Como reduzir o ruído de funcionamento das catracas de supermercados?

一, Estudo da fonte acústica de ruído de um portão giratório
Vibração mecânica, interferência eletromagnética e aerodinâmica são as três principais formas de fontes sonoras que compõem o ruído de uma catraca.
Fonte sonora de fricção mecânica: 55%–65% do ruído total, que inclui:
A engrenagem da engrenagem emite um som que acontece de vez em quando (800–1200 Hz).
O som do atrito entre a esfera do rolamento e a pista (frequência de pico 1.500–2.000 Hz)
O som da haste do portão atingindo o dispositivo limite (o volume máximo pode chegar a 85 dB)
Ruído eletromagnético: 20% a 30% do ruído total vem da interação do campo magnético entre o estator e o rotor do motor, que emite um zumbido de baixa-frequência entre 100 e 500 Hz.
O ruído aerodinâmico representa 10% a 15% do ruído total. É composto por ruído de vórtice (assobio de alta-frequência entre 2.000 e 4.000 Hz) causado pelo fluxo de ar causado pela rotação da comporta.
Os dados reais de teste de uma determinada rede de supermercados mostram que o ruído operacional da catraca sem quaisquer medidas de redução de ruído é de 72 decibéis nos horários de pico. Desse total, 62% é ruído de fricção mecânica, 28% é ruído eletromagnético e 10% é ruído aerodinâmico.

2, Colocando em ação tecnologias de redução de ruído na fonte do som
1. Otimizando o sistema mecânico (1) Melhorando o sistema de transmissão de engrenagens:

Quando você usa engrenagens helicoidais em vez de engrenagens de dentes retos, a linha de contato muda de contato pontual para contato de linha. Isto reduz a força de impacto da malha em 40%.
Escolha um procedimento de retificação de engrenagens de alta-precisão (precisão GB/T 10095-2008 Grau 6) que mantenha o erro do perfil do dente em < 0,015 mm.
A caixa de engrenagens é preenchida com óleo lubrificante em nanoescala, que reduz o coeficiente de atrito de 0,12 para 0,05 (2). Escolhendo e cuidando dos rolamentos:

A carga dinâmica nominal aumenta 30% quando você usa rolamentos rígidos de esferas (código série 6200).
Para eliminar a vibração causada pela folga, utilize o controle de pré-carga do rolamento (folga axial 0,02–0,05 mm).
Configure um mecanismo para gerenciar o ciclo de lubrificação (adicione graxa à base de-lítio a cada 500 horas).
Dispositivo para buffer do portão:

Coloque blocos amortecedores de poliuretano (dureza Shore 80A) no dispositivo limite. Esses blocos podem absorver 75% da energia de uma colisão.
O tempo de frenagem foi reduzido de 0,3 segundos para 0,1 segundos usando freios eletromagnéticos em vez de freios mecânicos. Isso também torna os freios mais silenciosos.
2. Melhorar o sistema motor (1) Livrar-se do ruído eletromagnético:

Troque as ranhuras retangulares do estator por ranhuras em formato de pêra para tornar os harmônicos dos dentes 30% menos fortes.
Use o controle de uniformidade do entreferro (erro do entreferro unilateral <0,05 mm) para evitar que a tensão magnética mude muito.
Escolha um motor de baixo-ruído (padrão NEMA MG1A Classe A) que não emita mais que 55 decibéis de ruído quando não está carregado.

Usando um conversor de frequência com controle vetorial para obter controle de velocidade suave enquanto o freio está iniciando e parando
Para se livrar dos efeitos de mudanças rápidas de velocidade, defina uma curva de aceleração em forma de S- (taxa de mudança de aceleração menor ou igual a 2m/s³).
3. Otimização aerodinâmica (1) Projeto simplificado para a haste do portão:

Mude a haste do portão retangular para uma seção de aerofólio (aerólio NACA 0012). Isso reduzirá o coeficiente de arrasto de 1,2 para 0,6.
A superfície da haste da comporta é anodizada, o que significa que possui rugosidade Ra menor ou igual a 0,8 μm (2). Configurando o dispositivo de desvio:

Coloque um defletor na parte superior do portão (ângulo de ataque de 15 graus) para permitir que o fluxo de ar passe suavemente.
Coloque um silenciador na porta de dissipação de calor do motor (perda de inserção maior ou igual a 10dB@2000Hz)
3, Tecnologia para controlar o caminho de transmissão
1. Projeto para isolamento de vibração estrutural
Sistema de fundação flutuante:

Coloque almofadas de borracha para isolamento de vibrações (com compressão estática de 2 a 5 mm) entre a base do portão e o solo.
Usando uma estrutura de isolamento de camada-dupla com dureza superior de 40A e dureza inferior de 60A, a eficiência do isolamento atinge 85%.
Reduzindo o ruído na sala de equipamentos:

Colocar uma placa de absorção sonora-de fibra de poliéster com 30 mm de espessura na parede (NRC=0.95)
Colocar piso de borracha com 5 mm de espessura no chão (melhoramento do som de impacto Δ Lw=18dB)
Corpo -absorvente de som para espaço de instalação no teto (coeficiente de absorção sonora maior ou igual a) 0,85@1000Hz
2. Tecnologia de barreira sonora
Uma tela nítida à prova de som:

Usando vidro temperado isolado com peso de 5+12A+5mm (Rw=32dB)
A estrutura é feita de liga de alumínio cortada em ponte, que possui um coeficiente de transferência de calor K inferior a 2,0 W/(m² · K).
Estrutura para absorção sonora local:

Coloque estruturas-absorventes de som com furos em ambos os lados do portão (furos de 3 mm, taxa de perfuração de 20%).
Coloque lã de vidro com 50 mm de espessura (densidade aparente 32kg/m³) na parte traseira.
4, Análise de um caso típico
Em 2025, uma rede específica de supermercados internacionais deixará as catracas de seus pontos de venda mais silenciosas em todo o país.

Solução técnica: Trocar o sistema de transmissão por engrenagens helicoidais e aumentar a precisão das engrenagens para o nível 5 do GB/T 10095-2008.
Coloque o freio eletromagnético e o bloco amortecedor de poliuretano.
Existem painéis-absorventes de som feitos de fibra de poliéster nas paredes da sala de informática.
Coloque almofadas de isolamento de vibração de camada dupla na parte inferior do portão.
Efeito da implementação:
O nível de ruído quando a máquina está em funcionamento caiu de 72 decibéis para 58 decibéis, o que está em linha com a norma GB 22337-2008 para emissões de ruído em ambientes de vida social.
O número de reclamações de clientes diminuiu 67%.
A taxa de falhas dos equipamentos caiu 42% e a vida útil dos rolamentos passou de 18 para 36 meses.
Análise da economia:
A reforma de um portão custa 8.500 yuans.
Economia de 2.300 yuans em custos anuais de manutenção
O tempo que leva para recuperar um investimento é de 3,7 anos.