크레인 슬립 링은 크레인의 고정 베이스와 상부 구조, 붐 또는 턴테이블을 회전시키는 - 부품 사이에 전원, 제어 신호, 통신 데이터 및 위치 피드백을 전달하는 회전식 전기 연결입니다. 이를 통해 회전 조인트를 교차해야 하는 케이블이 비틀리거나, 마찰을 일으키거나, 파손되지 않고 크레인이 지속적으로 회전할 수 있습니다.
크레인 제작자 및 유지 관리 팀의 경우 슬립 링은 자재 명세서에서 가장 비싼 품목은 아니지만 회전 신뢰성, 신호 무결성, 운영자 피드백, 설치 시간 및 몇 년 후 기계를 얼마나 쉽게 서비스할 수 있는지 등 거의 모든 중요한 경로에 위치합니다. 장착 높이가 고정되어 있거나 긴 회로 목록이 작은 공간에 맞아야 하는 경우, 표준, 소형 또는 초소형 크레인 슬립 링 중에서 선택하여 전기 인터페이스가 설계에 깔끔하게 적용되는지 아니면 비용이 많이 드는 재설계를 해야 하는지가 결정되는 경우가 많습니다.
크레인 슬립 링이란 무엇입니까?
크레인 슬립 링은 고정 구조물과 회전 구조물 사이의 전기적 연속성을 유지하는 전기 기계 어셈블리입니다. 내부에는 전도성 링 세트가 고정된 브러시 또는 접촉 요소와 반대 방향으로 회전합니다. 각 링-및-브러시 쌍은 하나의 회로를 형성하며 크레인이 회전하는 동안 전류 또는 신호가 슬라이딩 접점을 통과합니다.
일반적인 크레인에서는 단일 어셈블리에 다음이 혼합되어 있을 수 있습니다.
- 회전 드라이브, 작업 조명 및 보조 장비용 전원
- 운전자 명령 및 리미트 스위치용 제어 회로
- 센서 및 제어 모듈을 위한 CAN 또는 이더넷과 같은 통신 라인
- 붐 방향 또는 회전 각도에 대한 위치 피드백
- 향후 업그레이드를 위해 예약된 예비 회로
회로 수, 전압 및 전류, 관련된 신호 유형은 전적으로 크레인과 해당 작업에 따라 다릅니다. 이것이 바로 카탈로그 부품 번호가 답이 아닌 출발점이 되는 이유입니다.
크레인의 회전 중심에 슬립 링이 필요한 이유
대부분의 크레인은 고정된 하부 프레임을 기준으로 상부 구조를 회전시킵니다. 해당 인터페이스에 일반 케이블을 연결하면 스윙할 때마다 꼬이게 됩니다. 충분한 주기에 걸쳐 도체는 -단단해지고 피로해지며, 절연체에 균열이 생기고, 직기는 결국 최악의 순간에 걸리거나 고장납니다-. 슬립 링은 회전축의 제어된 접점을 통해 전원과 신호를 라우팅하여 오류 경로를 제거하므로 접점이 동작을 처리하는 동안 양쪽의 케이블이 그대로 유지됩니다.
회전 조인트를 통해 동력 전달
전원 회로는 회전 모터, 조명, 경고 장치 및 회전 측의 보조 부하에 전원을 공급합니다. 전류는 접점과 도체에서 열을 발생시키므로 각각의 크기는 전압과 더 중요하게는 전류에 맞게 크기가 결정됩니다. 소형 링은 뜨거워져 마모가 가속화되고 수명이 단축됩니다. 너무 큰 제품은 컴팩트한 디자인이 절약하려는 공간을 낭비합니다. 유용한 숫자는 명판 전류가 아니라 현실적인 의무입니다. - 15A를 지속적으로 소비하는 회로는 사이클당 몇 초 동안 15A를 소비하는 회로와 설계 문제가 다릅니다. 크레인 회전은 일반적으로 느리고 20rpm 미만인 경우가 많으며 이는 접점에 부드럽게 작용하며 잘 지정된 크레인 슬립 링이 유지 관리가 거의 없이 수년 동안 작동할 수 있는 이유 중 하나입니다.
제어 및 통신 신호 전달
현대 크레인은 관절 전체에 걸쳐 동력보다 훨씬 더 많은 것을 전달합니다. 리미트 스위치, 압력 및 각도 센서, 카메라, 제어 모듈 모두 경로가 필요하며 이들 중 다수는 개별 배선이 아닌 디지털 네트워크를 사용합니다.CANopen과 같은 CAN{0}}기반 프로토콜CAN in Automation에서 유지관리하고 ISO 11898 시리즈를 기반으로 구축된 는 모바일 및 오프{1}}고속도로 기계에서 흔히 사용되는 반면, 더 높은-대역폭 장치는 점점 더 높은 대역폭에 의존합니다.슬립 링을 통해 실행되는 이더넷.
이것은 많은 디자인이 조용히 잘못되는 곳입니다. 신호 회로는 전원과 별도로 검토해야 합니다. 24V 램프가 전혀 감지하지 못하는 접촉 저항, 접지 및 전기적 노이즈가 엔코더 카운트나 CAN 프레임을 손상시킬 수 있기 때문입니다. 실제로 이는 전원과 민감한 신호 링을 분리하고, 접점 재료를 작업에 맞게 - 금- 작업에 일치시키는 것을 의미합니다. -저레벨 신호용 금 접점,-전력 -용 은 또는 구리 합금, 차폐 및 접지를 나중에 고려하지 않고 사양의 일부로 처리합니다.
슬루 및 붐 위치 피드백 제공
정격 용량은 붐 방향, 아우트리거 위치, 작동 영역에 따라 달라지므로 많은 크레인은 상부 구조가 가리키는 위치를 알아야 합니다. 이러한 피드백은 간단한 전면, 후면 또는 측면 표시를 위한 위치 스위치에서 나오거나 제어 시스템에 지속적인 각도가 필요한 경우 전위차계 및 인코더에서 나올 수 있습니다. 센서를 슬립 링 어셈블리에 통합하면 회전 인터페이스가 하나의 패키지로 유지되지만 조기에 계획해야 합니다. 인코더를 늦게 추가하면 높이가 높아지거나 봉투가 흡수할 수 없는 기계적 변화가 발생하는 경우가 많습니다.
표준, 소형 및 초소형-소형 크레인 슬립 링
모든 크레인에 초소형 장치가 필요한 것은 아닙니다-. 때로는 가장 단순하고 가장 유용한 디자인이 올바른 디자인일 때도 있습니다. 선택은 사용 가능한 공간, 회로 수, 기계적 레이아웃 및 장치 유지 관리 방법의 균형을 유지합니다.
| 디자인 유형 | 최적의 핏 | 주요강점 | 주요 절충안- |
|---|---|---|---|
| 표준 크레인 슬립 링 | 충분한 축 높이와 적당한 회로 수 | 쉬운 레이아웃과 서비스 접근 | 꽉 끼는 봉투에 비해 너무 큼 |
| 소형 크레인 슬립 링 | 장착 공간이 제한된 OEM 장비 | 높이나 직경을 저장하면서 필요한 회로를 유지합니다. | 신중한 설계 검증이 필요함 |
| 초소형 크레인 슬립 링- | 매우 제한된 공간에서 높은 회로 수 | 소형 패키지의 최대 회로 | 향후 확장을 위한 여지가 거의 남지 않음 |
| 관통-보어 슬립 링 | 샤프트, 호스 또는 유압 라인용 중앙 개구부가 필요한 설계 | 센터를 통한 라우팅 허용 | 종종 더 많은 방사형 공간이 필요함 |
| 팬케이크 또는 디스크 슬립 링 | 매우 낮은 축 높이 | 얕은 공간을 위한 플랫 프로파일 | 설계에 따라 전류 또는 밀봉이 제한될 수 있음 |
A 소형 슬립 링기계적 엔벨로프가 이미 고정되어 있고 전기 인터페이스가 그 내부에 있어야 할 때 그 자리를 차지합니다. - 그 자체로 더 작은 것을 선택한 경우는 아닙니다.
크레인 슬립 링 어셈블리 내부에는 무엇이 들어 있습니까?
크레인 슬립 링은 링과 브러시의 스택 그 이상입니다. 완전한 어셈블리는 일반적으로 전기, 기계, 때로는 감지 요소를 결합하며 각 요소는 적합성, 신뢰성 및 서비스 가능성에 영향을 미칩니다.
전도성 링 및 브러시
링과 브러시는 장치의 핵심입니다. -연속적인 전기 경로를 유지하는 슬라이딩 접점크레인이 회전하면서. 링 수는 회로 수를 추적하며 접점 설계는 전류, 전압, 신호 유형, 회전 속도 및 예상 듀티 사이클과 일치해야 합니다.
하우징, 밀봉 및 보호
하우징은 먼지, 습기 및 우발적인 접촉으로부터 접점을 보호합니다. 실외 크레인 및 건설 장비의 경우 밀봉 및 내식성은 종종 전기 레이아웃만큼 중요하며 올바른 설치 방법은 무엇입니까?IP 등급이전 작업에서 복사한 것보다 실제 환경에 맞게 선택해야 합니다.
장착 플랜지 또는 튜브
장착 인터페이스는 슬립 링을 크레인 구조, 유압 회전 또는 회전 어셈블리에 연결합니다. 장치를 기존 레이아웃에 맞춰 정렬해야 하는 경우 맞춤형 플랜지나 튜브가 일반적입니다.
회전 방지 및 주행 기능-
슬립 링의 한쪽은 크레인과 함께 회전해야 하고 다른 쪽은 고정되어 있어야 합니다. 브래킷, 핀, 탭 또는 드라이브 슬롯은 올바른 부품을 고정하므로 고정측 케이블에 토크가 전달되지 않습니다.
사전{0}}배선 하네스 및 커넥터
사전 배선된 하네스가 포함된 볼트{0}}플러그인 장치-는 설치 시간을 단축하고 조립 및 서비스 중에 발생하는 모든 배선 실수를 제거합니다. 커넥터 선택과 리드 길이는 현장이 아닌 사양에 따라 결정됩니다.
통합 위치 센서
제어 시스템에 붐 방향이나 회전 각도가 필요한 경우 스위치, 전위차계 또는 인코더를 동일한 어셈블리에 내장할 수 있으므로 피드백과 전력이 단일 회전 인터페이스를 공유합니다.
초소형 크레인 슬립 링이 적합한 경우-
초{0}}초소형 설계는 응용 분야에 많은 회로가 필요하지만 장착 높이가 매우 작은 경우에 진가를 발휘합니다. -슬립 링이 유압식 회전 장치, 구조 부재, 덮개 또는 브래킷과 공간을 공유해야 하는 경우에 흔히 발생하는 상황입니다. 다음과 같은 경우 컴팩트 또는 초소형{3}}컴팩트한 디자인을 찾으세요.
- 설치 높이 또는 직경은 주변 구조물에 의해 고정됩니다.
- 크레인에는 단지 몇 개의 전력선이 아닌 많은 제어 및 통신 회로가 필요합니다.
- 장치는 유압 회전대 주위나 그 위에 장착되어야 합니다.
- 통합 위치 피드백이 필요합니다
- 현장 배선보다 사전 배선된-볼트{1}}어셈블리가 선호됩니다.
- 주변 구조를 재설계하는 데 비용이 많이 들 것입니다.
- 슬립 링은 보호된 커버나 인클로저 내부에 맞아야 합니다.
목표는 슬립 링 자체를 더 작게 만드는 것이 결코 아닙니다. 신뢰성을 포기하지 않고 필요한 전력, 신호, 센싱 기능을 사용 가능한 공간에 맞추는 것입니다.
대표적인 사례는 이것이 어떻게 진행되는지 보여줍니다. 많은 이동식 크레인에서 회전대 위의 덮개는 구조적 재설계 없이는 커질 수 없지만 플랫폼에는 회로 - 여기 또 다른 카메라, 저기 인코더가 계속 추가됩니다. 기존 12개-회로 장치의 용량이 부족할 때 실용적인 해결책은 일반적으로 더 높은 커버가 아니라 동일한 축 높이 내에 추가 신호 링을 추가하고 유압 라인이 중앙 보어를 통과하도록 하는 초소형 관통 보어 어셈블리입니다. 전기 인터페이스와 스위블을 다음과 같이 페어링합니다.결합된 유압-및-전기 회전 조인트통합을 깨끗하게 유지합니다. 반복되는 교훈은 간단합니다. 전기적 요구 사항은 일반적으로 첫날부터 명확하지만 기계적 엔벨로프는 실제 제약입니다.
크레인 슬립 링의 신뢰성을 높이는 요소
신뢰성은 주장하기 쉽지만 설계하기는 어렵습니다. 현장에서 크레인 슬립 링의 신뢰성은 단일 기능이 아니라 함께 작동하는 몇 가지 사항에 달려 있습니다.
연락 무결성이 최우선입니다. 수천 사이클에 걸쳐 안정적인 접촉 저항은 접촉 재료와 부하에 대한 압력의 일치에 따라 달라지며, 크레인 작업은 여기에서 도움이 됩니다. - 낮은 회전 속도와 간헐적인 동작은 지속적인 고속 회전보다 접촉에 훨씬 더 적합합니다-.
신호 안정성은 다음 계층입니다. 네트워크로 연결된 크레인에서 제어 정확도는 깨끗한 CAN 프레임과 손상되지 않은 인코더 수에 따라 달라집니다.적절한 차폐, 접지 및 분리전원과 신호 경로 사이.
환경 밀봉은 두 가지 모두를 보호합니다. 실외 및 세척형 크레인에는 실제 조건에 맞게 선택된 하우징, 씰, 케이블 글랜드 및 마감재가 필요합니다. 밀봉 수준은 다음과 같이 분류됩니다.IEC 60529 수신-보호 표준예를 들어 IP54는 먼지와 물 튀김에 적합한 반면 IP65~IP67은 제트 및 짧은 침수에 적합합니다. 온도도 중요합니다. 많은 크레인 슬립 링은 사용된 재료와 윤활유에 따라 정확한 한계가 설정된 −40도 ~ +80도 정도의 넓은 대역에 걸쳐 지정됩니다.
서비스 가능성은 잊기 쉽고 무시하기에는 비용이 많이 드는 부분입니다. 신뢰할 수 있지만 아무도 검사하거나 교체할 수 없는 곳에 묻혀 있는 장치는 여전히 가동 중지 시간을 발생시키므로 커넥터 접근 및 제거 공간은 그 자체로 신뢰성 기능입니다.
일반적인 고장 모드 및 조기 경고 신호
대부분의 크레인 슬립 링 문제는 고장이 나기 전에 스스로 나타납니다. 초기 징후를 관찰하면 긴급 상황이 예정된 유지 관리로 전환됩니다.
- 간헐적인 신호 손실 또는 CAN 프레임 손실- 신호 링의 마모, 오염 또는 접지 및 차폐 문제와 접촉하는 경우가 많습니다.
- 어셈블리의 열- 일반적으로 과부하되거나 크기가 작은 전원 회로 또는 저항을 추가하는 성능 저하된 접촉입니다.
- 부식 또는 녹색 침전물- 씰을 지나는 습기, 현장에 대해 너무 낮은 IP 등급으로 지정된 실외 크레인에서 흔히 발생합니다.
- 하우징 내부의 물-실패한 씰 또는 케이블 글랜드 및 갑작스러운 다중 회로 오류의 빈번한 원인-.
- 커넥터 변형 또는 마모된 리드접점이 작업을 수행하도록 하는 대신 종단에 부하를 가하는 - 케이블 라우팅입니다.
이러한 - 적절한 전류 마진, 올바른 밀봉, -긴장 완화 하네스 및 접근 가능한 종단 -을 설계하면 단일 프리미엄 구성 요소보다 장기적인 안정성이-더 좋습니다.
크레인 슬립 링을 지정하는 방법: 엔지니어링 검토 프레임워크
올바른 단위를 얻는 가장 신뢰할 수 있는 방법은 크기를 확인하기 전에 응용 프로그램을 정의하는 것입니다. 아래 단계를 급히 진행해야 하는 양식이 아닌 간단한 엔지니어링 검토로 간주하세요.
1. 조인트 전체의 모든 회로 매핑
회전 인터페이스를 통과하는 모든 회로를 나열하고 전원, 제어, 센서, 통신, 접지 또는 차폐, 예비 부품 등 기능별로 그룹화합니다. 몇 개의 예비 회로는 다음 업그레이드에 대한 저렴한 보험이지만 각 회로에는 공간이 필요하므로 봉투와 균형을 맞추십시오.
2. 명판이 아닌 Duty별 전압, 전류 확인
모든 회로에 전압과 전류를 전달하는 시간을 포함하여 실제적인 전류를 제공합니다. 전류는 열, 접점 설계 및 도체 크기를 결정하므로 전원 회로에 가장 주의를 기울여야 합니다. 하나의 접점 디자인이 모든 것에 적합하다고 가정하지 마십시오. 혼합 전력-및-신호 장치에는 종종 다양한 링에 다양한 재료와 와이어 크기가 필요합니다.
3. 신호 및 데이터 요구 사항 정의
낮은-레벨 제어 신호는 고속 데이터와-동일하지 않습니다. 크레인이 CAN, 이더넷, 인코더 또는 아날로그 각도 신호를 사용하는 경우 공급업체에 조기에 알리고 신호 유형 및 프로토콜, 차폐 요구 사항, 소음 민감도, 커넥터 유형, 리드 길이 및 접지 전략을 포함시킵니다. 명확한 신호 요구 사항은 설치 후에만 나타나는 통신 오류를 방지합니다.
4. 장착 봉투 잠금
디자인을 선택하기 전에 공간을 측정하십시오. 최대 높이 및 직경, 중심{0}}보어 요구 사항, 장착 구멍 패턴, 케이블{1}}출구 방향, 회전 간격, 커버 또는 인클로저 제한, 유압 스위블 또는 호스와의 관계. 소형 장치는 전기 사양이 잘못되었기 때문이 아니라 기계적 한계가 완전히 정의되지 않았기 때문에 설계 검토에 실패하는 경우가 많습니다.
5. 운영 환경에 맞게 설계를 일치시키십시오.
크레인은 먼지, 진동, 비, 온도 변화, 염분 및 세척 환경에서 작동합니다. 실내 또는 실외 사용, 먼지 및 습기 노출, 온도 범위, 진동 및 충격, 부식 위험, 필요한 밀봉 수준 및 유지 관리 액세스 -를 파악한 다음 일치하는 하우징, 밀봉 및 마감재를 선택하십시오.
6. 포지션 피드백을 조기에 결정하라
제어 시스템에 붐 방향이나 회전 각도가 필요한 경우 먼저 방법을 선택하십시오. 위치 스위치는 간단한 표시에 충분할 수 있습니다. 전위차계 또는 인코더는 연속 각도에 적합합니다. 늦게 추가하면 높이가 추가되는 경향이 있으므로 센서를 회전식 인터페이스의 일부로 취급하십시오.
피해야 할 일반적인 실수
- 사이즈로만 선택하세요.전류, 신호, 밀봉 및 서비스 요구 사항을 충족할 수 없다면 크기가 작아도 좋지 않습니다.
- 신호 회로를 과소평가합니다.제어 및 네트워크 라인은 배선 다이어그램에서 사소해 보이지만 노이즈, 접촉 품질 및 접지에 민감하므로 설계를 동결하기 전에 정의하십시오.
- 설치 액세스를 무시합니다.장치는 맞지만 쉽게 배선, 검사 또는 교체할 수 없으면 서비스 비용이 조용히 증가합니다.
- 향후 업그레이드를 잊어버리세요.나중에 카메라, 센서 또는 제어 장치를 추가할 수 있는 경우 예비 회로 또는 모듈식 설계가 공간 가치가 있습니다.
- 유압 스위블에서 슬립 링을 분리합니다.크레인이 두 가지를 모두 사용하는 경우 장착, 회전, 케이블 라우팅 및 서비스 접근을 함께 검토해야 합니다.
FAQ
Q: 크레인 슬립 링의 기능은 무엇입니까?
A: 크레인의 고정 부분과 회전 부분 사이에 전원, 제어 신호, 통신 데이터 및 센서 피드백을 전달하므로 케이블이 꼬이지 않고 상부 구조가 연속적으로 흔들릴 수 있습니다. 고정된 케이블 루프와 달리 동일한 방향으로 무제한 회전을 지원합니다.
Q: 하나의 크레인 슬립 링으로 전원과 신호를 모두 전달할 수 있습니까?
A: 예, 혼합 전력-및-신호 장치가 정상입니다. 문제는 전력 및 민감한 신호가 설계 규칙을 공유하지 않는다는 것입니다. 장치에는 회로 분리, 일치하는 접점 재료, 의도적인 차폐 및 접지 계획이 필요하므로 전력 회로가 CAN 프레임 또는 인코더 피드백에 노이즈를 주입하지 않습니다.
Q: 소형 크레인 슬립 링은 서비스 수명을 희생합니까?
A: 그 자체는 아닙니다. 컴팩트한 장치는 동일한 기능을 더 적은 공간에 담지만 수명은 크기보다는 접점 재료, 전류 마진, 밀봉 및 의무에 따라 결정됩니다. 느리게 회전하는-크레인에 올바르게 지정된 소형 슬립 링은 더 큰 크레인만큼 오래 지속될 수 있습니다. 문제는 일반적으로 소형 형태가 아닌 소형 회로 또는 잘못된 밀봉으로 인해 발생합니다.
질문: 언제 컴팩트 또는 울트라{0}}컴팩트 디자인을 선택해야 합니까?
A: 장착 공간은 고정되어 있지만 크레인에 여전히 여러 전원, 제어, 통신 또는 센서 회로가 필요한 경우 - 일반적으로 높이 제한이 엄격한 OEM 기계 또는 유압 회전과 공간을 공유해야 하는 슬립 링이 있습니다.
Q: 크레인 슬립 링에는 어떤 IP 등급이 필요합니까?
A: 크레인이 작동하는 위치에 따라 다릅니다. 실내 또는 보호 장치는 IP54로 괜찮을 수 있습니다. 비나 제트기에 노출되는 실외 크레인은 일반적으로 IP65 이상을 원하며 세척 또는 해양 서비스는 여전히 더 높은 수준을 요구합니다. 이전 프로젝트가 아닌 실제 현장 조건을 기준으로 등급을 지정합니다.
질문: 크레인 슬립 링에 회전 각도 피드백이 포함될 수 있습니까?
답: 그렇습니다. 제어 시스템에 필요한 사항에 따라 어셈블리에는 간단한 방향을 위한 위치 스위치 또는 연속 각도를 위한 전위차계 및 인코더가 통합될 수 있습니다.
Q: 맞춤형 크레인 슬립 링을 설계하려면 어떤 정보가 필요합니까?
A: 최소한: 회로 수는 기능, 회로당 전압 및 전류, 신호 및 데이터 유형, 장착 범위, 환경 조건, 회전 속도 및 듀티, 위치 피드백 또는 사전 배선 하네스의 필요성에 따라 분류됩니다.-
주요 시사점
크레인 슬립 링은 크레인이 회전하는 동안 전력, 제어, 데이터 및 위치 피드백을 연결해 주며, 공간이 제한된 기계에서는 소형 또는 초소형{1}}설계로 인해 전체 전기 인터페이스가 적합해지는 경우가 많습니다. 현장에서 작동하는 장치는 명확한 요구 사항 - 회로 수 및 임무, 신호 유형, 실제 기계적 엔벨로프, 실제 작동 환경 및 감지 요구 사항 -에서 지정되고 분리되지 않고 유압 회전 및 서비스 계획과 함께 검토됩니다. 해당 사양을 올바르게 설정하면 슬립 링이 반복되는 가동 중지 시간의 원인이 아닌 조용하고 신뢰할 수 있는 크레인 부품이 됩니다.