Ierobežotas -pozīcijas slēdžus kā galveno vadības elementu rūpnieciskās automatizācijas jomā plaši izmanto CNC darbgaldos, celtņu iekārtās, liftu sistēmās utt., un tie veic tādas galvenās funkcijas kā gājiena kontrole, termināļu aizsardzība un drošības bloķēšana. Tā darbības stabilitāte tieši ietekmē iekārtas darbības drošību un ražošanas efektivitāti. Tomēr sarežģītos ekspluatācijas apstākļos mehāniskā trieciena, vides korozijas un elektriskās pārslodzes dēļ gala slēdžu kalpošanas laiks ir viegli saīsināms, izraisot iekārtu atteices. Pamatojoties uz starptautiskajiem standartiem un nozares praksi, šajā rakstā ir sistemātiski aprakstīti gala slēdžu kalpošanas laika testēšanas pamatstandarti no trīs dizaina optimizācijas, vides kontroles un apkopes stratēģijas dimensijām, kā arī tiek piedāvāti risinājumi gala slēdžu kalpošanas laika pagarināšanai.
Standarta sistēma gala slēdžu kalpošanas laika pārbaudei
Ierobežojuma slēdžu kalpošanas laika pārbaudei nepieciešama gan mehāniskās, gan elektriskās veiktspējas pārbaude. Starptautiskās elektrotehnikas komisijas standarts IEC 61058-1 un Ķīnas valsts standarts GB/T15092.1 nodrošina autoritatīvu testēšanas sistēmu nozarei. Analizējiet no trim projekta, vides stāvokļa un darbības parametra noteikšanas aspektiem.
(A) Testa pamatelementi
1.Mehāniskā kalpošanas laika pārbaude
Tas simulē atkārtotu slēdža darbību bez strāvas, lai pārbaudītu kontakta, atsperes un piedziņas mehānismu izturību. Standarts nosaka, ka slēdžiem ir jāveic vairāk nekā 30 000 darbību pie nominālās slodzes ar darbības spēka novirzi ±20% no sākotnējās vērtības. Piemēram, pārbaudot lifta gala slēdzi, robota roka nepārtraukti nospiež piedziņas stieni ar frekvenci 15 reizes minūtē un reģistrē kontakta pretestības izmaiņas. Ja pretestība pārsniedz 50% no sākotnējās vērtības, slēdzis tiek uzskatīts par nederīgu.
2. Elektriskās kalpošanas laika pārbaude
Pārslēgšanas loka erozijas efekts slodzes pārslēgšanas laikā tika pārbaudīts pie nominālā sprieguma (piem., 220 V AC/DC) un strāvas (piem., . 10A). Standarts nosaka, ka maiņstrāvas slēdžiem jāspēj izturēt 100 000 slēdžu atvēršanu un aizvēršanu, savukārt līdzstrāvas slēdžu kalpošanas laiks parasti ir saīsināts līdz vienai trešdaļai no maiņstrāvas slēdžu kalpošanas laika loka slāpēšanas grūtību dēļ. Pārbaudes laikā jāuzrauga ekspozīcijas temperatūras paaugstināšanās un, ja tā pārsniedz 65 grādus, tests ir jāpārtrauc.
3. Vides pielāgošanās spējas pārbaude
Augstas/zemas temperatūras tests: slēdži tiek cikliski pakļauti diapazonā no -40 grādiem līdz 85 grādiem, lai pārbaudītu, vai materiāla termiskās izplešanās koeficienti atbilst. Pārbaudot celtņa gala slēdžus, atklājās, ka plastmasas korpuss saraujies pie -20 grādiem, izraisot piedziņas stienis iestrēgšanu un liekot slēdzi pagriezt uz metāla pamatni.
Mitruma pārbaude: Slēdži tiek pakļauti 95% relatīvajam mitrumam 48 stundas, lai pārbaudītu izolācijas pretestību zem 1 Omega.
Sāls izsmidzināšanas tests: jūras vidē 5% NaCl šķīduma aerosolu izmanto, lai pārbaudītu metāla detaļu izturību pret koroziju.
4.Mehāniskā stiprības pārbaude
Slēdža korpuss pieliek statisko spiedienu 50 N, un piedziņas stienis pieliek 10 N · m griezes momentu, lai nodrošinātu, ka nenotiek deformācija vai lūzums. CNC darbgalda gala slēdzis korpusa stiprības trūkuma un atteices dēļ, kas saistīts ar mikroshēmas triecienu, ko izraisa darbības kļūdas. Pēc tam stiprība tika palielināta, pievienojot stikla šķiedras plastmasas (GFRP) slāni.
(B) Galvenie testēšanas parametri
Darbības biežums: Šis standarts paredz 6 līdz 30 reizes minūtē mehāniskās darbmūža pārbaudēs un 10 līdz 60 reizes minūtē elektriskās kalpošanas laika testus, kas jāizvēlas atbilstoši pielietojuma scenārijam.
Slodzes veids: pretestības slodzēm (piemēram, sildītāji) un induktīvajām slodzēm (piemēram, motoriem) ir ļoti atšķirīga ietekme uz kontakta eroziju, un tās jāpārbauda atsevišķi.
Kontakta spiediens: sākotnējais kontaktspiediens jākontrolē diapazonā no 2N līdz 5N. Nepietiekams spiediens var izraisīt sliktu kontaktu, un pārmērīgs spiediens paātrina nodilumu.
Tipiski iemesli ierobežotu -pozīcijas slēdžu kalpošanas laika saīsināšanai
(A) Mehāniski trieciena bojājumi
Smagās iekārtās, piemēram, celtņos un perforatoros, sapinušies stiepļu troses vai mehāniskas pārslodzes dēļ gala slēdži var izturēt tūlītēju triecienu. Ostas konteinerceltņa gadījuma izpēte atklāja, ka oriģinālā konstrukcija ar tieši savienotu savilkšanas auklas konstrukciju stiepļu troses uztīšanas laikā radīja 2000 N lielu triecienu, ievērojami pārsniedzot slēdža nominālo jaudu (500 N), kā rezultātā mēnesī radās vidēji 4,9 kļūmes. Izmantojot kompozītmateriālu struktūru "ķēdes savienojums + atsperes buferis", trieciena spēks tika samazināts līdz mazāk nekā 300 N, un atteices līmenis tika samazināts līdz 0,3 reizēm mēnesī.
(B) Vides korozijas ietekme
Ķīmiskā korozija: ķīmiskajā un metalurģijas rūpniecībā korozīvās gāzes, piemēram, H2S un SO2, reaģē ar metāla kontaktiem, veidojot sulfīdu, izraisot krasu kontaktu pretestības palielināšanos. Pēc sešiem mēnešiem sērskābes ražotnes gala slēdzis uz saskares virsmas veido 0,5 mm biezu sulfīda slāni, palielinot kontakta pretestību no 50 līdz 2 omega.
Elektroķīmiskā korozija: Augstā mitrumā starp dažādām metāla sastāvdaļām veidojas galvaniskās šūnas, paātrinot koroziju. Piemēram, ja vara kontakti tiek ģenerēti ar tērauda atsperēm, rodas potenciālu starpība 0,3 V, palielinot korozijas ātrumu trīs reizes.
(C) Elektriskās pārslodzes riski
Līdzstrāvas ķēdē loku ir grūti nodzēst, jo nav nulles krustošanās punkta, un kontaktvirsma turpina degt. Liftiem, kas darbojas 24V DC/10A apstākļos, pēc trim mēnešiem uz saskares virsmas ir 2 mm diametra kušanas baseins, kā rezultātā kontakts ir slikts. Pārejot uz sudrabu, sudraba kadmija oksīda (AgCdO) kontakta materiāls samazina kausējuma baseina diametru līdz 0,3 mm un pagarina tā kalpošanas laiku līdz vairāk nekā diviem gadiem.
Risinājumi ierobežotu -pozīcijas slēdžu kalpošanas laika pagarināšanai
(A) Strukturālā dizaina optimizācija
Izolācijas ietekmes avoti
Tas izmanto A "ierobežojuma rāmis + pagriežamu slēdža komplektu" struktūru, kas ļauj stiepļu trosei iziet cauri rāmja iekšējam gredzenam. Pat ja notiek sapīšanās, rāmis nepaaugstināsies vai nekritīsies neparasti, novēršot piedziņas stieņa nepareizu darbību. Gumijas-nogurušā portālceltņa atteices līmenis ir samazināts no 9,2 reizēm mēnesī līdz 4,6 reizēm mēnesī.
Bufera mehānismu pievienošana
Uzstādiet atsperes vai hidrauliskos buferus starp piedziņas stieni un mehāniskām slodzēm, lai samazinātu triecienu par vairāk nekā 80%. Piemēram, pievienojot slāpekļa atsperi, perforatora gala slēdzis samazina 1500 N trieciena spēku līdz 300 N un palielina tā kontakta kalpošanas laiku no 50 000 līdz 200 000.
(B) Materiālu un procesu jauninājumi
Kontaktu materiāla izvēle
sudraba niķeļa (AgNi) sakausējumiem ir par 40% labāka izturība pret loka eroziju nekā tīram sudrabam maiņstrāvas slēdžiem.
Līdzstrāvas slēdžiem sudraba kadmija oksīda (AgCdO) vai sudraba volframa karbīda (AgWC) materiāli var trīskāršot loka kalpošanas laiku.
Korpusa blīvējuma dizains
Slēdžiem, ko izmanto ārpus telpām vai mitrā vidē, izmantojiet IP67 aizsardzības konstrukciju ar silikona blīvēm iekšpusē, lai novērstu mitruma iekļūšanu. Izmantojot šo konstrukciju, jūras vēja turbīnu gala slēdzis jau piecus gadus darbojas sāls izsmidzināšanas vidē bez darbības traucējumiem.
(C) Vides kontroles stratēģijas
Temperatūras un mitruma regulēšana
Uzstādiet vietējās ventilācijas sistēmas augstas temperatūras darbnīcā, lai uzturētu temperatūru ap slēdzi zem 40 grādiem, un gaisa mitrinātāju mitrā vidē, lai uzturētu relatīvo mitrumu zem 60%.
Apstrāde pret koroziju
Metāla sastāvdaļas: Dacromet pārklājumi vai galvanizēti cinka{0}}niķeļa sakausējumi, lai pagarinātu sāls izsmidzināšanas laiku no 96 stundām līdz 1000 stundām.
Plastmasas sastāvdaļas: pievienojiet UV absorbētājus, lai novērstu novecošanos un plaisāšanu ārpus telpām.
D) Tehniskās apkopes un uzraudzības sistēmas
Pārbaužu plāni
Reizi mēnesī tiek pārbaudīta piedziņas stieņa kustības brīvība un iztīrīta skaida vai eļļa.
Kontakta pretestība un izolācijas pretestība tiek mērīta reizi ceturksnī un nekavējoties jānomaina, ja datu svārstības pārsniedz 20%.
Viedās uzraudzības tehnoloģijas
Vibrācijas sensori un strāvas uzraudzības modulis ir integrēti, lai izsekotu slēdža darbības frekvenci un elektriskos parametrus reāllaikā. Gudra rūpnīca ir samazinājusi neplānotu dīkstāvi par 75%, izmantojot sistēmu, lai paredzētu ierobežojuma slēdžu kļūmes 30 dienas iepriekš.
Secinājums:
gala slēdžu kalpošanas laiks ir jāpārbauda stingri saskaņā ar starptautiskajiem standartiem, piemēram, IEC 61058-1, un to darbība ir jāpārbauda mehāniski, elektriski un vides aizsardzības ziņā. Optimizējot konstrukcijas dizainu, modernizējot materiālus, vides kontroli un ieviešot inteliģentu apkopi, tā kalpošanas laiku var ievērojami pagarināt. Piemēram, ar šo risinājumu kombināciju viens uzņēmums pagarināja gala slēdžu vidējo kalpošanas laiku no diviem līdz astoņiem gadiem, samazinot ikgadējās uzturēšanas izmaksas par gandrīz 60 000 USD. Nākotnē, attīstoties IoT tehnoloģijai, ierobežojuma slēdžu paredzamā apkope kļūs par galveno, vēl vairāk veicinot rūpnieciskās automatizācijas sistēmu uzticamības uzlabošanu.
