Inel de alunecare pentru scripete transportoare încălzite

A inel colector pentru scripete transportoare încălzitetransferă puterea electrică de la o sursă staționară într-un element de încălzire rotativ din interiorul scripetei, astfel încât tamburul să poată fi încălzit în timp ce continuă să se rotească. Acest conector de putere rotativ este ceea ce face ca un scripete transportor încălzit să fie practic: încălzitorul se rotește odată cu scripetele, dar sursa de alimentare nu o face, iar un cablu fix nu poate acoperi acel gol fără să se răsucească și să se rupă.

Nevoia începe de obicei cu gheață. Pe transportoarele exterioare din regiunile reci, zăpada și gheața se acumulează în jurul roții și al zonei de contact-benzii, iar cureaua poate aluneca, pierde tracțiunea, rula ineficient sau se poate opri complet. Încălzirea scripetei din interior ajută la reducerea acestei acumulări -, dar funcționează în mod fiabil numai dacă dispozitivul de transfer de putere este proiectat pentru condițiile reale din jurul scripetelui: temperatură scăzută, umiditate, praf, vibrații și spațiu limitat de montare.

De ce un scripete transportor încălzit are nevoie de un inel de alunecare

Un scripete transportor se rotește continuu în funcțiune. Dacă un element de încălzire se află în interiorul acelui scripete, un cablu fix conectat direct la tamburul rotativ s-ar înfășura, oboseală și, în cele din urmă, s-ar defecta -, iar un cablu de încălzire uzat sau rupt pe un tambur în mișcare este o problemă de siguranță, nu doar timpul de nefuncționare.

Un inel colector înlătură această constrângere formând o interfață electrică rotativă. Partea staționară se conectează la sursa de alimentare; partea rotativă se conectează la încălzitorul din interiorul scripetei; iar pe măsură ce tamburul se rotește, contactele glisante mențin continuitatea electrică. Pentru scripetele încălzite treaba este aproape întotdeaunatransfer de puteremai degrabă decât date cu viteză mare-, dar designul este încă solicitant, deoarece unitatea trăiește într-unul dintre cele mai dure locuri ale mașinii, chiar lângă rulmentul scripetelui și expus la intemperii și resturile curelei. Sunt folosite aceleași designuri robuste-performantetransferul puterii în echipamentele transportoare rotative. Un inel colector de interior standard căzut în acea locație tinde să se defecteze devreme - nu pentru că valoarea sa actuală este greșită, ci pentru că umezeala pătrunde într-un presetupă prost etanșat sau contactele vibrație.

Când este nevoie de un inel de alunecare a transportorului încălzit

Cel mai clar caz pentru un scripete încălzit și, prin urmare, un inel colector, este un transportor exterior unde gheața provoacă timpi de nefuncționare sau un risc de siguranță:transportoare pentru minerit-rece, linii de agregate și cariere, manipulare a materialelor în vrac, transportoare portuare și terminale, benzi pentru zonele frigorifice-de depozitare și congelare-și echipamente mobile cu tamburi rotativi expuși la zăpadă sau la apă topită înghețată.

O imagine reprezentativă: pe un transportor minier-de iarnă, inelul colector poate fi nevoit să transporte în mod continuu puterea încălzitorului, în timp ce rezistă zăpezii, prafului fin de centură și vibrațiilor constante în apropierea rulmentului scripetelui. Scopul nu este doar de a încălzi tamburul -, ci de a menține transportorul disponibil, de a tăia dezghețarea manuală-, de a proteja cureaua și de a menține debitul pe vreme rece. Aceste obiective operaționale sunt ceea ce trebuie să servească designul inelului colector.

Cum funcționează un inel de alunecare a transportorului încălzit

Un sistem-de scripete încălzit are patru părți principale: o sursă de alimentare staționară; un inel de alunecare montat pe sau în jurul arborelui rotativ; cablarea direcționată în tamburul rotativ; și elementul de încălzire din interiorul scripetelui. Când este alimentat, puterea trece prin inelul de alunecare în fulia rotativă, iar încălzitorul ridică suprafața tamburului suficient pentru a reduce gheața și zăpada în zona de contact-curea. Sarcina inelului colector este de a transporta sarcina în siguranță, supraviețuind în același timp condițiilor mecanice și de mediu reale ale transportorului.

Logica de selecție: o abordare-cu-pas cu pas

Cele mai slabe specificații provin din saltul direct la dimensiunea carcasei. O ordine mai fiabilă a deciziilor este să pornești de la căldura de care are nevoie scripetele și să lucrezi spre exterior:

1. Confirmați puterea de încălzire.Începeți cu valoarea nominală a încălzitorului în wați și sursa pe care va funcționa. Puterea încălzitorului conduce totul în aval.
2. Deduceți tensiunea, curentul și numărul de circuite.Pentru un încălzitor rezistiv, curentul este aproximativ puterea împărțită la tensiune. Un element de 2 kW pe o alimentare monofazată de 230 V consumă aproximativ 8,7 A; cu o marjă pentru ciclul de funcționare și comportamentul de pornire-la rece, puteți specifica un circuit cu mult peste acesta, apoi potriviți calibrul firului și materialul de contact cu acesta. Decideți dacă sursa este mono- sau tri-și dacă este necesar un circuit separat de împământare (și orice senzor sau circuit de control).
3. Setați nivelul de protecție.Alegeți o incintă și o țintă de etanșare din expunerea reală - ploaie și pulverizare nu sunt același lucru cu spălarea periodică sau imersarea temporară.
4. Montați arborele și spațiul de montare.Confirmați diametrul disponibil, lungimea, alezajul sau dimensiunea arborelui și modul în care partea staționară este ținută împotriva rotației.
5. Planificați ieșirea și întreținerea cablurilor.Decideți direcția cablului, eliberarea tensiunii și accesul la service înainte ca designul să fie înghețat.

În recenziile noastre de inginerie ale proiectelor de scripete încălzit-, cele trei detalii care lipsesc cel mai adesea din prima interogare sunt curentul de încălzire, spațiul disponibil pe arbore și direcția de ieșire a cablului - și, de obicei, cele trei decid dacă o piesă de catalog va funcționa sau este nevoie de un design personalizat.

Cerințe cheie de proiectare

Sarcina electrică: tensiune, curent, circuite și împământare

Încălzitorul definește cererea electrică, așa că aici ar trebui să înceapă selecția, nu să se oprească. Dincolo de tensiunea de bază și curentul per circuit, proiectarea trebuie să țină cont de numărul total de circuite, indiferent dacă sursa este monofazată sau trifazată, curent de pornire sau de pornire, ciclul de funcționare al încălzitorului și orice circuite de control sau senzori de temperatură-. Ciclul de funcționare contează deoarece un încălzitor care circulă sau funcționează continuu modifică sarcina termică efectivă a contactelor, ceea ce afectează valoarea curentă pe care ar trebui să o specificați, mai degrabă decât figura de pe plăcuța de identificare. Materialul de contact, dimensiunea firului, clasa de izolație și rezistența dielectrică trebuie să se potrivească cu sarcina respectivă; unde încălzitorul consumă un curent substanțial,un inel de alunecare-cu curent ridicatcu inele și perii de dimensiuni adecvate este punctul de plecare potrivit, mai degrabă decât o unitate de uz general-. Un circuit dedicat de împământare este o practică bună pentru un scripete metalic expus, care transportă energie de la reţea-.

Viteza de rotație, ciclul de lucru și încălzirea în timp ce staționați

Scripeții transportoare nu au viteză mare-în comparație cu multe mașini rotative, dar modelul de funcționare poate fi totuși dificil pentru un inel colector: curse lungi, porniri frecvente-opriri și vreme. Două întrebări sunt ușor de ratat. În primul rând, va funcționa încălzitorul în timp ce scripetele este oprit? Încălzirea unui tambur staționar concentrează creșterea temperaturii la punctele de contact fixe și în interiorul unei carcase etanșe, astfel încât comportamentul termic la zero rpm poate fi cazul limită, nu cazul de funcționare. În al doilea rând, câte cicluri de pornire-oprire pe zi? Aceste numere determină uzura periei, alegerea rulmenților și intervalul de întreținere.

Domeniu de temperatură și materiale pentru vreme rece-

Un inel colector de scripete încălzit-observă atât temperatura exterioară scăzută, cât și căldura internă a elementului, astfel încât întrebarea materială este mai degrabă specifică decât generală. Rigiditatea la temperatură scăzută-reprezintă preocuparea practică: afectează mantașele cablurilor, etanșările și lubrifiantul pentru rulmenți, iar prin acestea afectează presiunea de etanșare, flexibilitatea cablului și cuplul rulmentului. O etanșare care se menține la temperatura camerei poate pierde forța de contact atunci când este rece; o jachetă care este flexibilă în interior se poate rigidiza sau crăpa la cea mai scăzută temperatură de serviciu. Ideea este să confirmați temperatura minimă reală de funcționare și să selectați garniturile, mantașele și lubrifianții evaluați - pentru a nu presupune că o piesă care funcționează în laborator va rezista la pornire-într-o dimineață de iarnă.

Protecție la pătrundere, umiditate și coroziune

Scripetele de exterior văd ploaia, zăpada, apa de topire, praful și finele abrazive, iar un inel de alunecare montat pe scripete vede, de asemenea, praful și vibrațiile curelei. Ținta de protecție ar trebui să fie aleasă din expunerea reală și exprimată ca un grad de intrare definit, mai degrabă decât o etichetă vagă „în aer liber”. Sistemul recunoscut internațional este codul IP definit înIEC 60529, publicat de IEC, unde prima cifră acoperă solidele și praful, iar a doua acoperă apa. Pentru proiectele nord-americane,Evaluări ale carcasei de tip NEMAdescrieți protecția în general echivalentă și abordați, în plus, condiții precum coroziunea și givrarea. Ajută să înțelegicum se aplică evaluările IP inelelor colectoareîn special, deoarece un ansamblu sigilat rotativ se comportă diferit de o cutie statică. Cea mai obișnuită defecțiune reală aici este apa care intră printr-un presetupă etanș pentru un mediu mai blând, urmată de formarea condensului în interiorul carcasei în timpul variațiilor de temperatură -, astfel încât atât pătrunderea externă, cât și condensul intern trebuie să fie proiectate.

Vibrații, rulmenți și stabilitate mecanică

Calitatea contactului electric depinde de stabilitatea mecanică, iar transportoarele generează multe perturbări: deformarea arborelui, alinierea greșită, variația-tensiunii curelei și impactul materialului în apropierea scripetelui. Dacă vibrațiile deranjează contactul-la-inel, circuitul de încălzire devine intermitent, chiar dacă fiecare componentă este evaluată corect. Rulmenți robusti, montaj anti-rotație sigur și eșantionare adecvată există pentru a menține acel contact constant; nu sunt accesorii opționale pe un tambur vibrant.

Metoda de montare și învelișul spațiului

Zonele scripetelor sunt aglomerate cu apărătoare, rulmenți, suporturi și cadru. Aranjamentele obișnuite includ montarea la capătul-de-arbore, un design cu-alezaj peste arbore și montarea cu flanșă, de obicei cu un suport anti-rotație care ține partea staționară. Confirmați diametrul exterior disponibil, lungimea maximă, dimensiunea alezajului sau arborelui, orientarea de montare și distanța față de apărătoare și piesele mobile. O unitate compactă este adesea necesară, dar compactă nu trebuie să însemne sub-evaluat: circuitele, izolația, etanșarea, rulmenții și traseul cablurilor au nevoie în continuare de spațiu.

Intrare cablu și detensionare

Intrarea cablului este un punct de defectare frecventă în aer liber. Apa intră prin glande slab etanșate; fire nesuportate oboseală sub vibrații; iar cablurile direcționate în apropierea unei curele în mișcare se freacă sau sunt trase. Un design solid folosește presetupe etanșe dimensionate pentru cablu, eșantionare atât pe partea staționară, cât și pe cea rotativă, raze de curbură generoase, jachete-rece, direcționare departe de punctele de prindere și separare clară a puterii și a tuturor cablurilor de semnal.

Configurații comune cu inele colectoare pentru scripetele încălzite

Cele mai multe-cerințele pentru scripete încălzite se încadrează în câteva modele, iar numirea celui de care aveți nevoie devreme face dimensionarea mult mai ușoară:

• Doar putere- o singură zonă de încălzire cu numărul minim de circuite.
• Putere plus masă- la fel, cu un circuit de împământare dedicat pentru tamburul metalic.
• Putere plus senzor de temperatură sau control- circuite de alimentare alături de circuite de-nivel scăzut pentru un termostat, senzor sau controler.
• Circuite de încălzire cu mai multe-zone- două sau mai multe zone de încălzire independente, fiecare având nevoie de propria sa cale de alimentare și de obicei o masă comună, ceea ce crește numărul de circuite și influențează dimensiunea inelului.

Inel de alunecare standard vs. inel de alunecare al transportorului încălzit personalizat

Un inel colector de catalog poate funcționa în condiții ușoare, controlate. Cu cât mediul scripetelui este mai dur și mai specific, cu atât este mai bine să proiectați inelul de alunecare în jurul transportorului, mai degrabă decât să forțați o piesă de stoc în el. Tabelul le compară pe cele două și, cel mai important, ce trebuie confirmat înainte de a decide.

Când mai multe dintre aceste elemente de confirmare indică valori non-standard,un inel de alunecare personalizat construit în jurul aplicațieieste, de obicei, alegerea cu risc-scăzut de-a lungul duratei de viață.

Moduri obișnuite de eșec și modul în care proiectarea le împiedică

Proiectarea împotriva modurilor de defecțiune cunoscute este mai utilă decât enumerarea măsurilor de precauție generice. Cele recurente pentru inele colectoare-de scripete încălzite sunt:

• Pătrunderea apei-, de obicei, la presetupa sau la o etanșare care și-a pierdut forța la frig; rezolvate prin evaluarea corectă de etanșare, etanșările la rece-și gestionarea condensului.
• Uzura periei- accelerat de praful abraziv și ciclurile de lucru lungi; abordat prin alegerea-materialului de contact și intervale realiste de întreținere.
• Oboseala cablului- de la cabluri nesuportate sau îndoite puternic sub vibrații; rezolvat prin controlul de deformare și-raza de îndoire.
• Deteriorarea rulmentului- de la nealiniere, impact sau lubrifiant la rece nepotrivit; rezolvată prin selectarea rulmenților și montarea sigură.
• Supraîncălzirea contactului- de la capacitate de curent sub-valorificată sau de disiparea slabă a căldurii într-o carcasă etanșă; abordate de curentul nominal corect și spațiul termic.
• Defectarea izolației- din cauza dielectricului sau umidității necorespunzătoare; abordate printr-o clasă de izolație adecvată și o protecție adecvată la pătrundere.

Greșeli frecvente de evitat

Alegerea numai după evaluarea curentă.Capacitatea curentă este necesară, dar nu suficientă; o unitate care transportă curentul potrivit în interior se poate defecta în exterior dacă etanșarea, rezistența la coroziune sau rezistența la vibrații sunt inadecvate.

Se ignoră comportamentul la temperatură scăzută.La rece schimbă etanșările, izolația, lubrifiantul și materialele plastice, așa că confirmați fiecare material la cea mai scăzută temperatură așteptată.

Subestimarea umidității și a condensului.Zăpada și gheața se topesc și reîngheață, apa poate pătrunde prin glande, iar umiditatea se poate condensa în interiorul carcasei, astfel încât proiectarea trebuie să abordeze atât expunerea la apă externă, cât și condensul intern - împreună, pe baza sunetuluidesign cu inel de alunecare impermeabil.

Sub-dimensionarea carcasei.O unitate mai mică arată atractivă, dar poate îngreuna etanșarea, izolarea, cablarea și service-ul; compact ar trebui să lase încă loc pentru construcția sigură.

Trasare slabă a cablurilor.Chiar și un inel de alunecare bine construit-defectează dacă cablurile sunt îndoite brusc, trase în funcțiune, abrazive sau trec prea aproape de părțile mobile.

Rezumat

Un inel de alunecare pentru scripetele transportoare încălzite nu este un accesoriu minor; este interfața rotativă care permite unui încălzitor din interiorul tamburului să primească energie în timp ce transportorul funcționează. Trei hotărâri decid dacă durează: de încrederetransfer de puteredimensionat pentru încălzitor,etanșarepotrivite cu expunerea reală șistabilitate mecanicăsub vibrația transportorului. Obțineți corect - pornind de la puterea încălzitorului și lucrând spre exterior prin curent, circuite, protecție, montaj și dirijarea cablurilor - și un inel colector de scripete încălzit-personalizat va rezista în timpul serviciului rece, umed, praf și vibrat. Primul pas practic este pur și simplu definirea clară a condițiilor de funcționare și a cerințelor electrice.