Uziemienie obrotowe o wysokim-prądzie zapewnia kontrolowaną ścieżkę prądu spawania pomiędzy nieruchomą i obrotową sekcją osprzętu, pozycjonera, stołu obrotowego, wału lub systemu mocowania.
Jest powszechnie stosowany w zautomatyzowanym spawaniu zbiorników, spawaniu rur,-produkcji zbiorników ciśnieniowych, spawaniu obwodowym, obrotowych urządzeniach tnących i innych procesach, w których przedmiot obrabiany musi się obracać, pozostając w elektrycznym obwodzie roboczym.
Wybór jednego wymaga czegoś więcej niż tylko dopasowania maksymalnego natężenia prądu wskazanego na źródle prądu spawania. Rzeczywisty projekt musi uwzględniać czas trwania prądu, cykl pracy, rezystancję styków, spadek napięcia, ciepło, montaż, kable, zaciski, rotację, zanieczyszczenie, konserwację i testy akceptacyjne.
Przegląd rozwiązań ByTune opracowanych dla tej funkcji można znaleźć w artykulezłącza uziemiające do spawareki szerszy zakresurządzenia do przesyłu prądu spawania.
Co to jest uziemienie obrotowe-wysokoprądowe?
Wysokoprądowe uziemienie obrotowe to zwykle jedno-obwodowe obrotowe połączenie elektryczne zaprojektowane do przesyłania znacznego prądu procesowego przez obrotowy interfejs.
Słowo „uziemienie” jest powszechnie używane w nazwach produktów spawalniczych, ale może wprowadzać w błąd. W obwodzie spawania-łukowego kabel podłączony do przedmiotu obrabianego to:lider pracy, a mocowanie do przedmiotu obrabianego lub osprzętu topołączenie przedmiotu obrabianego. To nie to samo, co ochronny przewód uziemiający stosowany w celu zmniejszenia ryzyka-porażenia prądem elektrycznym.
Wytyczne Lincoln Electric dotyczące uziemienia spawalniczegowyjaśnia, że połączenie przedmiotu obrabianego jest często nieformalnie nazywane zaciskiem uziemiającym, mimo że te dwie funkcje są różne. OSHA osobno wymaga, aby ramy-maszyn spawalniczych były odpowiednio uziemione. Dlatego obrotowe uziemienie spawalnicze należy traktować jako część-ścieżki prądowej prac spawalniczych, a nie jako zamiennik uziemienia sprzętu ochronnego.
Obrotowe miejsce spawalnicze, stały zacisk roboczy czy pierścień ślizgowy?
| Urządzenie | Funkcja podstawowa | Typowe zastosowanie |
|---|---|---|
| Stały zacisk roboczy | Łączy przewód masowy z nieruchomym przedmiotem obrabianym lub uchwytem | Ręczne spawanie i-osprzęt nieobrotowy |
| Wysoko-masa obrotowa | Przenosi jeden wysokoprądowy-obwód roboczy przez obrotowy interfejs | Pozycjonery spawalnicze, spawanie zbiorników i spawanie rur |
| Wielokanałowy-pierścień ślizgowy | Przenosi kilka obwodów zasilania, sterowania, czujników lub danych | Automatyka, roboty, dźwigi i urządzenia pakujące |
| Hybrydowy zespół obrotowy | Łączy obwody elektryczne z gazem, powietrzem, mediami hydraulicznymi lub innymi usługami | Skomplikowane zautomatyzowane oprzyrządowanie spawalnicze |
Nie należy zakładać, że konwencjonalny pierścień ślizgowy sygnałowy lub niskoprądowy-przewodzi prąd spawania tylko dlatego, że dostępne są niewykorzystane kanały. Obwody wysoko-stawiają różne wymagania dotyczące powierzchni przewodnika, materiałów stykowych, rozpraszania ciepła, zacisków i konstrukcji mechanicznej.
Przegląd technicznypierścienie ślizgowe-wysokoprądowedostarcza dodatkowego tła dla tego rozróżnienia.
Kiedy uchwyt spawalniczy wymaga uziemienia obrotowego?
Uziemienie obrotowe jest zazwyczaj wymagane, gdy prąd spawania musi przepływać pomiędzy stacjonarnym źródłem zasilania a przedmiotem obrabianym lub uchwytem, który obraca się podczas cyklu spawania.
Bez odpowiedniego połączenia obrotowego kabel roboczy może owinąć się wokół uchwytu, ograniczyć obrót, wymagać ręcznej zmiany położenia, ocierać się o części maszyny lub powodować niepożądane obciążenie zacisków i kabli.
Stół obrotowy nie wymaga automatycznie uziemienia obrotowego. Decydującą kwestią jest to, czy prąd roboczy spawania musi przepływać przez obrotowy interfejs mechaniczny.
Pięć decyzji inżynierskich kontrolujących wybór
1. Prąd, cykl pracy, rezystancja i ciepło
Maksymalna moc źródła prądu spawania nie jest pełną specyfikacją produktu. Zespół inżynierów powinien udokumentować:
- Normalny prąd spawania
- Prąd maksymalny i impulsowy
- Czas trwania każdej spoiny
- Czas pomiędzy spawami
- Liczba cykli na godzinę
- Procent czasu pod obciążeniem
- Temperatura otoczenia
- Planowane przyszłe zmiany procesów
Oprawa przenosząca prąd 800 A przez dziesięć sekund, po której następuje kilka minut chłodzenia, ma inne wymagania termiczne niż oprawa przenosząca prąd 500 A w sposób ciągły. Dostawca powinien określić, czy moc ma charakter ciągły, przerywany,-ograniczony czasowo,-zależny od temperatury czy też zależny od określonego układu chłodzenia.
Małe wartości rezystancji stają się ważne przy dużym prądzie. Spadek napięcia oblicza się jako:
V = I × R
Ciepło wytworzone w punkcie rezystancji oblicza się jako:
P = I² × R
Na przykład połączenie przewodzące 600 A i rezystancji 0,5 mΩ dałoby:
- Spadek napięcia 0,3 V
- 180 W ciepła
To jest ilustracja matematyczna, a nie ocena produktu ByTune. Pokazuje, dlaczego rezystancja, która wydaje się bardzo mała, może w dalszym ciągu powodować znaczne nagrzewanie obwodu spawalniczego.
Kompletna ścieżka rezystancji obejmuje styk obrotowy, przewody wewnętrzne, zaciski, końcówki kablowe, połączenia śrubowe, uchwyt, złącze przedmiotu obrabianego i kabel masowy. Sprzęgło wysoko-nie może skompensować zbyt małego kabla, luźnego zacisku lub zanieczyszczonego połączenia przedmiotu obrabianego.
Dla projektów w różnych zakresach prądowych ByTune zapewnia dedykowaneZłącze uziemiające 800A, Złącze uziemiające 1200AIZłącze uziemiające 2000Astrony. Ostateczny wybór należy jeszcze sprawdzić pod kątem cyklu pracy, temperatury, zacisków i instalacji.
2. Montaż-końca-wału lub-przez otwór
Układ maszyny zwykle określa, czy najpierw należy ocenić koniec-wału, czy-otwór przelotowy.
| Czynnik wyboru | Koniec-projektu-wału | Projektowanie otworów przelotowych- |
|---|---|---|
| Dostęp do końca wału- | Wymagany | Nie jest wymagane |
| Centralny kanał gazu lub płynu | Zwykle mniej wygodne | Można przejść przez centrum |
| Przestrzeń osiowa | Wymaga miejsca poza końcem wału | Możliwość montażu wokół wału |
| Przestrzeń promieniowa | Często niższy | Zwykle wymaga większej średnicy zewnętrznej |
| Zastosowanie modernizacyjne | Odpowiednie, gdy koniec wału jest dostępny | Odpowiednie, gdy istniejąca geometria wału musi pozostać |
| Dostęp serwisowy | Często prosto | Zależy od otaczającej maszyny |
Konstrukcja-z otworem przelotowym może być preferowana, gdy przez środek musi przechodzić wał, rura gazowa, kabel lub inna instalacja. Wymiaru otworu nie można ocenić samodzielnie; zwiększenie otworu może również zwiększyć średnicę zewnętrzną i wpłynąć na dostępną przestrzeń montażową.
ByTune’azakres pierścienia ślizgowego-otworuilustruje typowe konstrukcje-wałów drążonych. Kiedy prąd elektryczny i gaz lub powietrze muszą dzielić tę samą oś, anelektryczny-pneumatyczny hybrydowy pierścień ślizgowymoże stanowić bardziej zintegrowany punkt wyjścia.
Dostawca powinien otrzymać kontrolowany rysunek przedstawiający wał, otwór, powierzchnię montażową, kołnierz, maksymalną średnicę, maksymalną długość, strony nieruchome i obrotowe, wyjście kabla i prześwit serwisowy. Stwierdzenie takie jak „dopasuj do wału 50 mm” nie definiuje tolerancji, wyrównania ani dostępu do instalacji.
3. Kable, zaciski i kompletny obwód roboczy
Zespół obrotowy jest tylko jednym z elementów obwodu pracy spawalniczej. Wymagania dotyczące kabli i zakończeń powinny obejmować:
- Materiał przewodnika i pole-przekroju poprzecznego
- Długość kabla i klasa izolacji
- Elastyczność i promień zgięcia
- Typ oczka i rozmiar śruby
- Stan powierzchni i poszycie
- Kierunek wyjścia kabla-
- Odciążenie
- Podłączenie do urządzenia obrotowego
Powierzchnie połączeń powinny być pewne mechanicznie, zgodne z materiałem przewodu, zabezpieczone przed poluzowaniem i dostępne do kontroli.
Nie należy dopuścić do tego, aby prąd spawania znalazł niezamierzoną ścieżkę przez łożyska maszyny, prowadnice liniowe lub styki przekładni. SKF wyjaśnia, że prąd elektryczny przepływający przez łożysko może powodować erozję elektryczną, w tym wżery i żłobienia.
Szczegóły instalacji należy porównać ze szczegółami ByTuneinstrukcje montażu pierścienia ślizgowego. Porównanietechnologie styków ze złota i grafituzapewnia także kontekst wyjaśniający, dlaczego różne systemy styków są stosowane w przypadku różnych wymagań prądowych i sygnałowych.
4. Temperatura, środowisko i konserwacja
Wzrost temperatury zależy od prądu, rezystancji, cyklu pracy, temperatury otoczenia, ciepła spawania w pobliżu, warunków obudowy, przepływu powietrza, rozmiaru kabla, zacisków i przerw w chłodzeniu.
Specyfikacja powinna określać:
- Minimalna i maksymalna temperatura otoczenia
- Maksymalna dopuszczalna temperatura końcowa
- Maksymalna dopuszczalna temperatura obudowy
- Prąd i cykl pracy podczas testu
- Czy zespół obraca się podczas testowania
- Miejsca pomiaru
- Metoda chłodzenia
Wymuszony obieg powietrza, chłodzenie wodą lub radiator należy traktować jako część zatwierdzonej konfiguracji, jeśli od tego zależy prąd znamionowy. Nie należy go dodawać po wystąpieniu przegrzania w produkcji.
Artykuł ByTune na tematkontrolowanie wzrostu temperatury w pierścieniach ślizgowychzawiera powiązane kwestie-projektu termicznego.
Środowisko spawania może narazić złącze obrotowe na odpryski, pył powstający podczas szlifowania, cząstki metalu, dym, olej, chłodziwo, wilgoć i uderzenia mechaniczne. Uszczelniona obudowa nie chroni automatycznie odsłoniętych końcówek, kabli, elementów złącznych ani połączeń osprzętu.
Terminy takie jak „-bezobsługowy” należy interpretować ostrożnie. Produkt może wymagać niewielkiej regulacji wewnętrznej, a jednocześnie wymagać zewnętrznej kontroli pod kątem poluzowanych zacisków, uszkodzeń kabli, korozji, zanieczyszczenia, nieprawidłowego nagrzewania, uszkodzeń uszczelek lub poluzowań mechanicznych.
5. Kryteria testowania i akceptacji
Podstawowe natężenie prądu i rysunek poglądowy nie są wystarczające do ostatecznego zatwierdzenia. Każde wymaganie krytyczne powinno być powiązane z mierzalnym testem i udokumentowanym wynikiem.
| Test | Zamiar | Typowe wyjście |
|---|---|---|
| Kontrola wymiarowa | Potwierdź dopasowanie wału, otwór, kołnierz, długość i luz kabla | Raport z kontroli wymiarowej |
| Odporność na zimno | Przed nagrzaniem należy ustalić początkowy stan elektryczny | Zapis pomiaru niskiej-oporności |
| Opór dynamiczny | Zidentyfikuj zmiany oporu podczas obrotu | Maksymalna zmienność lub ślad rezystancji |
| Test spadku napięcia- | Sprawdź pełną ścieżkę prądową pod obciążeniem | Rekord spadku napięcia- |
| Test wzrostu temperatury- | Potwierdzić wydajność cieplną w wymaganym cyklu spawania | Zapis temperatury według punktu pomiarowego |
| Test prędkości i kierunku | Potwierdź operację na określonym profilu ruchu | Raport z testu rotacyjnego |
| Próba spawania aplikacyjnego | Potwierdź wydajność rzeczywistej maszyny i procesu | Protokół akceptacji klienta |
Jak bardziej niezawodnie mierzyć niską rezystancję
Gdy mierzona rezystancja jest bardzo niska, rezystancja przewodów pomiarowych i styków sondy może być znacząca w porównaniu z samym elementem.
NIST zauważa, że w pomiarach niskich-oporów w dużych przewodnikach powszechnie stosuje się metodę Kelvina lub metodę czterech-zacisków, aby zmniejszyć błędy spowodowane rezystancją połączenia. W układzie cztero-przewodowym jedna para przewodów dostarcza prąd testowy, a oddzielna para mierzy napięcie w wybranych punktach.
W przypadku obrotowego podłoża spawalniczego plan testów powinien jasno określać:
- Punkty pomiarowe
- Czy kable i końcówki są uwzględnione
- Odporność na zimno przed operacją
- Opór podczas obracania
- Rezystancja po cyklu pracy spawania
- Prędkość obrotowa
- Zastosowany prąd testowy
- Temperatura otoczenia i komponentów
- Częstotliwość próbkowania lub maksymalna zarejestrowana zmienność
Punkty testowe nie powinny zmieniać się pomiędzy pomiarami zimnymi i gorącymi. W przeciwnym razie porównanie może obejmować różne rezystancje kabli, końcówek lub powierzchni.
Przewodnik ByTune najak przetestować pierścień ślizgowyzapewnia dalszy kontekst dotyczący kontroli elektrycznych i mechanicznych.
Hipotetyczny przykład: Uziemienie obrotowe dla uchwytu spawalniczego zbiornika
Poniższy przykład ma charakter ilustracyjny i nie stanowi rekomendacji produktu ani opisu klienta.
Producent projektuje zautomatyzowane urządzenie, które obraca cylindryczne zbiorniki, podczas gdy stały palnik wytwarza spoinę obwodową. System posiada:
- Wysoki prąd spawania
- Powtarzające się cykle produkcyjne
- Ciągły obrót podczas spawania
- Centralny kanał-gazu osłonowego
- Ograniczony dostęp do końca wału
- Pył metalowy i odpryski spawalnicze
Żądanie „uziemienia obrotowego 800 A” nie byłoby wystarczające.
| Grupa wymagań | Potrzebne informacje |
|---|---|
| Elektryczny | Prąd normalny, prąd maksymalny, czas spawania, okres chłodzenia, polaryzacja i dopuszczalny spadek napięcia |
| Mechaniczny | Średnica wału, wymagany otwór,-ograniczona średnica zewnętrzna, długość, montaż, wyrównanie i bicie |
| Ruch | Normalne obroty, maksymalne obroty, starty, zatrzymania i cykle dzienne |
| Termiczny | Temperatura otoczenia, ciepło spoiny w pobliżu, obudowa i dopuszczalny wzrost temperatury |
| Przepływ gazu | Wymagania dotyczące medium, ciśnienia, przepływu, dopasowania i wycieku |
| Środowisko | Rozpryski, kurz, sposób czyszczenia, wilgoć i osłony ochronne |
| Walidacja | Odporność na zimno, odporność dynamiczna, spadek napięcia, wzrost temperatury i próba spawania produkcyjnego |
Ponieważ dostęp do końca wału jest utrudniony, a gaz osłonowy musi przechodzić przez środek,-najpierw należy ocenić konstrukcję z otworem przelotowym lub zintegrowaną konstrukcję hybrydową. Ostateczny model nadal będzie zależał od pełnych wymagań prądowych, termicznych, wymiarowych i testowych.
Objawy awarii i priorytety kontroli
| Zaobserwowany objaw | Możliwa przyczyna | Pierwszy Punkt Kontroli |
|---|---|---|
| Gorąca końcówka kablowa lub terminal | Luźne złącze, zbyt mały przewód, zanieczyszczenie lub wysoka rezystancja | Uchwyt, element mocujący, kabel i powierzchnia zacisku |
| Rosnący spadek napięcia | Zużycie styków, luźne połączenie lub rosnąca temperatura | Odporność na zimno i gorąco w zdefiniowanych punktach pomiarowych |
| Niestabilny prąd spawania | Styk przedmiotu obrabianego, ustawienie-źródła zasilania, kabel lub{1}}wariant interfejsu obrotowego | Kompletny obwód roboczy, a nie sama jednostka obrotowa |
| Ślady przypaleń lub wyładowania łukowe | Luźne połączenie, zanieczyszczenie lub przerwany kontakt | Zaciski, połączenia opraw i system styków wewnętrznych |
| Nieprawidłowy moment obrotowy lub hałas | Niewspółosiowość, problem z łożyskiem, obciążenie mechaniczne lub zanieczyszczenie | Montaż, wyosiowanie wału i zabezpieczenie-obrotowe |
| Korozja lub uszkodzenie uszczelnienia | Ochrona środowiska nie pasuje do instalacji | Obudowa, wejścia kablowe, elementy mocujące i odsłonięte końcówki |
Objawy te nie świadczą o uszkodzeniu samego połączenia uziemiającego. Przed wymianą elementu obrotowego należy sprawdzić cały obwód roboczy spawania.
Aby uzyskać dodatkowy kontekst konserwacji, zobacz dyskusję ByTune ntzużycie pierścieni ślizgowych-o dużej mocy.
Co zwiększa dostosowanie, koszty i czas realizacji?
Złożoność projektu może wzrosnąć, gdy aplikacja wymaga:
- Niezwykły otwór lub obudowa
- Bardzo wysoki prąd ciągły
- Weryfikacja przeciążenia ograniczona czasowo
- Specjalne kable, końcówki lub adaptery
- Praca z dużą-prędkością
- Zintegrowane kanały gazowe lub płynowe
- Aktywne chłodzenie
- Materiały-odporne na korozję
- Przyrządy lub testy-specyficzne dla klienta
- Formalna dokumentacja pierwszego-artykułu
Oferty powinny oddzielać standardowy koszt produktu, niestandardowe kable lub adaptery, prace inżynieryjne, oprzyrządowanie, prototyp lub pierwszy artykuł, testy, dokumentację, wielkość produkcji i jednostki zapasowe.
Nie należy zakładać żadnej ogólnej ceny ani{0}}czasu realizacji bez określonej konfiguracji i aktualnej oferty dostawcy.
Wysoko-aktualna lista kontrolna zapytania ofertowego dotyczącego urządzeń naziemnych Rotary Ground
- Opis procesu spawania i mocowania
- Strony stacjonarne i obrotowe
- Prąd normalny, maksymalny i impulsowy
- Czas trwania spawania i cykl pracy
- Polaryzacja i częstotliwość
- Maksymalny dopuszczalny spadek napięcia
- Maksymalny dopuszczalny wzrost temperatury
- Normalne i maksymalne obroty
- Ciągły obrót lub oscylacja
- Ograniczenia dotyczące wału, otworu, średnicy i długości
- Rysunek montażowy i informacje o biciu
- Preferowany koniec--wału lub-otwór przelotowy
- Materiał, rozmiar i długość kabla
- Wymagania dotyczące końcówek i terminali
- Temperatura otoczenia i pobliskie źródła ciepła
- Rozpryski, kurz, woda i narażenie chemiczne
- Układ chłodzący
- Wymagania dotyczące przepływu gazu lub płynu
- Oczekiwania dotyczące przeglądów i konserwacji
- Testy odbiorcze elektryczne, termiczne i mechaniczne
- Prototyp i wielkości produkcyjne
- Harmonogram projektu
- Zdjęcia instalacji
Propozycje dostawców należy porównać przy użyciu tego samego cyklu pracy, temperatury, kabla, końcówki, rotacji i warunków testowych. ByTune’ainformacje dotyczące zarządzania jakościąmożna sprawdzić wraz z planem-konkretnej inspekcji i testów produktu.
Często zadawane pytania
P: Czy obrotowe miejsce spawania jest tym samym, co uziemienie ochronne?
Odp.: Nie. Jest to część obwodu prądowego-pracy spawalniczej. Uziemienie ochronne spełnia oddzielną funkcję bezpieczeństwa i pozostaje konieczne, jeśli wymaga tego konstrukcja urządzenia i obowiązujące przepisy.
P: Czy zwykły pierścień ślizgowy może przenosić prąd spawania?
Odp.: Tylko wtedy, gdy konkretny produkt jest specjalnie zaprojektowany i przystosowany do wymaganego prądu, cyklu pracy, rezystancji, temperatury, zacisków i środowiska. Nie należy zakładać, że kanały sygnału zapasowego są odpowiednie.
P: Jaką dodatkową pojemność amperową należy określić?
Odp.: Nie ma uniwersalnego procentu. Wybór zależy od rzeczywistego profilu prądu, czasu trwania spawania, cyklu pracy, temperatury otoczenia, chłodzenia, konfiguracji kabli i zacisków oraz metody oceny producenta.
P: Dlaczego obrotowe złącze robocze nagrzewa się?
Odp.: Ciepło może być generowane przez opór w styku obrotowym, kablach, zaciskach, uchwytach, połączeniach śrubowych lub połączeniu przedmiotu obrabianego. Testowanie powinno ocenić całą ścieżkę prądową.
P: Co jest lepsze: koniec-z-wału czy przelotowy-otwór?
Odp.: Konstrukcje-końca-wału są często prostsze, gdy koniec wału jest dostępny. Konstrukcje-z otworami przelotowymi są przydatne, gdy wał, rura lub kanał gazowy musi pozostać pośrodku.
P: Czy bezpłatna konserwacja-oznacza brak przeglądów?
O: Nie. Zewnętrzne kable, zaciski, elementy złączne, uszczelki i elementy montażowe mogą nadal wymagać okresowej kontroli, nawet jeśli wewnętrzny system styków wymaga niewielkiej rutynowej konserwacji.
Ostateczne zalecenie
Wybierz wysokoprądowe uziemienie obrotowe-z całego procesu spawania, a nie wyłącznie na podstawie natężenia prądu.
Najpierw zdefiniuj prąd i cykl pracy. Następnie udokumentuj rezystancję, spadek napięcia, dopuszczalny wzrost temperatury, montaż, obrót, kable, zaciski, środowisko, dostęp konserwacyjny i testy akceptacyjne.
Takie podejście pozwala dostawcom ocenić te same wymagania i zmniejsza ryzyko wykrycia przegrzania, spadku napięcia, konfliktów instalacyjnych lub niestabilnej wydajności spawania po wejściu osprzętu do produkcji.
Prześlij wypełnioną specyfikację, rysunek i informacje-o cyklu pracy za pośrednictwemStrona kontaktowa i wycena ByTunedo przeglądu aplikacji.