クレーンのスリップ リングの用途: 回転吊り上げ装置に適したスリップ リングの選び方

クレーンは回転し、電力、制御信号、センサー フィードバック、照明、カメラ、通信データが固定ベースと可動構造物の間を流れ続けます。クレーン スリップ リング - は、クレーン コレクタ リングまたはクレーン回転電気コネクタ - とも呼ばれ、回転ジョイントを横切る連続した電気経路を維持することによってそれを可能にします。

クレーンの種類と作業環境に応じてクレーン用スリップリングを選択してください。保護された屋内天井クレーンは、多くの場合、標準のスリップ リング上で動作します。港湾または海上クレーンには、密閉型、耐腐食性、高電流設計が必要です。-マグネット クレーンには、端子に熱ヘッドルームを備えた高電流設計が必要です。-見積もりを依頼する前に、電気負荷、回路数、信号タイプ、IP 定格、ボア サイズ、およびデューティ サイクルを定義します。

単純なクレーンの場合、スリップ リングには低電流制御回路のみが搭載される場合があります。-港湾クレーン、オフショア クレーン、ケーブル リール、またはマグネット クレーンの場合、高電流、厳しい天候、振動、塩害、データ伝送、および長いサービス間隔に対処する必要があります。そのため、クレーンのスリップ リングの用途を一般的なカタログの選択肢として扱うべきではありません - 適切な設計は、クレーンのタイプ、電気負荷、信号の組み合わせ、取り付け位置、および環境から導き出されます。

クレーンスリップリングとは何ですか?

クレーン スリップ リングは、固定構造と回転クレーン コンポーネントの間で電力と信号を伝送する回転電気コネクタです。これにより、ケーブルをねじることなく、上部構造、ブーム、タレット、オペレーターキャビン、回転ホイスト、ケーブルリール、旋回プラットフォームを回転させることができます。

スリップ リングがないと、固定ケーブルが繰り返し回転する際に絡まり、過大なストレスがかかり、疲労する可能性があります-。また、前後に回転させると時間の経過とともにケーブルが摩耗します。--。正しく選択されたスリップ リングは、回転ジョイントでのケーブルのストレスを軽減しながら、電気接続を安定に保ちます。クレーンでは以下のものを運ぶことができます。

• モーター、ホイスト、旋回ドライブ、またはリフティングマグネット用の主電源
• 低電圧制御信号、リミット スイッチ、安全回路-
• エンコーダと位置フィードバック
• 照明と補助電源
• RS485、CANbus、イーサネット、またはその他の通信信号
• カメラ、監視、または診断データ
• 電力と空気、油圧、または光ファイバーの回転伝達を組み合わせたもの

スリップリングはクレーンのどこに取り付けられていますか?

スリップ リングは、回転と電気的導通が交わる場所に配置されます。正確な位置はクレーンの設計によって異なります。

旋回プラットフォームと回転タレット

多くのクレーンは、旋回セクション、ターンテーブル、またはタレットの周囲にスリップ リングを配置するため、回転する上部構造は固定ベースから電力と制御信号を引き出すことができます。これは、タワー クレーン、移動式クレーン、デッキ クレーン、回転産業用プラットフォームで一般的です。主な質問は、ボアサイズ、取り付けスペース、ケーブル配線、耐振動性、および検査アクセスです。

オペレーターキャビンと制御システム

回転するキャビンは、ライト、コントロール、ディスプレイ、HVAC、カメラ、安全装置に継続的な電力を必要とします。また、スリップ リングは、キャビンが構造物とともに回転するときにこれらのケーブルがねじれるのを防ぎます。ここでは、信号の信頼性と回路分離が電流定格と同じくらい重要です。

ケーブルリールと回転ホイスト

クレーン ケーブル リールはリール ハブにスリップ リングを使用しているため、ドラムが巻き上げたり巻き戻したりしても電気接続が維持されます。これは、ガントリー クレーン、ポート クレーン、マグネット クレーン、重量物運搬装置などでよく見られます。-リールは埃っぽい、濡れた、または振動の多い条件で継続的に動作することが多いため、張力緩和、ケーブルの出口方向、シーリング、およびデューティ サイクルが重要です。-

フィールドノート:ポート ケーブル リール システムでは、リング本体の内側ではなく、ケーブルの入り口で障害が頻繁に発生します。- 振動により端子が緩み、塩分が摩耗したグランドを通過して影響を及ぼします。共通点の見直しケーブルリールのスリップリングの故障の原因現場で診断するよりも早期に診断する方が安価です。

マリンデッキクレーン台座

船舶および海洋クレーンは通常、スリップ リングを回転デッキ台座内またはその近くに配置します。この台座は、塩分、湿気、結露、振動にさらされ、メンテナンス期間が限られています。標準的な屋内スリップ リングは通常、ここには適していません。耐食性-ハウジング、密封されたケーブルグランド、結露防止、および適切なエンクロージャを早期に指定する必要があります。

クレーンタイプ別のクレーン用スリップリングの用途

クレーンが異なれば、故障の仕方も異なります。タワー、港湾、天井クレーン、およびオフショア クレーンはすべてスリップ リングを必要とする可能性がありますが、設計上の優先順位は異なります。

タワークレーン

タワー クレーンのスリップ リングは通常、マストと回転する上部構造の間の旋回セクションに設置され、キャビンの電力、照明、制御信号、および監視データを伝達します。実際の制約としては、コンパクトな設置スペース、きれいなケーブル配線、高所での耐候性、安定した制御信号、後のアップグレード用の予備回路がいくつかあることです。

天井クレーンおよび橋形クレーン

天井クレーンや橋梁クレーンでは、通常、工場、倉庫、組立ラインの屋内で、回転ホイスト、ケーブル リール、または特殊な吊り上げ機構でスリップ リングを使用することがあります。環境への曝露は屋外よりも低いですが、デューティ サイクルとメンテナンスへのアクセスは依然として重要です -。クレーンがエンコーダ、リモート コントロール、または自動位置決めを使用する場合、信号の品質が決定要因になります。

港湾クレーン、ガントリークレーン、コンテナクレーン

船-対-クレーン、ゴムタイヤ式ガントリー（RTG）、-レール搭載ガント​​リーは、湿気、塩分、塵埃、振動、重電気負荷の中で動作します。港湾クレーンのスリップ リングでは、大電流容量、堅牢な端子、ケーブルの張力緩和、エンクロージャの密閉、耐腐食性、電力チャネルと信号チャネル間のきれいな分離を優先する必要があります。-

エンジニアリングノート:港湾クレーンやガントリー クレーンの場合、実際のストレスは単一のピーク荷重ではなく、塩霧、継続的な振動、ケーブル-リールのデューティ サイクル - の組み合わせです。シーリングと端子の設計は、銘板の電流だけではなく、その組み合わせに対して確認する必要があります。

海上および海上クレーン

海洋クレーンのスリップ リングやオフショア クレーンのスリップ リングは、塩水噴霧、結露、振動、および困難な使用条件に耐える必要があり、通常、環境は回転速度よりも重要です。推奨される選択肢には、ステンレスまたはコーティングされたハウジング、密閉されたケーブル挿入口、耐腐食性素材、結露防止対策、簡単な検査アクセスなどがあります。-関連する船舶用スリップリングの腐食-保護技術これらは選択時に検討する価値があり、オフショア プロジェクトでは認定、文書化、プロジェクト固有のテストが追加されることがよくあります。-

移動式クレーンおよび回転プラットフォーム

移動式クレーンは、下部キャリアと回転する上部構造の間にスリップ リングを使用して、電力、制御装置、センサー、安全回路、および通信信号を伝送します。スリップ リングは衝撃、振動、狭い設置スペースにさらされるため、機械的に安全で、コンパクトで、保守中に迅速に交換できる必要があります。

マグネット クレーンと高電流吊り上げ装置-

スクラップヤードやマグネットクレーンでは、磁石を持ち上げるために高電流回路が必要です。-ここでは電流定格だけでは十分ではありません。長期的な信頼性は、端子の熱、ケーブルのサイズ、筐体の換気、接続の品質によって決まります。-目的を持って構築された-大電流-スリップリング通常、熱ヘッドルームを備えた設計が必要であり、サプライヤーは設計を推奨する前に、連続電流、ピーク電流、デューティ サイクル、導体サイズ、端子レイアウト、換気を確認する必要があります。

クレーンのスリップリング選択マトリックス

クレーンのスリップ リングが伝達するもの: 電力、制御、データ

クレーンのスリップ リングは電力と信号の両方を伝送できますが、内部設計は電気要件に適合する必要があります。

主電源およびモーター回路

電源回路は、ホイスト モーター、旋回ドライブ、磁石システム、照明、ヒーターに電力を供給します。連続電流、電圧、ケーブルサイズ、端子デザイン、放熱性を合わせて確認する必要があります。よくある間違いは、実際のクレーン操作中に蓄積される定常的な加熱を無視して、ピーク電流に基づいてリングのサイズを決定することです。

制御信号と安全回路

制御回路は、オペレータコマンド、リミットスイッチ、非常停止、負荷監視、インターロック、PLC I/O - の低電流をカバーしますが、安定した接点性能が必要です。安全性-関連の回路はクレーンの設計者と電気技術者とともに検討する必要があり、スリップ リングは独立した部品ではなくクレーンの電気システムの一部として扱われます。クレーンの場合、その広範な電気システムは国際規格によって対応されていますIEC 60204-32、電力および制御フィーダを含む巻上機の電気機器の要件を設定します。

エンコーダ、センサー、イーサネット、RS485、CANbus、カメラデータ

現代のクレーンは、センサー、エンコーダー、カメラ、フィールドバス ネットワーク、およびリモート監視にますます依存しています。これらの信号には、シールド、ツイストペア、インピーダンス制御、または高電流電力リングからの物理的分離が必要な場合があります。-。単に「スペア リング」を高速データに割り当てないでください。-正確なプロトコル、データ速度、ケーブルの種類、シールド要件、および許容可能な信号損失をサプライヤーに伝えてください。特にネットワーク トラフィックについては、実行に関するガイドを参照してください。回転インターフェースを介したイーサネットリンクを保護する連絡先とルーティングの詳細について説明します。

電気、流体、光ファイバーのハイブリッド設計

クレーン システムによっては、電気的な搬送以上のものを必要とするものもあります。カスタム アセンブリでは、電気スリップ リングと空気圧ロータリー ユニオン、油圧ロータリー ジョイント、光ファイバー ロータリー ジョイント、または電力、データ、空気、オイル、または光信号が同じ回転インターフェースを通過する必要がある場合に役立つ流体通路 - を組み合わせることができます。ハイブリッド設計では、慎重な機械計画、シーリング、メンテナンスへのアクセスが重視されます。

クレーンのスリップリングの指定方法

信頼性の高いクレーン用スリップリングは、明確な仕様から始まります。標準デザインまたはカスタムデザインを選択する前に、次のことを確認してください。

電圧と電流の定格を指定する方法

すべての回路の電圧と電流をリストし、連続電流をピーク電流または起動電流から分離します。{0}}大型クレーンの場合、通常、一時的なピークよりも継続的な電流と熱放散の方が重要です。

技術的なメモ:大電流クレーンのスリップ リングは、定格電流だけで判断することはできません。{0}端子の加熱、導体断面積、エンクロージャの換気、および接続の品質によって、磁石またはホイストの完全な切り替えに耐えられるかどうかが決まります。同じ銘板電流を持つ 2 つのリングは、連続負荷の下では大きく異なる動作をする可能性があります。

回路数と予備チャネル数

回転ジョイントを横切るすべてのパスを数えて、大電流電力、制御、センサー、安全回路、データ、照明、補助などのパスをグループ化します。-通常、後続のカメラ、負荷センサー、自動化モジュール、または監視デバイス用に予備の回路を追加する価値があります。

電源回路とデータ回路間の信号干渉を回避する方法

高電流回路は電気ノイズを発生させ、低レベル信号を妨害する可能性があります。-モーター電力、磁石電力、エンコーダ、アナログ センサー、または通信データが 1 つのスリップ リングを共有する場合、設計にはシールド、定義された接地戦略、ツイスト ペア、または回路グループ間の物理的分離が必要になる場合があります。実用的スリップリング信号用のシールドソリューション干渉が現れてから後から取り付けるよりも、設計段階で組み込む方が簡単です。

IP保護と環境シール

屋外クレーンは、雨、ほこり、湿気、油、破片から保護する必要があります。海上および海上クレーンには、さらなる腐食および結露保護が必要です。要件を単に「防水」とだけ説明しないでください。対象となる IP 定格、作業場所、暴露レベル、ケーブル グランドのタイプを指定し、ユニットが直接雨、洗い流し、塩水噴霧、粉塵にさらされるかどうかを指定します。 IP コード自体と各評価のテスト方法は、次のように定義されています。IEC 60529.

チューブ内径と取付方向とケーブル取出口

機械設計はクレーンの構造に適合する必要があります。貫通穴の直径（ケーブル、シャフト、または油圧ラインが中心を通過する場合）、外径と高さの制限、取り付け方向、フランジまたはボルトのパターン、ケーブルの出口方向、曲げ半径、取り付けおよび取り外しのスペース、ジャンクション ボックスまたはコネクタを確認します。-電気的に適合するリングでも、取り付けや保守が簡単にできないリングは、耐用年数が経過すると高価になります。

回転速度、デューティサイクル、振動、温度

クレーンは高速機械に比べてゆっくりと回転するため、多くの場合、回転速度はデューティ サイクル、衝撃、振動、シールほど重要ではありません。{0}頻繁な始動-停止操作、振動、屋外温度の変動、または連続回転に使用されるリングには、屋内で時々使用されるリングよりも堅牢な構造が必要です。最高回転速度、連続または断続動作、始動停止頻度、衝撃と振動、周囲温度範囲、湿度と結露の危険性、必要な保守間隔を確認してください。

代表的な例: ポート ケーブル-リール スリップ リング

一般的なポート ケーブル リール構成は、パラメータがどのように組み合わされるかを示すのに役立ちます。{0}例示的な例として、このようなリングは、リール駆動用の 400 V 三相電源、24 V DC 制御および制限回路、状態監視用の CANbus または Ethernet ライン、およびいくつかの予備回路 - をすべて、耐食性グランドと垂直取り付けを備えた IP66/IP67 密閉ハウジング内に組み込むことができます。-正確な数値はプロジェクトごとに異なりますが、グループ化 (電源、制御、データ、スペア) とシーリング目標は一貫しています。

この種のアプリケーションの失敗も予測可能です。摩耗したケーブル グランドからの水の浸入、連続リール使用時の端子の過熱、電源リングの横でシールドされていない信号が流れるデータ干渉は、最も頻繁に発生する 3 つの問題です。それぞれは初期に行われた設計上の決定であり、-、グランド定格、導体のサイジングと通気、信号分離など、製造上の欠陥よりもはるかに重要です。-。

結論

クレーンのスリップ リングの用途は、クレーンが実際の機械的および環境的ストレス下で動作している間、電力、制御、安全信号、およびデータの接続を維持することです。アプリケーション - から始めて、リングが設置される場所、転送する内容、クレーンの回転頻度、耐えなければならない条件 - から、電気負荷、回路数、信号タイプ、エンクロージャ保護、取り付けスペース、ケーブル配線、およびメンテナンスのニーズを定義します。

適切に仕様化されたスリップ リングにより、ケーブルのねじれが軽減され、連続回転がサポートされ、信号品質が保護され、将来のメンテナンスが容易になります。-クレーンのタイプ、電気負荷、信号リスト、および環境がすでにある場合は、それらのパラメータを送信して、カスタムクレーンスリップリング設計汎用部品ではなく機械に適合します。