Kun koneen on pyörittävä jatkuvasti samalla kun se tukee raskaita kuormia, siirtää nestetehoa ja siirtää sähkötehoa tai dataa saman akselin poikki, erillisistä osista rakennettu layout monimutkaistaa nopeasti. Letkut kiertyvät. Kaapelien väsyminen. Kiinnikkeet vievät tilaa. Palvelun käyttöoikeus katoaa.
Tämän ongelman ratkaisemiseksi on rakennettu integroitu pyörivä liitosliukurengasjärjestelmä. Yhdessä koordinoidussa kokoonpanossa kääntörengaslaakeri kantaa rakenteellista kuormaa, moniporttinen pyörivä liitos siirtää nestemäistä väliainetta ja sähköinen liukurengas kuljettaa tehoa, ohjaussignaaleja ja dataa pyörivän liitoksen läpi.
Tämä opas selittää, kuinka kolme komponenttia sopivat yhteen yhdelle akselille, milloin integroitu suunnittelu on oikea kutsu ja milloin ei, mitkä parametrit sinun on määritettävä se oikein ja mitkä suunnitteluvirheet aiheuttavat useimpia kenttäongelmia. Se on kirjoitettu OEM-suunnittelijoille ja hankintainsinööreille, ja liukurengassovellusinsinöörimme ovat tarkistaneet sen mallien perusteella, joita näemme toistuvasti mukautetuissa pyörivissä{1}}käyttöliittymäprojekteissa.
Mikä on integroitu pyörivä liitos, liukurengas ja kääntörengasjärjestelmä?
Integroitu pyörivä käyttöliittymä tuo kolme työtä yhdeksi kokoonpanoksi, joka kääntyy yhteisen akselin ympäri: rakenteellisen kuormituksen tuki, nesteen siirto ja sähkön, signaalin tai tiedonsiirto. Sen sijaan, että letkut ja kaapelit ohjattaisiin pyörivän rakenteen ulkopuolelle, järjestelmä ohjaa ne pyörimisakselin läpi tai ympäri hallinnassa.
Kääntyvä rengaslaakeri: Kuormaa-kantava perusta
Kääntörengaslaakeri, jota kutsutaan myös kääntörenkaaksi tai kääntöpöydän laakeriksi, on järjestelmän rakenteellinen liitos. Se tukee pyörivää osaa kantaessaan aksiaalisia kuormia, säteittäisiä kuormia ja kallistusmomenttikuormaa, jonka offset-puomi tai työkalu luo. Useimmissa malleissa kääntörengas on myös osa käyttövoimaa: sisäiset tai ulkoiset hammaspyörän hampaat antavat hammaspyörän, hydraulimoottorin tai vaihteiston kääntää pyörivää osaa.
Miksi sillä on merkitystä: laakerin koon määrää yleensä momenttikuorma, ei staattinen paino. Torni, joka painaa vähän, mutta jossa on pitkä varsi, voi tuottaa suuren kaatumismomentin, ja alimitoitettu laakeri taipuu, takertuu tai kuluu aikaisin. Tyypillisiä isäntiä ovat nosturi- ja kaivinkonetornit, pyörivät pöydät, materiaalin-käsittelykourat ja tuuli-tasot.
Multiport Rotary Union: Fluid Transfer
Moniporttinen pyörivä liitos (kutsutaan myös pyöriväksi niveleksi tai, kun se siirtää öljyä, ahydraulinen pyörivä liitos) kuljettaa nestettä kiinteästä syötöstä koneen pyörivään osaan. Se voi käsitellä hydrauliöljyä, ilmaa, vettä, jäähdytysnestettä, rasvaa tai tyhjiötä. "Moniportti"-osa tarkoittaa useita itsenäisiä piirejä, jotka kulkevat yhden pyörivän liitännän läpi: pyörivä lisälaite voi käyttää yhtä piiriä ohjaukseen, yhtä paluuvirtaan, yhtä ohjausohjaukseen ja toista voiteluun tai jäähdytykseen, jolloin jokainen piiri on suljettu toisista.
Miksi sillä on merkitystä: porttien määrä on vähiten tärkeä luku. Väliainetyyppi, paine, virtausnopeus, lämpötila ja tiivisteen paine-nopeuden (PV) raja todellisella pyörimisnopeudella määräävät, kestääkö liitos. Sama liitos, joka toimii iloisesti 210 baarilla hitaassa käytössä, voi ylikuumentua ja kuluttaa tiivisteitä samalla paineella, jos nopeus tai käyttösuhde nousee.
Sähköinen liukurengas: teho, signaali ja tiedonsiirto
Ansähköinen liukurengaskuljettaa sähkötehoa, ohjaussignaaleja, anturin palautetta ja viestintädataa kiinteän ja pyörivän puolen välillä. Moderni liukurengas harvoin vain siirtää tehoa: se voi kuljettaa lähettimen palautetta, venttiilikomentoja, Ethernet- tai CAN-väyläliikennettä, kameravideota ja lämpötilatietoja samassa keskittimessä. Tällä on eniten merkitystä, kun pyörivä kokoonpano sisältää antureita, valoja, toimilaitteita, kameroita tai älykkäitä ohjausmoduuleja, joiden on keskusteltava kiinteän ohjaimen kanssa koneen pyöriessä.
Kuinka kolme yhdistyy yhdellä akselilla
Tyypillisessä integroidussa kokoonpanossa kolme toimintoa on pinottu koaksiaalisesti yhden pyörimisakselin ympärille. Kääntörengas muodostaa liitoksen kiinteän alustan ja pyörivän alustan välille. Yleinen järjestely on ontto, läpi{2}}porauksen asettelu: pyörivä liitos sijaitsee keskellä nestelinjoja kuljettamaan, ja liukurengas on asennettu sen yläpuolelle, alapuolelle tai ympärille johtimien kuljettamiseksi. Nestekanavat laskeutuvat pyörivälle puolelle liitoksen roottorin läpi; johtimet laskeutuvat liukurenkaan roottoriin; kiinteät syöttöjohdot ja koneen johdot pysyvät kiinnitettyinä alustaan.
Kaksi päätöstä muokkaa koko asettelua:
- Kumpi jäsen pyörii.Kääntörenkaassa voit valita, kääntyykö sisä- vai ulkokehä ja istuuko vaihde sisä- vai ulkorenkaaseen. Tämä valinta määrittää, mihin vetopyörä, liitosportit ja kaapelin ulostulot päätyvät.
- Kuinka neste- ja sähköreitit pidetään erillään.Nesteet ja sähköiset väliaineet eivät saa koskaan jakaa suljettua onteloa. Vuotava tiiviste ei saa peittää liukurengaskoskettimia, joten nämä kaksi toimintoa kuuluvat erillisiin, erikseen tyhjennettäviin osastoihin.
Tekninen huomautus: varmista läpireiän halkaisija-ennen rakenteen tarkentamista. Keskireiän on tyhjennettävä jokainen letku, liitin ja kaapelinippu, joka kulkee sen läpi, sekä itse liitosrunko. Liian pienen reiän havaitseminen rungon suunnittelun jälkeen on yksi kalleimmista myöhäisistä muutoksista tällaisessa projektissa.
Miksi yhdistää nämä kolme komponenttia?
Pyörivän liitoksen, liukurenkaan ja kääntörenkaan laakerin yhdistäminen ei ole vain pakkaustemppu. Se poistaa useita vikakohtia, jotka näkyvät yhä uudelleen pyörivissä koneissa.
Puhtaampi reititys yhden akselin kautta
Neste- ja sähköjohtojen reitittäminen erikseen pyörivän rakenteen ympärille vaatii yleensä ylimääräisiä kiinnikkeitä, suojuksia, silmukoita, vetoketjuja ja kääntötukia. Integroitu käyttöliittymä järjestää nämä piirit pyörimisakselin ympärille sen sijaan, että ne pakottaisivat ne koneen ulkopuolelle, mikä jättää puhtaamman ja helpompi-suojattavan-asettelun.
Vähemmän letkun kiertymistä ja kaapelin väsymistä
Toistuva kiertäminen on yksi pyörivien laitteiden suurimmista vihollisista. Hydrauliletkut ja sähkökaapelit kestävät vain niin paljon pyörimistä, ennen kuin väsymys, hankaus tai taivutusjännitys ilmaantuu. Pyörivä liitos estää nestelinjojen vääntymisen, ja liukurengas tekee saman johtimille, joten kone voi pyöriä ilman, että se kiertyy rakenteen ympärille.
Raja, jolla on merkitystä: tämä etu koskee, kun lohko pyörii jatkuvasti, tekee useita käännöksiä tai sillä on rajoittamaton kierto. Jos se värähtelee vain rajoitetun kaaren läpi, esimerkiksi muutaman plus tai miinus 180 asteen pyyhkäisyn sykliä kohden, joustavat kaapelit ja letkut kaapelikannattimessa ovat usein yksinkertaisempia ja halvempia kuin liukurengas ja liitos. Integroitu lähestymistapa ansaitsee hintansa nimenomaan siellä, missä joustavia kangaspuita ei selviäisi.
Kompakti asettelu
Tornien, kompaktien kiinnikkeiden, robottiliitosten ja pyörivien pöytien sisällä on vähän tilaa. Erillinen laakeri, hydraulinen kääntö ja liukurengas voivat kuluttaa liikaa aksiaalista tai radiaalista tilaa. Toimintojen taittaminen yhdelle akselille vie tilaa rakenteelle, käyttökomponenteille, suojille tai huoltoon pääsylle, mikä auttaa, kun laitteiston on pysyttävä pienenä tai kevyenä.
Vähemmän epäonnistumispisteitä
Suurin osa pyörivistä-liityntävioista johtuu lyhyestä luettelosta syistä: letkun hankautuminen läpi tuhansien jaksojen jälkeen, kaapelin-kovettuminen ja halkeilu joustokohdassa tai kiinnikkeen löystyminen tärinän vaikutuksesta. Näiden liitäntöjen vetäminen yhdeksi suunnitelluksi rajapinnaksi poistaa improvisoidut kiinnikkeet ja tuemattomat silmukat, joista nämä viat alkavat.
Miksi sillä on merkitystä, varauksella: luotettavuuden lisäys on todellinen, mutta ehdollinen. Se riippuu tiivisteen valinnasta, kosketustekniikasta ja huoltosuunnitelmasta, ei integraatiosta itsestään. Hyvin-määritetty integroitu käyttöliittymä poistaa vikatilat; huonosti määritelty yksinkertaisesti piilottaa ne vaikeammin-hoitettavaan-huoltopakettiin.
Yksinkertaisempi OEM-kokoonpano
OEM-valmistajalla esisuunniteltu kokoonpano korvaa kolme kiinnitysjärjestelmää yhdellä. Sen sijaan, että se asentaisi ja kohdistaisi kolme osakokoonpanoa ja sovittaisi yhteen kolme toleranssipinoa lopullisessa kokoonpanossa, tiimi työskentelee yhden kiinnitysliittymän kanssa yhdellä pulttikuviolla. Tämä poistaa linjan kohdistustoimenpiteet ja lyhentää kokoonpano- ja huoltodokumentaatiota.
Integroitu järjestelmä vs erilliset komponentit
Oikea vastaus riippuu koneesta. Täysin integroitua järjestelmää ei aina tarvita, mutta se on yleensä parempi valinta, kun tila, luotettavuus ja reitityshallinta ratkaisevat kerralla.
| Suunnittelutekijä | Erilliset komponentit | Integroitu järjestelmä |
|---|---|---|
| Tilan käyttö | Tarvitsee usein enemmän kiinnikkeitä, akseleita, kansia ja reititystilaa | Kompaktimpi; pakkauksia pyörimisakselin ympäri |
| Letkujen ja kaapelien reititys | Paljaampia polkuja vartioida ja tukea | Puhtaampi reititys yhden ohjatun rajapinnan kautta |
| Kokoonpano | Jokainen osa on asennettu ja kohdistettu erikseen | Yksi koordinoitu kokoonpano, vähemmän kohdistusvaiheita |
| Palvelun suunnittelu | Osat voidaan vaihtaa yksitellen | Huollon pääsy on suunniteltava kokoonpanoon |
| Räätälöinti | Joustava, mutta voi lisätä asettelun monimutkaisuutta | Vahva, kun se on rakennettu tarkan koneen vaatimusten mukaan |
| Ennakkokulut | Voi näyttää matalammalta yksinkertaisissa koneissa | Usein se on perusteltua, kun seisokit ja reititysongelmat ovat kalliita |
| Paras istuvuus | Yksinkertainen pyöritys, vähän piirejä, runsaasti tilaa | Kompakti, jatkuva pyörimisnopeus, useita neste- ja sähköpiirejä |
Missä integroituja malleja käytetään
Vahvimmat sovellukset ovat koneet, jotka tarvitsevat pyörityksen, kuorman tuen, nestevoiman ja sähköisen ohjauksen samassa paikassa. Tarpeet vaihtelevat toimialoittain, joten suunnittelun painopiste vaihtuu jokaisen kanssa.
Raskaat laitteet, nosturit ja kaivinkoneet
Skenaario: nosturit, porakoneet, kourat ja kaivinkoneen lisälaitteet pyörittävät toimivaa yläosaa kiinteän alustan päällä, ottamalla hydraulista voimaa liikettä ja sähköä varten sekä signaaleja ohjaimille, valoille ja takaisinkytkennälle.
Tyypilliset vaatimukset: useita keski---korkeapaineisia-hydraulipiirejä, kotelo-tyhjennysputki, teho toimilaitteille ja valaistukselle sekä palaute asento- tai paineantureista.
Suunnittelun painopiste: suuret momenttikuormat puomista tai työkalusta, iskukuormitus ja ulkotiivistys. Hydraulinen paine yhdistettynä jatkuvaan kääntöön tekee tiivisteen kestosta ja laakerin momentin rajoittavista tekijöistä. Tämä on klassinen kotelo liukurenkaalle, joka on rakennettu pyörivään lisälaitteeseen, kuten käytetyt yksikötkaivinkoneet ja muut pyörivät lisälaitteet.
Tuulivoimalat ja uusiutuva energia
Skenaario: suuret pyörivät järjestelmät, jotka välittävät voiman, ohjaussignaalit ja joskus hydrauliset tai voitelutoiminnot pyörivän liitoksen läpi. Tuulivoimaloissa tämä näkyy kierto- ja nousurajapinnoissa sekä koneen -to{2}}navan liukurenkaassa.
Tyypilliset vaatimukset: teho ja ohjaus liitoksen yli, kunnon{0}}valvontasignaalit ja erittäin pitkät huoltovälit, koska pääsy on vaikeaa ja kallista.
Suunnittelun painopiste: luotettavuus pitkän käyttöiän ajan, hyvä salama- ja maadoitusstrategia sekä suojaus kondensaatiota ja lämpötilanvaihteluja vastaan. Turbiini käyttää yleensä useita erillisiä pyöriviä rajapintoja yhden yleiskokoonpanon sijaan, joten "integrointi" tarkoittaa tässä kunkin liitännän sovittamista tehtäväänsä. Omistettutuuliturbiinien liukurengasjärjestelmäton rakennettu näitä erityistehtäviä varten.
Robotiikka ja pyörivä automaatio
Skenaario: robotin ranteet ja jalustat, pyörivät indeksoijat, hitsausasennoittimet ja pyörivät tarkastuspäät, jotka tarvitsevat kompaktin tehon, signaalin, datan, ilman tai tyhjiön siirtoa.
Tyypilliset vaatimukset: monia matalan{0}}virtasignaali- ja datakanavia, usein Ethernet tai kenttäväylä, jotka on pakattu pieneen halkaisijaan, pieni vääntömomentti ja korkea jaksoluku.
Suunnittelun painopiste: pakkauskoko, signaalin eheys ja kaapelisilmukoiden välttäminen, jotka takertuvat tai vahingoittavat toistettavuutta. Tässä liukurenkaan kosketustekniikka ja kanavien määrä ovat tärkeämpiä kuin kuormitus. Kompaktit signaalin liukurenkaatrobotit, ROV:t ja UAV:tovat tyypillinen istuvuus.
CNC-koneet ja kiertopöydät
Skenaario: työstökoneet ja pyörivät tai kallistuspöydät, jotka ohjaavat jäähdytysnesteen, voitelun, karan tai akselin tehon, enkooderin palautteen ja työkalun{0}}muutos- tai kiinnityssignaalit pyörivän osan läpi.
Tyypilliset vaatimukset: jäähdytysneste- ja voitelupiirit kohtalaisella paineella sekä luotettavat anturi- ja ohjaussignaalit.
Suunnittelun painopiste: jäähdytysnesteen ja lastujen pitäminen poissa sähkötieltä ja kooderin signaalien suojaaminen ajoääniltä. Tiivistysluokka ja koskettimien puhtaus lisäävät sekä tarkkuutta että käytettävyyttä.
Pakkaus, täyttö ja elintarvikkeiden käsittely
Skenaario: pyörivät täyteaineet, korkit ja etiketit, jotka toimivat jatkuvasti, usein ympäri vuorokauden.
Tyypilliset vaatimukset: ilma- ja alipainejohdot, anturi- ja toimilaitteen signaalit sekä pesun -sähköliitännät pyörivissä torneissa.
Suunnittelun painopiste: erittäin korkea syklien määrä ja elintarvikekasveissa altistuminen pesulle ja hygieeniset{0}}materiaalisäännöt. Kaapelin väsyminen ja sisäänpääsy ovat tavallisia vikatiloja, joten sinetöity jatkuva{2}}kiertoliittymä maksaa itsensä takaisin nopeasti.
Meri-, offshore- ja materiaalinkäsittely
Skenaario: kansinosturit, vinssit, lastausvarret ja käsittelylaitteet, jotka pyörivät suolasuihkussa, säässä ja jatkuvassa tärinässä.
Tyypilliset vaatimukset: kestävä nesteen ja tehon siirto, korroosiota{0}}kestävät materiaalit ja korkea tunkeutumissuoja.
Suunnittelun painopiste: korroosiosuojaus, tiivistys, iskun- ja tärinäkestävyys sekä huollettavuus offshoressa, missä seisokit ovat erittäin kalliita. Materiaalivalinta ja tiivistesuunnittelu hallitsevat täällä suunnittelua.
Integrointisuunnittelun työnkulku
Näiden järjestelmien määrittäminen sujuu sujuvammin sarjana kuin yhtenä tarkistuslistana. Jokainen vaihe ruokkii seuraavaa, ja aikaisen ohittaminen yleensä pakottaa uudelleentyöskentelyn myöhemmin.
- Vaihe 1: Kerää sovellustiedot.Kuormat, pyörimisprofiili, nestepiirit, sähköpiirit, ympäristö, asennus ja huolto-odotukset. Tämä on panos kaikkeen seuraavaan, ja siellä useimmat projektit joko onnistuvat tai pysähtyvät.
- Vaihe 2: Määritä pyörivä-käyttöliittymän asettelu.Selvitä koaksiaalipino, läpimeno-reiän koko, mikä osa pyörii sekä porttien ja kaapelin ulostulojen suunnat ennen kuin piirrät yksityiskohtaista rakennetta.
- Vaihe 3: Kokoa kääntörengas todellisia kuormia varten.Käytä todellisia aksiaalisia, säteittäisiä ja momenttikuormia dynaamisten tekijöiden kanssa, valitse vaihdejärjestely ja varmista, että asennusrakenne on tarpeeksi jäykkä, jotta laakeri ei vääristy.
- Vaihe 4: Määritä nestepiirit ja pyörivä liitos.Lukitse kanavat, väliaineet, paine, virtaus ja lämpötila ja tarkista sitten tiivisteen käyttöikä työnopeudella, ei vain työpaineella.
- Vaihe 5: Määritä sähköpiirit ja liukurengas.Erottele virta matalan{0}}tason signaaleista ensin paperilla: määritä jännite, virta, kanavat, signaalityypit, dataprotokollat, suojaus ja maadoitus.
- Vaihe 6: Suunnittele reititys, asennus, maadoitus ja huoltoon pääsy.Päätä, miten letkut ja kaapelit tulevat sisään ja ulos, missä rasvakohdat ja liittimet sijaitsevat ja kuinka kokoonpano tarkastetaan ja vaihdetaan.
- Vaihe 7: Tarkista, prototyyppi ja vahvista.Vahvista suunnittelu toimittajalta ja testaa sitten paine-, pyörimis-, sähkö- ja ympäristötehokkuus ennen tuotantoon sitoutumista.
Tärkeimmät tekniset parametrit, jotka on vahvistettava ennen suunnittelua
Nopein tapa saada tarkka tarjous ja toimiva kokoonpano on toimittaa toimittajalle täydellinen tietopaketti. Käsittele alla olevia luetteloita pakettina.
Mekaaninen ja pyöritys
- Aksiaaliset, radiaaliset ja momenttikuormat, mukaan lukien dynaamiset ja iskukuormat
- Kiertokulma: jatkuva, moni-kierros tai rajoitettu värähtely
- Pyörimisnopeus ja käyttömäärä
- Asennussuunta ja rakenteen jäykkyys
Nestepiirit
- Kappaleiden lukumäärä ja mediatyyppi kullekin
- Paine, virtausnopeus ja lämpötila
- Portin koko ja suunta sekä vuoto- ja suodatusrajat
Sähkö ja data
- Jännite, virta ja piirien lukumäärä
- Signaalityypit ja dataprotokollat, joissa havaitaan kohinaherkkyys
- Suojaus- ja maadoitusstrategia, liittimen tyyppi ja odotettu käyttöikä
Ympäristö
- Sisäänpääsyn suojaustavoite asetettu kanssaIEC 60529 IP-luokitusjärjestelmä, esimerkiksi IP65 pölyn-tiiviiseen, vesitiiviiseen,-suihkeen-kestävään ulkokäyttöön
- Korroosionkestävyys, käyttölämpötila-alue ja altistuminen pesulle, pölylle, UV-säteilylle tai meriolosuhteille
Asennus ja huolto
- Pulttikuvio, asennuksen tasaisuus, kohdistus ja vääntömomentti-varren tai -kiertymisen estoasento
- Letkujen ja kaapelien poistumissuunnat ja välykset
- Pääsy rasvapisteisiin, liittimiin ja tarkastustilaan sekä vaihtomenettely
Yleisiä suunnitteluvirheitä vältettäväksi
Valitsemalla vain porttimäärän mukaan
"Kuusi{0}}portti" tai "kahdeksan-portti" ei sovi sovellukseen automaattisesti. Välineet, paine, nopeus, virtaus, lämpötila, tiivistys ja asennus ovat yhtä tärkeitä. Miksi sillä on väliä: väärä sinetti tai PV-luokitus epäonnistuu käytössä, vaikka porttien määrä on täsmälleen oikea.
Käsittele signaaleja kuten virtapiirejä
Liukurengas, joka käyttää valoja tai perusvirtaa, ei sovellu automaattisesti kooderin palautteeseen, Ethernetiin, kameravideoon tai teollisuusviestintään. Näihin on kiinnitettävä huomiotateho- ja signaalipiirien suojaus ja fyysinen erotus, jota on käsitelty suunnittelun alussa. Miksi sillä on merkitystä: ylikuuluminen ja kohina korruptoivat dataa ja anturin lukemia kauan ennen kuin mikään näyttää fyysisesti väärältä.
Hetkikuormien aliarvioiminen
Kääntörengas tekee muutakin kuin mahdollistaa pyörimisen; se tukee rakennetta todellisissa käyttökuormissa. Aliarvioi momentti-, isku- tai sivu{1}}keskikuormitukset ja laakeri ja ympäröivä rakenne maksavat sen taipuman ja varhaisen kulumisen ansiosta.
Letkun ja kaapelin ulostulosuuntaa huomioimatta
Jopa integroidulla kokoonpanolla huono poistumissuunnittelu aiheuttaa taivutusjännitystä, hankausta ja huoltopäänsärkyä. Reititys kuuluu suunnitteluun alusta alkaen, ei jälkikäteen, kun geometria on korjattu.
Huoltopääsyn unohtaminen
Kompakti rakenne auttaa vain, jos se voidaan vielä huoltaa. Voitelukohdat, liittimet, tarkastuskannet ja vaihtovälykset tulee selvittää ennen kuin koneen layout jäädytetään. Päätä ajoissa, onko kokoonpano vaihdettava kentällä-vai vain tehdas-, koska tämä valinta lisää seisokkeja ja elinkaarikustannuksia.
Kolmen osan ostaminen yhden käyttöliittymän suunnittelun sijaan
Liitos, liukurengas ja kääntörengas ovat kolme komponenttia hyllyssä, mutta koneessa ne toimivat yhtenä pyörivänä käyttöliittymänä. Niiden käsitteleminen toisiinsa liittymättöminä osina aiheuttaa kohdistusongelmia, reititysristiriitoja ja vältettävissä olevaa monimutkaisuutta.
Kun täysin integroitu järjestelmä ei välttämättä ole välttämätön
Integrointi ei ole oletusarvo. Yksinkertaisempi asettelu voi olla parempi suunnitteluvaihtoehto, kun:
- osa pyörii vain pienen, rajoitetun kaaren läpi
- tarvitaan vain yksi nesteputki tai yksi sähköpiiri
- reititystilaa on runsaasti
- pyörivä osa on kevyt-käyttöinen ja matala{1}}kierto
- koneeseen on helppo päästä käsiksi huoltoa varten
- erilliset osat vähentävät kustannuksia lisäämättä luotettavuusriskiä
Tavoitteena on asettelu, joka tasapainottaa parhaiten luotettavuuden, pakkauksen, huollettavuuden ja kustannukset, ei integrointia itsensä vuoksi.
Suunnitteluesimerkki: Kompakti kääntyvä torni, jossa on hydrauliikka, teho ja CAN-väylä
Harkitse 360 astetta jatkuvasti kääntyvää tornia liikkuvassa tarkastusajoneuvossa. Torni kantaa työkalun päätä, käyttää sitä hydraulisesti, käyttää työvaloja ja palauttaa asento- ja kameratiedot ohjaamoon.
Erillinen-komponenttirakenne vaatisi kääntölaakerin, ulkoisen hydraulisen kääntöpyörän, erillisen liukurenkaan, useita kiinnikkeitä, letkulenkkejä ja kaapelinsuojuksia sekä tilaa ja kokoamisaikaa kaiken kohdistamiseen. Integroitu kokoonpano sijoittaa kuorman tuen, nesteensiirron ja sähkönsiirron yhden akselin ympärille. Letkut ja kaapelit kulkevat keskireiän läpi, joten mikään ei kierry ulospäin tornin kääntyessä. Käytännössä tuloksena on vähemmän kiinnikkeitä, ei ulkoisia letkusilmukoita, helpompi pääsy liittimiin ja nopeampi, toistettavampi loppukokoonpano.
Tämän tornin edustava spesifikaatio saattaa näyttää alla olevalta taulukolta. Numerot ovat havainnollistavia; kuormasi, paineesi ja kanavamääräsi tulevat omasta käyttöjaksostasi. Asia on siinä, kuinka yksityiskohtaisesti toimittaja tarvitsee tarjouksen mukautetusta kokoonpanosta.
| Parametriryhmä | Edustava arvo |
|---|---|
| Kierto | Jatkuva 360 astetta, noin 15 rpm, korkea käyttöjakso |
| Mekaaninen kuormitus | Aksiaali-, radiaali- ja momenttikuormitukset noin 150 kg:n työkalupäästä plus dynaaminen kuormitus; ulkoinen-hammaspyörän kääntörengas |
| Nestepiirit | Neljä hydraulikanavaa (kaksi käyttövoimaa, yksi ohjaus, yksi paluu) sekä yksi kotelo{0}}tyhjennysputki; käyttöpaine jopa noin 210 bar (3000 psi) |
| Sähköteho | Kaksi virtapiiriä, 24 - 48 VDC, kukin noin 30 A |
| Signaali ja data | CAN-väylä, useita anturi{0}}palautekanavia, yksi kamera- tai videokanava |
| Ympäristö | Ulkona; pöly- ja vesisuihku (tavoite IP65); miinus 20 - plus 60 astetta C; tärinää |
| Tulokset | Keski{0}}porauksen reititys, ei ulkoisia letkusilmukoita, yksinkertaisempi kokoaminen, parempi kenttä-huoltoyhteys |
FAQ
K: Voiko Rotary Unionin ja liukurenkaan yhdistää?
V: Kyllä. Nesteen ja sähkön siirto yhdistetään rutiininomaisesti yhdelle pyörimisakselille, usein läpimenevänä-reikäkokoonpanona, jossa liitos on keskellä ja liukurengas pinottu sen ympärille.Hybridiliukurenkaat, jotka reitittävät neste- ja sähköreitit yhteenon tehty juuri tätä varten. Pääsääntö on pitää nesteet ja sähköiset väliaineet erillisissä, erikseen suljetuissa osastoissa, jotta vuoto ei pääse kosketuksiin.
K: Milloin kääntörengaslaakeri tulisi integroida pyörivään liittimeen?
V: Kun saman liitoksen on kannettava rakenteellinen kuorma ja käännyttävä jatkuvasti nestettä ohjattaessa. Jos osa tukee kuormaa, pyörii useita kierroksia tai rajoituksetta ja tarvitsee hydraulista tai pneumaattista voimaa nivelen poikki, laakerin yhdistäminen liittimeen (ja yleensä liukurenkaaseen) on hyvin perusteltua. Jos se värähtelee vain pienen kaaren läpi, yksinkertaisempi asettelu joustavin viivoin riittää usein.
K: Mitä tietoja tarvitaan mukautetun pyörivän liitosliukurengaskokoonpanon suunnitteluun?
V: Täydellinen tietopaketti: mekaaniset kuormat ja pyörimisprofiili; jokainen nesteen kulku väliaineineen, paineineen, virtauksineen ja lämpötilaineen; jokainen sähkö- ja datapiiri, jossa on jännite-, virta-, signaalityyppi- ja suojaustarpeita; ympäristö ja tunkeutumistavoite; sekä asennus- ja huoltovaatimukset. Mitä täydellisempi paketti, sitä nopeampi ja tarkempi suunnittelu ja tarjous.
K: Onko integroitu järjestelmä parempi kuin erilliset komponentit?
V: Ei aina. Integraatio voittaa, kun tilaa on vähän, pyöriminen on jatkuvaa, mukana on useita piirejä ja seisokit ovat kalliita. Erilliset komponentit voivat olla parempi valinta yksinkertaisille, matalakierroksisille{2}}koneille, joissa on yksi tai kaksi piiriä ja runsaasti tilaa. Se on tekninen kompromissi-, ei sääntö.
K: Häiritsevätkö neste- ja sähköreitit toisiaan?
V: Niiden ei pitäisi, jos muotoilu pitää ne erillään. Neste- ja sähkömateriaalit kuuluvat erillisiin suljettuihin ja tyhjennettyihin osastoihin, ja virtapiirit tulee erottaa matalan -tason signaali- ja datapiireistä asianmukaisella suojauksella. Näin käsiteltynä hydraulinen siirto ja signaalin siirto ovat rinnakkain samalla akselilla ilman, että toinen heikentää toista.
Key Takeaways
Moniporttinen pyörivä liitos, sähköinen liukurengas ja kääntörenkaan laakeri kuuluvat yhteen, kun pyörivän koneen on kuljettava kuormia, siirrettävä nestettä ja siirrettävä sähkötehoa tai dataa saman liitännän kautta. Todellinen arvo ei ole vain säästetty tila; se on ohjattu reititys, pienempi letku- ja kaapelijännitys, tiukempi pakkaus ja luotettavampi pyörivä järjestelmä.
Yksinkertaisissa koneissa erilliset osat voivat riittää. Kompakteihin, raskaisiin-tehokkaisiin-syklisiin tai moni-toimiviin pyöriviin laitteisiin integroitu rakenne tekee koneesta puhtaamman rakentamisen ja helpomman huoltaa. Paras ensimmäinen askel on määritellä kuorma, pyörimisprofiili, nestepiirit, sähköpiirit, ympäristö- ja palveluvaatimukset ja suunnitella sitten liitäntä yhdeksi koordinoiduksi järjestelmäksi. Jos määrität projektin, toimittajan on myös suunniteltava nämä tekniset tiedotmukautettu pyörivä liitos ja liukurengaskokoonpanojoka sopii koneellesi ensimmäistä kertaa.