大電流-溶接治具用ロータリーアース選択ガイド

大電流回転アースは、治具、ポジショナ、ターンテーブル、シャフト、ワーク保持システムの固定部分と回転部分の間に溶接電流の制御された経路を提供します。{0}

これは、自動タンク溶接、パイプ溶接、圧力容器の製造、円周シーム溶接、回転切断治具、および電気工事回路内に留まりながらワークピースを回転させる必要があるその他のプロセスで一般的に使用されます。{0}

選択するには、溶接電源に表示されている最大アンペア数と一致させるだけではありません。実際の設計では、電流持続時間、デューティ サイクル、接触抵抗、電圧降下、熱、取り付け、ケーブル、端子、回転、汚染、メンテナンス、および受け入れテストを考慮する必要があります。

この機能用に開発された ByTune ソリューションの概要については、次を参照してください。溶接機用アースカップリングそしてより広い範囲の溶接電流伝達装置.

大電流ロータリーグラウンドとは何ですか?{0}

大電流回転接地は、通常、回転インターフェースを介して大量のプロセス電流を流すように設計された単一回路の回転電気接続です。-

「アース」という言葉は溶接製品名に広く使用されていますが、誤解を招く可能性があります。アーク溶接回路では、ワークに接続されているケーブルが重要です。-作業のリード、ワークピースまたは治具への取り付けは、ワーク接続。これは、感電の危険を軽減するために使用される保護接地線とは異なります。-

リンカーン エレクトリックの溶接接地に関するガイダンスは、2 つの機能は異なるにもかかわらず、ワークピースの接続は非公式にグランド クランプと呼ばれることが多いと説明しています。 OSHA では、溶接機のフレームを適切に接地することを別途義務付けています。{1}したがって、回転溶接接地は、保護装置接地の代替としてではなく、溶接作業の電流経路の一部として扱う必要があります。{3}}

回転溶接グラウンド、固定ワーククランプ、またはスリップリング?

従来の信号または低電流スリップ リングは、単に未使用のチャネルが利用可能であるという理由だけで溶接電流を流すと想定すべきではありません。-大電流回路では、導体面積、接点材料、熱放散、端子、機械構造に対してさまざまな要求が生じます。-

技術概要大電流-スリップリングこの区別に関する追加の背景を提供します。

溶接治具にロータリーアースが必要になるのはどのような場合ですか?

回転式接地は、一般に、定置電源と溶接サイクル中に回転するワークピースまたは治具との間で溶接電流を流す必要がある場合に必要です。

適切な回転接続がないと、作業ケーブルが治具の周りでねじれたり、回転が制限されたり、手動で位置を変更する必要が生じたり、機械部品に擦れたり、端子やケーブルに不要な負荷がかかったりする可能性があります。

回転テーブルには自動的に回転アースは必要ありません。決定的な問題は、溶接作業電流が回転機械界面を通過する必要があるかどうかです。

選択を制御する 5 つのエンジニアリング上の決定

1. 電流、デューティサイクル、抵抗、熱

溶接電源の最大出力は完全な製品仕様ではありません。エンジニアリング チームは以下を文書化する必要があります。

• 通常の溶接電流
• 最大電流とパルス電流
• 各溶接の所要時間
• 溶接間の時間
• 1時間あたりのサイクル数
• 負荷がかかっている時間の割合
• 周囲温度
• 将来のプロセス変更予定

800 A を 10 秒間通電し、その後数分間冷却する治具では、500 A を連続通電する治具とは熱要件が異なります。サプライヤーは、定格が連続的、断続的、時間制限あり、温度に依存するのか、指定された冷却装置に依存するのかを明記する必要があります。-

大電流では、小さな抵抗値が重要になります。電圧降下は次のように計算されます。

V = I × R

抵抗点で発生する熱は次のように計算されます。

P = I² × R

たとえば、0.5 mΩ の抵抗で 600 A を流す接続では、次のようになります。

• 0.3Vの電圧降下
• 180Wの熱量

これは数学的な説明であり、ByTune 製品の評価ではありません。これは、非常に小さいように見える抵抗でも溶接回路内でかなりの加熱を引き起こす可能性がある理由を示しています。

完全な抵抗経路には、回転接点、内部導体、端子、ケーブル ラグ、ボルト接合、固定具、ワーク接続、および戻りケーブルが含まれます。高電流カップリングでは、サイズが小さいケーブル、端子の緩み、またはワークピースの接続の汚染を補償できません。-

さまざまな電流範囲のプロジェクトに対して、ByTune は専用の800Aアースカップリング, 1200Aアースカップリングそして2000Aアースカップリングページ。最終的な選択は、デューティ サイクル、温度、端子、設置に照らしてチェックする必要があります。

2. シャフトの端-または-ボアの取り付け-

通常、機械のレイアウトによって、シャフトの端-と貫通穴の回転地面のどちらを最初に評価する必要があるかが決まります。-

シャフト、ガス管、ケーブル、またはその他のサービスが中心を通過する必要がある場合は、貫通穴の設計が推奨される場合があります。{0}}ボア寸法だけを評価することはできません。ボアを大きくすると外径も大きくなり、利用可能な取り付けスペースに影響が出る可能性があります。

ByTune'sスルーホールスリップリング範囲一般的な中空シャフト構造を示します。-電流とガスまたは空気が同じ軸を共有する必要がある場合、電気-空気式ハイブリッド スリップ リングより統合された出発点を提供できる可能性があります。

サプライヤーは、シャフト、ボア、取り付け面、フランジ、最大直径、最大長さ、固定側と回転側、ケーブル出口およびサービス クリアランスを示す管理された図面を受け取る必要があります。 「50 mm シャフトに適合させる」などの記述は、公差、位置合わせ、または取り付けアクセスを定義するものではありません。

3. ケーブル、端子、および完全な作業回路

回転ユニットは溶接作業回路の 1 つの要素にすぎません。ケーブルと終端の要件には次のものが含まれる必要があります。

• 導体の材質と断面積-
• ケーブル長と絶縁定格
• 柔軟性と曲げ半径
• ラグの種類とボルトのサイズ
• 表面状態とメッキ
• ケーブルの出口方向-
• ストレインリリーフ
• 回転治具への接続

接続面は機械的に安全で、導体材料と互換性があり、緩みから保護され、検査のためにアクセスできる必要があります。

溶接電流が機械のベアリング、リニア ガイド、またはギアの接触部を通る意図しない経路を見つけてはなりません。 SKF は、ベアリングに電流が流れると、ピッチングやフルーティングなどの電食が発生する可能性があると説明しています。

インストールの詳細を ByTune と照らし合わせて確認する必要があります。スリップリングの取り付け手順。の比較金とグラファイトの接触技術また、異なる電流および信号要件に対して異なる接点システムが使用される理由についても説明します。

4. 温度、環境、メンテナンス

温度上昇は、電流、抵抗、デューティ サイクル、周囲温度、近くの溶接熱、筐体の状態、エアフロー、ケーブル サイズ、端子、冷却間隔によって異なります。

仕様では以下を定義する必要があります。

• 最低および最高周囲温度
• 最大許容端子温度
• 最大許容ハウジング温度
• テスト中の電流とデューティサイクル
• テスト中にアセンブリが回転するかどうか
• 測定箇所
• 冷却方法

電流定格がそれに依存する場合、強制空冷、水冷、またはヒートシンクは承認された構成の一部として扱う必要があります。運用中に過熱が発生した後に追加しないでください。

ByTune の記事スリップリングの温度上昇を制御する関連する熱設計の考慮事項を示します。-

溶接環境では、回転接続部がスパッタ、研削粉、金属粒子、煙、油、冷却剤、湿気、機械的衝撃にさらされる可能性があります。密閉ハウジングは、露出したラグ、ケーブル、ファスナー、または器具の接続を自動的に保護しません。

「メンテナンスフリー」などの用語は慎重に解釈する必要があります。{0}製品の内部調整はほとんど必要ありませんが、端子の緩み、ケーブルの損傷、腐食、汚染、異常な加熱、シールの損傷、機械的な緩みなどの外部検査が必要な場合があります。

5. テストと合格基準

ヘッドラインのアンペア数定格と外形図だけでは、最終承認には不十分です。それぞれの重要な要件は、測定可能なテストと文書化された結果に関連付けられる必要があります。

低抵抗をより確実に測定する方法

測定される抵抗が非常に低い場合、テスト リードとプローブの接触部の抵抗がコンポーネント自体に比べて大きくなる可能性があります。

NIST は、大きな導体の低抵抗測定では、接続抵抗によって生じる誤差を減らすためにケルビン法または 4 端子法を使用するのが一般的であると述べています。{0}{1} 4 線式配置では、1 対のリードがテスト電流を供給し、別の 1 対が選択されたポイント間の電圧を測定します。

回転溶接アースの場合、テスト計画では次のことを明確に定義する必要があります。

• 測定箇所
• ケーブルとラグが含まれているかどうか
• 稼働前の耐寒性
• 回転時の抵抗
• 溶接デューティサイクル後の抵抗
• 回転速度
• 印加試験電流
• 周囲温度とコンポーネントの温度
• サンプリングレートまたは記録された最大変動

コールド測定とホット測定の間でテスト ポイントを変更しないでください。それ以外の場合、比較には異なるケーブル、ラグ、または表面抵抗が含まれる可能性があります。

ByTune のガイドスリップリングをテストする方法電気的および機械的検査に関する詳細な説明を提供します。

仮説例: タンク溶接治具の回転接地

次の例は説明のためのものであり、製品の推奨や顧客事例ではありません。

あるメーカーは、固定トーチで円周溶接を生成しながら円筒形タンクを回転させる自動治具を設計しています。システムには次の機能があります。

• 高い溶接電流
• 繰り返される生産サイクル
• 溶接中の連続回転
• 中央のシールド-ガス通路
• シャフト端へのアクセスが制限されている
• 金属粉・溶接スパッタ

「800 A 回転接地」の要求だけでは十分ではありません。

シャフトの端にはアクセスするのが難しく、シールド ガスは中心を通過する必要があるため、貫通孔または一体化されたハイブリッド構造が最初に評価されます。{0}最終的なモデルは、依然として完全な電流、熱、寸法、およびテスト要件に依存します。

故障の症状と点検の優先順位

これらの症状は、アース接続自体の故障を証明するものではありません。回転コンポーネントを交換する前に、溶接作業回路全体を検査する必要があります。

追加のメンテナンス コンテキストについては、ByTune のディスカッションを参照してください。高出力スリップリングの摩耗-.

何がカスタマイズ、コスト、リードタイムを増加させるのでしょうか?

アプリケーションで次のことが必要な場合、プロジェクトの複雑さが増す可能性があります。

• 異常なボアまたはハウジング
• 非常に高い連続電流
• 時間制限のある過負荷の検証-
• 特殊なケーブル、ラグ、アダプター
• 高速動作-
• 統合されたガスまたは流体通路
• アクティブ冷却
• 耐腐食性の素材-
• 顧客固有の治具やテスト-
• 正式な最初の記事のドキュメント-

見積書では、標準製品コスト、カスタム ケーブルまたはアダプタ、エンジニアリング、工具、プロトタイプまたは最初の製品、テスト、文書、生産数量、および予備ユニットを分離する必要があります。

定義された構成と現在のサプライヤーの見積もりがなければ、一般的な価格やリードタイムの​​数値を仮定することはできません。{0}

高-電流のロータリー グラウンドに関する RFQ チェックリスト

• 溶接プロセスと治具の説明
• 固定側と回転側
• 通常電流、最大電流、パルス電流
• 溶接時間とデューティサイクル
• 極性と周波数
• 最大許容電圧降下
• 最大許容温度上昇
• 通常および最大 RPM
• 連続回転または振動
• シャフト、ボア、直径、長さの制限
• 取付図と振れ情報
• -シャフトの端-またはスルーボアの選択-
• ケーブルの材質、サイズ、長さ
• ラグと端子の要件
• 周囲温度と近くの熱源
• スパッタ、粉塵、水、化学物質への曝露
• 冷却装置
• ガスまたは流体の通過要件
• 点検とメンテナンスの期待
• 電気的、熱的、機械的な受け入れ試験
• 試作・生産数量
• プロジェクトスケジュール
• 設置写真

サプライヤーの提案は、同じデューティ サイクル、温度、ケーブル、端子、回転、およびテスト条件を使用して比較する必要があります。 ByTune's品質管理情報製品固有の検査およびテスト計画と並行して確認できます。{0}

最終的な推奨事項

アンペア数だけではなく、溶接プロセス全体から高電流ロータリー アースを選択してください。{0}

最初に電流とデューティ サイクルを定義します。次に、抵抗、電圧降下、許容温度上昇、取り付け、回転、ケーブル、端子、環境、メンテナンスアクセス、および受け入れテストを文書化します。

このアプローチにより、サプライヤーは同じ要件を評価できるようになり、治具が生産に入った後に過熱、電圧降下、取り付けの競合、または不安定な溶接パフォーマンスが見つかるリスクが軽減されます。

完成した仕様、図面、デューティ サイクル情報を、{0}}ByTune のお問い合わせおよび見積ページアプリケーションのレビュー用。