Wybór pierścienia ślizgowego o długiej żywotności do maszyn przemysłowych pracujących w niskich temperaturach

Maszyny przemysłowe używane w zimnych środowiskach wymagają łącznika elektrycznego obrotowego, który może bezawaryjnie uruchamiać się, obracać i przesyłać sygnały w całym podanym zakresie temperatur. Żywotność użytkowa, zachowanie kabli oraz konstrukcja łącznika muszą być oceniane razem. Katalogowa wartość przy temperaturze pokojowej nie oddaje tego, jak będzie się zachowywać całość po przechowywaniu w niskich temperaturach lub po wielokrotnych cyklach termicznych.

Projekt LPC-56A-0415-01E3-08S stanowi przydatne odniesienie. W jego specyfikacji źródłowej podano zakres pracy od -40 do 55 stopni Celsjusza, zakres przechowywania od -55 do 70 stopni Celsjusza oraz cel żywotności wynoszący co najmniej 8 milionów obrotów. Złącze po stronie wirnika zostało zaprojektowane tak, aby zachować wytrzymałość metalu, jednocześnie umożliwiając wymaganą krawędź gięcia. Każda z podanych wartości jest uzależniona od zaakceptowanych warunków testowych i ostatecznej konfiguracji.

Odrębnie określać temperatury pracy i przechowywania

Temperatura pracy opisuje zakres, w którym pierścień ślizgowy musi obracać się i przesyłać sygnały. Temperatura przechowywania dotyczy produktu nieruchomego przed rozpoczęciem eksploatacji. Są to różne wymagania i powinny być oddzielnie uwzględnione w specyfikacji.

Producent sprzętu powinien również podać temperaturę rozruchową. Urządzenie uruchamiane przy -40 stopniach Celsjusza stwarza inne wymagania niż takie, które jest ogrzewane przed rozpoczęciem rotacji. Należy uwzględnić czas nagrzewania, oczekiwane cykle termiczne oraz temperaturę mierzoną w miejscu położenia pierścienia ślizgowego, a nie tylko temperaturę otoczenia na zewnątrz.

Przeglądać materiały stosowane w całym układzie

Niska temperatura wpływa nie tylko na kontakty przewodzące. Obudowy kabli, uszczelki, smary, tworzywa sztuczne oraz komponenty łącznika mogą zmieniać swoje właściwości mechaniczne lub szczelnościowe. Wybrane materiały muszą pozostawać odpowiednie zarówno w zakresie temperatur pracy, jak i przechowywania.

W przypadku maszyn przełączających się między zimnymi a ciepłymi warunkami należy brać pod uwagę kondensację. Należy określić, czy zestaw jest wystawiony na wilgoć oraz jak obudowa jest wentylowana czy hermetycznie zamknięta. Jeśli stosowany jest grzejnik, należy opisać sposób jego regulacji oraz zasilanie.

Przekształcić cel żywotności na profil obciążeń

Projekt źródłowy podaje cel wynoszący co najmniej 8 milionów obrotów. Aby ocenić, czy ten cel jest adekwatny dla innego urządzenia, należy określić prędkość obrotową, codzienną długość pracy, obciążenie oraz charakter ruchu. Ciągłe obracanie w jednym kierunku oraz częste zmiany kierunku mogą prowadzić do różnego zużycia.

Dokumenty zakupowe powinny zawierać informacje o warunkach, na których oparto deklarację żywotności. Merytoryczne porównanie obejmuje prędkość, obciążenie, temperaturę oraz założenia dotyczące konserwacji. Należy także ustalić, czy podana liczba jest celem projektowym, wynikiem testów typowych czy szacunkiem dostosowanym do konkretnego zastosowania.

Traktować łącznik jako część konstrukcji mechanicznej

Wybór złącz wpływa na czas montażu, dostęp do serwisu oraz układ przewodów. W projekcie LPC zastosowano złącze po stronie wirnika, zaprojektowane tak, aby łączyć wytrzymałość metalu z wymaganym zachowaniem podczas gięcia. Ostateczne złącze powinno być sprawdzone pod względem dopuszczalnego prądu, układu styków, blokady, zabezpieczenia przed czynnikami środowiskowymi oraz wymagań dotyczących cyklu łączenia.

Rysunek maszyny powinien zawierać informacje o luzach dla złącz i promieniu gięcia przewodów. Złącze spełniające specyfikację elektryczną może nadal okazać się nieprzydatne, jeśli technicy nie są w stanie go połączyć lub poprawnie ułożyć przewód po zamontowaniu pierścienia ślizgowego.

Prośba o prześledzalną dokumentację techniczną

W przypadku niemieckich projektów przemysłowych pakiet dostawcy powinien umożliwiać łatwe śledzenie każdego uzgodnionego wymagania. Należy stosować kontrolowaną specyfikację z statusem rewizji. Prosić dostawcę o wskazanie odstępstw oraz zwrot zatwierdzonego rysunku zarysowego, schematu obwodów i definicji interfejsów.

Przydatne dokumenty obejmują:

• Nominalny prąd i napięcie według obwodu
• Definicja sygnałów i łączności
• Zakresy temperatur pracy i przechowywania
• Szybkość obrotowa i podstawy żywotności
• Specyfikacje złączy i przewodów
• Tolerancje montażowe
• Poziom ochrony i warunki uszczelniania
• Instrukcje inspekcji i konserwacji
• Zakres testów i kryteria akceptacji

Jeśli wymagana jest dokumentacja regulacyjna lub dotycząca bezpieczeństwa maszyn, dokładnie określić zakres dostarczanych dokumentów w specyfikacji zakupowej. Nie należy przyjmować, że opis produktu automatycznie pokrywa wszystkie obowiązki związane z gotową maszyną.

Sformułować zapytanie ofertowe w oparciu o wymagania dające się zweryfikować

Dostawca może dokładniej ocenić pierścień ślizgowy działający w niskich temperaturach, gdy zapytanie ofertowe zawiera pełny profil pracy. Należy uwzględnić wymóg uruchamiania na zimno, cykle termiczne, tabelę obwodów, rysunek instalacyjny oraz ograniczenia dotyczące złącz. Oddzielnie wyróżnić wartości obligatoryjne od preferencji, aby możliwe było widoczne rozważenie kompromisów konstrukcyjnych.

Ostateczny wybór powinien równoważyć zdolność do pracy w różnych temperaturach, oczekiwaną żywotność, dostęp do serwisu oraz dokumentację. Projekt LPC-56A-0415-01E3-08S pokazuje, jak można połączyć te elementy w złączonym przemysłowym pierścieniu ślizgowym. Przed udostępnieniem projektu do produkcji konieczna jest jeszcze jego indywidualna analiza.