Comment réduire le bruit de fonctionnement des tourniquets des supermarchés ?

一, Etude de la source acoustique du bruit d'un portail tournant
Les vibrations mécaniques, les interférences électromagnétiques et l’aérodynamique sont les trois principales formes de sources sonores qui composent le bruit d’un tourniquet.
Source sonore de friction mécanique : 55 % à 65 % du bruit total, qui comprend :
Le maillage des engrenages produit un son qui se produit de temps en temps (800-1 200 Hz).
Le bruit du frottement du roulement entre la bille du roulement et la chenille (fréquence de pointe 1 500-2 000 Hz)
Le bruit de la tringle du portail heurtant le dispositif de limitation (le volume sonore maximal peut atteindre 85 dB)
Bruit électromagnétique : 20 % à 30 % du bruit total provient de l'interaction du champ magnétique entre le stator et le rotor du moteur, qui produit un bourdonnement à basse fréquence-entre 100 et 500 Hz.
Le bruit aérodynamique représente 10 à 15 % du bruit total. Il s'agit d'un bruit de vortex (sifflement à haute fréquence-entre 2000 et 4000 Hz) provoqué par le flux d'air provoqué par la rotation du portail.
Les données de test réelles d'une certaine chaîne de supermarchés montrent que le bruit de fonctionnement du tourniquet sans aucune mesure de réduction du bruit est de 72 décibels aux heures de pointe. Sur ce total, 62 % sont des bruits de friction mécanique, 28 % sont des bruits électromagnétiques et 10 % sont des bruits aérodynamiques.

2,Mettre en action les technologies de réduction du bruit à la source du son
1. Optimisation du système mécanique (1) Améliorer le système de transmission par engrenages :

Lorsque vous utilisez des engrenages hélicoïdaux au lieu d'engrenages droits, la ligne de contact passe d'un contact ponctuel à un contact linéaire. Cela réduit la force d'impact du maillage de 40 %.
Choisissez une procédure de meulage d'engrenages de haute-précision (précision GB/T 10095-2008 Grade 6) qui maintient l'erreur de profil de dent à < 0,015 mm.
La boîte de vitesses est remplie d'huile lubrifiante à l'échelle nanométrique, ce qui abaisse le coefficient de frottement de 0,12 à 0,05 (2). Choisir et entretenir les roulements :

La charge dynamique nominale augmente de 30 % lorsque vous utilisez des roulements à billes à gorge profonde (série code 6200).
Pour éliminer les vibrations causées par le jeu, utilisez un contrôle de précharge des roulements (jeu axial de 0,02 à 0,05 mm).
Mettre en place un mécanisme de gestion du cycle de lubrification (ajouter de la graisse à base de lithium-toutes les 500 heures).
Dispositif pour tamponner le portail :

Placer des blocs tampons en polyuréthane (dureté Shore 80A) sur le dispositif de limite. Ces blocs peuvent absorber 75 % de l’énergie d’une collision.
Le temps de freinage a été réduit de 0,3 seconde à 0,1 seconde grâce à l'utilisation de freins électromagnétiques au lieu de freins mécaniques. Cela rend également les freins plus silencieux.
2. Amélioration du système moteur (1) Suppression du bruit électromagnétique :

Remplacez les fentes rectangulaires du stator par des fentes en forme de poire-pour rendre les harmoniques des dents 30 % moins fortes.
Utilisez le contrôle de l'uniformité de l'entrefer (erreur d'entrefer unilatéral < 0,05 mm) pour empêcher la tension magnétique de trop changer.
Choisissez un moteur à faible-bruit (norme NEMA MG1A classe A) qui ne fait pas plus de 55 décibels de bruit lorsqu'il n'est pas chargé.

Utilisation d'un convertisseur de fréquence à commande vectorielle pour obtenir un contrôle de vitesse fluide pendant le démarrage et l'arrêt du frein
Pour éliminer les effets des changements de vitesse rapides, définissez une courbe d'accélération en forme de S - (taux de changement d'accélération inférieur ou égal à 2 m/s³).
3. Optimisation aérodynamique (1) Conception simplifiée de la tringle du portail :

Remplacez la tige de portail rectangulaire par une section de profil aérodynamique (profil aérodynamique NACA 0012). Cela réduira le coefficient de traînée de 1,2 à 0,6.
La surface de la tige du portail est anodisée, ce qui signifie qu'elle présente une rugosité Ra inférieure ou égale à 0,8 µm (2). Mise en place du dispositif de dérivation :

Placez un déflecteur en haut de la porte (angle d'attaque de 15 degrés) pour laisser passer le flux d'air en douceur.
Placez un silencieux sur le port de dissipation thermique du moteur (perte d'insertion supérieure ou égale à 10 dB à 2 000 Hz).
3, Technologie de contrôle du chemin de transmission
1. Conception pour l’isolation structurelle des vibrations
Système de fondation flottante :

Placer des patins antivibratoires en caoutchouc (avec une compression statique de 2 à 5 mm) entre le pied du portail et le sol.
En utilisant une structure d'isolation à double-couche avec une dureté supérieure de 40 A et une dureté inférieure de 60 A, l'efficacité de l'isolation atteint 85 %.
Réduire le bruit dans le local technique :

Pose d'un panneau insonorisant en fibre de polyester de 30 mm d'épaisseur-sur le mur (NRC=0.95)
Pose d'un revêtement de sol en caoutchouc de 5 mm d'épaisseur au sol (amélioration des bruits d'impact Δ Lw=18dB)
Corps insonorisant-pour espace d'installation au plafond (coefficient d'absorption acoustique supérieur ou égal à) 0,85 à 1 000 Hz
2. Technologie de barrière acoustique
Un écran clair et insonorisé :

Utilisation de verre trempé isolé d'un poids de 5+12A+5 mm (Rw=32dB)
Le cadre est fabriqué en alliage d'aluminium coupé en pont, qui présente un coefficient de transfert thermique K inférieur à 2,0 W/(m² · K).
Structure pour l'absorption acoustique locale :

Mettez en place des structures insonorisantes-avec des trous des deux côtés du portail (trous de 3 mm, taux de perforation de 20 %).
Mettez de la laine de verre de 50 mm d'épaisseur (densité apparente 32 kg/m³) à l'arrière.
4, Analyse d'un cas typique
En 2025, une chaîne internationale spécifique de supermarchés rendra les tourniquets de ses points de vente plus silencieux dans tout le pays.

Solution technique : Changez le système de transmission à engrenages hélicoïdaux et augmentez la précision des engrenages au niveau 5 du GB/T 10095-2008.
Mettre en place le frein électromagnétique et le bloc tampon en polyuréthane.
Des panneaux-insonorisants en fibre de polyester sont installés sur les murs de la salle informatique.
Placez des coussinets d'isolation contre les vibrations à double-couche au bas du portail.
Effet de la mise en œuvre :
Le niveau sonore lorsque la machine est en marche est passé de 72 décibels à 58 décibels, ce qui est conforme à la norme GB 22337-2008 relative aux émissions sonores dans les environnements de vie sociaux.
Le nombre de réclamations clients a diminué de 67 %.
Le taux de panne des équipements a diminué de 42 % et la durée de vie des roulements est passée de 18 mois à 36 mois.
Analyse de l'économie :
La rénovation d'une porte coûte 8 500 yuans.
Économies de 2 300 yuans sur les coûts de maintenance annuels
Le temps nécessaire pour récupérer un investissement est de 3,7 ans.