हाइड्रोलिक स्विवेल स्लिप रिंग: सही डिज़ाइन चुनें

एक हाइड्रोलिक कुंडा और स्लिप रिंग संयोजन इकाई एक मशीन को रोटेशन के केंद्र के माध्यम से हाइड्रोलिक पावर, विद्युत शक्ति और नियंत्रण संकेतों को पारित करते हुए लगातार घूमने देती है। आप उसी घटक को भी देख सकते हैं जिसे हाइड्रोलिक कुंडा स्लिप रिंग, स्लिप रिंग के साथ हाइड्रोलिक रोटरी यूनियन, या बस स्लिप रिंग के साथ एक रोटरी जोड़ कहा जाता है। नाम जो भी हो, इंजीनियरिंग समस्या समान है: संरचना के मुड़ते समय, होज़ों और केबलों को घुमाए बिना तेल प्रवाह और सिग्नलों को साफ रखें।

प्रत्येक मशीन के लिए कोई एक सर्वोत्तम डिज़ाइन नहीं है। सही विकल्प उपलब्ध स्थान, हाइड्रोलिक मार्गों की संख्या, विद्युत सर्किट और सिग्नल प्रकार, कर्तव्य चक्र, पर्यावरणीय जोखिम, रखरखाव पहुंच और लागत लक्ष्य पर निर्भर करता है। अधिकांश ओईएम डिज़ाइन तीन लेआउट में आते हैं - अलग, अर्ध{3}एकीकृत, और पूरी तरह से एकीकृत - और प्रत्येक सही स्थिति में सही उत्तर है। लक्ष्य सबसे जटिल या सबसे सीलबंद इकाई नहीं है; यह वह डिज़ाइन है जो सुरक्षा या एकीकरण के लिए भुगतान किए बिना वास्तविक परिचालन आवश्यकताओं को पूरा करता है जिसका उपयोग एप्लिकेशन कभी नहीं करता है।

इंजीनियरिंग नोट:हाइड्रोलिक कुंडा और स्लिप रिंग को एक प्रणाली के रूप में निर्दिष्ट किया जाना चाहिए। हाइड्रोलिक पोर्ट लेआउट, केबल निकास, टॉर्क प्रतिक्रिया, ताप पथ और सेवा पहुंच सभी एक दूसरे को प्रभावित करते हैं। हाइड्रोलिक पक्ष पर लिया गया निर्णय अक्सर विद्युत पक्ष को बाधित करता है, और इसका विपरीत भी उतना ही सच है।

हाइड्रोलिक कुंडा और स्लिप रिंग संयोजन इकाई क्या है?

एक हाइड्रोलिक कुंडा - जिसे कभी-कभी हाइड्रोलिक रोटरी यूनियन कहा जाता है - एक स्थिर संरचना से तरल पदार्थ को एक घूर्णन संरचना में स्थानांतरित करता है। हवाई लिफ्टों, ट्रक क्रेनों, वानिकी अनुलग्नकों, घूमने वाले प्लेटफार्मों और औद्योगिक टर्नटेबल्स जैसी मशीनों पर, ऊपरी संरचना घूमती है जबकि हाइड्रोलिक तेल नीचे सिलेंडर, मोटर, ब्रेक या वाल्व को शक्ति प्रदान करता रहता है।

एक विद्युत स्लिप रिंग बिजली के लिए समान कार्य करती है। यह केबल को घुमाए बिना स्थिर और घूमने वाले हिस्सों के बीच करंट, सेंसर डेटा, कंट्रोल कमांड, एनकोडर फीडबैक और संचार लाइनें पास करता है।

जब इन दो कार्यों को एक घूर्णन असेंबली को साझा करने के लिए इंजीनियर किया जाता है, तो परिणाम संयोजन इकाई - होता है जिसे स्लिप रिंग यूनियन, स्लिप रिंग के साथ एक रोटरी जोड़, या स्लिप रिंग के साथ एक रोटरी यूनियन के रूप में भी वर्णित किया जाता है। व्यवहार में यह मशीन के घूमने वाले हिस्से को स्वतंत्र रूप से घुमाता रहता है जबकि प्रत्येक नली और तार व्यवस्थित और संरक्षित रहते हैं।

घूमने वाले उपकरण को द्रव और विद्युत स्थानांतरण दोनों की आवश्यकता क्यों होती है?

अधिकांश घूमने वाली मशीनों को यांत्रिक गति से अधिक की आवश्यकता होती है। उन्हें काम करने के लिए हाइड्रोलिक बल, उसे आदेश देने के लिए विद्युत नियंत्रण और क्या हो रहा है इसकी पुष्टि करने के लिए फीडबैक सिग्नल की आवश्यकता होती है।

एक ट्रक पर लगे हुए एरियल लिफ्ट लें। हाइड्रोलिक पावर बूम को बढ़ाती और बढ़ाती है, जबकि ऑपरेटर के आदेशों को चलती संरचना पर वाल्व और विद्युत प्रणालियों तक पहुंचना होता है। एक उचित रोटरी जोड़ के बिना, बुर्ज के खिसकने से होज़ और तार मुड़ जाते हैं, जिससे घुमाव बाधित होता है, इन्सुलेशन ख़राब हो जाता है, और अंततः लीक या खुले सर्किट का कारण बनता है जो फ़ील्ड रीवर्क में बदल जाता है।

यही तर्क मोबाइल और औद्योगिक उपकरणों सहित सभी पर चलता हैकार्य प्लेटफार्मों को ऊंचा करने के लिए स्लिप रिंग, ट्रक पर लगे क्रेन, वानिकी कटाई प्रमुख, घूमने वाले उत्खनन उपकरण, समुद्री डेक उपकरण, औद्योगिक रोटरी टेबल, और पवन और नवीकरणीय ऊर्जा प्रणालियाँ। यदि किसी मशीन को केवल सीमित यात्रा की आवश्यकता है, तो एक केबल श्रृंखला या नली लूप पर्याप्त हो सकता है। एक बार जब डिज़ाइन निरंतर 360-डिग्री रोटेशन की मांग करता है, तो हाइड्रोलिक कुंडा और स्लिप रिंग असेंबली आमतौर पर क्लीनर और अधिक विश्वसनीय समाधान होता है।

इंजीनियरिंग नोट:यदि स्लिप रिंग सेक्शन में CAN बस, ईथरनेट, या एनकोडर फीडबैक होता है, तो हाउसिंग स्टाइल को लॉक करने से पहले इलेक्ट्रिकल डिज़ाइन की समीक्षा करें। मैकेनिकल लेआउट तय होने के बाद सिग्नल अखंडता को ठीक करना बहुत कठिन है।

अलग बनाम अर्ध -एकीकृत बनाम पूरी तरह से एकीकृत हाइड्रोलिक कुंडा और स्लिप रिंग डिजाइन

अधिकांश संयोजन इकाइयाँ तीन लेआउट में आती हैं। अंतर मुख्य रूप से यह है कि हाइड्रोलिक कुंडा के सापेक्ष स्लिप रिंग कहां बैठती है, और यह कितना घिरा हुआ है।

अलग डिज़ाइन

एक अलग लेआउट में, हाइड्रोलिक कुंडा और स्लिप रिंग एक ही घूर्णन प्रणाली से संबंधित हैं, लेकिन स्लिप रिंग कुंडा बॉडी से दूर एक ट्यूब, बेस कास्टिंग या सपोर्ट ब्रैकेट पर लगाई जाती है।

यह तब अच्छी तरह से काम करता है जब मशीन संरचना पहले से ही रोटरी जोड़ को आश्रय देती है। स्लिप रिंग को अलग रखने से आम तौर पर लागत कम हो जाती है, क्योंकि आवास सरल होता है, कम कस्टम मशीनिंग होती है, और कुंडा के अंदर विद्युत अनुभाग को सील करने की कोई आवश्यकता नहीं होती है। इससे स्लिप रिंग तक पहुंचना, ढंकना या बदलना आसान हो जाता है और यह हाइड्रोलिक गर्मी को संपर्कों से दूर रखता है। कई सर्किटों वाली एक लंबी स्लिप रिंग को इस तरह से पैकेज करना अक्सर आसान होता है। ट्रेड-अक्षीय स्थान और अतिरिक्त माउंटिंग हार्डवेयर हैं। जब जोड़ खुले में बैठता है और धोने, स्प्रे या मलबे के संपर्क में आता है, तो एक अलग डिज़ाइन गलत कॉल है, क्योंकि विद्युत अनुभाग कम संरक्षित है।

अर्ध-एकीकृत डिज़ाइन

एक अर्ध-{0}}एकीकृत लेआउट में, स्लिप रिंग सीधे हाइड्रोलिक कुंडा के ऊपर या नीचे स्थापित होती है लेकिन अपना स्वयं का कवर रखती है। यह बीच का रास्ता है: एक अलग डिज़ाइन की तुलना में अधिक कॉम्पैक्ट और माउंट करने में आसान, जबकि विद्युत अनुभाग अभी भी सुलभ है।

लागत आम तौर पर अन्य दो के बीच बैठती है, और मुख्य डिज़ाइन जोखिम विवरण में है - केबल निकास और तनाव राहत की सावधानीपूर्वक योजना बनाई जानी चाहिए ताकि इकाई के मुड़ने पर तारों पर जोर न पड़े। यह शायद ही कभी सही विकल्प होता है जब एप्लिकेशन को वास्तव में पूरी तरह से सीलबंद, वाशडाउन प्रूफ़ पैकेज की आवश्यकता होती है।

पूरी तरह से एकीकृत डिजाइन

पूरी तरह से एकीकृत लेआउट में, स्लिप रिंग हाइड्रोलिक कुंडा संरचना के अंदर रहती है, या कसकर बनाई जाती है। परिणाम मजबूत और कॉम्पैक्ट है, लेकिन अधिक विशिष्ट है।

सुरक्षा वास्तविक है, और यह विशिष्ट विशेषताओं से आती है: एक सीलबंद आवास, कम उजागर इंटरफेस, संरक्षित केबल निकास, एक उच्चस्लिप रिंग आईपी रेटिंग, और संक्षारण प्रतिरोधी सामग्री। यह इस शैली को स्वाभाविक पसंद बनाता है जब जोड़ में कीचड़, मलबा, बारिश, धुलाई, या खारा पानी दिखाई देता है, या जब जगह इतनी तंग होती है कि सबसे साफ संभव पैकेज जीत जाता है। उन सुरक्षा दावों के पीछे वर्गीकरण और परीक्षण विधियों को अंतर्राष्ट्रीय मानक में परिभाषित किया गया हैआईईसी 60529, जो धूल और पानी के प्रवेश के लिए आईपी कोड निर्धारित करता है।

अतिरिक्त सुरक्षा मुफ़्त नहीं है. सीलिंग और सख्त एकीकरण से डिजाइन और विनिर्माण लागत बढ़ती है, सेवा पहुंच कठिन होती है, और भविष्य में विद्युत परिवर्तन अधिक बाधित होते हैं। यदि स्लिप रिंग में कई सर्किट होते हैं, तो सीलबंद घेरा बड़ा और महंगा हो सकता है - और यदि मशीन पहले से ही जोड़ की सुरक्षा करती है, तो हल्का, अधिक उपयोगी डिज़ाइन आमतौर पर बेहतर विकल्प होता है।

सबसे एकीकृत इकाई स्वचालित रूप से सर्वश्रेष्ठ नहीं है। एक सुरक्षित अनुप्रयोग के लिए एक सीलबंद डिज़ाइन बनाया जा सकता है, और जब मशीन फ्रेम पहले से ही सुरक्षा करता है तो एक अलग डिज़ाइन अधिक विश्वसनीय, अधिक किफायती उत्तर हो सकता है।

हाइड्रोलिक मार्ग, सर्किट और सिग्नल आवश्यकताओं को कैसे निर्दिष्ट करें

अच्छा चयन अधिकतर अच्छा विनिर्देशन होता है। लेआउट की तुलना करने से पहले पाँच प्रश्नों पर काम करें।

चरण 1: रोटेशन आवश्यकता को परिभाषित करें

गति से प्रारंभ करें. क्या घूर्णन 360 डिग्री या आगे-पीछे निरंतर होता रहता है? लगातार या रुक-रुक कर? अधिकतम गति क्या है और यह दिन में कितने घंटे घूमेगी? क्या कोई झटका, कंपन, साइड लोड या गलत संरेखण है? एक धीमी क्रेन स्लीव और एक उच्च गति वाली रोटरी टेबल बीयरिंग, सील, संपर्क सामग्री, गर्मी और सेवा जीवन पर बहुत अलग-अलग मांग रखती है, इसलिए रोटेशन प्रोफ़ाइल लगभग हर बाद के निर्णय को आकार देती है।

चरण 2: हाइड्रोलिक आवश्यकताओं की पुष्टि करें

द्रव पक्ष को परिभाषित करें: हाइड्रोलिक मार्गों की संख्या; मीडिया (हाइड्रोलिक तेल, पानी, शीतलक, या वायु); परिचालन और चरम दबाव; तापमान; प्रवाह दर; बंदरगाह का आकार और धागा; सील अनुकूलता; स्वीकार्य रिसाव; और संदूषण का खतरा। एक हाइड्रोलिक कुंडा केवल एक शाफ्ट के माध्यम से छेद का एक सेट नहीं है - आंतरिक मार्ग, सील, बीयरिंग, सतह खत्म, और दबाव रेटिंग सभी को वास्तविक कर्तव्य से मेल खाना चाहिए।

चरण 3: इलेक्ट्रिकल और सिग्नल आवश्यकताओं की पुष्टि करें

स्लिप रिंग अनुभाग को उसी विवरण में निर्दिष्ट करें। सर्किट की संख्या, प्रति सर्किट करंट और वोल्टेज की सूची बनाएं और कौन से सर्किट पावर बनाम सिग्नल ले जाते हैं। सिग्नल प्रकार की पहचान करें - एनालॉग, डिजिटल,कैन बस, ईथरनेट, एनकोडर, वीडियो, थर्मोकपल, या सेंसर फीडबैक - के साथ-साथ परिरक्षण आवश्यकताएं, शोर संवेदनशीलता, कनेक्टर या केबल {{1}निकास आवश्यकताएं, और हार्नेस सुरक्षा। एक स्लिप रिंग जो साधारण वाल्व नियंत्रण के लिए बिल्कुल ठीक है, संवेदनशील डेटा के लिए उपयुक्त नहीं हो सकती है; संचार और फीडबैक लाइनों पर जल्दी चर्चा की जानी चाहिए, देर से खोजी नहीं जानी चाहिए।

इंजीनियरिंग नोट:क्लासिक CAN बस लगभग 1 Mbit/s तक चलती है और उचित मात्रा में विद्युत शोर को सहन करती है; उच्च-स्पीड ईथरनेट और एनकोडर फीडबैक बहुत कम क्षमाशील हैं। उनके लिए, आवास स्वीकृत होने से पहले संपर्क सामग्री, सर्किट पृथक्करण और परिरक्षण का निपटान किया जाना चाहिए।

चरण 4: स्थान, स्थापना और पर्यावरण संरक्षण की जाँच करें

मैकेनिकल पैकेजिंग अक्सर अंतिम लेआउट तय करती है। अधिकतम बाहरी व्यास और ऊंचाई की समीक्षा करें, किसी भी माध्यम से {{1}बोर आवश्यकता, माउंटिंग ओरिएंटेशन, केबल{{2}निकास दिशा, नली{3}रूटिंग स्पेस, और इंस्टॉलेशन और सेवा के लिए पहुंच। फिर एक्सपोज़र के बारे में ईमानदार रहें: कीचड़, पानी, धूल, नमक स्प्रे, प्रभाव, या उच्च दबाव से धुल जाना। एक सीलबंद बुर्ज के अंदर दबा हुआ जोड़ एक अलग या अर्ध-एकीकृत शैली का उपयोग कर सकता है; खुले में लगाया गया जोड़ पूरी तरह से सीलबंद डिज़ाइन को उचित ठहरा सकता है। इस चरण को छोड़ देने से वास्तविक लागत आती है - कनेक्टर जो कुछ वाशडाउन चक्रों के बाद खराब हो जाते हैं, या सिग्नल जो रोटेशन के बीच में ही गिर जाते हैं, घटक विफलताओं के बजाय लगभग हमेशा पैकेजिंग और सुरक्षा समस्याएं होती हैं।

चरण 5: शेष लागत, सेवाक्षमता और जोखिम

एक ध्वनि डिज़ाइन अनावश्यक जटिलता के बिना आवश्यकता को पूरा करता है। अधिक से अधिक डिज़ाइन में लागत, ऊंचाई, लीड समय और रखरखाव की कठिनाई शामिल होती है; अंडर{2}}डिज़ाइन लीक, विद्युत शोर, केबल क्षति, सील विफलता और डाउनटाइम को आमंत्रित करता है। उपयोगी प्रश्न यह नहीं है कि "कौन सी इकाई सबसे मजबूत है?" लेकिन "कौन सा डिज़ाइन सबसे कम कुल सिस्टम लागत पर आवश्यक प्रदर्शन, सुरक्षा, पहुंच और विश्वसनीयता प्रदान करता है?" ब्रैकेट, फ़ील्ड वायरिंग, संरेखण कार्य और रखरखाव डाउनटाइम जोड़ने के बाद सबसे कम इकाई मूल्य शायद ही कभी जीतता है।

अनुप्रयोग-आधारित चयन उदाहरण

उपकरण प्रकारों में वही तीन लेआउट बार-बार दिखाई देते हैं। कुछ प्रतिनिधि मामले अनुसरण करते हैं, और आप देख सकते हैं कि ट्रेडऑफ़ कैसे चलता हैप्रलेखित हाइड्रोलिक -विद्युत रोटरी संयुक्त परियोजना.

ट्रक पर स्थापित हवाई लिफ्ट

रोटरी जोड़ आमतौर पर एक संरक्षित बुर्ज के अंदर बैठता है, इसलिए संदूषण का जोखिम मध्यम होता है और जो सबसे ज्यादा मायने रखता है वह है सर्किट गिनती, सेवा पहुंच और लागत। एक अलग या अर्ध-एकीकृत हाइड्रोलिक कुंडा यहां अच्छी तरह से काम करता है। जोड़ को बार-बार सील करने से लागत बढ़ जाती है और बिना किसी वास्तविक लाभ के रखरखाव कठिन हो जाता है, क्योंकि संरचना पहले से ही सुरक्षा करती है।

वानिकी कटाई प्रमुख

यहां का वातावरण क्रूर - कीचड़, लकड़ी के टुकड़े, प्रभाव और निरंतर कंपन वाला है। एक पूरी तरह से एकीकृत, सीलबंद इकाई अपनी लागत अर्जित करती है, क्योंकि संपर्कों या सीलों में एक भी संदूषण पथ सेवा से बाहर हो सकता है। सुरक्षा और कठोरता सेवाक्षमता से आगे निकल जाती है।

समुद्री डेक क्रेन या चरखी

नमक का छिड़काव, नमी और संक्षारण हावी रहते हैं, तब भी जब पानी वास्तव में कभी अंदर नहीं जाता है। संक्षारण प्रतिरोधी सामग्रियों के साथ एक सीलबंद या पूरी तरह से एकीकृत डिजाइन सुरक्षित विनिर्देश है, और सामग्री अनुकूलता उतनी ही मायने रखती है जितनी प्रवेश रेटिंग - एक बाड़ा पानी को बाहर रख सकता है और फिर भी क्लोराइड {3}समृद्ध वातावरण में संक्षारण कर सकता है।समुद्री रोटरी उपकरणों में उपयोग की जाने वाली संक्षारण सुरक्षा विधियाँचयन के दौरान समीक्षा करने लायक हैं।

विशिष्टता डेटा तैयार करने के लिए

कोटेशन का अनुरोध करने से पहले, आवश्यकता को तीन समूहों में व्यवस्थित करने से मदद मिलती है। नीचे दी गई तालिकाएँ सूचीबद्ध करती हैं कि क्या पुष्टि करनी है, एप्लिकेशन के विरुद्ध परिष्कृत करने के लिए विशिष्ट उदाहरणों के साथ - ये शुरुआती बिंदु हैं, निश्चित सीमाएँ नहीं।

हाइड्रोलिक पक्ष

विद्युत पक्ष

यांत्रिक पक्ष

सामान्य चयन गलतियाँ

अकेले इकाई मूल्य पर चयन करना

एक बार अतिरिक्त ब्रैकेट, फ़ील्ड वायरिंग, संरेखण, या लगातार सेवा की आवश्यकता होने पर सबसे सस्ती इकाई उच्चतम स्थापित लागत वहन कर सकती है। कुल सिस्टम लागत की तुलना करें, लाइन आइटम की नहीं।

पावर और सिग्नल सर्किट को एक समान मानना

पावर सर्किट और संवेदनशील सिग्नल की अलग-अलग ज़रूरतें होती हैं। बिना अधिकार केपरिरक्षण और संपर्क सामग्री विकल्प, पृथक्करण, या रूटिंग, डेटा लाइनें शोर उठाती हैं और अक्सर केवल रोटेशन के तहत - ही बाहर निकलती हैं, जिससे गलती का पीछा करना मुश्किल हो जाता है।

ओवर-एक आश्रित जोड़ को एकीकृत करना

एक संरक्षित एप्लिकेशन पर पूरी तरह से सीलबंद डिज़ाइन ज्यादातर लागत और सेवा में कठिनाई पैदा करता है। सुरक्षा का वास्तविक एक्सपोज़र से मिलान करें।

पर्यावरणीय जोखिम को कम आंकना

यदि जोड़ में पानी, मलबा, जंग, या दबाव से धुलाई देखी जाती है, तो एक बुनियादी आवरण पर्याप्त नहीं है। प्रारंभ में सुरक्षा का निर्णय लें; फ़ील्ड विफलता के बाद इसे दोबारा लगाना कहीं अधिक महंगा है।

अलगाव में हाइड्रोलिक और इलेक्ट्रिकल पक्षों को डिजाइन करना

पोर्ट लेआउट, केबल निकास, टॉर्क प्रतिक्रिया, गर्मी और सेवा पहुंच सभी परस्पर क्रिया करते हैं। अलग-अलग हिस्सों के रूप में चयनित, वे मशीन पर एक-दूसरे से लड़ते हैं।

अंतिम विचार

हाइड्रोलिक कुंडा और स्लिप रिंग संयोजन इकाई चुनना एक इंजीनियरिंग निर्णय है, कैटलॉग चयन नहीं। सही डिज़ाइन इस बात पर निर्भर करता है कि मशीन कैसे घूमती है, कुंडा को कौन सा मीडिया ले जाना चाहिए, स्लिप रिंग को किन संकेतों की रक्षा करनी चाहिए, और पर्यावरण से जोड़ को कितना खतरा है। खाली जगह के साथ आश्रय वाले उपकरण अक्सर एक अलग लेआउट के साथ सबसे अच्छा काम करते हैं; सख्त पैकेजिंग सेमी{{2}एकीकृत की ओर इशारा करती है; कठोर, गीला, या कॉम्पैक्ट अनुप्रयोग पूरी तरह से एकीकृत इकाई को उचित ठहराते हैं। पहले वास्तविक परिचालन स्थितियों को परिभाषित करें, फिर प्रदर्शन, सुरक्षा, स्थापना, रखरखाव और कुल सिस्टम लागत पर लेआउट का वजन करें।