Комбинацията от хидравличен въртящ се и плъзгащ пръстен позволява на машината да се върти непрекъснато, докато все още преминава хидравлична енергия, електрическа мощност и контролни сигнали през центъра на въртене. Може също да видите същия компонент, наречен хидравличен въртящ се плъзгащ пръстен, хидравличен въртящ се съединител с плъзгащ пръстен или просто въртяща се връзка с плъзгащ пръстен. Каквото и да е името, инженерният проблем е идентичен: поддържайте маслото да тече и сигналите чисти, докато конструкцията се върти, без маркучи и кабели да се усукват.
Няма най-добър дизайн за всяка машина. Правилният избор зависи от наличното пространство, броя на хидравличните проходи, електрическите вериги и типовете сигнали, работния цикъл, излагането на околната среда, достъпа за поддръжка и целевите разходи. Повечето дизайни на OEM се свеждат до три оформления - разделени, полу-интегрирани и напълно интегрирани - и всяко е правилният отговор в правилната ситуация. Целта не е най-сложната или най-запечатаната единица; това е дизайнът, който отговаря на реалните оперативни изисквания, без да се плаща за защита или интеграция, която приложението никога не използва.
Инженерна бележка:хидравличен въртящ се и плъзгащ се пръстен трябва да бъдат посочени като една система. Оформлението на хидравличния порт, кабелните изходи, реакцията на въртящия момент, топлинният път и сервизният достъп си влияят взаимно. Решение, взето от хидравличната страна, често ограничава електрическата страна, а обратното е също толкова вярно.
Какво представлява хидравличен въртящ се и комбиниран модул с плъзгащ пръстен?
Хидравлично завъртане -, понякога наричано хидравлично ротационно съединение -, прехвърля течност от неподвижна конструкция към въртяща се. При машини като подемници, товарни кранове, приспособления за горско стопанство, въртящи се платформи и промишлени грамофони, горната конструкция се върти, докато хидравличното масло продължава да захранва цилиндрите, двигателите, спирачките или клапаните отдолу.
Електрически контактен пръстен върши същата работа за електричество. Той предава ток, данни от сензори, команди за управление, обратна връзка на енкодера и комуникационни линии между неподвижните и въртящите се части, без да навива кабелите.
Когато тези две функции са проектирани да споделят един въртящ се възел, резултатът е комбинираната единица -, описвана също като съединение с контактен пръстен, ротационно съединение с контактен пръстен или ротационно съединение с контактен пръстен. На практика той поддържа въртящата се част на машината да се движи свободно, докато всеки маркуч и проводник остават организирани и защитени.
Защо въртящото се оборудване се нуждае както от пренос на течност, така и от електричество
Повечето въртящи се машини се нуждаят от нещо повече от механично движение. Те се нуждаят от хидравлична сила, за да свършат работата, електрическо управление, за да я управляват, и сигнали за обратна връзка, за да потвърдят какво се случва.
Качете се на -монтиран на камион асансьор. Хидравличната мощност повдига и удължава стрелата, докато командите на оператора трябва да достигнат до клапаните и електрическите системи на движещата се конструкция. Без подходяща въртяща се връзка, маркучите и проводниците се усукват, докато купола се върти -, ограничавайки въртенето, разтривайки изолацията и в крайна сметка причинявайки течове или отворени вериги, които се превръщат в полеви преработки.
Същата логика важи и за мобилно и индустриално оборудване, включителнохлъзгащи пръстени за повдигане на работни платформи, монтирани-кранове, глави за дърводобив в горско стопанство, въртящи се приспособления за багери, морско палубно оборудване, индустриални въртящи се маси и системи за вятърна и възобновяема-енергия. Ако една машина се нуждае само от ограничен ход, кабелна верига или контур за маркуч може да са достатъчни. След като дизайнът изисква непрекъснато въртене на 360 градуса, хидравличното завъртане и плъзгащият се пръстен обикновено са по-чистото и надеждно решение.
Инженерна бележка:ако секцията с контактен пръстен носи обратна връзка от CAN шина, Ethernet или енкодер, прегледайте електрическия дизайн, преди стилът на корпуса да бъде заключен. Целостта на сигнала е много по-трудна за коригиране, след като механичното оформление е фиксирано.
Разделен срещу полу{0}}интегриран срещу напълно интегриран дизайн на хидравлични въртящи се и плъзгащи пръстени
Повечето комбинирани единици попадат в три оформления. Разликата е главно къде седи плъзгащият пръстен спрямо хидравличния вирбел и колко е затворен.
Разделен дизайн
При отделно оформление хидравличният въртящ се шарнир и плъзгащият пръстен принадлежат към една и съща въртяща се система, но плъзгащият пръстен е монтиран далеч от въртящото се тяло върху тръба, основна отливка или опорна скоба.
Това работи добре, когато конструкцията на машината вече покрива въртящото се съединение. Монтирането на плъзгащия пръстен отделно обикновено намалява разходите, тъй като корпусът е по-прост, има по-малко персонализирана обработка и няма нужда да се запечатва електрическата част вътре в въртящия се механизъм. Той също така прави контактния пръстен по-лесен за достигане, покриване или смяна и държи хидравличната топлина далеч от контактите. Висок контактен пръстен с много вериги често е по-лесен за пакетиране по този начин. Компромисът-са аксиално пространство и допълнителен монтажен хардуер. Разделеният дизайн е грешно решение, когато съединението стои на открито и е изложено на измиване, спрей или отломки, тъй като електрическата част е по-малко защитена.
Полу-интегриран дизайн
При полу-интегрирано оформление плъзгащият пръстен се монтира директно над или под хидравличния въртящ се механизъм, но запазва собствения си капак. Това е средата: по-компактен от отделен дизайн и по-лесен за монтиране, като същевременно оставя електрическата част достъпна.
Цената обикновено е между другите две, а основният проектен риск е в детайлите - кабелните изходи и облекчаването на напрежението трябва да се планират внимателно, така че кабелите да не се натоварват при завъртане на устройството. Рядко е правилният избор, когато приложението наистина се нуждае от напълно запечатан пакет, устойчив на измиване-.
Напълно интегриран дизайн
При напълно интегрирано оформление плъзгащият пръстен живее вътре или е вграден плътно в хидравличната въртяща се структура. Резултатът е здрав и компактен, но по-специализиран.
Защитата е реална и идва от специфични характеристики: запечатан корпус, по-малко открити интерфейси, защитени кабелни изходи, по-високаплъзгащ пръстен IP рейтинги материали,-устойчиви на корозия. Това прави този стил естествен избор, когато фугата вижда кал, отломки, дъжд, промивна вода или солена вода, или когато пространството е толкова малко, че най-чистият възможен пакет печели. Класификацията и методите за изпитване зад тези претенции за защита са определени в международния стандартIEC 60529, който определя IP кода за проникване на прах и вода.
Добавената защита не е безплатна. Уплътняването и по-плътната интеграция повишават разходите за проектиране и производство, достъпът до услуги е по-труден и бъдещите електрически промени са по-ограничени. Ако контактният пръстен носи много вериги, запечатаният корпус може да стане голям и скъп - и ако машината вече защитава съединението, по-лекият, по-лесен за обслужване дизайн обикновено е по-интелигентният избор.
| Оформление на дизайна | Най-подходящ за | Откъде идва предимството | Основен компромис- |
|---|---|---|---|
| Разделени | Защитени структури, много вериги, чувствителни към разходите{0}}OEM компилации | По-опростен корпус, лесно обслужване, топлоизолация | Нуждае се от повече аксиално пространство |
| Полу{0}}интегриран | Умерени ограничения на пространството, по-чиста опаковка, средно{0}}ниво на експозиция | Компактен, но запазва специално покритие | Повече ограничения на оформлението, отколкото разделени |
| Напълно интегриран | Тежка, влажна среда или среда с-много отломки; много тясно пространство | Затворен корпус, по-малко открити интерфейси, по-висок IP рейтинг | По-висока цена, по-трудно обслужване, по-малко гъвкавост |
Най-интегрираната единица не е автоматично най-добрата. Запечатаният дизайн може да бъде-изграден за защитено приложение, а отделен дизайн може да бъде по-надеждният и по-икономичен отговор, когато рамката на машината вече изпълнява защитата.
Как да посочите хидравлични канали, вериги и изисквания за сигнали
Добрият избор е най-вече добра спецификация. Разгледайте пет въпроса, преди да сравните оформленията.
Стъпка 1: Определете изискването за ротация
Започнете с движението. Въртенето непрекъснато ли е на 360 градуса или напред и назад? Постоянно или периодично? Каква е максималната скорост и колко часа на ден ще се върти? Има ли удар, вибрации, странично натоварване или разместване? Бавното завъртане на крана и високо{2}}скоростната въртяща се маса поставят много различни изисквания към лагерите, уплътненията, контактните материали, топлината и експлоатационния живот -, така че профилът на въртене оформя почти всяко следващо решение.
Стъпка 2: Потвърдете хидравличните изисквания
Определете флуидната страна: брой хидравлични проходи; среда (хидравлично масло, вода, охлаждаща течност или въздух); работно и върхово налягане; температура; дебит; размер на порта и резба; съвместимост на уплътненията; допустимо изтичане; и риск от замърсяване. Хидравличният вирбел не е просто набор от отвори през вал - вътрешните проходи, уплътненията, лагерите, повърхностните покрития и номиналното налягане трябва да съответстват на реалното натоварване.
Стъпка 3: Потвърдете електрическите и сигналните изисквания
Посочете секцията с плъзгащия пръстен със същия детайл. Избройте броя на веригите, тока и напрежението на верига и кои вериги пренасят мощност спрямо сигнал. Идентифицирайте типа сигнал - аналогов, цифров,CAN шина, Ethernet, енкодер, видео, термодвойка или сензорна обратна връзка - заедно с нуждите от екраниране, чувствителност към шум, изисквания за изход на конектор или кабел-и защита на кабела. Плъзгащ пръстен, който е идеален за просто управление на клапана, може да не е подходящ за чувствителни данни; линиите за комуникация и обратна връзка трябва да се обсъждат рано, а не да се откриват късно.
Инженерна бележка:класическата CAN шина работи до около 1 Mbit/s и толерира доста електрически шум; високо{1}}скоростният Ethernet и обратната връзка на енкодера са далеч по-малко прощаващи. За тях контактният материал, разделянето на веригата и екранирането трябва да бъдат уредени преди корпусът да бъде одобрен.
Стъпка 4: Проверете пространството, монтажа и защитата на околната среда
Механичното опаковане често решава окончателното оформление. Прегледайте максималния външен диаметър и височина, всички изисквания за-проходен отвор, ориентация на монтаж, посока-изход на кабела, пространство-прокарване на маркуча и достъп за монтаж и обслужване. След това бъдете честни относно излагането: кал, вода, прах, солен спрей, удар или промиване под високо-налягане. Съединение, заровено вътре в запечатана кула, може да използва отделен или полу-интегриран стил; съединение, монтирано на открито, може да оправдае напълно запечатан дизайн. Пропускането на тази стъпка има реални разходи - конектори, които корозират след няколко цикъла на измиване, или сигнали, които изчезват по време на-завъртане, почти винаги са проблеми с опаковката и защитата, а не повреди на компонентите.
Стъпка 5: Балансирайте разходите, възможността за обслужване и риска
Звуковият дизайн отговаря на изискването без ненужна сложност. Прекомерният-дизайн добавя разходи, височина, време за изпълнение и затруднения при поддръжката; under-design предизвиква течове, електрически шум, повреда на кабела, повреда на уплътнението и престой. Полезният въпрос не е "коя единица е най-силна?" но "кой дизайн осигурява необходимата производителност, защита, достъп и надеждност при най-ниската обща цена на системата?" Най-ниската единична цена рядко печели, след като се добавят скоби, окабеляване на място, работа по подравняване и престой за поддръжка.
Примери за-избор въз основа на приложение
Същите три оформления се показват отново и отново във всички видове оборудване. Следват няколко представителни случая и можете да видите как се разиграват компромисите-в aдокументиран хидравличен-електрически въртящ се съвместен проект.
Височина-, монтирана на камион
Въртящата се връзка обикновено се намира вътре в защитена купола, така че рискът от замърсяване е умерен и това, което има най-голямо значение, е броят на вериги, достъпът до обслужване и цената. Отделно или полу{1}}интегрирано хидравлично въртене работи добре тук. Прекомерното-уплътняване на фугата увеличава разходите и прави поддръжката по-трудна без реална печалба, тъй като структурата вече осигурява защитата.
Глава за дърводобив
Тук околната среда е брутална - кал, дървени стърготини, удари и постоянни вибрации. Напълно интегриран, запечатан модул печели своята цена, тъй като един път на замърсяване в контактите или уплътненията може да извади главата от експлоатация. Защитата и здравината превъзхождат удобството за обслужване.
Морски палубен кран или лебедка
Соленият спрей, влажността и корозията доминират, дори когато водата всъщност никога не влиза вътре. Запечатан или напълно интегриран дизайн с устойчиви-на корозия материали е по-безопасната спецификация, а съвместимостта на материалите има значение толкова, колкото и степента на проникване - корпусът може да предпази водата от проникване и все пак да корозира в-богата на хлорид атмосфера. Theметоди за-защита от корозия, използвани в морско ротационно оборудванезаслужават преглед по време на избора.
| Приложение | Типична посока | Основен драйвер |
|---|---|---|
| Асансьор-, монтиран на камион | Разделен или полу{0}}интегриран | Защитена кула; обслужване и цена |
| Глава за дърводобив | Напълно интегриран | Кал, удар, вибрации, замърсяване |
| Морски палубен кран или лебедка | Запечатан или напълно интегриран | Солен спрей, влага, корозия |
| Индустриална ротационна маса | Зависи от оборотите, сигналите, пространството | Стабилност на сигнала, концентричност, достъп |
Спецификация Данни за подготовка
Преди да поискате оферта, помага да организирате изискването в три групи. Таблиците по-долу изброяват какво да потвърдите, с типични примери за прецизиране спрямо приложението - това са начални точки, а не фиксирани ограничения.
Хидравлична страна
| Параметър | Какво да посочите (типичен пример) |
|---|---|
| Пасажи | Брой независими пътища на флуида |
| Работно налягане | Мобилната хидравлика обикновено работи около 200–350 бара; потвърдете за система |
| Пиково налягане | Над работното налягане; зададен от настройки за облекчаване и шок |
| Медия | Хидравлично масло (най-често срещано); също вода, охлаждаща течност или въздух |
| температура | Диапазон на околната среда и течността, напр. приблизително −20 градуса до +80 градуса при много мобилни приложения |
| Скорост на потока | На пасаж, съобразен с търсенето на задвижващия механизъм |
| Тип порт | Резба или фланец стандарт и размер |
| Уплътнителен материал | Съвместим с медиите и температурата |
Електрическа страна
| Параметър | Какво да посочите (типичен пример) |
|---|---|
| Вериги | Преброяване, разделяне на мощност и сигнал |
| Текущ | Рейтинг на верига |
| Напрежение | Рейтинг на верига |
| Тип сигнал | Аналогов, цифров, CAN шина (до ~1 Mbit/s), Ethernet (100 Mbit/s–1 Gbit/s), енкодер, видео, термодвойка |
| Екраниране | Изисква се за шум{0}}чувствителни или високо{1}}скоростни линии |
| Изход на кабела | Посока и метод |
| Конектор | Тип и ключ |
Механична страна
| Параметър | Какво да посочите (типичен пример) |
|---|---|
| Въртене | Непрекъснато 360 градуса или ограничено; посока |
| Скорост и работен цикъл | Максимални обороти и работни часове |
| Външен диаметър | Ограничение на плика |
| Височина | Ограничение на плика |
| Проходен{0}}отвор | Необходим диаметър, ако има такъв |
| Монтажна ориентация | Вертикално, хоризонтално или обърнато |
| IP защита | От IP54 в защитени места до IP67 или IP69K за измиване |
Често срещани грешки при избора
Избор само на единична цена
Най-евтиният модул може да носи най-високите разходи за инсталиране, след като се нуждае от допълнителни скоби, окабеляване на място, подравняване или често обслужване. Сравнете общите системни разходи, а не редовата позиция.
Третиране на захранващите и сигналните вериги еднакво
Силовите вериги и чувствителните сигнали имат различни нужди. Без правоекраниране и избор на-материал за контакти, разделяне или маршрутизиране, линиите за данни улавят шум и изпадат - често само при ротация, което прави повредата трудна за преследване.
Над-Интегриране на защитена става
Напълно запечатаният дизайн на защитено приложение купува най-вече разходи и трудности при обслужването. Съпоставете защитата с реалната експозиция.
Подценяване на експозицията на околната среда
Ако фугата вижда вода, отломки, корозия или измиване под налягане, основното покритие не е достатъчно. Решете защита в началото; преоборудването му след повреда на полето е много по-скъпо.
Проектиране на хидравличната и електрическата страна в изолация
Оформлението на портовете, кабелните изходи, реакцията на въртящия момент, топлината и достъпът до услугите си взаимодействат. Избрани като отделни части, те са склонни да се бият помежду си на машината.
ЧЗВ
Въпрос: Каква е разликата между хидравличен въртящ се механизъм и плъзгащ пръстен?
A: Хидравличен шарнир пренася течност между неподвижни и въртящи се части; плъзгащ се пръстен предава електрическа енергия и сигнали. Много ротационни машини се нуждаят и от двете, поради което често се комбинират в едно ротационно съединение.
Въпрос: Могат ли хидравличната течност и електрическите сигнали да преминават през едно устройство?
A: Да. Комбиниран модул интегрира хидравлични канали и електрически вериги в един въртящ се възел, така че маслото и сигналите преминават през центъра, докато машината се върти.
Въпрос: Могат ли CAN шина или Ethernet сигнали да преминават през хидравличен въртящ се пръстен?
О: Могат, но имат нужда от внимание. CAN шината е относително толерантна; Ethernet и други високо{1}}скоростни линии са по-чувствителни към качеството на контактите и шума, така че обикновено изискват екранирани вериги, внимателно разделяне и подходящи материали за контакти.
В: Кога трябва да избера дизайн с отделен пръстен?
О: Разделеното оформление е подходящо за защитени машини с много вериги, необходимост от лесно обслужване, вероятни бъдещи електрически промени или ограничен бюджет - и където има вертикално място за монтажна тръба или отделен корпус на контактния пръстен.
В: Какво причинява изтичане или сигнален шум в тези въртящи се съединения?
О: Изтичането обикновено се дължи на избор на уплътнение, покритие на повърхността, налягане или температура над номиналните стойности или замърсяване. Шумът на сигнала обикновено идва от неподходящо екраниране, захранващи и сигнални вериги, разположени твърде близо една до друга, износени или неподходящи контакти или напрежение на кабела по време на въртене.
В: Коя конструкция е най-добра за-монтирани на камиони въздушни асансьори?
О: Често отделен или полу{0}}интегриран дизайн, тъй като съединението се намира вътре в защитена купола. Последното решение все още зависи от броя на веригите, пространството, излагането на отломки и вода и нуждите от поддръжка.
В: Напълно интегрираният дизайн винаги ли е по-добър?
О: Не. Осигурява силна защита и компактна опаковка, но струва повече и е по-трудно за обслужване. Това е правилният избор само когато приложението наистина се нуждае от това ниво на запечатване или компактност.
В: Какво трябва да включва RFQ за хидравличен въртящ се пръстен?
A: Хидравлични канали, среда, налягане и поток; електрически вериги, ток, напрежение и видове сигнали; плюс обороти в минута, работен цикъл, ограничения на пространството, ориентация на монтаж и условия на околната среда. Всеки съществуващ чертеж или модел значително ускорява нещата.
Последни мисли
Изборът на комбинация от хидравличен въртящ се и плъзгащ пръстен е инженерно решение, а не избор от каталог. Правилният дизайн следва от това как се върти машината, каква среда трябва да носи вирбелът, какви сигнали трябва да защитава контактният пръстен и доколко околната среда заплашва ставата. Закритото оборудване с свободно място често се справя най-добре с отделно оформление; по-плътното опаковане води до полу-интегриран; сурови, мокри или компактни приложения оправдават напълно интегриран модул. Първо дефинирайте реалните условия на работа, след това претеглете оформленията относно производителността, защитата, инсталирането, поддръжката и общата цена на системата.