Anello collettore per pulegge trasportatrici riscaldate

A anello collettore per pulegge di trasporto riscaldatetrasferisce l'energia elettrica da una fonte fissa a un elemento riscaldante rotante all'interno della puleggia, in modo che il tamburo possa essere riscaldato mentre continua a girare. Questo connettore di alimentazione rotante è ciò che rende pratica una puleggia trasportatrice riscaldata: il riscaldatore ruota con la puleggia, ma la fonte di alimentazione no, e un cavo fisso non può colmare tale spazio senza torcersi e rompersi.

La necessità di solito inizia con il ghiaccio. Sui trasportatori all'aperto nelle regioni fredde, neve e ghiaccio si accumulano attorno alla puleggia e all'area di contatto-della cinghia e la cinghia può scivolare, perdere trazione, funzionare in modo inefficiente o fermarsi completamente. Il riscaldamento della puleggia dall'interno aiuta a ridurre tale accumulo - ma funziona in modo affidabile solo se il dispositivo di trasferimento di potenza è progettato per le condizioni reali intorno alla puleggia: bassa temperatura, umidità, polvere, vibrazioni e spazio di montaggio limitato.

Perché una puleggia trasportatrice riscaldata necessita di un anello collettore

Una puleggia trasportatrice ruota continuamente in servizio. Se un elemento riscaldante si trova all'interno di quella puleggia, un cavo fisso collegato direttamente al tamburo rotante si avvolgerebbe, si affaticherebbe e alla fine si guasterebbe - e un cavo riscaldatore logorato o rotto su un tamburo in movimento è un problema di sicurezza, non solo tempi di inattività.

Un anello collettore rimuove questo vincolo formando un'interfaccia elettrica rotante. Il lato stazionario si collega alla fonte di alimentazione; il lato rotante si collega al riscaldatore all'interno della puleggia; e mentre il tamburo gira, i contatti striscianti mantengono la continuità elettrica. Per le pulegge riscaldate il lavoro è quasi sempretrasferimento di potenzapiuttosto che dati ad alta-velocità, ma il progetto è comunque impegnativo perché l'unità si trova in uno dei punti più difficili della macchina, proprio accanto al cuscinetto della puleggia ed esposta alle intemperie e ai detriti della cinghia. Vengono utilizzati gli stessi design robusti con foro passante-trasferimento di potenza in apparecchiature di trasporto rotanti. Un collettore rotante standard per interni lasciato cadere in quella posizione tende a guastarsi presto - non perché la sua valutazione attuale sia sbagliata, ma perché l'umidità entra in un pressacavo scarsamente sigillato o i contatti vibrano sotto le vibrazioni.

Quando è necessario un anello collettore riscaldato per trasportatore

Il caso più evidente di una puleggia riscaldata, e quindi di un anello collettore, è un trasportatore esterno in cui il ghiaccio causa tempi di inattività o un rischio per la sicurezza:trasportatori minerari-a clima freddo, linee di cava e aggregati, movimentazione di materiali sfusi, trasportatori portuali e terminali, nastri per aree frigorifere-deposito e congelatori-e attrezzature mobili con tamburi rotanti esposti alla neve o all'acqua di disgelo gelata.

Un'immagine rappresentativa: su un trasportatore invernale-per miniere climatiche, l'anello collettore potrebbe dover trasportare continuamente l'energia del riscaldatore resistendo alla neve, alla polvere fine della cinghia e alle vibrazioni costanti vicino al cuscinetto della puleggia. Lo scopo non è semplicemente quello di riscaldare il tamburo - ma di mantenere il trasportatore disponibile, eliminare lo sbrinamento manuale-, proteggere il nastro e mantenere la produttività quando fa freddo. Questi obiettivi operativi sono ciò a cui deve servire il progetto del collettore rotante.

Come funziona un anello collettore del trasportatore riscaldato

Un sistema di pulegge-riscaldate è composto da quattro parti principali: un'alimentazione fissa; un anello collettore montato su o attorno all'albero rotante; cablaggio instradato nel tamburo rotante; e l'elemento riscaldante all'interno della puleggia. Quando è energizzata, l'energia passa attraverso l'anello collettore nella puleggia rotante e il riscaldatore solleva la superficie del tamburo quanto basta per ridurre ghiaccio e neve nell'area di contatto della cinghia-. Il compito dell'anello collettore è trasportare il carico in sicurezza resistendo alle reali condizioni meccaniche e ambientali del trasportatore.

Logica di selezione: un approccio-passo-passo

Le specifiche più deboli derivano dal passaggio diretto alla dimensione dell'alloggiamento. Un ordine di decisioni più affidabile è quello di iniziare dal calore di cui ha bisogno la puleggia e procedere verso l'esterno:

1. Confermare la potenza di riscaldamento.Inizia con la potenza del riscaldatore in watt e l'alimentazione con cui funzionerà. La potenza del riscaldatore guida tutto a valle.
2. Derivare tensione, corrente e conteggio del circuito.Per un riscaldatore resistivo, la corrente è approssimativamente la potenza divisa per la tensione. Un elemento da 2 kW su un'alimentazione monofase da 230 V- assorbe circa 8,7 A; con un margine per il ciclo di lavoro e il comportamento di avviamento-a freddo è possibile specificare un circuito con una valutazione ben superiore a tale valore, quindi abbinarvi la sezione del filo e il materiale dei contatti. Decidi se l'alimentazione è monofase- o trifase-e se è necessario un circuito di messa a terra separato (ed eventuali sensori o circuiti di controllo).
3. Imposta il livello di protezione.Scegliere una custodia e un obiettivo di sigillatura in base all'esposizione reale. - La pioggia e gli spruzzi non sono la stessa cosa del lavaggio periodico o dell'immersione temporanea.
4. Montare l'albero e lo spazio di montaggio.Confermare il diametro disponibile, la lunghezza, la dimensione del foro o dell'albero e il modo in cui il lato stazionario viene mantenuto contro la rotazione.
5. Pianificare l'uscita e la manutenzione dei cavi.Decidi la direzione del cavo, il pressacavo e l'accesso per la manutenzione prima che il progetto venga congelato.

Nelle nostre revisioni tecniche dei progetti di-pulegge riscaldate, i tre dettagli che più spesso mancano alla prima richiesta sono la corrente del riscaldatore, lo spazio disponibile nell'albero e la direzione di uscita del cavo - e questi tre di solito decidono se una parte del catalogo è adatta o se è necessario un design personalizzato.

Requisiti chiave di progettazione

Carico elettrico: tensione, corrente, circuiti e messa a terra

Il riscaldatore definisce la richiesta elettrica, quindi è qui che la selezione dovrebbe iniziare, non fermarsi. Oltre alla tensione di base e alla corrente per circuito, la progettazione deve tenere conto del conteggio totale dei circuiti, se l'alimentazione è CA monofase- o trifase-, corrente di avvio o di spunto, ciclo di lavoro del riscaldatore e qualsiasi circuito di controllo o sensore di temperatura-. Il ciclo di lavoro è importante perché un riscaldatore che funziona in ciclo o in funzione continuamente modifica il carico termico effettivo sui contatti, il che influisce sulla corrente nominale che dovresti effettivamente specificare piuttosto che solo sul valore della targhetta. Il materiale dei contatti, le dimensioni del filo, la classe di isolamento e la resistenza dielettrica devono tutti corrispondere a quel carico; dove il riscaldatore assorbe una notevole corrente,un anello collettore ad alta-correntecon anelli e spazzole di dimensioni adeguate è il giusto punto di partenza piuttosto che un'unità-per uso generico. Un circuito di messa a terra dedicato è una buona pratica per una puleggia metallica esposta che trasporta l'alimentazione a livello di rete-.

Velocità di rotazione, ciclo di lavoro e riscaldamento da fermo

Le pulegge del trasportatore non sono ad alta-velocità rispetto a molte macchine rotanti, ma il modello operativo può comunque essere difficile per un collettore rotante: lunghi percorsi, frequenti avviamenti-arresti e condizioni meteorologiche. Due domande sono facili da perdere. Innanzitutto, il riscaldatore funzionerà mentre la puleggia è ferma? Il riscaldamento di un fusto stazionario concentra l'aumento di temperatura nei punti di contatto fissi e all'interno di un involucro sigillato, quindi il comportamento termico a zero giri/min potrebbe essere il caso limitante, non il caso di funzionamento. In secondo luogo, quanti cicli di avvio{5}}arresto al giorno? Questi numeri determinano l’usura delle spazzole, la scelta dei cuscinetti e gli intervalli di manutenzione.

Intervallo di temperatura e materiali-per climi freddi

Un anello collettore della puleggia-riscaldato rileva sia la bassa temperatura esterna che il calore interno proveniente dall'elemento, quindi la questione del materiale è specifica piuttosto che generale. La rigidità alle basse-temperature è il problema pratico: influisce sulle guaine dei cavi, sulle guarnizioni e sul lubrificante dei cuscinetti e, attraverso di essi, influisce sulla pressione di tenuta, sulla flessibilità dei cavi e sulla coppia dei cuscinetti. Una guarnizione che resiste a temperatura ambiente può perdere la forza di contatto quando è fredda; una giacca flessibile all'interno può irrigidirsi o rompersi alla temperatura di servizio più bassa. Il punto è confermare l'effettiva temperatura operativa minima e selezionare guarnizioni, rivestimenti e lubrificanti adeguati ad essa - per non dare per scontato che una parte che funziona in laboratorio resisterà all'avvio-in una mattina d'inverno.

Protezione dall'ingresso, dall'umidità e dalla corrosione

Le pulegge esterne sono resistenti a pioggia, neve, acqua di fusione, polvere e particelle abrasive, mentre un anello collettore montato sulla puleggia rileva anche la polvere e le vibrazioni della cinghia. L'obiettivo di protezione dovrebbe essere scelto in base all'esposizione effettiva ed espresso come un grado di ingresso definito piuttosto che come una vaga etichetta "esterna". Il sistema riconosciuto a livello internazionale è il codice IP definito inIEC 60529, pubblicata dall'IEC, dove la prima cifra copre solidi e polvere e la seconda copre l'acqua. Per i progetti nordamericani, ilClassificazione della custodia di tipo NEMAdescrivono una protezione sostanzialmente equivalente e affrontano inoltre condizioni come la corrosione e la formazione di ghiaccio. Aiuta a capirecome si applicano le classificazioni IP ai collettori rotantiin particolare, perché un assieme sigillato rotante si comporta diversamente da una scatola statica. Il vero guasto più comune in questo caso è l'ingresso di acqua attraverso un pressacavo sigillato per un ambiente più mite, seguito dalla formazione di condensa all'interno dell'involucro durante gli sbalzi di temperatura - per cui è necessario progettare sia l'ingresso esterno che la condensa interna.

Vibrazioni, cuscinetti e stabilità meccanica

La qualità del contatto elettrico dipende dalla stabilità meccanica e i trasportatori generano numerosi disturbi: eccentricità dell'albero, disallineamento, variazione della tensione della cinghia- e impatto del materiale vicino alla puleggia. Se le vibrazioni disturbano il contatto tra spazzola-e-anello, il circuito di riscaldamento diventa intermittente anche se ogni componente è dimensionato correttamente. Esistono cuscinetti robusti, un montaggio anti-rotazione sicuro e un pressacavo adeguato per mantenere stabile il contatto; non sono optional su un tamburo vibrante.

Metodo di montaggio e ingombro

Le aree delle pulegge sono affollate di protezioni, cuscinetti, staffe e telaio. Le disposizioni comuni includono il montaggio dell'estremità-dell'-albero, un design con foro passante-sopra l'albero e il montaggio a flangia, solitamente con una staffa anti-rotazione che sostiene il lato stazionario. Confermare il diametro esterno disponibile, la lunghezza massima, la dimensione del foro o dell'albero, l'orientamento di montaggio e la distanza dalle protezioni e dalle parti mobili. Spesso è necessaria un'unità compatta, ma compatta non deve significare sotto-dimensionata: i circuiti, l'isolamento, la tenuta, i cuscinetti e il passaggio dei cavi hanno comunque bisogno di spazio.

Ingresso cavi e pressacavo

L'ingresso dei cavi è un punto di guasto frequente all'aperto. L'acqua entra attraverso ghiandole scarsamente sigillate; affaticamento dei fili non supportati sotto vibrazione; e i cavi instradati vicino a un nastro in movimento si usurano o vengono tirati. Un design solido utilizza pressacavi sigillati dimensionati per il cavo, pressacavo sia sul lato fisso che su quello rotante, ampi raggi di curvatura, guaine resistenti al freddo-, instradamento lontano da punti di schiacciamento e chiara separazione del cablaggio di alimentazione e di qualsiasi segnale.

Configurazioni comuni di anelli collettori per pulegge riscaldate

La maggior parte dei requisiti delle pulegge-riscaldate rientrano in alcuni modelli e nominare subito quello che ti serve rende il dimensionamento molto più semplice:

• Solo potenza- una singola zona di riscaldamento con il numero minimo di circuiti.
• Potenza più terra- lo stesso, con un circuito di messa a terra dedicato per il tamburo di metallo.
• Potenza più sensore o controllo della temperatura- circuiti di alimentazione insieme a circuiti di basso-livello per un termostato, un sensore o un controller.
• Circuiti di riscaldamento multi-zona- due o più zone di riscaldamento indipendenti, ciascuna delle quali necessita del proprio percorso di alimentazione e in genere di una terra condivisa, che aumenta il numero di circuiti e influenza le dimensioni dell'anello.

Anello di contatto standard rispetto ad anello di contatto del trasportatore riscaldato personalizzato

Un collettore rotante a catalogo può funzionare in condizioni-leggere e controllate. Quanto più duro e specifico è l'ambiente della puleggia, tanto più conviene progettare l'anello collettore attorno al trasportatore piuttosto che forzare una parte di serie al suo interno. La tabella mette a confronto i due e, soprattutto, cosa confermare prima di decidere.

Quando molti di questi elementi di conferma puntano a valori non-standard,un anello collettore personalizzato costruito attorno all'applicazioneè solitamente la scelta a rischio-minore nel corso della durata di servizio.

Modalità di guasto comuni e come la progettazione le previene

Progettare in base a modalità di guasto note è più utile che elencare precauzioni generiche. Quelli ricorrenti per gli anelli collettori della puleggia-riscaldata sono:

• Ingresso di acqua- di solito sul pressacavo o su un sigillo che perde forza al freddo; risolto dal corretto grado di tenuta, dalle guarnizioni-classificate a freddo e dalla gestione della condensa.
• Usura delle spazzole- accelerato da polvere abrasiva e cicli di lavoro lunghi; affrontati tramite la scelta dei materiali di contatto-e intervalli di manutenzione realistici.
• Affaticamento del cavo- da cavi non supportati o fortemente piegati sottoposti a vibrazioni; risolto dal pressacavo e dal controllo-del raggio di curvatura.
• Danni ai cuscinetti- da disallineamento, impatto o lubrificante freddo inadatto; risolto mediante la scelta dei cuscinetti e un montaggio sicuro.
• Surriscaldamento dei contatti- da sotto-capacità di corrente nominale o scarsa dissipazione del calore in un alloggiamento sigillato; risolto dalla corretta corrente nominale e margine termico.
• Rottura dell'isolamento- da classificazione dielettrica inadeguata o umidità; affrontati da una classe di isolamento adeguata e da un'adeguata protezione dell'ingresso.

Errori comuni da evitare

Scegliendo solo in base alla valutazione attuale.La capacità attuale è necessaria ma non sufficiente; un'unità che trasporta la giusta corrente all'interno può guastarsi all'esterno se la tenuta, la resistenza alla corrosione o la resistenza alle vibrazioni sono inadeguate.

Ignorando il comportamento alle basse-temperature.Il freddo modifica le guarnizioni, l'isolamento, il lubrificante e la plastica, quindi verifica ogni materiale rispetto alla temperatura più bassa prevista.

Sottovalutare l’umidità e la condensa.La neve e il ghiaccio si sciolgono e si ricongelano, l'acqua può entrare attraverso i pressacavi e l'umidità può condensarsi all'interno dell'involucro, pertanto il progetto deve tenere conto sia dell'esposizione esterna all'acqua che della condensa interna - insieme alla base del suonodesign con anello di contatto impermeabile.

Sotto-dimensionamento delle abitazioni.Un'unità più piccola ha un aspetto attraente ma può rendere più difficili la sigillatura, l'isolamento, il cablaggio e la manutenzione; compatto dovrebbe comunque lasciare spazio per una costruzione sicura.

Instradamento dei cavi inadeguato.Anche un anello collettore ben-costruito si guasta se i cavi vengono piegati bruscamente, tirati durante il servizio, abrasi o troppo vicini alle parti in movimento.

Riepilogo

Un anello collettore per pulegge trasportatrici riscaldate non è un accessorio secondario; è l'interfaccia rotante che consente al riscaldatore all'interno del tamburo di ricevere energia mentre il trasportatore è in funzione. Tre giudizi decidono se dura: affidabiletrasferimento di potenzadimensionato per il riscaldatore,sigillaturacorrispondente all'esposizione reale, estabilità meccanicasotto le vibrazioni del trasportatore. Se fai le cose nel modo giusto - partendo dall'alimentazione del riscaldatore e procedendo verso l'esterno attraverso corrente, circuiti, protezione, montaggio e instradamento dei cavi - e un anello collettore della puleggia riscaldato personalizzato- resisterà durante un servizio freddo, umido, polveroso e vibrante. Il primo passo pratico è semplicemente definire chiaramente le condizioni operative e i requisiti elettrici.