हाइड्रोलिक पर्ची के छल्ले

हाइड्रोलिक स्लिप रिंग का उपयोग किस लिए किया जाता है?

आप जानते हैं, मैं लगभग 15 वर्षों से रोटरी उपकरणों के साथ काम कर रहा हूँ, और हाइड्रोलिक स्लिप रिंग उन घटकों में से एक है जिसके बारे में कोई भी वास्तव में तब तक बात नहीं करता जब तक कि कुछ भयावह रूप से गलत न हो जाए। पिछले महीने, हमने लॉन्ग बीच में एक बंदरगाह सुविधा पर एक क्रेन को नीचे गिरा दिया था, जिससे पता चला कि हाइड्रोलिक स्लिप रिंग हफ्तों से लीक हो रही थी, लेकिन ऑपरेटर सिर्फ तरल पदार्थ जोड़ता रहा। जब तक उन्होंने हमें अंदर बुलाया, तब तक हर जगह हाइड्रोलिक तेल था और पूरे रोटेशन तंत्र को गोली मार दी गई थी।

मूल बातें (लेकिन पाठ्यपुस्तक संस्करण नहीं)

इसलिए हाइड्रोलिक स्लिप रिंग्स {{0}कभी-कभी लोग उन्हें रोटरी यूनियन, हाइड्रोलिक कुंडा, या घूर्णन हाइड्रोलिक जोड़ कहते हैं, यह इस पर निर्भर करता है कि आप किससे बात कर रहे हैं {{1}वे अनिवार्य रूप से वे हैं जो आपको एक स्थिर स्रोत से हाइड्रोलिक तरल पदार्थ को घूमने वाली किसी चीज़ में पंप करने की सुविधा देते हैं। इसे ऐसे समझें... ठीक है, खराब सादृश्य, लेकिन मिट्टी के बर्तन बनाने वाले चाक पर घूमते समय एक बाल्टी को पानी से भरने की कोशिश करने की कल्पना करें। आपको पानी को हर जगह जाने के बिना वहां तक ​​पहुंचाने का एक तरीका चाहिए।

सबसे आम जगह जहां मैं इन्हें देखता हूं? क्रेन. निर्माण क्रेनें, जहाज़ से{{1}किनारे की क्रेनें, मोबाइल क्रेनें, क्रॉलर क्रेनें{{3}यदि यह भारी सामान उठाती है और घूमती है, तो संभवतः इसमें एक हाइड्रोलिक स्लिप रिंग शामिल है। लेकिन वह सिर्फ सतह को खरोंच रहा है।

आप वास्तव में उन्हें कहाँ पाते हैं (और वे कहाँ टूटते हैं)

पवन वाली टर्बाइनअब हाइड्रोलिक स्लिप रिंग के बहुत बड़े उपयोगकर्ता हैं। पिच नियंत्रण प्रणालियों को ब्लेड कोणों को समायोजित करने के लिए हाइड्रोलिक पावर की आवश्यकता होती है, और जाहिर तौर पर नैकेल हवा की दिशा के साथ घूम रहा है। मैंने 2019 में वेस्टास V90 रेट्रोफिट प्रोजेक्ट पर काम किया था, और हम उन स्लिप रिंगों को बदल रहे थे जिनकी सेवा जीवन 8 साल से कम थी। ओईएम विनिर्देश में कहा गया है कि 20 वर्ष। क्यों? तटीय स्थापना से नमक हवा का क्षरण। जब वे प्रारंभिक डिज़ाइन गणना कर रहे होते हैं तो कोई भी इसके बारे में नहीं सोचता है।

अपतटीय तेल उद्योग विशेष रूप से ड्रिलिंग रिगों में भी इनका बड़े पैमाने पर उपयोग करता है। लेकिन यहां कुछ दिलचस्प है: विफलता मोड भूमि आधारित अनुप्रयोगों से पूरी तरह से अलग हैं। हमारे पास मैक्सिको की खाड़ी में एक रिग था जहां स्लिप रिंग सील हर 6-8 महीने में विफल हो रही थी। पता चला कि गर्मी का संयोजन (ड्रिल फ़्लोर के पास यह गर्म हो जाता है) और वे जिस विशिष्ट प्रकार के सिंथेटिक हाइड्रोलिक तरल पदार्थ का उपयोग कर रहे थे, वह विटॉन सील को तोड़ रहा था। एचएनबीआर सील पर स्विच किया गया और समस्या दूर हो गई। प्रति यूनिट लगभग $12k अधिक लागत है, लेकिन जब आपका डाउनटाइम $500k प्रति दिन है, तो आपको वास्तव में परवाह नहीं है।

सैन्य अनुप्रयोग-रडार प्रणाली, टैंक बुर्ज, नौसैनिक बंदूक प्रणाली। एनडीए के कारण मैं इस बारे में ज्यादा बात नहीं कर सकता, लेकिन मैं बस इतना कहना चाहता हूं कि जब आपको 3,000 पीएसआई पर हाइड्रोलिक तरल पदार्थ पंप करते समय 5 टन रडार सरणी को घुमाने की आवश्यकता होती है, तो इंजीनियरिंग तेजी से दिलचस्प हो जाती है। इन अनुप्रयोगों के लिए स्लिप रिंग में कभी-कभी अनावश्यक प्रवाह पथ होते हैं, जिसका मूल रूप से मतलब है कि यदि एक चैनल विफल हो जाता है, तो आपके पास बैकअप है। मैंने एक ही आवास में 8 स्वतंत्र हाइड्रोलिक मार्ग वाली इकाइयाँ देखी हैं।

चिकित्सा उपकरण एक और ऐसा क्षेत्र है जो लोगों को आश्चर्यचकित करता है। सीटी स्कैनर और कुछ विशेष सर्जिकल रोबोट हाइड्रोलिक स्लिप रिंग का उपयोग करते हैं। सीटी स्कैनर एप्लिकेशन विशेष रूप से चुनौतीपूर्ण है क्योंकि आपको सटीक द्रव प्रवाह को बनाए रखते हुए सुचारू, कंपन मुक्त रोटेशन की आवश्यकता होती है। यूसीएलए मेडिकल में हमने जिस स्कैनर के साथ काम किया, उसे 180 आरपीएम पर घूमते समय ±2% के भीतर प्रवाह स्थिरता बनाए रखनी थी। पारंपरिक हाइड्रोलिक कनेक्शन के साथ ऐसा करने का प्रयास करें।

इंजीनियरिंग की चुनौतियाँ जिनके बारे में आपको कोई चेतावनी नहीं देता

स्लिप रिंग में दबाव कम होना उन चीजों में से एक है जो कागज पर मामूली लगती है लेकिन वास्तविक इंस्टॉलेशन में अंतहीन सिरदर्द का कारण बनती है। हमने ऐसी प्रणालियाँ देखी हैं जहाँ इंजीनियरों ने एक्चुएटर्स और सिलेंडरों के लिए सब कुछ पूरी तरह से गणना की, लेकिन स्लिप रिंग में 150 पीएसआई दबाव ड्रॉप का हिसाब देना पूरी तरह से भूल गए। परिणाम? सुस्त संचालन, अत्यधिक गर्म पंप, छोटा घटक जीवन।

तापमान साइलेंट किलर है। हाइड्रोलिक तरल पदार्थ तब गर्म हो जाता है जब वह कड़ी मेहनत कर रहा होता है, और जब आप इसे स्लिप रिंग में तंग अंतराल के माध्यम से मजबूर कर रहे होते हैं (हम ज्यादातर डिजाइनों में 0.001" से 0.003" की बात कर रहे हैं), तो यह और भी अधिक गर्मी उत्पन्न करता है। मैंने एरिज़ोना ग्रीष्मकाल में काम करने वाले उत्खननकर्ताओं पर स्लिप रिंग हाउसिंग का तापमान 180 डिग्री फ़ारेनहाइट से अधिक मापा है। उस तापमान पर, आप ठीक उस सीमा पर हैं जिसे अधिकांश हाइड्रोलिक सील लंबे समय तक संभाल सकते हैं।

वास्तविक-दुनिया की चीज़ें जो मायने रखती हैं

इंस्टालेशन वह जगह है जहां से अधिकांश समस्याएं शुरू होती हैं। स्लिप रिंग को घूर्णन अक्ष के साथ ठीक से संरेखित करने की आवश्यकता होती है -आमतौर पर 0.005" टीआईआर (कुल संकेतित रनआउट) के भीतर। मैंने बहुत सारे इंस्टॉलेशन देखे हैं जहां किसी ने बस इसे बोल्ट किया और इसे अच्छा कहा। तीन महीने बाद, वे सोच रहे हैं कि यह क्यों लीक हो रहा है।

ओह, और यहां कुछ ऐसा है जो किसी भी मैनुअल में नहीं है: ऑपरेशन के पहले 50-100 घंटों के बाद माउंटिंग बोल्ट को फिर से चालू करने की आवश्यकता होती है। थर्मल साइक्लिंग से चीजें व्यवस्थित हो जाती हैं। ऐसा कोई नहीं करता. कभी। फिर वे निर्माता को दोष देते हैं जब यह रेटेड 10,000 घंटे के बजाय 2,000 घंटे पर लीक होने लगता है।

पोर्ट कॉन्फ़िगरेशन लोगों की सोच से कहीं अधिक मायने रखता है। आप साइड पोर्ट, एक्सियल पोर्ट या दोनों के साथ स्लिप रिंग प्राप्त कर सकते हैं। क्रेन अनुप्रयोग के लिए, हम आम तौर पर स्थिर पक्ष पर साइड पोर्ट और घूर्णन पक्ष पर अक्षीय पोर्ट का उपयोग करते हैं। लेकिन पवन टरबाइन पर जहां जगह की कमी होती है? कभी-कभी आप शारीरिक रूप से जो कुछ भी काम करते हैं उसमें फंस जाते हैं, भले ही इसके लिए कुछ अजीब पाइपलाइन ही क्यों न हो।

संपूर्ण "रखरखाव-मुफ़्त" मार्केटिंग चीज़? हाँ, यह अधिकतर बकवास है। निश्चित रूप से, स्लिप रिंग को नियमित सेवा की आवश्यकता नहीं हो सकती है, लेकिन इसके आसपास के हाइड्रोलिक सिस्टम को निश्चित रूप से इसकी आवश्यकता होती है। संदूषण दुश्मन नंबर एक है. घिसे हुए पंप से धातु का एक टुकड़ा, खराब नली से रबर का एक टुकड़ा, और यह सीलिंग सतहों को खराब कर सकता है। हमने धातु के कणों को खोजने के बाद स्लिप रिंगों को स्क्रैप किया है जिन्हें आप 10x लूप के साथ मुश्किल से देख सकते हैं।

जिन अनुप्रयोगों का मैंने अभी तक उल्लेख भी नहीं किया है

स्वचालित विनिर्माण-ट्रांसफर टेबल, रोटरी इंडेक्सिंग टेबल, असेंबली फिक्स्चर। ये आमतौर पर कम दबाव (800-1500 पीएसआई) पर चलते हैं लेकिन चक्र दर बहुत अधिक होती है। मैंने ऑटोमोटिव असेंबली लाइनों पर स्लिप रिंग देखी हैं जो 24/7 प्रति मिनट 10-12 बार चक्रित होती हैं। इनके लिए जीवन प्रत्याशा की गणना एक क्रेन से पूरी तरह से अलग है जो हर कुछ मिनटों में एक बार घूम सकती है।

स्टील मिलें लैडल बुर्ज और कुछ रोलिंग मिल कॉन्फ़िगरेशन में हाइड्रोलिक स्लिप रिंग का उपयोग करती हैं। वातावरण क्रूर है -गर्मी, पैमाना, कंपन, आघात भार। हमने एक सतत ढलाईकार बुर्ज के लिए 4{6}}पैसेज स्लिप रिंग की आपूर्ति की, जिसे 200 डिग्री फ़ारेनहाइट परिवेश के तापमान और कभी-कभी पानी के स्प्रे से बचना था। कस्टम स्टेनलेस हाउसिंग, सिरेमिक लेपित रोटर, विशेष उच्च-तापमान सील। पुनर्निर्माण की आवश्यकता से पहले 7 साल तक चला। ग्राहक रोमांचित था क्योंकि पिछली इकाई 3 साल से भी कम समय तक चली थी।

मनोरंजन उद्योग-मंच उपकरण, घूमने वाले प्लेटफार्म, संगीत कार्यक्रमों और शो के लिए हवाई रिग। आवश्यकताएँ दिलचस्प हैं क्योंकि आपको विश्वसनीय संचालन की आवश्यकता है, लेकिन कर्तव्य चक्र आमतौर पर काफी हल्का होता है। चुनौती पैकेजिंग के बारे में अधिक है, इसे छोटा और हल्का बनाए रखना और कई हाइड्रोलिक सिलेंडरों के लिए पर्याप्त प्रवाह को संभालना।

चीजें जो गलत हो जाती हैं (आंशिक सूची)

हमारे द्वारा देखी जाने वाली समस्याओं में से संभवतः 60% समस्या सील विफलता की है। गलत सामग्री का चयन हो सकता है, संदूषण हो सकता है, दबाव बढ़ सकता है, अनुचित स्थापना हो सकती है। कभी-कभी यह सिर्फ दुर्भाग्य होता है।

बियरिंग विफलताएँ भी होती हैं, हालाँकि कम बार। आमतौर पर ऐसा इसलिए होता है क्योंकि किसी ने भार क्षमता दिशानिर्देशों का पालन नहीं किया। सिर्फ इसलिए कि एक स्लिप रिंग 3,000 पीएसआई को हाइड्रॉलिक रूप से संभाल सकती है, इसका मतलब यह नहीं है कि यह 5,000 पाउंड के पल भार का समर्थन कर सकती है। निर्माता की भार क्षमता वक्रों की जाँच करें। वे एक कारण से मौजूद हैं।

गुहिकायन क्षति{{0}मैंने इसे उच्च प्रवाह अनुप्रयोगों में देखा है जहां प्रवाह वेग बहुत अधिक हो जाता है और स्थानीय दबाव वाष्प दबाव से नीचे चला जाता है। अंत में आप छोटे-छोटे बुलबुले बनाते और ढहते हैं, जो धातु को नष्ट कर देते हैं। अंदर से रेत-विस्फोट जैसा लगता है। समाधान आमतौर पर बड़ी स्लिप रिंग या प्रवाह दर को कम करना है, इनमें से कोई भी वह नहीं है जिसे ग्राहक सुनना चाहता है।

मार्गो के बीच क्रॉस {{0}संदूषण दुर्लभ है लेकिन जब ऐसा होता है तो विनाशकारी होता है। वानिकी उपकरण अनुप्रयोग पर एक 6{3}}पैसेज स्लिप रिंग थी जहां एक सील आंतरिक रूप से विफल हो गई और उच्च दबाव प्रवाह को कम दबाव वाली रिटर्न लाइन में लीक होने दिया। परिणामी दबाव स्पाइक ने तीन अलग-अलग हाइड्रोलिक सिलेंडरों को उड़ा दिया। महंगा दिन.

लागत वास्तविकताएँ

3000 पीएसआई सेवा के लिए एक बुनियादी 1-पैसेज स्लिप रिंग बोर आकार और सुविधाओं के आधार पर $800-2000 तक चल सकती है। जटिल अनुप्रयोगों के लिए बहु-मार्ग इकाइयाँ? मैंने विशिष्ट इकाइयों के लिए $25,000 से अधिक के उद्धरण देखे हैं। विदेशी सामग्रियों के साथ कस्टम डिज़ाइन? आसमान की ऊंचाइयां छूओ।

लेकिन यहाँ बात यह है कि -स्लिप रिंग स्वयं आमतौर पर कुल सिस्टम लागत का एक छोटा सा अंश है। एक क्रेन की कीमत 2 मिलियन डॉलर हो सकती है। हाइड्रोलिक स्लिप रिंग शायद $5,000 है। लेकिन यदि वह स्लिप रिंग विफल हो जाती है, तो आपको डाउनटाइम लागत में $50,{7}} का सामना करना पड़ सकता है। इसीलिए हम हमेशा महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए एक अतिरिक्त सामान अपने पास रखने की सलाह देते हैं, भले ही अधिकांश ग्राहक इसे सुनना नहीं चाहते हों।

जब लोग कोई नई प्रणाली निर्दिष्ट कर रहे होते हैं तो मैं उन्हें क्या बताता हूँ

प्रवाह क्षमता का मिलान अपनी वास्तविक आवश्यकताओं से करें, न कि केवल पंप क्षमता से। मैंने बहुत सारे बड़े आकार के स्लिप रिंग देखे हैं जहां वास्तविक प्रवाह दर स्लिप रिंग द्वारा संभाली जा सकने वाली क्षमता से आधी होती है। अंततः आपको कम वेग और संभावित ठहराव की समस्या का सामना करना पड़ेगा।

सेवाक्षमता के बारे में सोचें. क्या आप वास्तव में पूरी मशीन को अलग किए बिना स्लिप रिंग को बदल सकते हैं? मैंने ऐसे इंस्टॉलेशन पर काम किया है जहां स्लिप रिंग को बदलने के लिए 3 दिन की क्रेन डिस्सेप्लर की आवश्यकता होती है। आदर्श नहीं।

पर्यावरणीय सीलिंग मायने रखती है। यदि आप धूल भरे वातावरण में हैं, तो संदूषण नियंत्रण महत्वपूर्ण है। समुद्री वातावरण को संक्षारण प्रतिरोधी सामग्री की आवश्यकता होती है। सील सामग्री और मंजूरी के लिए तापमान चरम सीमा पर विशेष ध्यान देने की आवश्यकता है।

और कृपया, कृपया सही हाइड्रोलिक द्रव निर्दिष्ट करें। स्लिप रिंग निर्माता कुछ तरल गुणों {{1}चिपचिपाहट, एडिटिव्स, बेस स्टॉक के आसपास डिजाइन करता है। यादृच्छिक स्थानापन्न तरल पदार्थों का उपयोग करना परेशानी खड़ी करना है।

भविष्य (शायद)

गैर-संपर्क चुंबकीय युग्मन प्रणालियों पर विकास कार्य हो रहा है जो संभावित रूप से कुछ अनुप्रयोगों में हाइड्रोलिक स्लिप रिंगों को प्रतिस्थापित कर सकता है। विचार यह है कि बिना किसी घूमने वाली सील के एक सील प्रणाली के माध्यम से तरल पदार्थ को पंप करने के लिए चुंबकीय ड्राइव का उपयोग किया जाए। दिलचस्प अवधारणा, लेकिन मैंने अभी तक इसे लगभग 1500 पीएसआई से ऊपर काम करते नहीं देखा है। हम देखेंगे।

कुछ निर्माता एकीकृत सेंसर पैकेजों पर काम कर रहे हैं जो स्लिप रिंग स्वास्थ्य तापमान, दबाव, कंपन की निगरानी करते हैं। प्रतिक्रियाशील मरम्मत के बजाय पूर्वानुमानित रखरखाव। सिद्धांत में समझ में आता है. व्यवहार में, अधिकांश ग्राहक स्मार्ट संस्करण के लिए प्रीमियम का भुगतान नहीं करना चाहते हैं, जबकि मूल संस्करण की कीमत आधी है।

वास्तविकता यह है कि हाइड्रोलिक स्लिप रिंग परिपक्व तकनीक है जो ठीक से लागू होने पर अच्छी तरह से काम करती है। वे जल्द ही ख़त्म होने वाले नहीं हैं, इसके बावजूद कि उद्योग में कुछ लोग "सभी -इलेक्ट्रिक" भविष्य के बारे में क्या दावा कर सकते हैं। हाइड्रोलिक्स अभी भी बिजली घनत्व और विश्वसनीयता में लाभ प्रदान करता है जो इलेक्ट्रिक एक्चुएटर्स के साथ मेल खाना मुश्किल है, खासकर कठोर वातावरण में।