیابی به آن استفاده می شود.
رطوبت، مواد شیمیایی، اتاق تمیز و دما مورد نیاز است.
سوابق بازرسی و قابلیت ردیابی کالیبراسیون.
مراحل حمل و نقل، بلند کردن و نصب.
در UNPARALLELED®، راهحلهای دقیق ما شامل سازههای UHPC در کنار قطعات ریختهگری گرانیت، سرامیک، فلز، شیشه و معدنی-میشود. این رویکرد چند{2}}ماده ای واقعیت عملی را منعکس می کند: ماشین آلات مدرن به ندرت به یک ماده به تنهایی وابسته هستند.
UHPC زمانی مؤثرتر است که نقاط قوت آن-جرم، دوام، سختی و انعطافپذیری طراحی- با رابطهای دقیق مناسب مطابقت داده شود و از طریق اندازهگیری منظم تأیید شود. با استفاده از این روش، میتواند یک پلت فرم ساختاری قابل اعتماد برای ماشینآلات سختافزاری بدون ارائه به عنوان جایگزینی جهانی برای فولاد، گرانیت یا سرامیک فراهم کند.