IP65 düz sürüşmə halqası hansı RPM və istifadə müddətini əldə edə bilər?
IP65 qoruma dərəcələrinə malik düz sürüşmə halqaları fırça materialından, kontakt halqasının tərkibindən və korpusa quraşdırılmış istilik idarəetmə müddəalarından asılı olaraq bir sıra sürətlərdə işləyir. Standart sənaye blokları təxminən 10 rpm-dən 300{4}}500 rpm-ə qədər fasiləsiz işləyir, xüsusi yüksək sürətli variantlar 1000-1500 rpm-ə çatır, burada məcburi hava soyutma və ya maye soyutma keçidləri korpus strukturuna inteqrasiya olunur. IEC 60529-a uyğun olaraq IP65 təyinatı tozun daxil olmasına qarşı tam qorunmanı ("6" reytinqi) və istənilən istiqamətdən 12,5 litr/dəqiqədə 6,3 mm-lik başlıqdan proqnozlaşdırılan su axınına qarşı müdafiəni ("5" reytinqi) müəyyən edir.
Sürət məhdudiyyətləri və istilik maneələri
İndi burada bir şey var - eyni fırça və halqa materiallarından ibarət açıq çərçivəli düz sürüşmə halqası 800-1200 rpm-də etibarlı şəkildə işləyə bilər, lakin eyni dizayn elastomer möhürləri olan IP65 korpusunda (adətən, {{9}{0}4} və ya kimyəvi xidmət üçün nitril rezin) əhatə olunmuşdur. müqavimət) maksimum sürət qabiliyyətində 30-40% azalma müşahidə edir. Fırçanın{18}}halqa interfeysində yaranan istilik - I²R rezistiv isitmə və mexaniki sürtünmənin kombinasiyası, nominal cərəyanda hər fırça üçün təxminən 0,8-1,2 vatt/amper - ətraf havaya birbaşa yayılmaq əvəzinə, möhürlənmiş korpus vasitəsilə keçməlidir. 400 rpm-də dövrə başına 5 amper daşıyan 10 dövrəli sürüşmə halqası cəmi təxminən 40-60 vatt yaradır. Quraşdırma flanşı və ya xarici soyutma qanadları vasitəsilə adekvat istilik udma olmadan, fırçanın təmas nöqtələrində birləşmə temperaturu 90-120 dərəcəyə çata bilər ki, bu da karbon fırçasının oksidləşməsini sürətləndirir və kontakt səthinin vaxtından əvvəl şüşələnməsinə səbəb olur.
Mən 500 rpm üçün qiymətləndirilmiş və 300 rpm-ə davam gətirə bilməyən qurğular görmüşəm, çünki istilik dizaynı marjinal idi - istehsalçı çəkiyə qənaət etmək üçün soyuducu qanadları olmayan nazik alüminium korpusdan istifadə edib və 20 dəqiqəlik əməliyyatdan sonra bütün montaj toxunmaq üçün narahat dərəcədə isti olacaq. Müştəri, nəhayət, mənzilin temperaturunu ölçənə və möhürlənmiş ərazinin ətrafında 75 dərəcə mühitə çarpdığını görənə qədər "qüsurlu" sürüşmə halqaları haqqında zəng etməyə davam etdi. Təəccüblü deyil ki, möhürlər 6 aydan sonra uğursuz oldu.
Fırçanın xidmət müddəti
Karbon-qrafit fırçalar cari sıxlıqdan asılı olaraq hər 1000 saatlıq işləməyə təxminən 0,5-1,5 millimetr aşınır; 8 mm uzunluqda başlayan fırça yaxşı dizayn edilmiş montajlarda 2500-4000 saat sonra dəyişdirmə nöqtəsinə çatır (adekvat yay təzyiqini saxlamaq üçün 3{8}}4 mm qalan uzunluğa geyilən zaman). Tərkibində 40-60% mis və ya gümüş tozu olan qrafit bağlayıcı ilə qarışdırılmış metal-qrafit fırçalar daha aşağı təmas müqaviməti nümayiş etdirir (saf karbon-qrafit üçün 0,020-0,040 ohm-a qarşı fırça başına 0,005-0,015 ohm) və daha yüksək cərəyan sıxlığı (standart avtomobil üçün 50 A/sm²-ə qədər) daşıya bilər. qiymətlər), lakin daha sərt metal hissəciklərin həm fırçanı, həm də təmas halqasının səthini aşındırması səbəbindən köhnəlmə nisbətləri 50-80% artır və dəyişdirmə zərurəti yaranmazdan əvvəl 1500-3000 saat xidmət müddəti ilə nəticələnir.
Qeyd etmək lazımdır ki, "iş saatları" vaxtında enerji verilməmiş- faktiki fırlanma vaxtı deməkdir. İnsanların taxometr saatları əvəzinə təqvim aylarını izlədikləri çoxlu texniki xidmət qeydləri görüldü ki, bu da ya vaxtından əvvəl dəyişdirmələrə (40% istifadə müddəti qalan fırçalara pul israf edilməsinə) və ya gözlənilməz nasazlıqlara (maşın bir əvəzinə iki növbə işlədiyi üçün köhnəlmiş fırçalar) səbəb oldu.
Kontakt halqa materialları və deqradasiyası
Kontakt halqasının uzunömürlülüyü əksər qurğularda fırçanın ömrünü əhəmiyyətli dərəcədə üstələyir, qızıl{0}}alaşımlı örtüklü üzüklər (mis substratda nikel maneə lövhəsi üzərində adətən 1-3 mikron sərt qızıl) 10,000-20,000 saat davam edən qızıl təbəqə ilə təmas nöqtəsində aşınma müqavimətini nəzərəçarpacaq dərəcədə artırır. sürətləndirir; bəzi istehsalçılar dəyəri azaltmaq üçün cəmi 0,3-0,5 mikronluq "qızıl flaş" təyin edirlər, lakin bu üzüklər orta cərəyan yükləri altında-3000-5000 saat ərzində köhnəlir. Gümüş və ya gümüş-qrafit üzüklər, bəzən yüksək cərəyan tətbiqlərində (hər dövrə üçün 50-100 amper) istifadə olunur, qızıldan daha aşağı təmas müqaviməti göstərir (qızıl üçün 0,003-0,006 ohm-a qarşı dövrə başına 0,001-0,003 ohm), lakin kükürdün yüksək müqaviməti olan mühitlərdə ləkələnmədən əziyyət çəkir, bu da kükürdün yüksək müqaviməti 0-300 və ya artıra bilər. zaman keçdikcə və aralıq əlaqə problemlərinə səbəb olur; qaralma təbəqəsi həmçinin aşındırıcı rolunu oynayır və fırçanın aşınma sürətini artırır. Çılpaq mis və ya mis üzüklər, yalnız aşağı qiymətli qurğularda və ya cari tələblər dövrə başına 100 amperdən çox olduqda, sürətlə köhnəlir (maksimum 5000-8000 saat) və davamlı oksidləşir.
2017 --də bu qablaşdırma xətti tətbiqi var idi, müştəri qızılla örtülmüş- əvəzinə mis üzüklərdə təkid edirdi, çünki onlar dövrə başına 80 amper gücündə idilər və ağır qızıl örtük üçün pul ödəmək istəmirdilər. Təxminən 4000 saat yaxşı işlədilər, sonra birdən yüksək-cari impulslar zamanı fasilələrlə işdən çıxmağa başladılar. Məlum oldu ki, mis oksidinin yığılması yük altında parçalanacaq, qövs, daha çox oksid yaradacaq və təkrarlayacaq yarımkeçirici təbəqə yaradır. Qızıl üzlü üzüklərin -əvvəlki qiymətindən baha başa gəldi. Amma siz satınalma departamentlərinin necə işlədiyini bilirsiniz - onlar təklifdə aşağı rəqəmi görürlər və vacib olan budur.
Sızdırmazlığın pozulması - gizli nasazlıq rejimi
IP65 reytinqi üçün tələb olunan möhürlənmiş konstruksiya açıq-çərçivə dizaynlarında olmayan çətinliklər yaradır. Fırlanan və stasionar korpus bölmələri arasındakı elastomer möhürlər fərqli materialların (polad şaftlı alüminium korpuslar və ya metal halqalı plastik izolyatorlar) istilik genişlənməsini təmin edərkən sıxılma qabiliyyətini saxlamalıdır və bu möhürlər zamanla termal dövriyyədən, ozona məruz qalmadan (xüsusilə yaxınlıqdakı elektrik mühərrikləri ilə fırçalama zamanı) degrade olurlar. fırlanma. Nitril rezin möhürlər polimer zəncirlərinin çarpaz bağlanması səbəbindən 15,000-20,000 saat işləmədən və ya 3-5 il təqvim vaxtından sonra (hansı birinci gəlirsə) elastikliyini itirməyə başlayır, floroelastomer möhürlər (Viton və ya ekvivalenti) xüsusiyyətlərini daha uzun saxlayır, lakin dəyəri 3-4 dəfə baha olur.
Sızdırmazlıqlar sıradan çıxdıqda, IP65 reytinqi fəlakətli - deyil, tədricən pisləşir, əvvəlcə nəm buxarı daxil olur (daxili rütubəti yüksəldir və fırçanın oksidləşməsini sürətləndirir), ardınca maye su və ya toz daxil olur ki, bu da performansın sürətlə pisləşməsinə səbəb olur.
DC və AC əməliyyatı
Sürüşmə halqası dövrələrindən keçən DC cərəyan, fırça{0}}halqa interfeysindəki elektrokimyəvi miqrasiya - səbəbiylə ekvivalent amperdə AC cərəyanından əhəmiyyətli dərəcədə daha çox aşınmaya səbəb olur, burada material minlərlə saat ərzində anoddan katoda keçir, bir səthdə çuxur əmələ gətirir və digər səthdə yığılır. Bu effekt AC ilə müqayisədə fırçanın ömrünü 40-60% azaldır, bəzi istehsalçılar DC dövrələri üçün 1200-2000 saat, AC üçün 3000-4000 saatda fırça dəyişdirməyi tövsiyə edir. Fırça-halqa təmas cütlüyü üzrə gərginlik düşməsi adətən yeni olduqda nominal cərəyanda 0,2-0,5 volt təşkil edir, fırçaların aşınması və təmas sahəsi azaldıqca 0,8-1,2 volta qədər artır; bu gərginlik düşməsi isitməyə töhfə verən gücün yayılmasını (bir kontakt başına I × V vat) əks etdirir və xüsusilə yüksək cərəyan tətbiqlərində, xüsusilə də 0,5V düşməsi olan 10 amperlik bir dövrə fırça dəsti başına 5 vat sərf etdiyi yerlərdə istilik hesablamalarına daxil edilməlidir.
Nəzərə alın ki, bəzi köhnə ədəbiyyatlar DC əməliyyatının ömrü yalnız 20-30% azaldığını iddia edir, lakin bu tədqiqatlar 1970-ci və 1980-ci illərin cihazlarının sürüşmə halqaları üçün xarakterik olan daha aşağı cərəyan sıxlığı ilə aparılmışdır. Hər bir fırça ilə 10-20 amper itələyən müasir sənaye qurğuları daha aydın DC deqradasiyasını görür.
Ətraf mühit faktorları haqqında heç kim danışmır
Nominal 25 dərəcə istinad temperaturu əvəzinə 50 dərəcə mühitdə işləmə, fırça bağlayıcı materialların sürətləndirilmiş oksidləşməsi və termal yumşaldılması səbəbindən fırçanın ömrünü təxminən 25{6}}35% azaldır, eyni zamanda maksimum icazə verilən RPM-i 15-20% azaldır, çünki istilik marjası istilik çatışmazlığına mütənasib olaraq azalır. Yüksək rütubətli mühitlər (nisbi rütubət 70% -dən yuxarı) karbon-qrafit fırçalarının nəm udmasına səbəb olur, təmas müqavimətini 15-25% artırır və sürüşmə interfeysində sürtünmə əmsalını dəyişir; rütubət azaldıqda bu təsir geri çevrilir, lakin yaş və quru şərait arasında dövriyyə mexaniki aşınmanı sürətləndirir.
Vibrasiya kifayət qədər diqqəti cəlb etməyən başqa bir qatildir. Fırçanın sıçraması (əlaqənin bir anlıq itməsi) sürətlənmə 50-200 Hz tezlik diapazonunda təqribən 3-5G-dən çox olduqda baş verir; hər bir sıçrayış hadisəsi həm fırça, həm də halqa səthlərindəki materialı aşındıran mikro qövs yaradır və möhkəm təməllər üzərində hamar işləyən qurğularla müqayisədə yüksək vibrasiyalı tətbiqlərdə ömrü 20-40% azaldır.
Müştəri IP65 sürüşmə üzüklərini pistonlu qablaşdırma maşınına quraşdıran - çoxlu başlanğıc-dayanma dövrləri ilə yüksək zərbə sürətinə malik idi. Fırçanın nominal ömrü 3000 saat idi, lakin ardıcıl olaraq 800-1000 saatda uğursuzluqlar görürdülər. Akselerometrlər 120 Hz-də 8-10G zirvələri göstərdi ki, bu da fırçaların sıçrayış etmədən idarə edə biləcəyindən çox. Çözüm, milin hizalanması ilə bağlı öz problemlərini təqdim edən uyğun bir izolyasiya qurğusunun əlavə edilməsini nəzərdə tuturdu, lakin ən azı fırçalar 2200-2500 saat davam etməyə başladı.
Məlumat cədvəli spesifikasiyasına qarşı texniki xidmət reallığı
Hər 1500-2000 iş saatından bir müntəzəm yoxlama, anormal aşınma nümunələrini, çirklənməni və ya inkişaf edən elektrik problemlərini tam nasazlığa səbəb olmadan aşkar etməyə imkan verir, halbuki əməliyyat bloklarının fırçanın tam sıradan çıxması tez-tez qövs nəticəsində kontakt halqalarının zədələnməsinə və ya halqa səthinə daxil olan köhnəlmiş fırçaların tökdüyü metal hissəciklərə səbəb olur. Bəzi operatorlar bu məqsədə həsr olunmuş sürüşmə halqa sxemlərindən istifadə edərək dövrə müqavimətini davamlı olaraq izləyirlər və texniki xidmətin işə salınması üçün siqnal hədləri ilkin dəyərlərdən 50-100% artır. Parker{10}}Hannifin texniki bülleteni TB-1147 (2018-ci ildə yenidən işlənmiş) sxemlər və torpaq arasında izolyasiya müqaviməti (500VDC-də 100 meqaohm-dan çox olmalıdır), dövrə-dövrə müqaviməti (bitişik dövrələrə uyğun olmalıdır) daxil olmaqla elektrik sınaqlarını tövsiyə edir (əlaqə altında qalan %) fırça cütü üçün 1,0V).
Baxın, problem ondadır ki, əksər obyektlərdə bu testləri düzgün yerinə yetirmək üçün təlim keçmiş heç kim yoxdur. İzolyasiya müqavimətini yoxlaya bilərlər, çünki bu, asan - meggerdə klipdir, düyməni basın, nömrə əldə edin. Bəs faktiki yük altında əlaqə düşməsini ölçmək? Bu, işləyərkən sürüşmə halqasının dövrələrinə cərəyan və gərginlik hissiyyatı naqillərinin daxil edilməsini tələb edir, bu, xüsusi sınaq qurğuları və dörd naqil müqavimətinin ölçülməsini başa düşən- deməkdir. Beləliklə, əslində baş verən şey budur ki, bir şey işləməyincə sürüşmə halqasını işlədirlər, sonra təcili xidmət çağırırlar, kontakt halqalarının fırça zibilindən zədələndiyini aşkar edirlər və sonunda fırçaları 300 dollara əvəz etmək əvəzinə bütün montajı 8000 dollara əvəz edirlər.
Fırça dəyişdirilmədən 500 rpm-dən yuxarı davamlı əməliyyat və ya 15,000 saatdan çox xidmət müddəti tələb edən tətbiqlər adi karbon{3}}fırça sürüşmə halqalarına - təmassız fırlanan transformatorlara və ya fırlanan optik birləşmələrə alternativləri nəzərdən keçirməlidir, lakin köhnəlmə mexanizmlərini tamamilə aradan qaldırmalıdır, lakin siqnal ötürmə qabiliyyətinə və ya gücünə məhdudiyyətlər qoymalıdır. məhdudiyyətlər onların istifadəsinə icazə verir) mahiyyətcə qeyri-məhdud fırlanma ömrü təmin edir, lakin toksiklik narahatlıqları yaradır və adətən ənənəvi dizaynlardan 5-10 dəfə baha başa gəlir.