Una terra rotante ad alta-corrente fornisce un percorso controllato per la corrente di saldatura tra le sezioni stazionarie e rotanti di un dispositivo, un posizionatore, una piattaforma girevole, un albero o un sistema di bloccaggio.
Viene comunemente utilizzato nella saldatura automatizzata di serbatoi, saldatura di tubi, produzione di recipienti a pressione-, saldatura continua circonferenziale, dispositivi di taglio rotanti e altri processi in cui il pezzo deve ruotare rimanendo nel circuito elettrico.
Selezionarne uno implica qualcosa di più della semplice corrispondenza dell'amperaggio massimo indicato sul generatore di saldatura. Il progetto effettivo deve tenere conto della durata della corrente, del ciclo di lavoro, della resistenza dei contatti, della caduta di tensione, del calore, del montaggio, dei cavi, dei terminali, della rotazione, della contaminazione, della manutenzione e dei test di accettazione.
Per una panoramica delle soluzioni ByTune sviluppate per questa funzione, cfrgiunti di terra per saldatricie la gamma più ampia didispositivi di trasmissione della corrente di saldatura.
Cos'è un terreno rotariano-ad alta corrente?
Una terra rotante ad alta-corrente è normalmente una connessione elettrica rotante a-circuito singolo progettata per trasportare una notevole corrente di processo attraverso un'interfaccia rotante.
La parola "terra" è ampiamente utilizzata nei nomi dei prodotti di saldatura, ma può essere fuorviante. In un circuito di saldatura ad arco-, il cavo collegato al pezzo da saldare è ilcavo di lavoroe l'attacco al pezzo o all'attrezzatura è ilcollegamento del pezzo. Non è lo stesso conduttore di messa a terra protettivo utilizzato per ridurre il rischio di scosse elettriche-.
Guida alla messa a terra delle saldature di Lincoln Electricspiega che il collegamento del pezzo viene spesso chiamato informalmente morsetto di terra anche se le due funzioni sono diverse. L'OSHA richiede separatamente che i telai delle-macchine per saldatura siano adeguatamente messi a terra. Una messa a terra per saldatura rotante deve pertanto essere trattata come parte del percorso di corrente del lavoro di saldatura-, non come un sostituto della messa a terra dei dispositivi di protezione.
Massa di saldatura rotativa, pinza di lavoro fissa o anello collettore?
| Dispositivo | Funzione primaria | Applicazione tipica |
|---|---|---|
| Morsetto da lavoro fisso | Collega il cavo di lavoro a un pezzo o a un dispositivo fisso | Saldatura manuale e attrezzature non-rotanti |
| Terra rotante ad alta-corrente | Trasporta un circuito di lavoro ad alta-corrente attraverso un'interfaccia rotante | Posizionatori di saldatura, saldatura serbatoi e saldatura tubi |
| Anello collettore multi-canale | Trasporta diversi circuiti di alimentazione, controllo, sensori o dati | Automazione, robot, gru e attrezzature per l'imballaggio |
| Gruppo rotante ibrido | Combina circuiti elettrici con gas, aria, mezzi idraulici o altri servizi | Impianti di saldatura automatizzati complessi |
Non si deve presumere che un segnale convenzionale o un collettore rotante a bassa-corrente trasporti corrente di saldatura semplicemente perché sono disponibili canali inutilizzati. I circuiti ad alta-corrente presentano requisiti diversi in termini di area del conduttore, materiali di contatto, dissipazione del calore, terminali e struttura meccanica.
La panoramica tecnica dicollettori ad alta-correntefornisce ulteriori informazioni su questa distinzione.
Quando un apparecchio di saldatura necessita di una messa a terra rotante?
Una massa rotante è generalmente necessaria quando la corrente di saldatura deve passare tra una fonte di alimentazione fissa e un pezzo o un'attrezzatura che ruota durante il ciclo di saldatura.
Senza un collegamento rotante adeguato, il cavo di lavoro potrebbe attorcigliarsi attorno all'attrezzatura, limitare la rotazione, richiedere un riposizionamento manuale, sfregare contro le parti della macchina o caricare carichi indesiderati su terminali e cavi.
Una tavola rotante non necessita automaticamente di una massa rotante. La questione determinante è se la corrente di saldatura deve attraversare l'interfaccia meccanica rotante.
Cinque decisioni ingegneristiche che controllano la selezione
1. Corrente, ciclo di lavoro, resistenza e calore
La potenza massima del generatore di saldatura non è una specifica completa del prodotto. Il team di ingegneri dovrebbe documentare:
- Corrente di saldatura normale
- Corrente massima e impulsiva
- Durata di ogni saldatura
- Tempo tra le saldature
- Numero di cicli all'ora
- Percentuale di tempo sotto carico
- Temperatura ambiente
- Modifiche future del processo pianificate
Un apparecchio che trasporta 800 A per dieci secondi seguiti da diversi minuti di raffreddamento ha un fabbisogno termico diverso da uno che trasporta 500 A in modo continuo. Il fornitore deve indicare se la classificazione è continua, intermittente,-limitata nel tempo,-dipendente dalla temperatura o dipendente da una specifica disposizione di raffreddamento.
Piccoli valori di resistenza diventano importanti ad alta corrente. La caduta di tensione si calcola come:
V = I × R
Il calore generato nel punto resistivo si calcola come:
P = I² × R
Ad esempio, una connessione che trasporta 600 A con una resistenza di 0,5 mΩ produrrebbe:
- Caduta di tensione 0,3 V
- 180 W di calore
Questa è un'illustrazione matematica, non una valutazione del prodotto ByTune. Mostra perché una resistenza che appare molto piccola può comunque creare un notevole riscaldamento in un circuito di saldatura.
Il percorso di resistenza completo comprende il contatto rotante, i conduttori interni, i terminali, i capicorda, i giunti bullonati, l'attrezzatura, il collegamento al pezzo e il cavo di ritorno. Un accoppiamento ad alta-corrente non può compensare un cavo sottodimensionato, un terminale allentato o una connessione del pezzo contaminata.
Per progetti in diverse gamme di corrente, ByTune fornisce soluzioni dedicatePresa di terra 800A, Attacco di terra 1200AEAttacco di terra 2000Apagine. La selezione finale deve ancora essere verificata rispetto al ciclo di lavoro, alla temperatura, ai terminali e all'installazione.
2. Montaggio sull'estremità-dell'-albero o sul-foro passante
Il layout della macchina solitamente determina se deve essere valutata prima una terra rotante dell'estremità-dell'-albero o un foro passante-.
| Fattore di selezione | Fine-del-progetto dell'albero | Attraverso-Bore Design |
|---|---|---|
| Accesso all'estremità-del pozzo | Necessario | Non richiesto |
| Passaggio centrale del gas o del fluido | Di solito meno conveniente | Può passare per il centro |
| Spazio assiale | Richiede spazio oltre l'estremità dell'albero | Può essere installato attorno all'albero |
| Spazio radiale | Spesso più basso | Di solito richiede un diametro esterno maggiore |
| Utilizzo a posteriori | Adatto quando l'estremità dell'albero è accessibile | Adatto quando è necessario mantenere la geometria dell'albero esistente |
| Accesso al servizio | Spesso semplice | Dipende dalla macchina circostante |
Un design con foro passante- può essere preferito quando un albero, un tubo del gas, un cavo o un altro servizio deve passare attraverso il centro. La dimensione del foro non può essere valutata da sola; l'aumento dell'alesaggio può anche aumentare il diametro esterno e influire sullo spazio di montaggio disponibile.
ByTune'sgamma di anelli collettori a foro passante-illustra le comuni strutture ad albero cavo-. Quando la corrente elettrica e il gas o l'aria devono condividere lo stesso asse, ancollettore ibrido elettrico-pneumaticopuò fornire un punto di partenza più integrato.
Il fornitore deve ricevere un disegno controllato che mostri l'albero, il foro, la superficie di montaggio, la flangia, il diametro massimo, la lunghezza massima, i lati stazionari e rotanti, l'uscita del cavo e lo spazio di servizio. Una dichiarazione come "adattarlo a un albero da 50 mm" non definisce tolleranze, allineamento o accesso all'installazione.
3. Cavi, terminali e circuito di lavoro completo
L'unità rotante è solo un elemento del circuito di lavoro di saldatura. I requisiti di cavi e terminazioni dovrebbero includere:
- Materiale del conduttore e area-della sezione trasversale
- Lunghezza del cavo e grado di isolamento
- Flessibilità e raggio di curvatura
- Tipo di aletta e dimensione del bullone
- Condizioni superficiali e placcatura
- Direzione di uscita del cavo-
- Pressacavo
- Collegamento all'attrezzatura rotante
Le superfici di connessione devono essere meccanicamente sicure, compatibili con il materiale del conduttore, protette contro l'allentamento e accessibili per l'ispezione.
La corrente di saldatura non deve trovare un percorso involontario attraverso i cuscinetti della macchina, le guide lineari o i contatti degli ingranaggi. La SKF spiega che la corrente elettrica che passa attraverso un cuscinetto può causare erosione elettrica, comprese vaiolature e scanalature.
I dettagli di installazione dovrebbero essere confrontati con quelli di ByTuneistruzioni per l'installazione dell'anello collettore. Il confronto ditecnologie di contatto in oro e grafitefornisce inoltre il contesto sul motivo per cui vengono utilizzati sistemi di contatto diversi per requisiti di corrente e segnale diversi.
4. Temperatura, ambiente e manutenzione
L'aumento della temperatura dipende dalla corrente, dalla resistenza, dal ciclo di lavoro, dalla temperatura ambiente, dal calore di saldatura nelle vicinanze, dalle condizioni della custodia, dal flusso d'aria, dalle dimensioni del cavo, dai terminali e dagli intervalli di raffreddamento.
La specifica dovrebbe definire:
- Temperatura ambiente minima e massima
- Temperatura terminale massima accettabile
- Temperatura massima accettabile dell'alloggiamento
- Corrente e ciclo di lavoro durante la prova
- Se l'assieme ruota durante il test
- Luoghi di misurazione
- Metodo di raffreddamento
L'aria forzata, il raffreddamento ad acqua o un dissipatore di calore devono essere trattati come parte della configurazione approvata quando la corrente nominale dipende da ciò. Non deve essere aggiunto dopo che si è verificato un surriscaldamento nella produzione.
L'articolo di ByTune sucontrollo dell'aumento della temperatura nei collettori rotantifornisce considerazioni sulla progettazione-termica correlate.
Gli ambienti di saldatura possono esporre la connessione rotante a spruzzi, polvere di molatura, particelle metalliche, fumo, olio, liquido refrigerante, umidità e impatto meccanico. Un alloggiamento sigillato non protegge automaticamente i capicorda, i cavi, gli elementi di fissaggio o le connessioni degli apparecchi esposti.
Termini come "manutenzione-esente" devono essere interpretati con attenzione. Un prodotto può richiedere piccole regolazioni interne pur necessitando comunque di un'ispezione esterna per terminali allentati, danni ai cavi, corrosione, contaminazione, riscaldamento anomalo, danni alle guarnizioni o allentamento meccanico.
5. Criteri di test e accettazione
Una valutazione dell'amperaggio principale e un disegno di assieme non sono sufficienti per l'approvazione finale. Ogni requisito critico dovrebbe essere collegato a un test misurabile e a un risultato documentato.
| Test | Scopo | Uscita tipica |
|---|---|---|
| Controllo dimensionale | Verificare l'adattamento dell'albero, il foro, la flangia, la lunghezza e il gioco del cavo | Rapporto di controllo dimensionale |
| Resistenza al freddo | Stabilire la condizione elettrica iniziale prima del riscaldamento | Record di misurazione della-resistenza bassa |
| Resistenza dinamica | Identificare la variazione di resistenza durante la rotazione | Massima variazione o traccia di resistenza |
| Test di caduta di tensione- | Verificare il percorso completo della corrente sotto carico | Registrazione della caduta di tensione- |
| Test di aumento della temperatura- | Confermare le prestazioni termiche durante il ciclo di saldatura richiesto | Registrazione della temperatura per punto di misurazione |
| Test di velocità e direzione | Conferma l'operazione nel profilo di movimento specificato | Rapporto di prova rotazionale |
| Prova di saldatura applicativa | Confermare le prestazioni nella macchina e nel processo reali | Registro di accettazione del cliente |
Come misurare la bassa resistenza in modo più affidabile
Quando la resistenza misurata è molto bassa, la resistenza nei puntali e nei contatti della sonda può essere significativa rispetto a quella del componente stesso.
Il NIST rileva che le misurazioni di bassa-resistenza su conduttori di grandi dimensioni utilizzano comunemente un metodo Kelvin o a quattro-terminali per ridurre gli errori causati dalla resistenza della connessione. In una disposizione a quattro-fili, una coppia di conduttori fornisce la corrente di prova e una coppia separata misura la tensione nei punti selezionati.
Per un terreno di saldatura rotante, il piano di prova dovrebbe definire chiaramente:
- Punti di misurazione
- Se cavi e capicorda sono inclusi
- Resistenza al freddo prima dell'operazione
- Resistenza durante la rotazione
- Resistenza dopo il ciclo di lavoro di saldatura
- Velocità di rotazione
- Corrente di prova applicata
- Temperatura ambiente e dei componenti
- Frequenza di campionamento o variazione massima registrata
I punti di prova non devono essere modificati tra le misurazioni a freddo e a caldo. Altrimenti il confronto può includere diverse resistenze del cavo, del capocorda o della superficie.
La guida di ByTune sucome testare un anello collettorefornisce ulteriore contesto sull'ispezione elettrica e meccanica.
Esempio ipotetico: massa rotante per un dispositivo di saldatura per serbatoi
L'esempio seguente è illustrativo e non è una raccomandazione sul prodotto o un caso cliente.
Un produttore sta progettando un dispositivo automatizzato che fa ruotare i serbatoi cilindrici mentre una torcia fissa produce una saldatura circonferenziale. Il sistema ha:
- Corrente di saldatura elevata
- Cicli produttivi ripetuti
- Rotazione continua durante la saldatura
- Un passaggio centrale del gas di protezione-
- Accesso limitato all'estremità dell'albero
- Polvere metallica e schizzi di saldatura
La richiesta di una “terra rotante da 800 A” non sarebbe sufficiente.
| Gruppo di requisiti | Informazioni necessarie |
|---|---|
| Elettrico | Corrente normale, corrente massima, durata della saldatura, intervallo di raffreddamento, polarità e caduta di tensione consentita |
| Meccanico | Diametro dell'albero, foro richiesto,-limite del diametro esterno, lunghezza, montaggio, allineamento e disassamento |
| Movimento | RPM normale, RPM massimo, avviamenti, arresti e cicli giornalieri |
| Termico | Temperatura ambiente, calore di saldatura nelle vicinanze, involucro e aumento di temperatura consentito |
| Passaggio del gas | Requisiti di mezzo, pressione, flusso, raccordo e perdita |
| Ambiente | Spruzzi, polvere, metodo di pulizia, umidità e coperture protettive |
| Validazione | Resistenza al freddo, resistenza dinamica, caduta di tensione, aumento della temperatura e prova di saldatura di produzione |
Poiché l'estremità dell'albero è di difficile accesso e il gas di protezione deve passare attraverso il centro, verrebbe valutata innanzitutto una struttura a foro passante-o ibrida integrata. Il modello finale dipenderebbe comunque dai requisiti completi di corrente, termici, dimensionali e di prova.
Sintomi di guasto e priorità di ispezione
| Sintomo osservato | Possibile causa | Primo punto di ispezione |
|---|---|---|
| Capocorda o terminale caldo | Giunto allentato, conduttore sottodimensionato, contaminazione o resistenza elevata | Capocorda, dispositivo di fissaggio, cavo e superficie terminale |
| Aumento della caduta di tensione | Usura dei contatti, collegamento allentato o aumento della temperatura | Resistenza al freddo e al caldo attraverso punti di misurazione definiti |
| Corrente di saldatura instabile | Contatto con il pezzo, impostazione-della fonte di alimentazione, variazione dell'interfaccia-rotativa o via cavo | Circuito di lavoro completo anziché la sola unità rotante |
| Segni di bruciature o archi elettrici | Collegamento allentato, contaminazione o contatto interrotto | Morsetti, connessione apparecchio e sistema di contatti interni |
| Coppia o rumore anomali | Disallineamento, problemi ai cuscinetti, carico meccanico o contaminazione | Montaggio, allineamento dell'albero e disposizione anti-rotazione |
| Corrosione o danni alla guarnizione | La protezione dell'ambiente non corrisponde all'installazione | Alloggiamento, ingressi cavi, elementi di fissaggio e capicorda esposti |
Questi sintomi non provano che l'accoppiamento di terra stesso abbia fallito. L'intero circuito di saldatura deve essere ispezionato prima di sostituire il componente rotante.
Per un ulteriore contesto di manutenzione, vedere la discussione di ByTune suindossare in anelli collettori ad alta-potenza.
Cosa aumenta la personalizzazione, i costi e i tempi di consegna?
La complessità del progetto può aumentare quando l'applicazione richiede:
- Un foro o un alloggiamento insolito
- Corrente continua molto elevata
- Verifica del sovraccarico-limitata nel tempo
- Cavi, capicorda o adattatori speciali
- Funzionamento ad alta-velocità
- Passaggi di gas o fluidi integrati
- Raffreddamento attivo
- Materiali resistenti alla corrosione-
- Dispositivi o test specifici del cliente-
- Documentazione formale del primo-articolo
I preventivi devono separare il costo del prodotto standard, cavi o adattatori personalizzati, ingegneria, attrezzature, prototipo o primo articolo, test, documentazione, quantità di produzione e unità di ricambio.
Non si dovrebbe dare per scontato alcun prezzo generale o cifra di lead-senza una configurazione definita e un preventivo attuale del fornitore.
Elenco di controllo RFQ-attuale del Rotary a terra
- Processo di saldatura e descrizione dell'attrezzatura
- Lati stazionari e rotanti
- Corrente normale, massima e impulsiva
- Durata della saldatura e ciclo di lavoro
- Polarità e frequenza
- Caduta di tensione massima accettabile
- Aumento massimo della temperatura consentito
- Giri normali e massimi
- Rotazione o oscillazione continua
- Limiti di albero, foro, diametro e lunghezza
- Schema di montaggio e informazioni sulla concentricità
- Preferenza estremità-dell'-albero o foro passante-
- Materiale, dimensioni e lunghezza del cavo
- Requisiti di capicorda e terminali
- Temperatura ambiente e fonti di calore vicine
- Esposizione a spruzzi, polvere, acqua ed agenti chimici
- Disposizione di raffreddamento
- Requisiti per il passaggio di gas o fluidi
- Aspettative di ispezione e manutenzione
- Prove di accettazione elettriche, termiche e meccaniche
- Prototipo e quantità di produzione
- Programma del progetto
- Fotografie dell'installazione
Le proposte dei fornitori devono essere confrontate utilizzando lo stesso ciclo di lavoro, temperatura, cavo, terminale, rotazione e condizioni di prova. ByTune'sinformazioni sulla gestione della qualitàpuò essere esaminato insieme all'ispezione-specifica del prodotto e al piano di test.
Domande frequenti
D: Un terreno di saldatura rotante è uguale a un terreno protettivo?
R: No. Fa parte del circuito corrente del lavoro di saldatura-. La terra di protezione svolge una funzione di sicurezza separata e rimane necessaria laddove richiesto dalla progettazione dell'apparecchiatura e dalle normative applicabili.
D: Un normale anello collettore può trasportare corrente di saldatura?
R: Solo quando il prodotto esatto è specificamente progettato e valutato per la corrente, il ciclo di lavoro, la resistenza, la temperatura, i terminali e l'ambiente richiesti. I canali di segnale di riserva non devono essere considerati idonei.
D: Quanta capacità di amperaggio extra dovrebbe essere specificata?
R: Non esiste una percentuale universale. La selezione dipende dal profilo di corrente reale, dalla durata della saldatura, dal ciclo di lavoro, dalla temperatura ambiente, dal raffreddamento, dalla configurazione di cavi e terminali e dal metodo di classificazione del produttore.
D: Perché una connessione di lavoro del Rotary diventa calda?
R: Il calore può essere generato dalla resistenza nel contatto rotante, nei cavi, nei terminali, nelle alette, nei giunti bullonati o nel collegamento del pezzo. I test dovrebbero valutare il percorso completo della corrente.
D: Cos'è meglio: l'estremità-dell'-albero o il-foro passante?
R: I progetti dell'estremità-dell-albero sono spesso più semplici quando l'estremità dell'albero è accessibile. I design con foro passante- sono utili quando un albero, un tubo o un passaggio del gas devono rimanere al centro.
D: Manutenzione-gratuita significa assenza di ispezione?
R: No. Cavi esterni, terminali, dispositivi di fissaggio, guarnizioni e hardware di montaggio potrebbero comunque richiedere un'ispezione periodica anche quando il sistema di contatti interno richiede poca manutenzione di routine.
Raccomandazione finale
Seleziona una terra rotante ad alta-corrente dal processo di saldatura completo, non solo dall'amperaggio.
Definire prima la corrente e il ciclo di lavoro. Quindi documentare la resistenza, la caduta di tensione, l'aumento di temperatura consentito, il montaggio, la rotazione, i cavi, i terminali, l'ambiente, l'accesso per la manutenzione e i test di accettazione.
Questo approccio consente ai fornitori di valutare gli stessi requisiti e riduce il rischio di scoprire surriscaldamenti, cadute di tensione, conflitti di installazione o prestazioni di saldatura instabili dopo che l'attrezzatura è entrata in produzione.
Invia le specifiche complete, il disegno e le informazioni- sul ciclo di lavoro tramite ilPagina di contatto e preventivo di ByTuneper la revisione della domanda.