Tanah putar-berarus tinggi menyediakan jalur terkontrol untuk arus pengelasan antara bagian stasioner dan bagian berputar pada perlengkapan, pengatur posisi, meja putar, poros, atau sistem penahan kerja.
Biasanya digunakan dalam pengelasan tangki otomatis, pengelasan pipa, produksi bejana tekan, pengelasan lapisan melingkar, perlengkapan pemotongan putar, dan proses lain yang mengharuskan benda kerja berputar sambil tetap berada di sirkuit kerja listrik.
Memilih satu melibatkan lebih dari sekadar mencocokkan arus listrik maksimum yang ditunjukkan pada sumber daya pengelasan. Desain sebenarnya harus memperhitungkan durasi arus, siklus kerja, resistansi kontak, penurunan tegangan, panas, pemasangan, kabel, terminal, rotasi, kontaminasi, pemeliharaan, dan pengujian penerimaan.
Untuk ikhtisar solusi ByTune yang dikembangkan untuk fungsi ini, lihatkopling bumi untuk mesin lasdan jangkauan yang lebih luasperangkat transmisi arus pengelasan.
Apa itu Tanah Putar-Arus Tinggi?
Tanah putar-berarus tinggi biasanya berupa-sambungan listrik putar sirkuit tunggal yang dirancang untuk mengalirkan arus proses dalam jumlah besar melintasi antarmuka berputar.
Kata "tanah" banyak digunakan dalam nama produk pengelasan, namun bisa menyesatkan. Dalam rangkaian pengelasan-busur, kabel yang dihubungkan ke benda kerja adalahmemimpin pekerjaan, dan keterikatan pada benda kerja atau perlengkapan adalahsambungan benda kerja. Ini tidak sama dengan konduktor ground pelindung yang digunakan untuk mengurangi-risiko sengatan listrik.
Panduan landasan pengelasan Lincoln Electricmenjelaskan bahwa sambungan benda kerja sering disebut secara informal sebagai penjepit tanah padahal kedua fungsi tersebut berbeda. OSHA secara terpisah mengharuskan-rangka mesin las untuk diarde dengan benar. Oleh karena itu, pembumian pengelasan putar harus diperlakukan sebagai bagian dari jalur pekerjaan pengelasan saat ini, bukan sebagai pengganti pembumian peralatan pelindung.
Tempat Pengelasan Putar, Penjepit Kerja Tetap, atau Cincin Selip?
| Perangkat | Fungsi Utama | Aplikasi Khas |
|---|---|---|
| Memperbaiki penjepit kerja | Menghubungkan kabel kerja ke benda kerja atau perlengkapan stasioner | Pengelasan manual dan perlengkapan yang tidak dapat diputar |
| Tanah putar-arus tinggi | Membawa satu sirkuit kerja-berarus tinggi melintasi antarmuka yang berputar | Positioner pengelasan, pengelasan tangki dan pengelasan pipa |
| Cincin slip-multisaluran | Membawa beberapa sirkuit daya, kontrol, sensor atau data | Otomasi, robot, derek, dan peralatan pengemasan |
| Rakitan putar hibrida | Menggabungkan rangkaian listrik dengan media gas, udara, hidrolik atau layanan lainnya | Perlengkapan las otomatis yang kompleks |
Sinyal konvensional atau slip ring-arus rendah tidak boleh dianggap membawa arus pengelasan hanya karena tersedia saluran yang tidak digunakan. Sirkuit-arus tinggi memberikan tuntutan berbeda pada area konduktor, bahan kontak, pembuangan panas, terminal, dan konstruksi mekanis.
Tinjauan teknis daritinggi-slip ring saat inimemberikan latar belakang tambahan tentang perbedaan ini.
Kapan Perlengkapan Pengelasan Membutuhkan Rotary Ground?
Tanah putar umumnya diperlukan ketika arus pengelasan harus mengalir antara sumber listrik stasioner dan benda kerja atau perlengkapan yang berputar selama siklus pengelasan.
Tanpa sambungan putar yang sesuai, kabel kerja dapat terpuntir di sekeliling perlengkapan, membatasi putaran, memerlukan pengubahan posisi secara manual, bergesekan dengan bagian-bagian mesin, atau menimbulkan beban yang tidak diinginkan pada terminal dan kabel.
Meja berputar tidak secara otomatis memerlukan ground yang berputar. Pertanyaan yang menentukan adalah apakah arus pekerjaan pengelasan harus melewati antarmuka mekanis yang berputar.
Lima Keputusan Rekayasa yang Mengontrol Seleksi
1. Arus, Siklus Kerja, Resistansi, dan Panas
Output maksimum sumber listrik pengelasan bukanlah spesifikasi produk yang lengkap. Tim teknik harus mendokumentasikan:
- Arus pengelasan normal
- Arus maksimum dan pulsa
- Durasi setiap pengelasan
- Waktu antar pengelasan
- Jumlah siklus per jam
- Persentase waktu di bawah beban
- Suhu lingkungan
- Perubahan proses masa depan yang direncanakan
Perlengkapan yang membawa 800 A selama sepuluh detik diikuti dengan pendinginan beberapa menit mempunyai kebutuhan termal yang berbeda dari perlengkapan yang membawa 500 A secara terus menerus. Pemasok harus menyatakan apakah rating bersifat kontinu, terputus-putus,-terbatas waktu, bergantung pada suhu-atau bergantung pada pengaturan pendinginan yang ditentukan.
Nilai resistansi yang kecil menjadi penting pada arus yang tinggi. Penurunan tegangan dihitung sebagai:
V = I × R
Panas yang dihasilkan pada titik resistif dihitung sebagai:
P = I² × R
Misalnya, sambungan berkekuatan 600 A dengan resistansi 0,5 mΩ akan menghasilkan:
- Penurunan tegangan 0,3 V
- panas 180 W
Ini adalah ilustrasi matematis, bukan rating produk ByTune. Hal ini menunjukkan mengapa hambatan yang tampak sangat kecil masih dapat menimbulkan pemanasan besar dalam rangkaian pengelasan.
Jalur resistansi lengkap mencakup kontak putar, konduktor internal, terminal, lug kabel, sambungan baut, perlengkapan, sambungan benda kerja, dan kabel balik. Kopling-arus tinggi tidak dapat mengimbangi ukuran kabel yang terlalu kecil, terminal yang longgar, atau sambungan benda kerja yang terkontaminasi.
Untuk proyek dalam rentang arus berbeda, ByTune menyediakan layanan khususKopling bumi 800A, Kopling bumi 1200ADanKopling bumi 2000Ahalaman. Pemilihan akhir masih harus diperiksa terhadap siklus kerja, suhu, terminal dan instalasi.
2. Ujung-dari-Poros atau Melalui-Pemasangan Lubang
Tata letak mesin biasanya menentukan apakah permukaan putar ujung-poros-atau melalui-lubang harus dievaluasi terlebih dahulu.
| Faktor Seleksi | Akhir-dari-Desain Poros | Melalui-Desain Lubang |
|---|---|---|
| Akses akhir-poros | Diperlukan | Tidak diperlukan |
| Saluran gas atau cairan sentral | Biasanya kurang nyaman | Bisa melewati tengah |
| Ruang aksial | Membutuhkan ruang di luar ujung poros | Dapat dipasang di sekitar poros |
| Ruang radial | Seringkali lebih rendah | Biasanya membutuhkan diameter luar yang lebih besar |
| Penggunaan retrofit | Cocok bila ujung poros dapat diakses | Cocok bila geometri poros yang ada harus tetap ada |
| Akses layanan | Seringkali lugas | Tergantung pada mesin di sekitarnya |
Desain-lubang tembus mungkin lebih disukai bila poros, pipa gas, kabel, atau layanan lainnya harus melewati bagian tengah. Dimensi lubang tidak dapat dievaluasi sendiri; meningkatkan lubang juga dapat meningkatkan diameter luar dan mempengaruhi ketersediaan ruang pemasangan.
OlehTunemelalui-rentang cincin selip lubangmengilustrasikan struktur poros-berongga yang umum. Bila arus listrik dan gas atau udara harus berbagi sumbu yang sama, anelektrik-cincin slip hibrid pneumatikdapat memberikan titik awal yang lebih terintegrasi.
Pemasok harus menerima gambar terkendali yang menunjukkan poros, lubang, permukaan pemasangan, flensa, diameter maksimum, panjang maksimum, sisi diam dan berputar, pintu keluar kabel, dan jarak servis. Pernyataan seperti "sesuaikan dengan poros 50 mm" tidak menjelaskan toleransi, penyelarasan, atau akses pemasangan.
3. Kabel, Terminal, dan Rangkaian Kerja Lengkap
Unit putar hanya merupakan salah satu elemen rangkaian kerja pengelasan. Persyaratan kabel dan terminasi harus mencakup:
- Bahan konduktor dan-luas penampang
- Panjang kabel dan peringkat insulasi
- Fleksibilitas dan radius tikungan
- Jenis lug dan ukuran baut
- Kondisi permukaan dan pelapisan
- Kabel-arah keluar
- Pereda ketegangan
- Koneksi ke perlengkapan berputar
Permukaan sambungan harus aman secara mekanis, kompatibel dengan bahan konduktor, terlindung dari kelonggaran, dan dapat diakses untuk inspeksi.
Arus pengelasan tidak boleh dibiarkan menemukan jalur yang tidak diinginkan melalui bantalan mesin, pemandu linier, atau kontak roda gigi. SKF menjelaskan bahwa arus listrik yang melewati suatu bantalan dapat menyebabkan erosi listrik, termasuk pitting dan fluting.
Detail instalasi harus ditinjau berdasarkan ByTunepetunjuk pemasangan slip ring. Perbandingan dariteknologi kontak emas dan grafitjuga memberikan konteks mengapa sistem kontak yang berbeda digunakan untuk kebutuhan arus dan sinyal yang berbeda.
4. Suhu, Lingkungan, dan Pemeliharaan
Kenaikan suhu tergantung pada arus, hambatan, siklus kerja, suhu sekitar, panas pengelasan di sekitar, kondisi penutup, aliran udara, ukuran kabel, terminal dan interval pendinginan.
Spesifikasi harus mendefinisikan:
- Suhu lingkungan minimum dan maksimum
- Suhu terminal maksimum yang dapat diterima
- Suhu kandang maksimum yang dapat diterima
- Siklus saat ini dan tugas selama pengujian
- Apakah rakitan berputar selama pengujian
- Lokasi pengukuran
- Metode pendinginan
Udara paksa, pendingin air, atau unit pendingin harus diperlakukan sebagai bagian dari konfigurasi yang disetujui jika peringkat saat ini bergantung padanya. Ini tidak boleh ditambahkan setelah panas berlebih muncul di produksi.
Artikel ByTune tentangmengendalikan kenaikan suhu pada slip ringmemberikan pertimbangan-desain termal terkait.
Lingkungan pengelasan dapat membuat sambungan putar terkena percikan, debu gerinda, partikel logam, asap, oli, cairan pendingin, kelembapan, dan benturan mekanis. Rumah yang tersegel tidak secara otomatis melindungi lug, kabel, pengencang, atau sambungan perlengkapan yang terbuka.
Istilah seperti "bebas perawatan-" harus ditafsirkan secara hati-hati. Suatu produk mungkin memerlukan sedikit penyesuaian internal namun masih memerlukan pemeriksaan eksternal untuk terminal yang kendor, kerusakan kabel, korosi, kontaminasi, pemanasan tidak normal, kerusakan segel, atau kelonggaran mekanis.
5. Kriteria Pengujian dan Penerimaan
Peringkat ampere judul dan gambar garis besar tidak cukup untuk persetujuan akhir. Setiap persyaratan penting harus dihubungkan dengan pengujian yang terukur dan hasil yang terdokumentasi.
| Tes | Tujuan | Keluaran Khas |
|---|---|---|
| Inspeksi dimensi | Konfirmasikan kesesuaian poros, lubang, flensa, panjang dan jarak kabel | Laporan inspeksi dimensi |
| Resistensi dingin | Tetapkan kondisi kelistrikan awal sebelum pemanasan | Catatan pengukuran-resistansi rendah |
| Resistensi dinamis | Identifikasi variasi resistensi selama rotasi | Variasi maksimum atau jejak resistensi |
| Uji jatuh-tegangan | Verifikasi jalur lengkap saat ini yang sedang dimuat | Catatan penurunan-tegangan |
| Uji-kenaikan suhu | Konfirmasikan kinerja termal selama siklus pengelasan yang diperlukan | Catatan suhu berdasarkan titik pengukuran |
| Tes kecepatan dan arah | Konfirmasikan pengoperasian pada profil gerakan yang ditentukan | Laporan pengujian rotasi |
| Uji coba pengelasan aplikasi | Konfirmasikan kinerja pada mesin dan proses sebenarnya | Catatan penerimaan pelanggan |
Bagaimana Mengukur Resistansi Rendah dengan Lebih Andal
Ketika resistansi yang diukur sangat rendah, resistansi pada kabel uji dan kontak probe dapat menjadi signifikan dibandingkan dengan komponen itu sendiri.
NIST mencatat bahwa pengukuran-resistansi rendah pada konduktor besar biasanya menggunakan metode Kelvin atau empat-terminal untuk mengurangi kesalahan yang disebabkan oleh resistansi sambungan. Dalam susunan empat-kabel, sepasang kabel menyuplai arus pengujian dan sepasang kabel terpisah mengukur tegangan pada titik-titik yang dipilih.
Untuk tempat pengelasan putar, rencana pengujian harus dengan jelas mendefinisikan:
- Titik pengukuran
- Apakah kabel dan lugs disertakan
- Ketahanan dingin sebelum operasi
- Resistensi saat berputar
- Resistansi setelah siklus tugas pengelasan
- Kecepatan rotasi
- Arus uji yang diterapkan
- Suhu lingkungan dan komponen
- Tingkat pengambilan sampel atau variasi maksimum yang tercatat
Titik uji tidak boleh diubah antara pengukuran dingin dan panas. Jika tidak, perbandingannya mungkin mencakup hambatan kabel, lug, atau permukaan yang berbeda.
Panduan ByTune tentangcara menguji slip ringmemberikan konteks lebih lanjut tentang inspeksi listrik dan mekanik.
Contoh Hipotetis: Tanah Putar untuk Perlengkapan Pengelasan Tangki
Contoh berikut adalah ilustrasi dan bukan merupakan rekomendasi produk atau kasus pelanggan.
Sebuah pabrik sedang merancang perlengkapan otomatis yang memutar tangki silinder sementara obor tetap menghasilkan las melingkar. Sistem ini memiliki:
- Arus pengelasan tinggi
- Siklus produksi berulang
- Rotasi terus menerus selama pengelasan
- Saluran gas-pelindung pusat
- Akses terbatas ke ujung poros
- Debu logam dan percikan las
Permintaan untuk "tanah putar 800 A" tidak akan cukup.
| Grup Persyaratan | Informasi yang Dibutuhkan |
|---|---|
| Listrik | Arus normal, arus maksimum, durasi pengelasan, interval pendinginan, polaritas dan penurunan tegangan yang diijinkan |
| Mekanis | Diameter poros, lubang yang diperlukan,-batas diameter luar, panjang, pemasangan, penyelarasan, dan runout |
| Gerakan | RPM normal, RPM maksimum, mulai, berhenti, dan siklus harian |
| Panas | Suhu sekitar, panas las di sekitar, penutup, dan kenaikan suhu yang diijinkan |
| Jalur gas | Persyaratan medium, tekanan, aliran, pemasangan dan kebocoran |
| Lingkungan | Percikan, debu, metode pembersihan, kelembapan, dan penutup pelindung |
| Validasi | Tahan dingin, tahan dinamis, penurunan tegangan, kenaikan suhu, dan uji coba pengelasan produksi |
Karena ujung poros sulit diakses dan gas pelindung harus melewati bagian tengah, struktur-bore tembus atau hibrida terintegrasi akan dievaluasi terlebih dahulu. Model akhir akan tetap bergantung pada persyaratan arus, termal, dimensi, dan pengujian yang lengkap.
Gejala Kegagalan dan Prioritas Inspeksi
| Gejala yang Diamati | Kemungkinan Penyebabnya | Titik Pemeriksaan Pertama |
|---|---|---|
| Lug atau terminal kabel panas | Sambungan longgar, konduktor berukuran kecil, kontaminasi atau resistansi tinggi | Lug, pengikat, kabel dan permukaan terminal |
| Meningkatkan penurunan tegangan | Keausan kontak, sambungan longgar, atau kenaikan suhu | Resistensi dingin dan panas di seluruh titik pengukuran yang ditentukan |
| Arus pengelasan tidak stabil | Kontak benda kerja,-pengaturan sumber daya, variasi antarmuka-kabel atau putar | Sirkuit kerja lengkap, bukan unit putar saja |
| Bekas luka bakar atau lengkung | Sambungan longgar, kontaminasi, atau kontak terputus | Terminal, koneksi perlengkapan dan sistem kontak internal |
| Torsi atau kebisingan tidak normal | Ketidaksejajaran, masalah bantalan, pembebanan mekanis atau kontaminasi | Pemasangan, penyelarasan poros, dan-pengaturan antirotasi |
| Kerusakan akibat korosi atau segel | Perlindungan lingkungan tidak sesuai dengan pemasangan | Perumahan, entri kabel, pengencang dan lug terbuka |
Gejala-gejala ini tidak membuktikan bahwa kopling bumi itu sendiri telah gagal. Rangkaian pekerjaan pengelasan yang lengkap harus diperiksa sebelum mengganti komponen putar.
Untuk konteks pemeliharaan tambahan, lihat diskusi ByTune tentangkeausan pada-cincin selip berdaya tinggi.
Apa yang Meningkatkan Kustomisasi, Biaya, dan Waktu Tunggu?
Kompleksitas proyek dapat meningkat ketika aplikasi memerlukan:
- Lubang atau perumahan yang tidak biasa
- Arus kontinu yang sangat tinggi
- Waktu-verifikasi kelebihan beban terbatas
- Kabel, lug, atau adaptor khusus
- Pengoperasian-kecepatan tinggi
- Saluran gas atau cairan yang terintegrasi
- Pendinginan aktif
- Bahan tahan korosi-
- Perlengkapan atau pengujian{0}}khusus pelanggan
- Dokumentasi artikel-pertama yang formal
Kutipan harus memisahkan biaya produk standar, kabel atau adaptor khusus, teknik, perkakas, prototipe atau barang pertama, pengujian, dokumentasi, kuantitas produksi, dan unit cadangan.
Tidak ada angka umum harga atau-waktu tunggu yang dapat diasumsikan tanpa konfigurasi yang ditentukan dan kuotasi pemasok saat ini.
Daftar Periksa RFQ Rotary Ground Tinggi-Saat ini
- Proses pengelasan dan deskripsi perlengkapan
- Sisi diam dan berputar
- Arus normal, maksimum dan pulsa
- Durasi pengelasan dan siklus kerja
- Polaritas dan frekuensi
- Penurunan tegangan maksimum yang dapat diterima
- Kenaikan suhu maksimum yang diizinkan
- RPM normal dan maksimal
- Rotasi atau osilasi terus menerus
- Batas poros, lubang, diameter dan panjang
- Gambar pemasangan dan informasi runout
- Preferensi-ujung-poros atau melalui-lubang
- Bahan kabel, ukuran dan panjang
- Persyaratan lug dan terminal
- Suhu lingkungan dan sumber panas di dekatnya
- Percikan, debu, air dan paparan bahan kimia
- Pengaturan pendinginan
- Persyaratan saluran gas atau cairan
- Harapan inspeksi dan pemeliharaan
- Tes penerimaan listrik, termal dan mekanik
- Prototipe dan jumlah produksi
- Jadwal proyek
- Foto instalasi
Proposal pemasok harus dibandingkan menggunakan siklus kerja, suhu, kabel, terminal, rotasi, dan kondisi pengujian yang sama. OlehTuneinformasi manajemen mutudapat ditinjau bersamaan dengan rencana pemeriksaan dan pengujian{0}}spesifik produk.
Pertanyaan Umum
T: Apakah Tanah Pengelasan Berputar Sama Dengan Tanah Pelindung?
J: Tidak. Ini adalah bagian dari rangkaian arus-pekerjaan pengelasan. Pembumian pelindung memiliki fungsi keselamatan terpisah dan tetap diperlukan jika diwajibkan oleh desain peralatan dan peraturan yang berlaku.
T: Dapatkah Slip Ring Biasa Membawa Arus Pengelasan?
J: Hanya jika produk yang tepat dirancang dan diberi nilai khusus untuk arus, siklus kerja, resistansi, suhu, terminal, dan lingkungan yang diperlukan. Saluran sinyal cadangan tidak dianggap cocok.
Q: Berapa Kapasitas Ekstra Ampere yang Harus Ditentukan?
J: Tidak ada persentase universal. Pemilihan tergantung pada profil arus sebenarnya, durasi pengelasan, siklus kerja, suhu sekitar, pendinginan, konfigurasi kabel dan terminal, dan metode penilaian pabrikan.
T: Mengapa Sambungan Kerja Rotary Menjadi Panas?
J: Panas dapat dihasilkan oleh hambatan pada kontak putar, kabel, terminal, lug, sambungan baut, atau sambungan benda kerja. Pengujian harus mengevaluasi jalur lengkap saat ini.
T: Mana yang Lebih Baik: Ujung-Dari-Poros Atau Melalui-Bore?
J: Desain-ujung-poros seringkali lebih sederhana bila ujung poros dapat diakses. Desain lubang tembus berguna jika poros, pipa, atau saluran gas harus tetap berada di tengah.
T: Apakah-Bebas Perawatan Berarti Tidak Ada Inspeksi?
J: Tidak. Kabel eksternal, terminal, pengencang, segel, dan perangkat keras pemasangan mungkin masih memerlukan pemeriksaan berkala meskipun sistem kontak internal hanya memerlukan sedikit perawatan rutin.
Rekomendasi Akhir
Pilih pembumian-berarus tinggi dari proses pengelasan yang lengkap, bukan dari arus listrik saja.
Tentukan siklus saat ini dan siklus kerja terlebih dahulu. Kemudian mendokumentasikan resistansi, penurunan tegangan, kenaikan suhu yang diijinkan, pemasangan, rotasi, kabel, terminal, lingkungan, akses pemeliharaan dan uji penerimaan.
Pendekatan ini memungkinkan pemasok untuk mengevaluasi persyaratan yang sama dan mengurangi risiko terjadinya panas berlebih, penurunan tegangan, konflik pemasangan, atau kinerja pengelasan yang tidak stabil setelah perlengkapan memasuki produksi.
Kirimkan informasi spesifikasi, gambar, dan siklus tugas yang lengkap melaluiHalaman kontak dan kutipan ByTuneuntuk peninjauan aplikasi.