Máy móc quay thường cần nhiều hơn chuyển động. Nguồn điện, tín hiệu điều khiển, phản hồi cảm biến, dữ liệu Ethernet, dầu thủy lực, khí nén, chất làm mát, chân không hoặc một số dịch vụ này có thể cần phải đi qua cùng một trục quay.
Dây cáp và ống mềm thông thường không thể xoay vô thời hạn. Chúng xoắn, siết chặt, làm mỏi hoặc buộc máy quay ngược hướng. Vòng trượt và khớp quay giải quyết vấn đề này, nhưng chúng xử lý các loại truyền động khác nhau.
Vòng trượt truyền năng lượng điện, tín hiệu hoặc dữ liệu. Một khớp quay chuyển chất lỏng, khí hoặc chân không. Một tổ hợp kết hợp chuyển cả hai thông qua một giao diện xoay phối hợp.
Hướng dẫn này giải thích các nguyên tắc vận hành nội bộ, những khác biệt thực tế, các tùy chọn tích hợp, yêu cầu về thông số kỹ thuật và các lỗi lựa chọn phổ biến. Để có phần giới thiệu riêng về thành phần điện, hãy xemvòng trượt là gì và nó được sử dụng ở đâu.
Vòng trượt và Liên minh quay: So sánh nhanh
| Yếu tố thiết kế | Vòng trượt | Công đoàn quay |
|---|---|---|
| Mục đích chính | Truyền tải điện | Truyền chất lỏng, khí hoặc chân không |
| Dịch vụ tiêu biểu | Nguồn, điều khiển, cảm biến, bộ mã hóa, video, Ethernet, CAN | Dầu thủy lực, không khí, nước, chất làm mát, chất bôi trơn, khí xử lý, chân không |
| Các yếu tố bên trong chính | Vòng dẫn điện, chổi than, vật liệu cách điện, hệ thống dây điện, vòng bi hoặc các bộ phận truyền động không tiếp xúc | Vỏ, trục quay, lối đi bên trong, vòng bi, vòng đệm và cổng |
| Thông số kỹ thuật quan trọng | Mạch điện, điện áp, dòng điện, giao thức, tốc độ dữ liệu, che chắn, nhiễu điện | Môi trường, đường dẫn, áp suất, lưu lượng, nhiệt độ, độ nhớt, lọc, giới hạn rò rỉ |
| Mối quan tâm thất bại điển hình | Mòn tiếp xúc, điện trở không ổn định, nhiễu điện, quá nhiệt, gián đoạn tín hiệu | Bịt kín bị mòn, rò rỉ bên ngoài, rò rỉ-cổng chéo, nhiễm bẩn, mô-men xoắn quá mức, nhiệt |
| Nó có thể hỗ trợ quay liên tục không? | Có, khi được chọn cho tốc độ, tải, tín hiệu và chu kỳ hoạt động được yêu cầu | Có, khi hệ thống bịt kín phù hợp với môi trường, áp suất, tốc độ và thời gian vận hành |
| Cả hai có thể được kết hợp? | Đúng. Các mạch điện và đường dẫn chất lỏng có thể chia sẻ một đường trung tâm cơ học trong khi vẫn được cách ly về mặt chức năng. | |
Do đó, câu hỏi lựa chọn đầu tiên rất đơn giản:những gì phải vượt qua giao diện quay?Nếu câu trả lời chỉ là điện, hãy sử dụng vòng trượt. Nếu chỉ là chất lỏng hoặc khí, hãy sử dụng khớp quay. Nếu máy cần cả hai, hãy đánh giá cách sắp xếp kết hợp hoặc phối hợp.
Vòng trượt hoạt động như thế nào bên trong
Vòng trượt duy trì đường dẫn điện giữa cấu trúc cố định và cụm quay. Trong thiết kế tiếp điểm thông thường, mỗi mạch được nối với một vòng dẫn điện. Một chổi cố định, dây chổi hoặc bó tiếp điểm sẽ di chuyển trên vòng đó khi rôto quay.
Năng lượng dòng điện hoặc tín hiệu đi vào một phía, đi qua giao diện chổi than-đến-vòng và rời khỏi dây dẫn quay hoặc đứng yên ở phía đối diện. Do tiếp điểm liên tục trượt quanh một rãnh tròn nên máy có thể quay qua các vòng quay lặp đi lặp lại mà không cần quấn cáp cố định quanh trục.
Giải thích chi tiết hơn về đường dẫn điện có sẵn trong hướng dẫn này đểvòng trượt hoạt động như thế nào.
Vòng dẫn điện, chổi than và độ ổn định tiếp xúc
Giao diện chuyển đổi-đến{1}}đổ chuông không chỉ đơn giản là kết nối bật-hoặc-tắt. Vật liệu tiếp xúc, độ hoàn thiện bề mặt, lực chổi than, tốc độ quay, độ rung, chất bẩn, mật độ dòng điện và nhiệt độ đều ảnh hưởng đến độ ổn định của đường dẫn điện.
Mạch điện thường có thể chịu được nhiều biến đổi điện trở hơn so với mạch cảm biến hoặc mạch tương tự mức thấp. Cặp nhiệt điện, máy đo biến dạng, bộ mã hóa hoặc kênh đo có thể phản ứng với những nhiễu loạn nhỏ mà ít ảnh hưởng đến lò sưởi hoặc mạch đèn. Do đó, các tín hiệu có mức công suất hiện tại-cao và mức-thấp không được coi là các kênh giống hệt nhau.
Cấu trúc tiếp xúc cũng ảnh hưởng đến các mảnh vụn mài mòn, bảo trì, mô-men xoắn ma sát và tuổi thọ sử dụng. Vai trò của các thành phần này được giải thích sâu hơn trong phần tổng quan vềbàn chải vòng trượt và hệ thống tiếp xúc.
Nguồn, Kiểm soát và Dữ liệu là những vấn đề thiết kế khác nhau
Thông số kỹ thuật chỉ nêu "20 mạch" là không đầy đủ. Nhà cung cấp cần biết mỗi mạch mang theo những gì.
- Mạch điện yêu cầu điện áp, dòng điện liên tục, dòng điện cực đại và loại tải.
- Mạch an toàn và điều khiển có thể yêu cầu tính liên tục ổn định và cách ly xác định.
- Các kênh đo tương tự có thể yêu cầu nhiễu điện thấp và nối đất cẩn thận.
- Bộ mã hóa yêu cầu chi tiết về loại tín hiệu, tần số và giao diện.
- Dữ liệu video và tốc độ cao-yêu cầu giao thức, tốc độ dữ liệu, trở kháng cáp, lớp chắn và bố trí đầu nối chính xác.
Đối với Ethernet, việc ghi "tín hiệu dữ liệu" là chưa đủ. Thiết kế phải bảo toàn các đặc tính kênh cần thiết trong khi quay. cácNhóm làm việc Ethernet IEEE 802.3phát triển và duy trì các tiêu chuẩn Ethernet, do đó, biến thể Ethernet và giao diện vật lý thực tế phải được xác định trong quá trình đặc tả.
Khi nguồn điện và tín hiệu nhạy cảm chia sẻ một tổ hợp, việc bố trí, che chắn, nối đất, hình dạng cặp và tách mạch trở nên quan trọng. Hướng dẫn này đểngăn chặn nhiễu xuyên âm giữa các kênh vòng trượtđề cập đến vấn đề chi tiết hơn.
Tiếp xúc và truyền không tiếp xúc
Hầu hết các vòng trượt công nghiệp đều sử dụng các tiếp điểm vật lý vì chúng có thể mang nhiều loại mạch điện và tín hiệu trong một gói nhỏ gọn. Phương pháp không tiếp xúc có thể sử dụng tần số cảm ứng, điện dung, vô tuyến{1}} hoặc quang học, tùy thuộc vào nội dung cần truyền.
Một thiết kế không tiếp xúc không hẳn là ưu việt hơn. Nó có thể làm giảm sự mài mòn tiếp xúc cơ học, nhưng nó có thể đưa ra các giới hạn liên quan đến công suất nguồn, khả năng tương thích giao thức, bao bì, nhiệt, chi phí hoặc độ phức tạp tích hợp. Sự lựa chọn phải dựa trên yêu cầu truyền tải thực tế hơn là giả định rằng công nghệ mới hơn luôn tốt hơn.
Các ứng dụng có yêu cầu bảo trì hoặc truyền tải chuyên biệt cũng có thể đánh giácông nghệ vòng trượt không chổi than.
Yếu tố hình thức vòng trượt
Vòng trượt có sẵn ở dạng viên nang, bánh kếp, riêng biệt, xuyên qua{0}}lỗ và cấu hình tùy chỉnh. Hình dạng chính xác phụ thuộc vào đường kính sẵn có, chiều dài trục, cách bố trí trục, số mạch, dòng điện, tốc độ và phương pháp lắp đặt.
A vòng trượt xuyên qua-lỗthường được xem xét khi một trục, đường ống, bó cáp hoặc dịch vụ khác phải đi qua tâm. Tuy nhiên, trong tổ hợp chất lỏng và điện kết hợp, khớp quay có thể đã chiếm đường tâm, do đó kiến trúc hoàn chỉnh phải được lên kế hoạch trước khi chọn một trong hai thành phần.
Cách thức hoạt động nội bộ của Liên minh quay vòng
Khớp quay tạo ra một đường dẫn kín giữa đường ống cố định và bộ phận máy quay. Cổng cố định nhận phương tiện, các đường dẫn bên trong mang nó qua giao diện quay và một ổ cắm dẫn nó vào thiết bị quay.
Hệ thống bịt kín ngăn cách lối đi có áp suất với môi trường xung quanh. Trong các thiết kế nhiều{1}}đường đi, các ranh giới niêm phong bổ sung cũng phân tách kênh nội bộ này với kênh khác.
Đoạn dòng chảy và ranh giới niêm phong
Một khớp nối quay-một đoạn mang theo một dịch vụ linh hoạt. Bộ-nhiều đường dẫn có thể mang một số đường độc lập, chẳng hạn như đường cấp và đường hồi thủy lực, khí nén, chất làm mát hoặc chân không.
Nhiều đoạn không có nghĩa là tất cả các kết hợp phương tiện đều được tự động chấp nhận. Mỗi sự kết hợp phải được xem xét về:
- khả năng tương thích hóa học;
- áp suất vận hành và tối đa;
- đột biến áp lực;
- phạm vi nhiệt độ;
- độ nhớt và độ bôi trơn;
- lưu lượng yêu cầu và độ giảm áp suất chấp nhận được;
- -nguy cơ rò rỉ qua cổng;
- lọc và làm sạch;
- điều kiện chạy-khô.
Hệ thống không khí, khí đốt và chân không có thể được khám phá thông qua các hệ thống có sẵngiải pháp vòng trượt khí nén và truyền động quay. Các ứng dụng mang dầu hoặc chất lỏng có áp suất khác cũng nên xem xét các cân nhắc về thiết kế chovòng trượt thủy lực.
Tại sao áp lực thôi là không đủ
Áp suất tối đa rất quan trọng nhưng nó không xác định được điều kiện vận hành hoàn chỉnh. Một khớp nối hoạt động ở áp suất vừa phải và tốc độ liên tục cao có thể tạo ra nhiều nhiệt bịt kín hơn khớp nối chỉ đạt áp suất cao hơn trong các chuyển động ngắn, không thường xuyên.
Nhiệt độ có thể thay đổi độ nhớt của môi chất, hoạt động bịt kín, kích thước vật liệu và điều kiện bôi trơn. Các xung áp suất có thể tải các bề mặt bịt kín khác với áp suất ổn định. Sự ô nhiễm có thể làm hỏng các bề mặt bịt kín ngay cả khi áp suất danh nghĩa và tốc độ có thể chấp nhận được.
Đối với hệ thống thủy lực, "dầu sạch" phải được thay thế bằng yêu cầu về độ sạch đã xác định trong đó ứng dụng hỗ trợ yêu cầu đó.ISO 4406:2021cung cấp phương pháp mã hóa mức độ ô nhiễm hạt rắn-trong chất lỏng thủy lực.
Vòng bi, căn chỉnh và tải trọng bên ngoài
Vòng bi hỗ trợ chuyển động quay tương đối bên trong nhiều thiết kế khớp quay, nhưng khớp nối không được tự động coi là ổ trục kết cấu cho toàn bộ máy. Tải trọng xuyên tâm bên ngoài, tải trọng trục, biến dạng ống, độ lệch trục và độ lệch lắp đặt có thể làm xáo trộn bề mặt làm kín và rút ngắn tuổi thọ sử dụng.
Nhà cung cấp phải nhận được bố trí lắp đặt thực tế, không chỉ kích thước cổng và đường kính trục. Bản vẽ phải xác định mặt đứng yên, mặt quay, đường tâm, vòng bi đỡ, đường bao sẵn có, hướng cổng và bất kỳ tải trọng bên ngoài nào có thể tác động tới cụm lắp ráp.
Khi nào nên kết hợp Vòng trượt và Liên minh quay?
Tổ hợp kết hợp thích hợp khi một trục quay cần cả truyền động điện và chất lỏng. Sự kết hợp điển hình bao gồm:
- thủy lực, điện năng và các tín hiệu điều khiển trên bệ cầu trục quay;
- khí nén, chân không, I/O và Ethernet trên bàn quay tự động;
- chất làm mát, phản hồi bộ mã hóa và mạch cảm biến trên máy công cụ;
- đường dây bôi trơn, nguồn điện và tín hiệu giám sát trên thiết bị quay công nghiệp.
Việc kết hợp các chức năng có thể giảm số lượng cấu trúc lắp đặt riêng biệt, căn chỉnh tất cả các dịch vụ xung quanh một đường trung tâm và đơn giản hóa việc định tuyến cáp và ống. Nó cũng có thể làm giảm số lượng các bộ phận tiếp xúc gần khớp quay.
Những ưu điểm đó chỉ quan trọng khi thiết kế tích hợp vẫn mang tính thực tế để sản xuất, lắp đặt, thử nghiệm và bảo trì.
Sử dụng một hội đồng tích hợp khi
- không gian lắp đặt hướng tâm hoặc hướng trục bị hạn chế chặt chẽ;
- tâm quay đông đúc;
- các mặt phân cách điện và chất lỏng phải có chung một đường tâm;
- bảo vệ bên ngoài khỏi các mảnh vụn, rung động hoặc tác động ngẫu nhiên là rất quan trọng;
- một giao diện cơ học phối hợp giúp đơn giản hóa việc cài đặt OEM;
- các yêu cầu về điện và chất lỏng ổn định trong suốt thời gian sử dụng thiết bị dự kiến.
Giữ các thành phần riêng biệt khi
- phần điện và chất lỏng cần thay thế độc lập;
- phần con dấu yêu cầu dịch vụ thường xuyên;
- có khả năng nâng cấp điện trong tương lai;
- các thành phần tiêu chuẩn đã đáp ứng cả hai yêu cầu;
- có đủ không gian cho hai tổ hợp;
- ưu tiên cách ly nhiệt, ô nhiễm hoặc dịch vụ;
- các nhà cung cấp khác nhau hoặc các quy trình đánh giá chất lượng phải được duy trì.
Do đó, tích hợp là một quyết định về kiến trúc chứ không phải là mức độ chất lượng. Một thiết bị tích hợp nhỏ gọn không tự động đáng tin cậy hơn hai thành phần riêng biệt. Độ tin cậy phụ thuộc vào thiết kế thực tế, điều kiện vận hành, lắp đặt, xác nhận và chiến lược dịch vụ.
Thiết kế tích hợp, bán{0}}tích hợp và tách biệt
Thiết kế tích hợp
Trong một thiết kế tích hợp đầy đủ, các phần điện và chất lỏng được tích hợp vào một vỏ hoặc gói cơ khí phối hợp chặt chẽ. Cách tiếp cận này cung cấp gói bên ngoài nhỏ nhất và có thể cung cấp khả năng bảo vệ vật lý mạnh mẽ.
Sự đánh đổi là sự kết hợp dịch vụ. Việc tiếp cận vòng đệm, ổ trục, bàn chải, đầu nối hoặc dây dẫn bên trong có thể cần phải tháo rời nhiều hơn và nếu một bộ phận bị hỏng có thể khiến toàn bộ cụm lắp ráp không thể sử dụng được.
Thiết kế bán tích hợp
Sự sắp xếp bán tích hợp chia sẻ các đặc điểm cấu trúc, điểm lắp đặt, lớp phủ hoặc hình dạng đường tâm đã chọn trong khi vẫn duy trì sự tách biệt giữa phần chất lỏng và phần điện.
Đây thường là một sự thỏa hiệp hữu ích khi máy cần một gói nhỏ gọn nhưng vẫn yêu cầu quyền truy cập hợp lý vào các tiếp điểm điện, vòng đệm, đầu nối hoặc cổng.
Thiết kế riêng biệt
Trong thiết kế tách biệt, vòng trượt và khớp quay vẫn là những bộ phận độc lập. Chúng có thể được gắn đồng trục, nhưng mỗi loại có vỏ, phương pháp bảo trì và đường dẫn thay thế riêng.
Sự sắp xếp này thường đòi hỏi nhiều chiều dài hơn, phần cứng lắp đặt và không gian định tuyến. Đổi lại, nó có thể giúp việc tìm nguồn cung ứng tiêu chuẩn, nâng cấp, cách ly lỗi và thay thế thành phần trở nên dễ dàng hơn.
| Sự ưu tiên | Có khả năng bắt đầu kiến trúc |
|---|---|
| Kích thước gói tối thiểu | tích hợp |
| Bảo trì điện và con dấu độc lập | Tách biệt |
| Kích thước nhỏ gọn với quyền truy cập dịch vụ một phần | Bán{0}}tích hợp |
| Sử dụng tối đa sản phẩm catalog chuẩn | Tách biệt hoặc bán{0}}tích hợp |
| Bảo vệ bên ngoài cao xung quanh một trục quay | Tích hợp hoặc bán tích hợp được bảo vệ |
| Thay đổi mạch thường xuyên trong tương lai | Tách biệt |
Ví dụ lựa chọn minh họa
Hãy xem xét một trạm quay tự động yêu cầu hai đường thủy lực, nguồn 24 VDC, phản hồi bộ mã hóa, I/O an toàn và Gigabit Ethernet. Trạm hoạt động xuyên suốt ca sản xuất và có không gian hạn chế xung quanh trục trung tâm.
Quá trình lựa chọn không nên bắt đầu bằng cách tìm kiếm một thiết bị có "hai cổng và nhiều dây". Nó sẽ tiến hành theo thứ tự này:
- Tách biệt các dịch vụ.Ghi lại các đường dẫn thủy lực, mạch điện, tín hiệu{0}ở mức thấp, kênh an toàn và giao diện Ethernet riêng lẻ.
- Xác định giới hạn hoạt động thực tế.Ghi lại áp suất bình thường và tối đa, áp suất tăng vọt, lưu lượng, nhiệt độ, tốc độ quay, gia tốc, giờ vận hành và chu kỳ dự kiến.
- Xác định rủi ro nhiễu.Không nên nhóm các mạch chuyển mạch dòng điện-cao một cách ngẫu nhiên với các kênh bộ mã hóa hoặc Ethernet.
- Xem lại đường trung tâm.Xác định xem các đường dẫn thủy lực có phải chiếm trục trung tâm hay không và đường kính cũng như chiều dài trục còn lại cho phần điện là bao nhiêu.
- Xem xét bảo trì.Quyết định xem các con dấu và các điểm tiếp xúc điện có phải được thay thế độc lập hay không.
- Chọn kiến trúc.Một cụm lắp ráp tích hợp hoặc bán tích hợp nhỏ gọn có thể là điểm khởi đầu tốt nhất nhưng bố trí riêng biệt có thể thích hợp hơn nếu phần phốt có khoảng thời gian bảo trì ngắn hơn.
- Xác thực theo vòng quay.Phải kiểm tra áp suất, rò rỉ, liên tục về điện, giao tiếp Ethernet, độ tăng nhiệt độ và mômen quay trong các điều kiện vận hành đại diện.
Ví dụ này không tạo ra số phần cuối cùng. Nó cho thấy tại sao danh sách phương tiện, danh sách mạch, chu kỳ nhiệm vụ, hình học và chiến lược bảo trì phải được đánh giá cùng nhau.
Cách chỉ định vòng trượt và khớp quay
1. Xác định các yêu cầu về chất lỏng
- tên phương tiện và thành phần đầy đủ;
- số đoạn độc lập;
- áp suất bình thường, tối đa và nhất thời;
- tốc độ dòng chảy yêu cầu và độ giảm áp suất chấp nhận được;
- nhiệt độ hoạt động và môi trường xung quanh;
- đặc tính nhớt và bôi trơn;
- kích thước, loại và hướng cổng;
- hạn chế về con dấu và vật liệu;
- yêu cầu lọc hoặc sạch sẽ;
- liệu quá trình quay có thể xảy ra mà không có dòng chảy hoặc áp suất của môi trường hay không;
- rò rỉ bên ngoài và cổng chéo có thể chấp nhận được.
Mô tả chung chung như "dầu", "nước" hoặc "không khí" có thể che giấu các chất phụ gia quan trọng, độ ẩm, hóa chất tẩy rửa hoặc ảnh hưởng của nhiệt độ. Cung cấp thông tin truyền thông thực tế bất cứ khi nào có thể.
2. Xác định mọi mạch điện và dữ liệu
- số lượng mạch theo chức năng;
- Hoạt động AC hoặc DC;
- điện áp cho từng nhóm mạch;
- dòng điện liên tục và cực đại;
- loại tải và hành vi chuyển mạch;
- giao diện cảm biến, bộ mã hóa, video, an toàn hoặc điều khiển;
- giao thức dữ liệu và tốc độ dữ liệu cần thiết;
- trở kháng cáp và các yêu cầu về cặp cáp nếu có;
- bố trí che chắn và nối đất;
- tiếng ồn điện hoặc biến đổi điện trở có thể chấp nhận được;
- các yêu cầu về đầu nối, cáp và dây dẫn-.
Các kênh tốc độ cao-phải được chỉ định theo giao thức thực tế của chúng. Ví dụ, mộtVòng trượt Ethernetphải được đánh giá là một kênh liên lạc chứ không đơn thuần là một nhóm dây tín hiệu dự phòng.
3. Xác định nhiệm vụ cơ khí
- tốc độ quay bình thường và tối đa;
- chuyển động liên tục, không liên tục, dao động hoặc lập chỉ mục;
- hướng quay;
- tăng tốc và giảm tốc độ;
- bắt đầu và dừng mỗi chu kỳ;
- giờ hoạt động mỗi ngày;
- tuổi thọ sử dụng dự kiến hoặc tổng số chu kỳ;
- mômen quay cho phép;
- đường kính ngoài và chiều dài trục có sẵn;
- được yêu cầu thông qua-đường kính lỗ khoan;
- hướng lắp;
- độ đảo trục, độ lệch trục và tải trọng bên ngoài;
- hướng dẫn thoát cáp, đầu nối, ống và cổng.
Chỉ giá trị tốc độ tối đa là không đủ. Một thiết bị đạt tốc độ trong 10 giây mỗi chu kỳ sẽ có tình trạng nhiệt và hao mòn khác với thiết bị quay với cùng tốc độ liên tục trong 20 giờ.
4. Xác định các yêu cầu về môi trường và tuân thủ
- bụi bẩn, bùn hoặc mảnh vụn mài mòn;
- rủi ro phun nước, rửa trôi, mưa hoặc ngâm nước;
- độ ẩm và ngưng tụ;
- môi trường nước mặn hoặc ăn mòn;
- nhiệt độ cao và thấp;
- sốc và rung động;
- chất tẩy rửa hoặc hóa chất xử lý;
- nhiễu điện từ;
- bầu không khí nguy hiểm hoặc dễ nổ;
- các chứng chỉ bắt buộc và sự tuân thủ-cụ thể theo thị trường.
Không nên chọn số IP làm nhãn tiếp thị. cácGiải thích của IEC về xếp hạng IPmô tả cách phân loại khả năng bảo vệ vỏ chống lại chất rắn và chất lỏng theo tiêu chuẩn IEC 60529. Mức bảo vệ được lắp đặt cũng có thể phụ thuộc vào đầu nối, lối ra cáp, giao diện lắp đặt, ống thoát nước và thiết bị kết nối.
Những tác động thực tế của nhiệt, độ ẩm, bụi và ăn mòn sẽ được thảo luận sâu hơn trong hướng dẫn này vềcác yếu tố môi trường ảnh hưởng đến vòng trượtvà lời giải thích này củaxếp hạng IP vòng trượt.
Đối với thiết bị dành cho môi trường dễ nổ, khái niệm và chứng nhận bảo vệ cần thiết phải được xác nhận đối với thị trường đích và việc lắp đặt. cácSơ đồ thiết bị được chứng nhận IECExcung cấp khung đánh giá-sự phù hợp quốc tế cho thiết bị được sử dụng trong môi trường dễ cháy nổ.
5. Xác định các kỳ vọng về bảo trì và xác nhận
- những thành phần nào dự kiến sẽ bị mòn;
- chổi than, vòng đệm hoặc vòng bi có thể thay thế được hay không;
- liệu các bộ phận chất lỏng và điện có thể được bảo dưỡng độc lập hay không;
- khoảng thời gian kiểm tra và thay thế;
- thời gian dừng máy có thể chấp nhận được;
- phụ tùng thay thế và tài liệu cần thiết;
- yêu cầu kiểm tra áp suất và rò rỉ;
- kiểm tra tính liên tục và cách điện của điện;
- kiểm tra tín hiệu và truyền thông động;
- kiểm tra nhiệt độ-tăng và mô-men xoắn-xoay;
- truy xuất nguồn gốc và hồ sơ chấp nhận.
Việc kiểm tra phải thể hiện tình trạng lắp đặt sát với thực tế nhất. Chỉ riêng tính liên tục tĩnh không thể chứng minh rằng tín hiệu vẫn ổn định trong quá trình quay, tăng tốc, rung và tải điện. Hướng dẫn bổ sung có sẵn trong phần tổng quan này vềcách kiểm tra vòng trượt.
Những lỗi thiết kế và lựa chọn phổ biến
Chỉ chọn Liên minh quay theo kích thước cổng và áp suất
Xếp hạng luồng và áp suất phù hợp không xác nhận khả năng tương thích với môi trường, hiệu suất dòng chảy, nhiệt độ bịt kín, dung sai lọc, trạng thái chạy khô hoặc tuổi thọ sử dụng. Áp suất, tốc độ, nhiệt độ, môi trường và chu kỳ hoạt động phải được xem xét như một điều kiện vận hành.
Gọi mỗi mạch điện là một tín hiệu
Bộ mã hóa, cặp nhiệt điện, kênh Ethernet, đầu vào an toàn, cảm biến analog và mạch điều khiển 24 VDC có các yêu cầu truyền tải khác nhau. Việc đặt tên cho chức năng mạch thực tế cho phép nhà cung cấp lựa chọn vật liệu tiếp xúc, khoảng cách, tấm chắn và hệ thống dây điện phù hợp.
Bỏ qua các điều kiện nhất thời
Dòng khởi động, áp suất tăng đột biến, tăng tốc nhanh, dừng khẩn cấp, chu trình làm sạch và khởi động nguội có thể tạo ra nhiều điều kiện khắt khe hơn so với hoạt động bình thường.
Cho phép Liên minh vận chuyển tải trọng ống hoặc trục không xác định
Hệ thống ống nước cứng, trục lệch, ống không được hỗ trợ hoặc độ đảo quá mức có thể truyền tải vào bề mặt quay. Những tải trọng này có thể làm tăng mô-men xoắn, làm xáo trộn vòng đệm hoặc làm tăng tốc độ mài mòn của ổ trục.
Chọn gói nhỏ nhất mà không cần kiểm tra quyền truy cập dịch vụ
Một thiết bị có thể vừa với đường kính sẵn có trong khi không có chỗ cho các đầu nối, ống uốn cong, dụng cụ lắp đặt, thay thế con dấu hoặc định tuyến cáp. Phong bì đã lắp đặt hoàn chỉnh phải được xem xét theo ba chiều.
Giả sử sự tích hợp luôn tốt hơn
Tích hợp làm giảm các thành phần bên ngoài nhưng có thể kết hợp với việc bảo trì và thay thế. Kiến trúc phù hợp là kiến trúc cân bằng được kích thước gói, hiệu suất truyền tải, quyền truy cập dịch vụ, kế hoạch nâng cấp và rủi ro trong vòng đời.
Liên hệ với nhà cung cấp sau khi bố cục máy bị đóng băng
Việc xem xét sớm giúp nhóm thiết kế có nhiều tự do hơn trong việc thay đổi kích thước lỗ khoan, bề mặt lắp đặt, hướng cổng, lối ra cáp, vòng bi hỗ trợ và khả năng tiếp cận bảo trì. Sự tham gia muộn thường biến vấn đề đóng gói có thể tránh được thành yêu cầu kỹ thuật tùy chỉnh.
Lắp ráp tiêu chuẩn hoặc tùy chỉnh?
Một sản phẩm tiêu chuẩn phải được đánh giá trước tiên khi môi trường, áp suất, mạch điện, tốc độ, kích thước, đầu nối và môi trường nằm trong phạm vi sản phẩm đã được thiết lập. Các sản phẩm tiêu chuẩn có thể giảm thiểu nỗ lực kỹ thuật, công việc đòi hỏi trình độ chuyên môn, rủi ro giao hàng và-độ phức tạp của phụ tùng thay thế.
Việc lắp ráp tùy chỉnh hoặc sửa đổi trở nên hợp lý khi ứng dụng yêu cầu:
- sự kết hợp bất thường của các dịch vụ chất lỏng, năng lượng, tín hiệu và dữ liệu;
- một số phương tiện truyền thông khác nhau;
- bố trí lỗ hoặc trục trung tâm đặc biệt;
- giới hạn đường kính hoặc chiều dài trục- nghiêm ngặt;
- cổng, đầu nối hoặc lối ra cáp không đạt tiêu chuẩn;
- dòng điện cao hoặc số lượng mạch lớn;
- các kênh dữ liệu tốc độ cao-đặc biệt;
- nhiệt độ khắc nghiệt, sốc, rung hoặc chống ăn mòn;
- ứng dụng-quyền truy cập bảo trì cụ thể;
- dự án-thử nghiệm, tài liệu hoặc chứng nhận cụ thể.
Sự so sánh giữa hai phương pháp được thảo luận tronglựa chọn vòng trượt tiêu chuẩn và tùy chỉnh. Khi các sản phẩm đã được thiết lập không thể đáp ứng được các yêu cầu tổng hợp,giải pháp vòng trượt tùy chỉnhnên giải quyết các ràng buộc kỹ thuật được ghi chép rõ ràng thay vì các thông số kỹ thuật không đầy đủ.
Ứng dụng điển hình
Thiết bị nặng và cần cẩu
Bệ quay có thể yêu cầu cấp và hồi thủy lực, nguồn điện chiếu sáng, camera, bộ điều khiển, mạch an toàn và giao tiếp cảm biến. Các mối quan tâm chính bao gồm sốc, rung, nhiễm bẩn, định tuyến ống, công suất hiện tại và khả năng bảo trì.
Robot và tự động hóa nhà máy
Bàn quay và dụng cụ tự động có thể kết hợp khí nén, chân không, nguồn, I/O, bộ mã hóa và Ethernet công nghiệp. Mô-men xoắn thấp, kích thước nhỏ gọn, số chu kỳ cao, khả năng tăng tốc nhanh và độ ổn định tín hiệu thường rất quan trọng.
Máy công cụ
Trục xoay, đồ gá và bàn quay có thể yêu cầu chất làm mát, bôi trơn, kẹp thủy lực, cảm biến nhiệt độ và phản hồi bộ mã hóa. Tốc độ, đặc tính nhiệt, độ sạch của vật liệu in, kiểm soát rò rỉ và độ lệch hướng trở thành các yếu tố lựa chọn trọng tâm.
Thiết bị đóng gói và chế biến
Hệ thống chiết rót, đóng nắp, dán nhãn, in và đóng gói có thể sử dụng dụng cụ khí nén, xử lý chân không, cảm biến, nguồn điều khiển và liên lạc trên băng chuyền quay liên tục.
Gió và năng lượng tái tạo
Thiết bị năng lượng quay có thể yêu cầu các dịch vụ về điện, điều khiển, dữ liệu, điều khiển thủy lực hoặc bôi trơn. Việc niêm phong môi trường, phạm vi nhiệt độ, khả năng tiếp cận để bảo trì, tiếng ồn điện và thời gian bảo trì dài có thể quan trọng hơn kích thước gói hàng tối thiểu.
Danh sách kiểm tra RFQ
Một yêu cầu báo giá hữu ích nên bao gồm các thông tin sau:
- tên phương tiện, thành phần, áp suất, nhiệt độ, lưu lượng và độ sạch;
- số lượng đường dẫn chất lỏng độc lập;
- điện áp, dòng điện và chức năng của từng nhóm mạch;
- các giao thức cảm biến, video, bộ mã hóa, an toàn và liên lạc;
- tốc độ quay, biên dạng chuyển động, chu kỳ làm việc và tuổi thọ dự kiến;
- đường kính ngoài tối đa, chiều dài trục và lỗ khoan tâm yêu cầu;
- cách bố trí lắp đặt, giá đỡ, cổng, đầu nối, cáp và ống mềm;
- các yêu cầu về tiếp xúc với môi trường và chứng nhận;
- các yêu cầu về bảo trì,{0}}phụ kiện thay thế, kiểm tra và tài liệu;
- số lượng nguyên mẫu, khối lượng sản xuất và ngày lắp đặt mục tiêu.
Bao gồm một bản vẽ chiều bất cứ khi nào có thể. Đánh dấu mặt cố định, mặt quay, đường tâm, đường bao có sẵn, các điểm hỗ trợ, hướng cổng, lối ra cáp và các bộ phận lân cận.
Câu hỏi thường gặp
Q: Cáp tốt nhất cho tấm pin mặt trời là gì?
Đáp: Đối với phía DC của hệ thống PV, hãy sử dụng cáp DC năng lượng mặt trời-được xếp hạng PV hoặc dây PV đáp ứng điện áp, nhiệt độ, khả năng chống tia cực tím và chứng nhận cần thiết cho thị trường dự án.
Q: Tôi nên sử dụng cáp năng lượng mặt trời cỡ nào?
Trả lời: Kích thước cáp phụ thuộc vào dòng điện, độ sụt áp, chiều dài tuyến đường, vật liệu dây dẫn, nhiệt độ môi trường, cách phân nhóm và lắp đặt. Đừng chọn kích thước cáp chỉ theo thói quen.
Hỏi: H1Z2Z2-K có tốt hơn PV1-F không?
Đáp: H1Z2Z2-K thường được sử dụng trong các dự án quang điện hiện đại dựa trên IEC và châu Âu-, trong khi PV1-F vẫn có thể xuất hiện trong các thông số kỹ thuật cũ hơn hoặc dành riêng cho dự án. Sự lựa chọn tốt hơn phụ thuộc vào tiêu chuẩn dự án và sự chấp nhận của địa phương.
Hỏi: Sự khác biệt giữa dây PV và cáp năng lượng mặt trời là gì?
Đáp: Các điều khoản này đôi khi được sử dụng một cách lỏng lẻo, nhưng trong quá trình mua sắm, chúng phải gắn với các tiêu chuẩn và yêu cầu của thị trường. Dây UL PV phổ biến trong các dự án ở Bắc Mỹ, trong khi cáp năng lượng mặt trời H1Z2Z2-K phổ biến trong các thông số kỹ thuật của IEC hoặc Châu Âu.
Hỏi: Tôi có thể sử dụng dây điện thông thường cho tấm pin mặt trời không?
Trả lời: Đối với các mạch PV DC lộ thiên ngoài trời, dây điện thông thường thường không phải là sự thay thế phù hợp trừ khi thiết kế dự án và mã địa phương cho phép rõ ràng. Cáp PV được thiết kế phù hợp với điều kiện ánh sáng mặt trời, thời tiết và hoạt động của PV.
Hỏi: Tại sao dây cáp năng lượng mặt trời thường có màu đỏ và đen?
Trả lời: Màu đỏ và đen giúp xác định cực tính của DC. Màu đỏ thường được sử dụng cho dương bản và màu đen cho âm bản, nhưng người lắp đặt phải luôn tuân theo bản vẽ dự án, nhãn và thông lệ địa phương.
Hỏi: Các đầu nối năng lượng mặt trời có quan trọng như cáp không?
Đ: Vâng. Đầu nối kém hoặc uốn kém có thể tạo ra nhiệt, nước xâm nhập hoặc hỏng hóc. Luôn kiểm tra tính tương thích của đầu nối, xếp hạng và hướng dẫn cài đặt.
Hỏi: Cáp năng lượng mặt trời có thể được chôn dưới lòng đất không?
Trả lời: Chỉ sử dụng cáp ngầm nếu kết cấu, vỏ bọc, phương pháp bảo vệ và tiêu chuẩn dự án cho phép. Một số loại cáp yêu cầu ống dẫn hoặc bảo vệ cơ học bổ sung.
Hỏi: Dự án năng lượng mặt trời có cần cáp truyền thông không?
Trả lời: Nhiều dự án PV cần cáp truyền thông để giám sát biến tần, bộ ghi dữ liệu, trạm thời tiết, thiết bị theo dõi, cảnh báo và hệ thống SCADA. Các dự án lớn hơn có thể yêu cầu hệ thống cáp dữ liệu mạnh mẽ hơn các hệ thống nhỏ trên mái nhà.
Hỏi: Làm cách nào tôi có thể giảm hiện tượng sụt áp khi chạy cáp năng lượng mặt trời?
A: You can reduce voltage drop by shortening the cable route, increasing conductor size, reducing current per cable where the design allows, or adjusting the system design under engineering guidance.
Hướng dẫn lựa chọn cuối cùng
Bắt đầu bằng việc liệt kê mọi dịch vụ phải đi qua trục quay. Tách danh sách thành các chức năng chất lỏng, nguồn, điều khiển, cảm biến, an toàn và dữ liệu. Sau đó xác định các giới hạn vận hành thực tế, bao gồm các điều kiện nhất thời, tiếp xúc với môi trường, hình học, bảo trì và các yêu cầu xác nhận.
Chỉ sau khi những yêu cầu đó được ghi lại, nhóm thiết kế mới nên chọn giữa vòng trượt, khớp nối quay, các bộ phận điện và chất lỏng riêng biệt hoặc tổ hợp tích hợp.
Giải pháp tốt nhất không nhất thiết phải là thiết bị nhỏ nhất hoặc có tính tích hợp cao nhất. Đây là thiết kế truyền tải mọi dịch vụ được yêu cầu một cách đáng tin cậy, phù hợp với kiến trúc máy, kiểm soát các rủi ro về điện và chất lỏng, đồng thời vẫn mang tính thiết thực để lắp đặt, kiểm tra và bảo trì.
Để xem lại danh sách mạch, yêu cầu phương tiện, điều kiện vận hành và bản vẽ lắp đặt,liên hệ với đội ngũ kỹ thuậttrước khi bố trí cơ khí xung quanh được hoàn thiện.