स्लिप रिंग इंजीनियरिंग गाइड: घटक, मुख्य पैरामीटर और परीक्षण

स्लिप रिंग एक स्थिर संरचना और एक घूर्णन संरचना के बीच विद्युत इंटरफ़ेस है। इंजीनियरिंग कार्य के लिए, महत्वपूर्ण प्रश्न केवल यह नहीं है कि स्लिप रिंग क्या है, बल्कि संपूर्ण घूर्णन इंटरफ़ेस में क्या होना चाहिए, यह कैसे चलता है, कितनी जगह उपलब्ध है, यह कौन सा वातावरण देखता है, और इसके महत्वपूर्ण कार्यों को कैसे मान्य किया जाएगा।

यह मार्गदर्शिका तीन कार्यों पर केंद्रित है: संपर्क-आधारित स्लिप रिंग के मुख्य घटकों को समझना, विद्युत और यांत्रिक मापदंडों को परिभाषित करना जो वास्तव में डिज़ाइन को नियंत्रित करते हैं, और एक परीक्षण योजना बनाना जो वास्तविक मशीन को दर्शाती है। यदि आपको बुनियादी परिभाषा और सामान्य प्रकार की आवश्यकता है, तो शुरुआत करेंस्लिप रिंग क्या है?. उद्योग उपयोग के मामलों और उत्पाद-चयन वर्कफ़्लो के लिए, अलग-अलग का उपयोग करेंस्लिप रिंग एप्लीकेशन गाइड.

घूर्णन इंटरफ़ेस से प्रारंभ करें, उत्पाद के नाम से नहीं

कॉन्फ़िगरेशन चुनने से पहले, मशीन को तीन भागों में विभाजित करें: स्थिर पक्ष, घूमने वाला पक्ष, और प्रत्येक सेवा जो उनके बीच की सीमा को पार करनी चाहिए।

यह सिस्टम मैप एक सामान्य विनिर्देश त्रुटि को रोकता है: एक स्लिप रिंग को एक निश्चित कैटलॉग भाग के रूप में मानना ​​और फिर मशीन को इसके चारों ओर फिट करने के लिए मजबूर करना। एक बेहतर क्रम यह है कि पहले घूमने वाले इंटरफ़ेस को परिभाषित किया जाए और उस आवश्यकता को आर्किटेक्चर को सीमित करने दिया जाए।

संपर्क-आधारित स्लिप रिंग के मुख्य घटक

पारंपरिक विद्युत स्लिप रिंग एक तरफ घूमने के दौरान विद्युत निरंतरता बनाए रखने के लिए प्रवाहकीय ट्रैक और स्लाइडिंग संपर्कों का उपयोग करती हैं। आंतरिक ज्यामिति डिज़ाइन के अनुसार भिन्न होती है, लेकिन मुख्य कार्यात्मक तत्व सुसंगत होते हैं।

स्लाइडिंग संपर्क मापे गए विद्युत पथ का केवल एक हिस्सा है। बाहरी लीड से ली गई प्रतिरोध रीडिंग में आंतरिक कंडक्टर, जोड़ और समाप्ति भी शामिल हो सकती है। माप या स्वीकृति सीमा की तुलना करने से पहले उस सीमा को परिभाषित किया जाना चाहिए।

बड़े ब्रश सिस्टम का उपयोग करने वाले डिज़ाइनों के लिए, देखेंकार्बन ब्रश स्लिप रिंग श्रेणी. सर्किट आवंटन और चैनल योजना के लिए, देखेंस्लिप रिंग चैनल डिज़ाइन.

मैकेनिकल आर्किटेक्चर एक पैकेजिंग निर्णय है

थ्रू-होल, कैप्सूल, पैनकेक और अलग-अलग स्लिप रिंग को एक ही उत्पाद के कीवर्ड विविधताओं के रूप में नहीं माना जाना चाहिए। प्रत्येक एक अलग यांत्रिक एकीकरण समस्या हल करता है।

पहला निर्णय लेने के लिए वास्तविक मशीन लिफाफे का उपयोग करें।छेद के माध्यम से, कैप्सूल, पैनकेकऔरअलग स्लिप रिंगउत्पाद परिवार इन विभिन्न पैकेजिंग दिशाओं का वर्णन करते हैं। परिवार-स्तर की जानकारी को प्रत्येक व्यक्तिगत मॉडल पर लागू नहीं माना जाना चाहिए।

प्रमुख विद्युत पैरामीटर

सर्किट, वोल्टेज और करंट

केवल कुल तार संख्या निर्दिष्ट न करें. एक सर्किट शेड्यूल बनाएं. प्रत्येक सर्किट के लिए, उसके कार्य, एसी या डीसी वोल्टेज, सामान्य करंट, प्रासंगिक स्टार्टअप या पीक करंट, कर्तव्य चक्र, और क्या यह बिजली, नियंत्रण, माप या संचार करता है, की पहचान करें।

यह अंतर मायने रखता है क्योंकि कंडक्टर का आकार, संपर्क ज्यामिति, तापमान वृद्धि, सर्किट रिक्ति और पृथक्करण रणनीति विद्युत फ़ंक्शन पर निर्भर करती है। एक मोटर सर्किट और एक सेंसर सर्किट एक ही घूर्णन असेंबली साझा कर सकते हैं लेकिन उन्हें समकक्ष चैनल के रूप में नहीं माना जाना चाहिए।

संपर्क प्रतिरोध और गतिशील प्रतिरोध भिन्नता

स्थैतिक निरंतरता पुष्टि करती है कि एक पथ मौजूद है। यह नहीं दिखाता कि असेंबली घूमते समय वह पथ कितना स्थिर रहता है। स्लाइडिंग संपर्क स्थिति, गति, कंपन, घिसाव, संदूषण, तापमान और यांत्रिक स्थिति के साथ प्रतिरोध भिन्नता दिखा सकते हैं।

जब कम प्रतिरोध मायने रखता है, तो माप सीमा और विधि को परिभाषित करें। चार-तार विधि कम-प्रतिरोध माप में सीसा-प्रतिरोध त्रुटि को कम कर सकती है।आईईसी 60512-2-1विद्युत संपर्कों के लिए मिलिवोल्ट-स्तरीय संपर्क-प्रतिरोध परीक्षण विधि को परिभाषित करता है; यह माप अनुशासन को सूचित कर सकता है, लेकिन यह एक सार्वभौमिक स्लिप-रिंग स्वीकृति मानदंड नहीं है।

स्लिप रिंग के लिए, उपयोगी स्वीकृति प्रश्न आमतौर पर अनुप्रयोग-विशिष्ट होता है: आवश्यक धारा, गति, गति और वातावरण के तहत विद्युत पथ कितना स्थिर रहना चाहिए?

इन्सुलेशन प्रतिरोध और ढांकता हुआ पृथक्करण

इन्सुलेशन प्रदर्शन को वास्तविक सर्किट समूहन और वोल्टेज आवश्यकता से परिभाषित किया जाना चाहिए। पावर सर्किट, निम्न-स्तरीय सेंसर और संचार पथों को अलग-अलग पृथक्करण, ग्राउंडिंग और परिरक्षण उपचार की आवश्यकता हो सकती है।

एकल सामान्य इन्सुलेशन-प्रतिरोध या ढांकता हुआ-शक्ति संख्या को उत्पाद परिवारों में कॉपी नहीं किया जाना चाहिए। आवश्यक परीक्षण वोल्टेज, अवधि, सर्किट ग्रुपिंग और पास/फेल मान चयनित डिज़ाइन और प्रोजेक्ट आवश्यकता से आना चाहिए।

वोल्टेज में गिरावट और तापमान में वृद्धि

एक पावर सर्किट के लिए, विद्युत प्रतिरोध एक थर्मल मुद्दा बन जाता है क्योंकि बिजली की हानि बढ़ जाती हैI²R. इसलिए संपूर्ण वर्तमान पथ का मूल्यांकन प्रतिनिधि भार के तहत किया जाना चाहिए, जिसमें संपर्क, आंतरिक कंडक्टर, समाप्ति, केबल और कनेक्टर शामिल हैं।

यदि तापमान वृद्धि गंभीर है, तो परीक्षण के दौरान उपयोग की जाने वाली वर्तमान, कर्तव्य चक्र, परिवेश तापमान, शीतलन स्थिति, बढ़ते राज्य और रोटेशन प्रोफ़ाइल को परिभाषित करें। नो-लोड बेंच रीडिंग लोडेड थर्मल सत्यापन को प्रतिस्थापित नहीं करती है।

सिग्नल और डेटा पैरामीटर्स

एक चैनल जो डीसी निरंतरता से गुजरता है वह अभी भी संचार पथ के रूप में विफल हो सकता है। एनकोडर, एनालॉग माप, ईथरनेट, यूएसबी, वीडियो और अन्य इंटरफेस में भौतिक-परत आवश्यकताएं होती हैं जो रोटेशन के दौरान केबल ज्यामिति, प्रतिबाधा, ढाल, ग्राउंडिंग, क्रॉसस्टॉक, कनेक्टर और संपर्क भिन्नता से प्रभावित हो सकती हैं।

प्रत्येक सिग्नल या डेटा चैनल के लिए, परिभाषित करें:

• सटीक संकेत या प्रोटोकॉल;
• डेटा दर या इंटरफ़ेस संस्करण;
• विभेदक जोड़ी, समाक्षीय या अन्य कंडक्टर ज्यामिति;
• जहां आवश्यक हो वहां विशेषता प्रतिबाधा;
• परिरक्षण और ढाल समाप्ति;
• जमीनी संदर्भ;
• दोनों तरफ कनेक्टर और केबल प्रकार;
• निकटवर्ती उच्च-धारा या स्विचिंग सर्किट से पृथक्करण; और
• गतिशील परीक्षण जो घूर्णन करते समय उत्तीर्ण होना चाहिए।

ईथरनेट इसका स्पष्ट उदाहरण है.आईईईई 802.3 कार्य समूहविभिन्न मीडिया और सिग्नलिंग आवश्यकताओं के साथ ईथरनेट भौतिक-परत परिवारों को परिभाषित करता है। इसलिए, वाक्यांश "ईथरनेट संगत" तब तक अधूरा है जब तक कि आवश्यक ईथरनेट कार्यान्वयन और एंड-टू-एंड ट्रांसमिशन स्थितियां ज्ञात न हों।

सामान्य सिग्नल व्यवहार पर अधिक विवरण के लिए देखेंस्लिप रिंग के माध्यम से स्थिर सिग्नल ट्रांसमिशन.

प्रमुख यांत्रिक पैरामीटर

आरपीएम और मोशन प्रोफाइल

अधिकतम आरपीएम पूर्ण गति विनिर्देश नहीं है। एक स्लिप रिंग लगातार घूम सकती है, एक सीमित कोण के माध्यम से दोलन कर सकती है, स्टेशनों के बीच सूचकांक कर सकती है, बार-बार उलट सकती है या छोटे रुक-रुक कर चक्रों के लिए काम कर सकती है। ये पैटर्न संपर्क यात्रा, गर्मी, असर शुल्क और टूट-फूट को बदलते हैं।

सामान्य गति, अधिकतम गति, गति प्रकार, उत्क्रमण आवृत्ति, परिचालन घंटे और महत्वपूर्ण त्वरण या झटके की स्थिति रिकॉर्ड करें। समान अधिकतम आरपीएम वाली दो मशीनें बहुत भिन्न सेवा शर्तें लागू कर सकती हैं।

टॉर्क शुरू करना और चलाना

बियरिंग्स, स्लाइडिंग संपर्क और सील घूर्णी प्रतिरोध में योगदान करते हैं। एक बड़े औद्योगिक ड्राइव में यह एक मामूली भार हो सकता है, जबकि एक जिम्बल, छोटी मोटर, सहयोगी रोबोट संयुक्त या सटीक पोजिशनिंग अक्ष में यह उपलब्ध टॉर्क बजट के एक सार्थक हिस्से का उपभोग कर सकता है।

जहां टॉर्क मायने रखता है, सटीक कॉन्फ़िगरेशन के लिए स्वीकार्य स्टार्टिंग और रनिंग टॉर्क निर्दिष्ट करें। यह न मानें कि पारिवारिक स्तर का "कम टॉर्क" कथन प्रत्येक सर्किट गणना, केबल सेट या सीलिंग विकल्प पर लागू होता है।

बोर, बाहरी व्यास और अक्षीय लंबाई

यांत्रिक लिफाफा पैरामीटर परस्पर क्रिया करते हैं। थ्रू-बोर बढ़ाने से रिंग, इन्सुलेशन और संरचना के लिए उपलब्ध रेडियल क्षेत्र कम हो जाता है। अक्षीय लंबाई कम करने से सर्किट वितरित होने का तरीका बदल सकता है। तकनीकी रूप से मान्य विद्युत डिज़ाइन अभी भी अनुपयोगी हो सकता है यदि यह होस्ट मशीन में फिट नहीं बैठता है।

आवश्यक बोर, अधिकतम बाहरी व्यास, अधिकतम अक्षीय लंबाई, माउंटिंग इंटरफ़ेस, रोटर/स्टेटर ओरिएंटेशन, केबल-निकास दिशा और कनेक्टर स्थान को एक साथ परिभाषित करें।

संरेखण, रनआउट और बाहरी भार

इंस्टॉलेशन को स्लिप रिंग को अनपेक्षित संरचनात्मक असर के रूप में कार्य करने के लिए मजबूर नहीं करना चाहिए जब तक कि डिज़ाइन उन भारों के लिए न हो। शाफ्ट रनआउट, गलत संरेखण, केबल खींच और एक गलत एंटी-रोटेशन संयम असर भार, संपर्क दबाव और टूट-फूट को बदल सकता है।

यांत्रिक ड्राइंग में होस्ट-मशीन समर्थन, माउंटिंग सतह, एंटी-रोटेशन विधि, शाफ्ट स्थिति, केबल रूटिंग और आस-पास की चलती संरचनाएं दिखनी चाहिए।

पर्यावरण और जीवनचक्र पैरामीटर

"औद्योगिक," "बीहड़," "जलरोधक" और "लंबे जीवन" जैसे शब्द पूर्ण इंजीनियरिंग विनिर्देश नहीं हैं। उन्हें मापने योग्य एक्सपोज़र और परिचालन स्थितियों से बदलें।

यदि आईपी रेटिंग की आवश्यकता है, तो उच्चतम दिखने वाली संख्या का चयन करने के बजाय प्रोजेक्ट के वास्तविक एक्सपोज़र का उपयोग करें। देखनास्लिप रिंग आईपी रेटिंग समझाई गईधूल, पानी के जेट और विसर्जन आवश्यकताओं के बीच अंतर के लिए।

सेवा जीवन को भी परीक्षण-स्थिति-निर्भर परिणाम के रूप में माना जाना चाहिए। संपर्क प्रणाली, विद्युत भार, गति, कुल यात्रा, उत्क्रमण, संरेखण, पर्यावरण और रखरखाव सभी प्रयोग करने योग्य अंतराल को बदल सकते हैं। पारिवारिक स्तर के जीवन दावे को सहायक साक्ष्य के बिना मॉडल गारंटी में परिवर्तित नहीं किया जाना चाहिए।

परीक्षण और सत्यापन को आवश्यकता का पालन करना चाहिए

एक डेटा शीट एक डिज़ाइन का वर्णन करती है। एक सत्यापन योजना दर्शाती है कि चयनित कॉन्फ़िगरेशन वास्तविक मशीन को संतुष्ट करता है या नहीं। सबसे मजबूत परीक्षण योजना प्रत्येक महत्वपूर्ण आवश्यकता को परीक्षण की स्थिति और स्वीकृति मानदंड पर मैप करती है।

स्थैतिक विद्युत जाँच

स्थैतिक जांच सर्किट मैपिंग, निरंतरता, एंड-टू-एंड प्रतिरोध, इन्सुलेशन स्थिति और बुनियादी वायरिंग शुद्धता स्थापित कर सकती है। वे उपयोगी आधार रेखाएं हैं, लेकिन वे गतिशील व्यवहार साबित नहीं करते हैं।

गतिशील विद्युत जाँच

गतिशील परीक्षण को उस गति को पुन: उत्पन्न करना चाहिए जो रुक-रुक कर संपर्क या सिग्नल समस्याओं को ट्रिगर कर सकता है। गति, दिशा, अवधि, विद्युत उत्तेजना, नमूनाकरण या बैंडविड्थ, और परिणाम का आकलन करने के लिए उपयोग की जाने वाली मीट्रिक रिकॉर्ड करें। एक धीमा मीटर छोटी गड़बड़ी को औसत कर सकता है जो संवेदनशील सर्किट के लिए अभी भी मायने रख सकता है।

यांत्रिक जाँच

मेजबान तंत्र को प्रभावित करने वाली विशेषताओं को मापें: प्रारंभिक टॉर्क, रनिंग टॉर्क, संरेखण, रनआउट और प्रतिनिधि गति पर व्यवहार। सत्यापन के दौरान केबल संयम और एंटी-रोटेशन हार्डवेयर को स्थापित व्यवस्था से मेल खाना चाहिए।

पर्यावरण और सहनशक्ति की जाँच

पर्यावरण या जीवन परीक्षण तभी सार्थक होते हैं जब परीक्षण की स्थितियाँ इच्छित जोखिम का प्रतिनिधित्व करती हैं। यदि प्रवेश, कंपन, तापमान चक्रण, संक्षारण या लंबी अवधि का संचालन परियोजना के लिए महत्वपूर्ण है, तो परीक्षण शुरू होने से पहले सटीक कॉन्फ़िगरेशन और पास/असफल स्थिति को परिभाषित करें।

प्रत्येक स्लिप रिंग के लिए "अच्छे" मिलिओम, इन्सुलेशन, टॉर्क, तापमान-वृद्धि या जीवन मूल्यों की कोई विश्वसनीय सार्वभौमिक तालिका नहीं है। स्वीकृति सीमाएँ चयनित उत्पाद, सर्किट फ़ंक्शन, सिस्टम जोखिम और दस्तावेज़ीकृत परीक्षण विधि से जुड़ी होनी चाहिए।

विफलता के लक्षण छूटे हुए परीक्षण का संकेत दे सकते हैं

इस तालिका का नैदानिक ​​उद्देश्य मशीन लक्षण को अगले सत्यापन चरण से जोड़ना है। यह दावा नहीं है कि एक लक्षण एक विफलता मोड को साबित करता है।

इंजीनियरिंग विशिष्टता ब्लॉक

एक उपयोगी आरएफक्यू या डिज़ाइन समीक्षा में मॉडल अनुरोध और वायर गिनती के बजाय पूर्ण घूर्णन-इंटरफ़ेस आवश्यकता शामिल होनी चाहिए।

यदि कोई मानक कॉन्फ़िगरेशन मशीन में कहीं और बड़े समझौते किए बिना इस संयोजन को पूरा नहीं कर सकता है, तो समीक्षा करेंमानक बनाम कस्टम स्लिप रिंगऔर उपलब्धकस्टम स्लिप रिंग विकल्प.

इंजीनियरिंग निर्णय नियम

स्लिप रिंग को मशीन के घूमने वाले विद्युत इंटरफ़ेस के हिस्से के रूप में मानें, न कि एक अलग कैटलॉग घटक के रूप में। सबसे पहले स्थिर पक्ष, घूर्णन पक्ष और सीमा पार करने वाली प्रत्येक सेवा को परिभाषित करें। फिर विद्युत भार, सिग्नल आवश्यकताओं, गति प्रोफ़ाइल, यांत्रिक आवरण, पर्यावरण और सेवा बाधाओं को परिभाषित करें। अंत में, तय करें कि प्रतिनिधि गति और भार के तहत महत्वपूर्ण कार्यों का परीक्षण कैसे किया जाएगा।

एक बार जब वे इनपुट नियंत्रित हो जाते हैं, तो उत्पाद वास्तुकला और सत्यापन सर्किट गिनती, आरपीएम हेडलाइन या सामान्य "औद्योगिक" लेबल के आधार पर अनुमान के बजाय इंजीनियरिंग निर्णय बन जाते हैं।