Vysokoproudé rotační uzemnění poskytuje řízenou cestu pro svařovací proud mezi stacionárními a rotačními částmi přípravku, polohovadla, točny, hřídele nebo systému upínání obrobku.
Běžně se používá při automatizovaném svařování nádrží, svařování trubek, výrobě tlakových -nádob, svařování obvodovým švem, rotačních řezacích zařízeních a dalších procesech, ve kterých se obrobek musí otáčet a přitom zůstat v elektrickém pracovním okruhu.
Výběr jednoho vyžaduje více než jen dodržení maximálního proudu uvedeného na svařovacím zdroji. Skutečný návrh musí zohledňovat trvání proudu, pracovní cyklus, odpor kontaktů, pokles napětí, teplo, montáž, kabely, svorky, rotaci, znečištění, údržbu a přejímací zkoušky.
Přehled řešení ByTune vyvinutých pro tuto funkci vizzemnící spojky pro svářecí strojea širší rozsahzařízení pro přenos svařovacího proudu.
Co je to vysoko{0}}proudé rotační uzemnění?
Vysokoproudé otočné uzemnění je obvykle jednookruhové otočné elektrické spojení navržené k přenosu značného procesního proudu přes otočné rozhraní.
Slovo "zem" je široce používáno v názvech svařovacích produktů, ale může být zavádějící. V obvodu obloukového svařování-je kabel připojený k obrobkuvedení prácea připevnění k obrobku nebo přípravku jepřipojení obrobku. Není to totéž jako ochranný zemnící vodič používaný ke snížení rizika elektrického-šoku.
Navádění uzemnění svařování Lincoln Electricvysvětluje, že spojení obrobku se často neformálně nazývá zemnící svorka, i když se obě funkce liší. OSHA samostatně vyžaduje řádné uzemnění rámů-svařovacích strojů. Rotační svařovací zem musí být proto považována za součást svařovací-proudové trasy, nikoli jako náhradu za uzemnění ochranných prostředků.
Rotační svářečka, pevná pracovní svorka nebo kluzný kroužek?
| Zařízení | Primární funkce | Typická aplikace |
|---|---|---|
| Pevná pracovní svorka | Připojuje pracovní kabel ke stacionárnímu obrobku nebo přípravku | Ruční svářecí a neotáčející se -přípravky |
| Vysokoproudé rotační uzemnění | Přenáší jeden vysoce{0}}proudový pracovní okruh přes otočné rozhraní | Svařování polohovadel, svařování nádrží a svařování trubek |
| Více{0}}kanálový sběrací kroužek | Nese několik silových, řídicích, senzorových nebo datových obvodů | Automatizace, roboty, jeřáby a balicí zařízení |
| Hybridní rotační sestava | Kombinuje elektrické obvody s plynem, vzduchem, hydraulickými médii nebo jinými službami | Komplexní automatizované svařovací přípravky |
Konvenční signál nebo sběrací kroužek s nízkým{0}}proudem by neměly vést svařovací proud pouze proto, že jsou k dispozici nevyužité kanály. Vysokoproudé obvody kladou různé požadavky na plochu vodičů, materiály kontaktů, odvod tepla, svorky a mechanickou konstrukci.
Technický přehledvysokoproudé sběrací kroužkyposkytuje další pozadí tohoto rozlišení.
Kdy potřebuje svařovací přípravek rotační zem?
Rotační uzemnění je obecně vyžadováno, když svařovací proud musí procházet mezi stacionárním zdrojem energie a obrobkem nebo upínacím zařízením, které se během svařovacího cyklu otáčí.
Bez vhodného otočného připojení se může pracovní kabel kroutit kolem přípravku, omezovat otáčení, vyžadovat ruční přemístění, odírat se o části stroje nebo způsobit nežádoucí zatížení svorek a kabelů.
Otočný stůl automaticky nevyžaduje otočné uzemnění. Určující otázkou je, zda pracovní proud svařování musí procházet rotačním mechanickým rozhraním.
Pět technických rozhodnutí, která řídí výběr
1. Proud, pracovní cyklus, odpor a teplo
Maximální výkon svařovacího zdroje není úplnou specifikací produktu. Technický tým by měl zdokumentovat:
- Normální svařovací proud
- Maximální a pulzní proud
- Doba trvání každého sváru
- Doba mezi svary
- Počet cyklů za hodinu
- Procento času při zátěži
- Okolní teplota
- Plánované budoucí změny procesů
Zařízení přenášející proud 800 A po dobu deseti sekund, po kterých následuje několik minut chlazení, má jiné tepelné požadavky než zařízení s nepřetržitým proudem 500 A. Dodavatel by měl uvést, zda je hodnocení nepřetržité, přerušované, časově-omezené, na teplotě-závislé nebo závislé na konkrétním uspořádání chlazení.
Malé hodnoty odporu jsou důležité při vysokém proudu. Úbytek napětí se vypočítá takto:
V = I × R
Teplo generované v odporovém bodě se vypočítá takto:
P = I² × R
Například spojení přenášející 600 A s odporem 0,5 mΩ by produkovalo:
- 0,3 V poklesu napětí
- 180W tepla
Toto je matematická ilustrace, nikoli hodnocení produktu ByTune. Ukazuje, proč odpor, který se zdá být velmi malý, může stále vytvářet značné zahřívání ve svařovacím okruhu.
Kompletní odporová dráha zahrnuje otočný kontakt, vnitřní vodiče, svorky, kabelová oka, šroubové spoje, přípravek, připojení obrobku a zpětný kabel. Vysokoproudá spojka nemůže kompenzovat poddimenzovaný kabel, uvolněnou koncovku nebo znečištěné připojení obrobku.
Pro projekty v různých aktuálních rozsazích nabízí ByTune vyhrazené800A zemnící spojka, 1200A zemnící spojkaa2000A zemnící spojkastránky. Konečný výběr musí být ještě zkontrolován podle pracovního cyklu, teploty, svorek a instalace.
2. Konec-montáže-na hřídel nebo průchozí-vrtání
Uspořádání stroje obvykle určuje, zda je třeba nejprve vyhodnotit konec{0}}-hřídele nebo průchozí{2}}vrtání rotační země.
| Faktor výběru | Konec-navrhování-hřídel | Prostřednictvím-Bore Design |
|---|---|---|
| Koncový-přístup hřídele | Požadovaný | Není vyžadováno |
| Centrální průchod plynu nebo kapaliny | Obvykle méně pohodlné | Může projít středem |
| Axiální prostor | Vyžaduje prostor za koncem hřídele | Lze instalovat kolem hřídele |
| Radiální prostor | Často nižší | Obvykle vyžaduje větší vnější průměr |
| Retrofit použití | Vhodné, když je konec hřídele přístupný | Vhodné, když musí zůstat stávající geometrie hřídele |
| Servisní přístup | Často přímočaré | Záleží na okolním stroji |
Pokud středem musí procházet šachta, plynové potrubí, kabel nebo jiné vedení, může být preferováno provedení průchozího otvoru. Rozměr vrtání nelze hodnotit samostatně; zvětšení otvoru může také zvětšit vnější průměr a ovlivnit dostupný montážní prostor.
ByTune'srozsah průchozího-kroužkuilustruje běžné duté-hřídelové struktury. Když elektrický proud a plyn nebo vzduch musí sdílet stejnou osu, anelektrický-pneumatický hybridní sběrací kroužekmůže poskytnout integrovanější výchozí bod.
Dodavatel by měl obdržet kontrolovaný výkres znázorňující hřídel, vrtání, montážní povrch, přírubu, maximální průměr, maximální délku, pevné a otočné strany, výstup kabelu a servisní vůli. Prohlášení jako "udělej to na 50 mm hřídel" nedefinuje tolerance, vyrovnání nebo přístup k instalaci.
3. Kabely, terminály a kompletní pracovní okruh
Rotační jednotka je pouze jedním prvkem svařovacího pracovního okruhu. Požadavky na kabel a ukončení by měly zahrnovat:
- Materiál vodiče a průřez{0}}
- Délka kabelu a izolace
- Pružnost a poloměr ohybu
- Typ očka a velikost šroubu
- Stav povrchu a pokovení
- Směr-výjezdu kabelu
- Odlehčení tahu
- Připojení k otočnému přípravku
Spojovací plochy by měly být mechanicky bezpečné, kompatibilní s materiálem vodiče, chráněné proti uvolnění a přístupné pro kontrolu.
Svařovacímu proudu by nemělo být umožněno najít nezamýšlenou cestu skrz ložiska stroje, lineární vedení nebo ozubené kontakty. SKF vysvětluje, že elektrický proud procházející ložiskem může způsobit elektrickou erozi, včetně důlků a rýh.
Podrobnosti o instalaci by měly být porovnány s ByTune'snávod k instalaci sběracího kroužku. Srovnánízlaté a grafitové kontaktní technologietaké poskytuje kontext, proč se různé kontaktní systémy používají pro různé požadavky na proud a signál.
4. Teplota, prostředí a údržba
Nárůst teploty závisí na proudu, odporu, pracovním cyklu, okolní teplotě, okolní teplotě při svařování, podmínkách krytu, průtoku vzduchu, velikosti kabelu, svorkách a intervalech chlazení.
Specifikace by měla definovat:
- Minimální a maximální okolní teplota
- Maximální přípustná teplota koncovky
- Maximální přijatelná teplota krytu
- Proud a pracovní cyklus během testu
- Zda se sestava během testování otáčí
- Místa měření
- Způsob chlazení
Nucený vzduch, vodní chlazení nebo chladič by měly být považovány za součást schválené konfigurace, pokud na tom závisí jmenovitý proud. Neměl by se přidávat poté, co se ve výrobě objeví přehřátí.
Článek ByTune nařízení nárůstu teploty v sběracích kroužcíchposkytuje související návrhy tepelného-designu.
Svařovací prostředí může vystavit rotační spoj rozstřiku, brusnému prachu, kovovým částicím, kouři, oleji, chladicí kapalině, vlhkosti a mechanickým nárazům. Utěsněné pouzdro automaticky nechrání nechráněná oka, kabely, upevňovací prvky nebo spoje příslušenství.
Výrazy jako „bezúdržbové-bezplatné“ je třeba vykládat opatrně. Výrobek může vyžadovat malé vnitřní seřízení, zatímco stále vyžaduje vnější kontrolu, zda nejsou uvolněné svorky, poškození kabelu, koroze, znečištění, abnormální zahřívání, poškození těsnění nebo mechanické uvolnění.
5. Testovací a akceptační kritéria
Pro konečné schválení nestačí jmenovitý proud a obrysový výkres. Každý kritický požadavek by měl být spojen s měřitelným testem a zdokumentovaným výsledkem.
| Test | Účel | Typický výstup |
|---|---|---|
| Rozměrová kontrola | Zkontrolujte uložení hřídele, vrtání, přírubu, délku a vůli kabelu | Rozměrová kontrolní zpráva |
| Odolnost proti chladu | Před zahřátím nastavte počáteční elektrický stav | Záznam měření nízkého-odporu |
| Dynamický odpor | Identifikujte změny odporu během otáčení | Maximální variace nebo odporová stopa |
| Test poklesu napětí- | Ověřte kompletní proudovou dráhu při zatížení | Záznam-poklesu napětí |
| Test nárůstu-teploty | Potvrďte tepelný výkon během požadovaného svařovacího cyklu | Záznam teploty podle bodu měření |
| Test rychlosti a směru | Potvrďte operaci při zadaném profilu pohybu | Protokol o rotační zkoušce |
| Aplikační zkouška svařování | Potvrďte výkon ve skutečném stroji a procesu | Záznam o přijetí zákazníka |
Jak spolehlivěji měřit nízký odpor
Když je měřený odpor velmi nízký, odpor v testovacích vodičích a kontaktech sondy může být významný ve srovnání se samotnou komponentou.
NIST poznamenává, že měření nízkého odporu na velkých vodičích běžně používají Kelvina nebo čtyř{1}}terminálovou metodu ke snížení chyb způsobených odporem připojení. Ve čtyřvodičovém uspořádání jeden pár vodičů dodává testovací proud a samostatný pár měří napětí ve vybraných bodech.
Pro rotační svařovací zem by měl plán zkoušek jasně definovat:
- Měřicí body
- Zda jsou zahrnuty kabely a oka
- Odolnost proti chladu před provozem
- Odpor při otáčení
- Odolnost po svařovacím pracovním cyklu
- Rychlost otáčení
- Aplikovaný zkušební proud
- Okolní teplota a teplota komponent
- Vzorkovací frekvence nebo maximální zaznamenaná odchylka
Mezi měřením za studena a za tepla by se zkušební body neměly měnit. V opačném případě může srovnání zahrnovat různé odpory kabelu, oka nebo povrchu.
Průvodce ByTune zapnutýjak otestovat sběrací kroužekposkytuje další souvislosti o elektrické a mechanické kontrole.
Hypotetický příklad: Rotační uzemnění pro zařízení pro svařování nádrží
Následující příklad je ilustrativní a nejedná se o doporučení produktu ani případ zákazníka.
Výrobce navrhuje automatizovaný přípravek, který otáčí válcové nádrže, zatímco pevný hořák vytváří obvodový svar. Systém má:
- Vysoký svařovací proud
- Opakované výrobní cykly
- Plynulé otáčení během svařování
- Centrální průchod-ochranného plynu
- Omezený přístup ke konci hřídele
- Kovový prach a rozstřiky při svařování
Požadavek na "800 A rotační zem" by nebyl dostatečný.
| Skupina požadavků | Potřebné informace |
|---|---|
| Elektrický | Normální proud, maximální proud, doba svařování, interval chlazení, polarita a přípustný úbytek napětí |
| Mechanické | Průměr hřídele, požadovaný otvor, vnější-mez průměru, délka, montáž, vyrovnání a házení |
| Pohyb | Normální otáčky, maximální otáčky, starty, zastavení a denní cykly |
| Tepelný | Okolní teplota, blízkost svařovacího tepla, kryt a přípustný nárůst teploty |
| Průchod plynu | Požadavek na médium, tlak, průtok, montáž a únik |
| Prostředí | Rozstřik, prach, způsob čištění, vlhkost a ochranné kryty |
| Validace | Odolnost proti chladu, dynamická odolnost, pokles napětí, nárůst teploty a výrobní zkouška svařování |
Vzhledem k tomu, že konec hřídele je obtížně přístupný a ochranný plyn musí procházet středem, byl by nejprve hodnocen průchozí-vrt nebo integrovaná hybridní struktura. Konečný model bude stále záviset na kompletních proudových, tepelných, rozměrových a testovacích požadavcích.
Příznaky poruchy a priority inspekce
| Pozorovaný příznak | Možná příčina | První kontrolní bod |
|---|---|---|
| Horké kabelové oko nebo koncovka | Uvolněný spoj, poddimenzovaný vodič, znečištění nebo vysoký odpor | Oko, upevňovací prvek, kabel a povrch koncovky |
| Zvyšující se pokles napětí | Opotřebení kontaktů, uvolněné spojení nebo stoupající teplota | Odolnost vůči chladu a horku napříč definovanými měřicími body |
| Nestabilní svařovací proud | Kontakt obrobku, nastavení{0}}zdroje napájení, kabel nebo otočné{1}}rozhraní | Kompletní pracovní okruh spíše než samotná rotační jednotka |
| Popáleniny nebo jiskření | Uvolněné spojení, znečištění nebo přerušený kontakt | Svorky, připojení přípravku a vnitřní kontaktní systém |
| Abnormální točivý moment nebo hluk | Nesouosost, problém s ložiskem, mechanické zatížení nebo znečištění | Montáž, vyrovnání hřídele a uspořádání proti rotaci- |
| Koroze nebo poškození těsnění | Ochrana životního prostředí neodpovídá instalaci | Pouzdro, kabelové vstupy, upevňovací prvky a odkrytá oka |
Tyto příznaky nedokazují, že samotná zemní vazba selhala. Před výměnou rotační součásti by měl být zkontrolován celý pracovní okruh svařování.
Další kontext údržby naleznete v diskusi o ByTuneopotřebení ve vysoce výkonných sběracích kroužcích-.
Co zvyšuje přizpůsobení, náklady a dodací lhůtu?
Složitost projektu se může zvýšit, když aplikace vyžaduje:
- Neobvyklý vývrt nebo pouzdro
- Velmi vysoký trvalý proud
- Časově-omezené ověření přetížení
- Speciální kabely, oka nebo adaptéry
- Vysokorychlostní{0}}provoz
- Integrované kanály pro plyn nebo kapalinu
- Aktivní chlazení
- Materiály odolné proti korozi-
- Přípravky nebo testy-specifické pro zákazníka
- Formální dokumentace prvního{0}}článku
Nabídky by měly oddělit náklady na standardní produkt, vlastní kabely nebo adaptéry, inženýrství, nástroje, prototyp nebo první výrobek, testování, dokumentaci, výrobní množství a náhradní jednotky.
Bez definované konfigurace a aktuální nabídky dodavatele nelze předpokládat žádnou obecnou cenu nebo dodací{0}}čas.
Kontrolní seznam RFQ pro vysoké-aktuální rotační zem
- Postup svařování a popis přípravků
- Stacionární a otočné strany
- Normální, maximální a pulzní proud
- Délka svaru a pracovní cyklus
- Polarita a frekvence
- Maximální přijatelný pokles napětí
- Maximální povolený nárůst teploty
- Normální a maximální otáčky
- Nepřetržité otáčení nebo oscilace
- Meze hřídele, vrtání, průměru a délky
- Montážní výkres a informace o házení
- Předvolba konce--hřídele nebo průchozího-vývrtu
- Materiál, velikost a délka kabelu
- Požadavky na oka a svorky
- Okolní teplota a blízké zdroje tepla
- Rozstřik, prach, voda a chemické působení
- Uspořádání chlazení
- Požadavky na průchod plynu nebo kapaliny
- Očekávání inspekce a údržby
- Elektrické, tepelné a mechanické přejímací zkoušky
- Prototyp a výrobní množství
- Harmonogram projektu
- Fotografie instalace
Návrhy dodavatele by měly být porovnány za použití stejného pracovního cyklu, teploty, kabelu, terminálu, rotace a zkušebních podmínek. ByTune'sinformace o řízení kvalitylze zkontrolovat spolu se-plánem kontroly a testování konkrétního produktu.
FAQ
Otázka: Je rotační svařovací zem stejná jako ochranná zemina?
Odpověď: Ne. Je to součást svařovacího-proudového obvodu. Ochranné uzemnění slouží jako samostatná bezpečnostní funkce a zůstává nezbytné tam, kde to vyžaduje konstrukce zařízení a platné předpisy.
Otázka: Může běžný sběrací kroužek přenášet svařovací proud?
Odpověď: Pouze v případě, že je přesný produkt speciálně navržen a dimenzován pro požadovaný proud, pracovní cyklus, odpor, teplotu, svorky a prostředí. Náhradní signálové kanály by neměly být považovány za vhodné.
Otázka: Jaká by měla být specifikována další kapacita proudu?
A: Neexistuje žádné univerzální procento. Výběr závisí na skutečném profilu proudu, době svařování, pracovním cyklu, okolní teplotě, chlazení, konfiguraci kabelu a svorek a metodě hodnocení výrobce.
Otázka: Proč se rotační pracovní připojení zahřeje?
Odpověď: Teplo může být generováno odporem v otočném kontaktu, kabelech, svorkách, okách, šroubových spojích nebo spojení obrobku. Testování by mělo vyhodnotit kompletní proudovou cestu.
Otázka: Co je lepší: Konec-Shaft or Through-Bore?
Odpověď: Konstrukce konce--hřídele je často jednodušší, když je konec hřídele přístupný. Průchozí-vývrty jsou užitečné, když šachta, potrubí nebo průchod plynu musí zůstat uprostřed.
Otázka: Znamená bezplatná-údržba žádnou kontrolu?
Odpověď: Ne. Externí kabely, svorky, upevňovací prvky, těsnění a montážní hardware mohou stále vyžadovat pravidelnou kontrolu, i když vnitřní kontaktní systém vyžaduje jen malou běžnou údržbu.
Závěrečné doporučení
Vyberte si vysokoproudé rotační uzemnění z celého svařovacího procesu, nikoli pouze z proudu.
Nejprve definujte proud a pracovní cyklus. Poté zdokumentujte odpor, pokles napětí, přípustný nárůst teploty, montáž, rotaci, kabely, svorky, prostředí, přístup k údržbě a přejímací zkoušky.
Tento přístup umožňuje dodavatelům vyhodnotit stejné požadavky a snižuje riziko zjištění přehřátí, poklesu napětí, konfliktů při instalaci nebo nestabilního svařovacího výkonu poté, co přípravek vstoupí do výroby.
Odešlete vyplněnou specifikaci, výkres a informace o{0}}pracovním cyklu prostřednictvímKontaktní a citační stránka ByTunepro kontrolu aplikace.