Kokius sūkius ir eksploatavimo laiką galima pasiekti naudojant IP65 plokščią slydimo žiedą?
Plokštieji slydimo žiedai, turintys IP65 korpuso įvertinimus, veikia įvairiais greičiais, priklausomai nuo šepečio medžiagos, kontaktinio žiedo sudėties ir korpuse įmontuotų šilumos valdymo nuostatų. Standartiniai pramoniniai įrenginiai nuolat veikia nuo maždaug 10 aps./min. iki 300-500 aps./min., o specializuoti didelio greičio variantai pasiekia 1000–1500 aps./min., kur priverstinio oro arba skysčio aušinimo kanalai yra integruoti į korpuso konstrukciją. IP65 žymėjimas pagal IEC 60529 nurodo visišką apsaugą nuo dulkių patekimo („6“ įvertinimas) ir apsaugą nuo vandens čiurkšlių, sklindančių iš 6,3 mm antgalio 12,5 litro per minutę greičiu iš bet kurios krypties („5“ įvertinimas).
Greičio apribojimai ir šiluminės kliūtys
Dabar štai, - atviro-rėmo plokščias slydimo žiedas iš identiškų šepečių ir žiedų medžiagų gali patikimai veikti esant 800-1200 aps./min., tačiau tos pačios konstrukcijos, uždengtos IP65 korpusu su elastomeriniais sandarikliais (paprastai nitrilo kaučiukas, atsparus {{9} arba 40 fluoroelapso laipsniui) didžiausias greitis sumažėja 30{11}}40 %. Šiluma, susidaranti šepečio -žiedo sąsajoje – I²R varžinio šildymo ir mechaninės trinties derinys, maždaug 0,8–1,2 vatai vienam amperui vienam šepečiui esant vardinei srovei – turi tekėti per sandarų korpusą, o ne išsklaidyti tiesiai į aplinkos orą. 10 grandinių slydimo žiedas, turintis 5 amperus vienoje grandinėje esant 400 aps./min., sukuria maždaug 40–60 vatų. Be tinkamo šilumos nuskleidimo per montavimo flanšą arba išorinius aušinimo briaunas, šepečio kontaktinių taškų sankryžos temperatūra gali siekti 90-120 laipsnių, o tai pagreitina anglies šepetėlio oksidaciją ir sukelia priešlaikinį kontaktinio paviršiaus įstiklinimą.
Mačiau įrenginius, kurių nominalus greitis yra 500 aps./min., kurie negalėjo išlaikyti 300 aps./min., nes šiluminė konstrukcija buvo nežymi - gamintojas naudojo ploną aliuminio korpusą be aušinimo briaunų, kad sutaupytų svorį, o visas agregatas nepatogiai įkaistų liesti po 20 minučių veikimo. Klientas nuolat skambindavo dėl „sugedusių“ slydimo žiedų, kol galiausiai pamatavome korpuso temperatūrą ir nustatėme, kad aplink sandarinimo sritį ji siekia 75 laipsnius. Nenuostabu, kad plombos sugedo po 6 mėnesių.
Šepečio tarnavimo laikas
Anglies-grafito šepečiai susidėvi maždaug 0,5-1,5 milimetro per 1000 veikimo valandų, priklausomai nuo srovės tankio; 8 mm ilgio šepetys pasiekia pakeitimo tašką (paprastai nusidėvėjus iki 3-4 mm likusio ilgio, kad būtų išlaikytas tinkamas spyruoklės slėgis) po 2500-4000 valandų gerai suprojektuotuose mazguose. Metalo-grafito šepečiai, kurių sudėtyje yra 40–60 % vario arba sidabro miltelių, sumaišytų su grafito rišikliu, pasižymi mažesne kontaktine varža (0,005–0,015 omų vienam šepečiui, palyginti su 0,020–0,040 omų gryno anglies grafito atveju) ir gali išlaikyti didesnį srovės tankį (iki 50 A/cm², o anglies laipsnis padidėja iki 25 cm). 50-80% dėl kietesnių metalo dalelių, nutrinančių tiek šepetį, tiek kontaktinio žiedo paviršių, todėl tarnavimo laikas yra 1500-3000 valandų, kol prireiks pakeisti.
Verta paminėti, kad „darbo valandos“ reiškia tikrąjį sukimosi laiką, o ne laiku{0}}maitinimas. Mačiau daugybę techninės priežiūros žurnalų, kuriuose žmonės sekė kalendorinius mėnesius, o ne tachometro valandas, o tai lėmė arba priešlaikinius šepečių keitimus (iššvaistomi pinigai šepečiams, kurių eksploatavimo laikas liko 40%), arba netikėtų gedimų (šepečiai susidėvėjo, nes mašina dirbo dviem pamainomis, o ne viena).
Kontaktinio žiedo medžiagos ir degradacija
Daugumoje įrenginių kontaktinio žiedo ilgaamžiškumas gerokai viršija šepečio tarnavimo laiką, o aukso -lydinio žiedai (paprastai 1-3 mikronai kieto aukso virš nikelio barjerinės plokštės ant vario pagrindo) išlieka 10 000-20 000 valandų, kol aukso sluoksnis nusidėvi iki pagrindinio paviršiaus, o nikelio atsparumas dilimui pastebimai padidėja. kai kurie gamintojai nurodo tik 0,3-0,5 mikrono „auksinę blykstę“, kad sumažintų išlaidas, tačiau esant vidutinei srovės apkrovai, šie žiedai nusidėvi per-3000–5000 valandų. Sidabriniai arba sidabro-grafito žiedai, kartais naudojami didelės srovės įrenginiuose (50–100 amperų grandinėje), pasižymi mažesne kontaktine varža nei aukso (0,001–0,003 omo grandinėje, palyginti su 0,003–0,006 omo aukso), tačiau juos suteršia aplinkoje, kurioje yra sieros junginių, arba dėl to gali padidėti atsparumas 0 %, o drėgmė 0 %. pertrūkių kontaktų problemos; nešvarumų sluoksnis taip pat veikia kaip abrazyvas, padidindamas šepetėlio nusidėvėjimą. Plikas vario arba žalvario žiedai, randami tik nebrangiuose įrenginiuose arba kai srovės poreikiai viršija 100 amperų vienai grandinei, greitai susidėvi (maksimaliai 5000–8000 valandų) ir nuolat oksiduojasi.
Ši pakavimo linija buvo taikoma dar 2017 - klientas reikalavo varinių žiedų, o ne paauksuotų-, nes jie spaudė 80 amperų vienoje grandinėje ir nenorėjo mokėti už sunkų paauksavimą. Puikiai veikė apie 4 000 valandų, tada staiga jie pradėjo periodiškai nutrūkti esant stipriai{5}}srovei. Paaiškėjo, kad vario oksido kaupimasis sukūrė puslaidininkį sluoksnį, kuris suirtų veikiant apkrovai, lankui, susidarytų daugiau oksido ir kartotųsi. Prastovos metu jie kainavo daugiau, nei iš pradžių būtų kainavę paauksuoti{8} žiedai. Bet jūs žinote, kaip dirba pirkimo skyriai - jie mato mažesnį skaičių ant kainos ir viskas, kas svarbu.
Antspaudo pablogėjimas - paslėptas gedimo režimas
Sandari konstrukcija, reikalinga IP65 įvertinimui, sukelia komplikacijų, kurių nėra atviro{1}}rėmo konstrukcijose. Elastomeriniai sandarikliai tarp besisukančių ir stacionarių korpuso sekcijų turi išlaikyti suspaudimą, tuo pat metu prisitaikydami prie skirtingų medžiagų (aliuminio korpusų su plieniniais velenais arba plastikinių izoliatorių su metaliniais žiedais) šiluminio plėtimosi, o šie sandarikliai laikui bėgant genda dėl terminio ciklo, ozono poveikio (ypač kai šalia esantys elektros varikliai generuoja ozoną šepečio lanko metu), ir mechaninio ozono susidarymo. Nitrilo gumos sandarikliai pradeda prarasti elastingumą po 15 000–20 000 darbo valandų arba 3–5 metų kalendorinio laiko (atsižvelgiant į tai, kas įvyksta anksčiau) dėl polimerinių grandinių susiuvimo, o fluoroelastomeriniai sandarikliai (Viton arba lygiaverčiai) išlaiko savybes ilgiau, bet kainuoja 3–4 kartus daugiau.
Kai sandarikliai sugenda, IP65 laipsnis blogėja palaipsniui, o ne katastrofiškai - pirmiausia patenka drėgmės garai (padidina vidinę drėgmę ir pagreitina šepečio oksidaciją), o vėliau patenka skystas vanduo arba dulkės, dėl kurių greitai pablogėja veikimas.
DC ir kintamosios srovės veikimas
Nuolatinė srovė per slydimo žiedo grandines sukelia žymiai didesnį susidėvėjimą nei kintamosios srovės srovė esant lygiavertei amperai dėl elektrocheminės migracijos šepečio -žiedo sąsajoje - iš esmės yra lėtas galvaninės korozijos procesas, kai medžiaga pereina iš anodo į katodą per tūkstančius veikimo valandų, viename paviršiuje susidaro duobės, o kitame - kaupiasi. Dėl šio efekto šepečio tarnavimo laikas sutrumpėja 40-60 %, palyginti su kintamosios srovės veikimu, o kai kurie gamintojai rekomenduoja šepetėlį keisti po 1200-2000 valandų nuolatinės srovės grandinėse, o kintamosios srovės – 3000–4000 valandų. Įtampos kritimas šepečio ir žiedo kontaktų poroje paprastai yra 0,2–0,5 volto esant vardinei srovei, kai jis naujas, ir padidėja iki 0,8–1,2 volto, kai šepečiai susidėvi ir kontakto plotas mažėja; šis įtampos kritimas rodo galios išsklaidymą (I × V vatai vienam kontaktui), kuris prisideda prie šildymo ir turi būti įtrauktas į šiluminius skaičiavimus, ypač naudojant didelės srovės įrenginius, kai 10 amperų grandinė su 0,5 V kritimu išsklaido 5 vatus vienam šepečių rinkiniui.
Atminkite, kad kai kuriose senesnėse literatūrose teigiama, kad nuolatinės srovės veikimas sumažina tarnavimo laiką tik 20–30%, tačiau tie tyrimai buvo atlikti naudojant daug mažesnį srovės tankį, būdingą aštuntojo ir devintojo dešimtmečio prietaisų slydimo žiedams. Šiuolaikiniai pramoniniai įrenginiai, stumiantys 10–20 amperų per kiekvieną šepetį, pastebi daug ryškesnį nuolatinės srovės degradaciją.
Apie aplinkos veiksnius niekas nekalba
Naudojant 50 laipsnių aplinkos temperatūroje, o ne vardinėje 25 laipsnių etaloninėje temperatūroje, šepečio tarnavimo laikas sutrumpėja maždaug 25-35 % dėl pagreitėjusios šepetėlio rišamųjų medžiagų oksidacijos ir terminio minkštėjimo, tuo pačiu sumažinant didžiausią leistiną RPM 15–20 %, nes proporcingai mažėja temperatūros skirtumas iki terminio gedimo. Didelės drėgmės aplinkoje (virš 70 % santykinės drėgmės) anglies-grafito šepečiai sugeria drėgmę, padidina kontaktinį atsparumą 15-25 % ir keičia trinties koeficientą slydimo sąsajoje; Šis efektas grįžtamas, kai sumažėja drėgmė, tačiau cikliškumas tarp drėgnų ir sausų sąlygų pagreitina mechaninį nusidėvėjimą.
Vibracija yra dar vienas žudikas, kuriam neskiriama pakankamai dėmesio. Šepetėlio atšokimas (momentinis kontakto praradimas) atsiranda, kai pagreitis viršija maždaug 3-5G 50-200 Hz dažnių diapazone; kiekvienas atšokimo įvykis sukuria mikro-lanką, kuris išgraužia medžiagą tiek nuo šepečio, tiek nuo žiedo paviršių, o tai 20–40 % sumažina eksploatavimo laiką, kai naudojama didelė vibracija, palyginti su sklandžiai veikiančiais įrenginiais ant standžių pamatų.
Klientas sumontavo IP65 slydimo žiedus ant slankiosios pakavimo mašinos - daug pradžios{2}}sustabdymo ciklų su dideliu trūkčiojimu. Vardinis šepečio eksploatavimo laikas buvo 3000 valandų, tačiau jie nuolat pastebėjo gedimus po 800–1000 valandų. Pagreičio matuokliai rodė 8–10 G smailes esant 120 Hz, daug daugiau nei šepečiai galėjo atlaikyti be atšokimo. Sprendimas apėmė reikalavimus atitinkančio izoliacinio laikiklio pridėjimą, dėl kurio atsirado problemų dėl veleno išlygiavimo, tačiau bent jau šepečiai pradėjo tarnauti 2200–2500 valandų.
Priežiūros realybė ir duomenų lapo specifikacijos
Reguliarus patikrinimas kas 1500{4}}2000 darbo valandų leidžia aptikti neįprastus nusidėvėjimo modelius, užterštumą arba besivystančias elektros problemas, kol jie nesukelia visiško gedimo, o eksploatuojant įrenginius iki visiško šepečio gedimo dažnai pažeidžiami kontaktiniai žiedai, atsirandantys dėl lanko arba dėl metalo dalelių, išsiliejusių dėl susidėvėjusių šepečių, įterptų į žiedo paviršių. Kai kurie operatoriai nuolat stebi grandinės varžą, naudodami šiam tikslui skirtas slydimo žiedo grandines, o aliarmo slenksčiai nustatomi 50-100 %, palyginti su pradinėmis vertėmis, kad būtų pradėta priežiūra. Parker-Hannifin techniniame biuletenyje TB-1147 (peržiūrėtas 2018 m.) rekomenduojami elektros bandymai, įskaitant izoliacijos varžą tarp grandinių ir žemės (turėtų viršyti 100 megaomų, kai įtampa 500 VDC), grandinės varžą (turėtų atitikti gretimas grandines 20 %) ir kontaktinę įtampą 1 pair.
Matote, problema yra ta, kad daugumoje įstaigų nėra nieko, kas būtų išmokyti tinkamai atlikti šiuos testus. Jie gali patikrinti izoliacijos varžą, nes tai lengva - prisegti meggerį, paspauskite mygtuką ir gaukite numerį. Bet ar matuoti kontakto kritimą esant faktinei apkrovai? Tam reikia į slydimo žiedo grandines įterpti srovės ir įtampos jutimo laidus, kai jis veikia, o tai reiškia, kad reikia pasirinkti testavimo įtaisus ir ką nors, kas supranta keturių-laidų varžos matavimą. Taigi, kas iš tikrųjų atsitinka, jie paleidžia slydimo žiedą, kol kažkas nustoja veikti, tada iškviečia greitąją pagalbą, sužino, kad kontaktiniai žiedai yra pažeisti nuo šepečio šiukšlių, ir galiausiai pakeičia visą agregatą už 8000 USD, o ne keičia šepečius už 300 USD.
Programoms, kurioms reikalingas nuolatinis veikimas didesniu nei 500 aps./min. arba eksploatavimo laikas, ilgesnis nei 15 000 valandų be šepetėlio pakeitimo, turėtų apsvarstyti alternatyvas įprastiems anglies -šepetėlio slydimo žiedams - bekontakčiams sukamiesiems transformatoriams arba sukamiesiems optiniams jungimams visiškai pašalinti susidėvėjimo mechanizmus, tačiau apriboti signalo pralaidumą arba galios apribojimus leisti juos naudoti) užtikrina iš esmės neribotą sukimosi tarnavimo laiką, tačiau kelia susirūpinimą dėl toksiškumo ir paprastai kainuoja 5–10 kartų daugiau nei įprastos konstrukcijos.