[發(fā)明專(zhuān)利]一種橋式起重機(jī)用的低噪音鋼軌及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011058266.3
• 申請(qǐng)日: 2020-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112210710B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫楠;許旸;郜永福;黃志強(qiáng);劉保健;張欣昱;王旭
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 江蘇華龍鑄鐵型材有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C22C37/04
• 分類(lèi)號(hào): C22C37/04;C22C37/06;C22C37/10;C22C33/08;C21C1/10;B22D11/055;C21D5/00;C21D1/32;C21D1/10;C21D1/18;C21D9/04
• 代理公司: 西安弘理專(zhuān)利事務(wù)所 61214
• 代理人: 王丹

本發(fā)明公開(kāi)了一種橋式起重機(jī)用的低噪音鋼軌，按照質(zhì)量百分比由以下組分組成，C：3.4％～3.6％、Si:2.4％～2.6％、Mn：0.3％～0.5％、P：≤0.02％、S：≤0.02％、Cr：≤0.3％、Cu：0.3％～0.5％、Mg：0.03～0.045％，余量為Fe，以上各組分的質(zhì)量百分比總和為100％；鋼軌的抗拉強(qiáng)度≥880MPa，延伸率≥8％，頂面表層硬度≥55HRC，本發(fā)明還公開(kāi)了一種橋式起重機(jī)用的低噪音鋼軌的制備方法，制備的鋼軌能夠同時(shí)兼顧強(qiáng)韌性和阻尼性，抑制起重機(jī)桁架所傳遞的振動(dòng)與噪聲。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于黑色金屬材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種橋式起重機(jī)用的低噪音鋼軌及其制備方法。

背景技術(shù)

機(jī)械制造企業(yè)大型廠房?jī)?nèi)行駛的橋式起重機(jī)(俗稱(chēng)“行車(chē)”)的噪音，是車(chē)間廠房?jī)?nèi)噪聲譜中的主要組成部分，在企業(yè)升級(jí)改造、改善生產(chǎn)環(huán)境的過(guò)程中逐漸為人們所重視。在降低橋式起重機(jī)振動(dòng)噪聲的努力中，早期的著重點(diǎn)是提高行車(chē)結(jié)構(gòu)的剛性，提升其固有頻率，使之遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)所激發(fā)的振動(dòng)頻率，避免發(fā)生共振。經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐摸索，特別是廣泛采用空腹桁架結(jié)構(gòu)之后，自重減輕，整體剛度大，其結(jié)構(gòu)剛性設(shè)計(jì)已達(dá)到近于理想的狀態(tài)，因而，盡管起重機(jī)固有頻率因起吊重量不同和起吊電機(jī)位置變化而覆蓋了較大頻譜范圍，但已能保證其遠(yuǎn)低于其一階固有共振頻率，加之起重機(jī)的運(yùn)行速度緩慢，移動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和起吊電機(jī)及其減速器轉(zhuǎn)速較低，故可以不發(fā)生共振現(xiàn)象。然而，這類(lèi)起重機(jī)大跨度的橋式結(jié)構(gòu)和自由簡(jiǎn)支梁式的懸空特征，仍然為震動(dòng)噪聲的產(chǎn)生提供了便利，給噪聲污染的抑制帶來(lái)很大困難。根據(jù)相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 14405—2011)的規(guī)定，橋式起重機(jī)駕駛室的噪聲只要低于85分貝即算合格。但是生活常識(shí)告訴我們，高于70分貝的噪聲對(duì)人的聽(tīng)覺(jué)而言已是聲污染，而80分貝以上的噪聲對(duì)長(zhǎng)期工作在此環(huán)境的駕駛員和其他員工無(wú)疑是一種慢性傷害。由此可知，減少行車(chē)噪聲是相關(guān)企業(yè)技術(shù)改造和環(huán)境治理的任務(wù)之一。

橋式起重機(jī)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造達(dá)到現(xiàn)有的技術(shù)高度平臺(tái)后，其噪聲難以進(jìn)一步降低的一個(gè)重要原因是，設(shè)計(jì)制造者往往將注意力只集中于起重機(jī)本身，而忽視了作為起重機(jī)支撐系統(tǒng)的導(dǎo)軌材料對(duì)噪聲的“貢獻(xiàn)”，證明這一點(diǎn)的一個(gè)現(xiàn)成事實(shí)就是，至今為止，除了采取在導(dǎo)軌與水泥梁之間襯墊橡膠板之外，很少有討論使用高阻尼材料制作低噪音導(dǎo)軌的文獻(xiàn)、報(bào)道或專(zhuān)利，而我國(guó)黑色冶金行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)—《起重機(jī)用鋼軌》(YB/T 5055—2014)中所列出的5種鋼軌材料—U71Mn、U75V、U78CrV、U77MnCr、U76CrRE，以及輕軌和重軌標(biāo)準(zhǔn)型材所要求的材料Q235和50Mn等，都是普通的鋼質(zhì)材料，這類(lèi)材料只具有優(yōu)良的力學(xué)性能而無(wú)吸音減震的物理性能，對(duì)振動(dòng)和噪聲基本上沒(méi)有抑制作用。至于軌道與水泥梁之間的橡膠墊，固然可以吸收部分振動(dòng)能量，但其副作用是，它拉低了起重機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的一階固有頻率，并且當(dāng)自由簡(jiǎn)支的橋式梁在某個(gè)(些)頻率下出現(xiàn)分頻振動(dòng)，以及橋式梁中的相對(duì)獨(dú)立的子結(jié)構(gòu)發(fā)生共振時(shí)，彈性支撐會(huì)加劇其振幅，反而增強(qiáng)了噪聲。

橋式起重機(jī)通過(guò)四個(gè)鋼制滾輪與導(dǎo)軌接觸，實(shí)際上構(gòu)成了一個(gè)兩端自由支撐的簡(jiǎn)支梁系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)的振動(dòng)噪聲不僅來(lái)自于簡(jiǎn)支梁(橋式起重機(jī))本體系統(tǒng)，也來(lái)自于支撐子系統(tǒng)，從材料學(xué)和機(jī)械學(xué)角度分析，支撐系統(tǒng)的材料物理性能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)噪聲也有重要影響。這些影響表現(xiàn)在：

1)四對(duì)滾輪與鋼軌的摩擦與振動(dòng)，產(chǎn)生噪聲。橋式起重機(jī)與導(dǎo)軌雖然是滾動(dòng)摩擦，摩擦系數(shù)較小，但由于這個(gè)摩擦系統(tǒng)沒(méi)有潤(rùn)滑，處在干摩擦狀態(tài)，必然會(huì)因摩擦澀滯而引起振動(dòng)與噪聲；

2)傳播噪聲。橋式起重機(jī)本體振動(dòng)引起的噪聲，一部分直接散播在空氣中，形成以振動(dòng)源為中心的噪聲場(chǎng)，另一部分通過(guò)固體傳遞途徑散播到更遠(yuǎn)處，也就是經(jīng)由滾輪傳遞至導(dǎo)軌，由導(dǎo)軌散播到遠(yuǎn)處。聲音在空氣中的傳播速度為340米/秒，而在鋼中的傳播速度為4000～5000米/秒，所以，由固體傳播的噪聲占了總噪聲的更大比例。當(dāng)橋式起重機(jī)主梁由早期的箱式結(jié)構(gòu)改造為空腹桁架結(jié)構(gòu)，有效避免了箱體共鳴，并使得振動(dòng)頻譜上移之后，經(jīng)由固體傳播的噪聲所占比例進(jìn)一步增大。