油圧スイベル スリップ リングの組み合わせを選択する方法: 6 要素エンジニアリング ガイド-

最適な設計とは、自動的に最小、最も統合された、または最も高価なオプションになるわけではありません。信頼できる選択は、流体要件、電気要件、設置形状、動作プロファイル、環境への曝露、およびメンテナンス戦略という 6 つの関連要素によって決まります。

最初のルールとして:

• を評価する完全に統合された設計エンクロージャの保護と少ない外部部品数が最優先される場合。
• を評価する半統合型設計-軸方向のスペースは限られているが、電気セクションに適切な容量とサービスアクセスが必要な場合。
• を評価する分離されたデザインモジュールの交換、レイアウトの柔軟性、または直接的な熱結合の減少が最小長さよりも重要な場合。

これらは審査のガイドラインであり、固定されたランキングではありません。回路数、ボア サイズ、コネクタ、ベアリングの配置、油圧通路、ケーブルの配線などにより、どの構成が最もコンパクトでコスト効率が高いかが変わります。-

油圧スイベルスリップリングコンビネーションとは何ですか?

油圧スイベルは、固定機械コンポーネントと回転機械コンポーネントの間で加圧流体を移送します。電気スリップ リングは、同じ回転境界を越えて電力または電気信号を伝送します。 2 つを組み合わせると、油圧機能と電気機能のための単一の回転インターフェイスが作成されます。

用語油圧スリップリング完全な組み合わせアセンブリに使用されることもありますが、流体移送セクションはより正確には油圧スイベルまたはロータリー ユニオンとして説明されます。{0}

アプリケーションに応じて、組み合わせにより次のことが可能になります。

• 作動油または潤滑媒体
• 水、冷却剤、またはその他の互換性のある液体
• 圧縮空気、真空、または不活性ガスを通過空気圧スリップリング
• AC または DC 電源
• デジタルおよびアナログ制御信号
• エンコーダ、熱電対、センサー回路
• 互換性のあるイーサネットまたは産業用通信チャネル

一部のシステムでは、ハイブリッド スリップリング アセンブリ-いくつかの電気機能を空気圧または流体通路と組み合わせる。公式の流体-および-ソリューションのページDSTIそしてデュブリンまた、最終パッケージでは複数のメディア、電力、信号、データ、さまざまなケーブル出口の配置を組み合わせることができることも示しています。{0}}

ただし、1 つのハウジングに両方のテクノロジーが搭載されていても、さらなるエンジニアリングを行わずにすべての回路や流体を追加できるというわけではありません。シールの適合性、通路形状、電気接点技術、シールド、絶縁、コネクタ、ベアリング、環境保護は 1 つのシステムとして評価する必要があります。

3つの主な組み合わせ構成

3 つの一般的なレイアウト コンセプトは、完全統合、半統合、分離です。{0}この分類は原作でも使われている油圧スイベルとスリップリングの組み合わせユニットのUEA比較.

この比較は、候補リストを作成するために使用する必要があります。これは、完全な動作条件の見直しに代わるものではありません。

完全に統合された設計

完全に統合された設計では、スリップ リングは油圧スイベル構造内に設置されるか、油圧スイベル構造によって直接囲まれます。外部アセンブリは、ハウジングから出る電気ケーブルまたはコネクタを備えた単一の油圧ユニットのように見える場合があります。

ユニットが泥、破片、水、機械的衝撃、または独立した電気筐体の保護を困難にするその他の条件にさらされる場合、この配置は早期に検討する価値があります。また、外部チューブ、フランジ、カバー、および取り付けインターフェースの数も減らすことができます。

電気セクションが増加すると、トレードオフが発生します。{0}より多くの回路、より大きな電流定格、シールドバリア、イーサネットチャネル、または必要な貫通孔により、電気スタックの長さまたは直径が増加する可能性があります。-その時点で、すべてを 1 つの油圧ハウジング内に収めると、エンジニアリングの労力が追加され、アクセスが複雑になる可能性があります。

設計でシャフト、ケーブル束、またはその他の機械コンポーネント用の明確な中央開口部が必要な場合は、統合されたコンセプトを利用可能なコンセプトと比較してください。スルーホールスリップリングエンクロージャ アーキテクチャに取り組む前に。

半-統合された設計

半統合ユニットでは、スリップ リングが油圧スイベルに直接配置されますが、別個の電気カバーで保護されています。長い接続チューブを排除することで、電気セクションに従来のスリップ リング構造を使用できるようにしながら、軸方向の高さを減らすことができます。

この構成は、次のような場合に評価する価値があることがよくあります。

• 設置可能な高さには制限があります。
• 必要な回路数を完全に統合された筐体内にパッケージ化することは困難です。
• スリップ リングはスイベルの近くに置く必要があります。
• 技術者は、油圧ラインを妨げることなく電気セクションにアクセスする必要があります。
• 別個のカバーは環境要件を満たすことができます。

カバーだけでは保護は決まりません。ケーブル グランド、コネクタ シール、カバー ジョイント、排水、結露制御、スイベルとカバーのインターフェースが実際の弱点となる可能性があります。--

ケーブルの出口方向も早めに決定する必要があります。 Deublin の統合ソリューションの例には、アキシャル ケーブル出口とラジアル ケーブル出口の両方が示されています。どちらの配置でも機能しますが、変更が遅れると、油圧ポート、ホースの曲げ半径、ガード、留め具、または保守ツールとの干渉が生じる可能性があります。

分離されたデザイン

分離構成では、スリップ リングと油圧スイベルは、取り付けチューブ、フランジ、または支持構造によって接続された別個のモジュールのままになります。適切な独立したスリップリングしたがって、油圧ハウジングからより独立して選択できます。

分離されたレイアウトでは、通常、より多くの部品とより多くの軸方向のスペースが必要になります。その代わりに、目視検査が簡素化され、独立したコンポーネントの交換が可能になり、高温の油圧コンポーネントや近くの障害物から電気セクションをより自由に配置できるようになります。

物理的に分離すると直接的な熱結合が減少する可能性がありますが、スリップ リングの温度が下がることは保証されません。結果は依然として、作動油の温度、電流、シールの摩擦、周囲の空気の流れ、周囲の熱源、および取り付け構造を通る熱経路に依存します。

分離されたレイアウトは、標準モジュールがすでにほとんどの要件を満たしている場合に特に便利です。通路、電気回路、実装インターフェイス、または筐体が既存の製品で実現できない場合は、次の製品に移行してください。カスタマイズされたスリップリングエンジニアリングカスタム設計で解決する必要がある特定の制約を特定した後でのみ。

6 要素エンジニアリング選択フレームワーク

1. 流体要件を定義する

「油圧サービス」などの一般的な説明ではなく、通行スケジュールから始めます。すべてのパッセージについて、次のことを記録します。

• 流体または気体
• 通常圧力と最大圧力
• 予想される圧力スパイク
• 最低温度と最高温度
• 必要流量
• 接続口径と接続形式
• 通路が同時に動作するかどうか
• 異なるメディアを隔離したままにしておく必要があるかどうか
• 材質またはシールの制限
• 流体の清浄度と汚染状態

流量と接続口径の互換性はありません。内部通路が過度の圧力降下や熱を発生させている間に、ポートがホースに適合する場合があります。流路径、流路長さ、流体粘度、回転形状、許容圧力損失などを合わせて評価する必要があります。

混合メディア システムにはさらに注意が必要です。- 2 つの同様の油圧回路間では許容されるポート間の漏れは、作動油、冷却剤、圧縮空気、真空、またはプロセス流体間では許容できない場合があります。

2. あらゆる電気回路とデータ回路を分類する

「24回路」などの合計のみを提出しないでください。電源回路、熱電対ペア、バルブ-制御回路、イーサネット チャネルには異なる要件があります。

チャネルごとに次を指定します。

• 関数
• 交流または直流
• 動作電圧
• 連続電流
• ピーク電流または突入電流
• 信号の種類と周波数範囲
• シールドまたは接地の要件
• 絶縁要件
• コネクタまたはフライング リードの選択-
• ケーブルの長さと取り出し方向

構造化されたスリップリングチャンネル設計機械レイアウトが完成する前に、大電流電力、通常の制御回路、低レベルのアナログ信号、高速通信チャネルを分離します。{{1}

イーサネットの場合は、「データ」のみを書き込むのではなく、ネットワークのタイプとパフォーマンス要件を定義します。専用のギガビットイーサネットスリップリング回転インターフェース全体で関連する伝送特性を維持する必要があります。ケーブルの形状、シールド、インピーダンス制御、コネクタの選択、接触技術、検証方法はすべて重要です。

干渉を評価せずに、電力信号と敏感な信号を一緒に配置すべきではありません。に関するご案内安定した信号伝送そして電気ノイズ制御分離、シールド、接地、または別の接点配置が必要な場所を特定するのに役立ちます。

3. 完全なインストール エンベロープを確認する

最大の直径と長さは必要ですが、それだけでは十分ではありません。すべてのホース、コネクタ、ファスナー、ケーブルベンド、ガード、保守ツールが含まれたマシンモデルのアセンブリを確認します。

確認する：

• 最大外径と全長
• 必要な中心貫通穴-
• 固定および回転取り付け面
• 油圧ポートの向き
• アキシャルまたはラジアルケーブル出口
• コネクタのクリアランス
• ホースとケーブルの曲げ半径
• トルク拘束位置
• ツールへのアクセス
• 組み立てと取り外しの経路
• 近くの熱源と可動コンポーネント

組み合わせは公称範囲内に収まる場合もありますが、コネクタが挿入できない、レンチがポートに届かない、または油圧ホースを外さないと電気カバーを取り外せないため、取り付けは不可能です。

また、組み合わせユニットが外部ラジアル荷重、アキシアル荷重、またはモーメント荷重をサポートすると予想されるかどうかも決定します。ロータリー ユニオンまたはスリップ リングは、選択した製品がその機能向けに特別に設計および評価されていない限り、構造ベアリングとして扱うべきではありません。

4. モーションプロファイルの説明

最大回転速度はデューティ サイクルの一部にすぎません。サプライヤーは、通常の動作中に機械がどのように動くかを知る必要もあります。

• 通常速度と最高速度
• 連続、断続、または振動運動
• 一方向または双方向の回転-
• 反転の頻度
• 加速と減速
• 回転する時間と静止した時間
• 1日あたりの稼働時間
• 期待寿命
• 設置場所での衝撃や振動

連続的に回転する機械とインデックステーブルの最大 rpm は同じですが、摩耗、熱、ケーブル、ベアリングの状態が異なります。反転を繰り返すと、安定した一方向の回転とは異なり、接触動作やトルク制限に影響を与える可能性があります。-

5. 実際の環境を定義する

「屋外」などという表現は広すぎます。ユニットが微細な塵、泥、雨、たまり水、高圧洗浄、塩水噴霧、腐食性化学薬品、結露、氷点下温度、水圧汚染、機械的衝撃、または直射日光にさらされているかどうかを記載します。-

頑丈に見える金属製のエンクロージャには、自動的に検証された侵入定格がありません。の意味を確認してくださいスリップリングのIP定格公式を使用してくださいIEC 60529規格定義された程度の保護が契約上必要な場合。

環境リスクが単独で発生することはほとんどありません。湿気が温度サイクルと結合すると、結露が発生することがあります。粉塵が油と結合して、導電性または研磨性の汚染物を形成する可能性があります。振動により、すでにサポートが不十分なコネクタが緩む可能性があります。別のガイドスリップリングに影響を与える環境要因アプリケーションレビューのこの部分をサポートできます。

6. メンテナンスとライフサイクルの優先順位を設定する

最低の購入価格が常に最低のライフサイクルコストを生み出すわけではありません。アーキテクチャを選択する前に、アセンブリの検査と交換の方法を決定します。

聞く：

• 油圧ラインを開けずにスリップリングを取り外すことはできますか?
• 油圧セクションを単独で交換できますか?
• どのコンポーネントが磨耗すると予想されますか?
• サービスは現場で行われますか? それとも作業場で行われますか?
• どのくらいのダウンタイムが許容されますか?
• 交換モジュールまたは在庫のスペアパーツが必要ですか?
• 将来のマシンのバリエーションにはさらに多くの回路や通路が必要になるでしょうか?
• プロジェクトはカスタム エンベロープを正当化しますか?

コネクタ、ケーブル、フランジ、または通路の変更のみで動作条件を満たすことができる場合には、改良された標準製品の方が望ましいことがよくあります。間の実際的な違いを確認します。標準およびカスタムのスリップリングまったく新しいデザインの代金を支払う前に。

選択例

次の例は仮説であり、実際の製品を指定するものではなく、決定プロセスを示すことを目的としています。

屋外のモバイル マシンには次のものが必要であると仮定します。

• 4つの油圧通路
• 24 個の電気回路
• 1つのエンコーダチャンネル
• 1 ギガビット イーサネット接続
• 軸方向の取り付け高さに制限がある
• 雨、泥、振動、定期的な洗浄への曝露
• 油圧システムを空にすることなく電気セクションを現場で交換

完全に統合されたユニットは魅力的な密閉型パッケージを提供しますが、比較的大きな電力要件と独立した電気サービスの必要性により、実用的ではなくなる可能性があります。分離された配置により保守性は向上しますが、利用可能な軸方向の高さを超える可能性があります。

したがって、最初の候補は保護された半統合設計になります。{0}その結論は最終的なものではありません。エンジニアリングレビューでは、さらに次のことを確認する必要があります。

• カバーとケーブルのインターフェースが必要な環境定格を満たすことができるかどうか
• 電源、エンコーダ、イーサネットチャネルを適切に分離できるかどうか
• 選択したスリップ リング スタックが利用可能な直径と高さに適合するかどうか
• 油圧通路が流量と圧力降下の要件を満たしているかどうか。-
• コネクタ、ポート、および保守ツールに引き続きアクセスできるかどうか
• 衝撃、振動、外部荷重に対して追加のサポートが必要かどうか

この例の価値は、半統合型の方が普遍的に優れているということではありません。{0}}これは、環境保護、回路の複雑さ、スペース、メンテナンスがどのように異なる方向を向いており、一緒に解決する必要があるかを示しています。

よくある選択ミスとその結果

最大圧力のみを使用する

考えられる結果:ユニットは圧力定格を満たしていますが、流量、温度、シールの適合性、汚染、速度、または電気要件を満たしていません。

より良いチェック:圧力と媒体、温度、流量、通路形状、圧力スパイク、デューティ サイクルを確認します。

総回路数のみを与える

考えられる結果:大電流回路、低レベル信号、データ チャネルは、適切な絶縁やシールドを施さずにパッケージ化されています。-

より良いチェック:すべてのチャネルの機能、電圧、電流、信号タイプ、シールド、コネクタを特定した回路スケジュールを提出します。

最小のパッケージの選択

考えられる結果:コネクタに手が届かない、ケーブルの曲がりがきつすぎる、熱が集中している、または電気セクションを修理できない。

より良いチェック:サプライヤーの外形図だけでなく、機械モデルでの取り付けと取り外しを検討してください。

完全な統合が常により信頼性が高いと仮定する

考えられる結果:機械がすでに保護を提供しており、独立したサービスの方が価値があるにもかかわらず、複雑な統合ハウジングが選択されます。

より良いチェック:統合によって解決しようとしている特定のエクスポージャーまたはパッケージングの問題を特定します。

油圧セクションと電気セクションを別個の購入として扱う

考えられる結果:選択した部品は、取り付け、貫通穴、ベアリング サポート、ケーブル配線、熱挙動、または環境シールの点で矛盾しています。{0}

より良いチェック:1 つの回転する機械、流体、および電気システムとしての完全な組み合わせを確認します。

試作段階までは取り付け手順を無視する

考えられる結果:不適切な位置合わせ、サポートされていない重量、不適切なトルク制限、またはコネクタの負荷により、耐用年数が短くなります。

より良いチェック:サプライヤーの意見を取り入れるインストール手順機械設計とプロトタイプのレビューに反映されます。

RFQ に含めるべき内容

流体情報

• 通路数
• 各パッセージの媒体
• 通常圧力と最大圧力
• 圧力スパイク
• 温度範囲
• 必要な流れ
• 接続口径と種類
• シールまたは材質の制限
• 漏れとポート間絶縁の要件-

電気情報

• 完全なサーキットスケジュール
• 各回路の電圧と電流
• ピーク電流または突入電流
• 信号と通信の種類
• シールドと接地の要件
• コネクタまたはフライング リードの選択-
• ケーブルの長さと取り出し方向
• エンコーダ、熱電対、同軸、イーサネット、ファイバー、またはその他の特殊なチャネル

機械的および動作情報

• 最大直径と長さ
• 貫通穴が必要です-
• 取付図または3Dモデル
• 固定インターフェイスと回転インターフェイス
• ポートとケーブルの方向
• 通常速度と最高速度
• 方向転換と加速
• 衝撃、振動、外部負荷
• トルク抑制方法
• 組み立てとメンテナンスへのアクセス

環境・プロジェクト情報

• 屋内または屋外の設置
• 粉塵、水、泥、腐食、洗浄、または化学物質への曝露
• 周囲温度と結露の危険性
• 必要な IP 評価、テスト、または業界認定
• 試作・製作スケジュール
• 年間予想数量
• 予備部品とサービスの期待-
• 標準、修正された標準、またはカスタム構造の優先-

サプライヤーがさらに確認しなければならないこと

選択ガイドでは、要件を整理し、可能性の高いアーキテクチャを特定できます。製品固有の技術検証に代わるものではありません。{1}

製造元は次のことを確認する必要があります。

• 流路サイズ、流量性能、圧力損失
• シールと材質の互換性
• 許容漏れおよび通路絶縁
• ベアリングの荷重、アライメント、およびトルクの要件
• 電気接点技術と温度上昇
• 信号の完全性、クロストーク、およびイーサネットのパフォーマンス
• 環境評価と検証方法
• 予想されるメンテナンス要件
• 適用可能な試作および受け入れテスト

見た目が似ている製品が同じ圧力、速度、環境、またはデータ機能を備えていると仮定するのではなく、文書化された制限を尋ねてください。{0}}

最終選考ガイダンス

マシンの実際の制約を次の順序で解決して、アーキテクチャを選択します。

• あらゆる流体の通路を定義します。
• すべての電気チャネルとデータ チャネルを分類します。
• 実際の設置とサービス範囲を確認してください。
• 完全な動作プロファイルを説明します。
• 環境暴露と必要な検証を指定します。
• アセンブリの保守と交換の方法を決定します。

密閉された部品点数の少ない構造が実際の保護やパッケージングの問題を解決する場合は、完全に統合された設計を評価します。{0}{1}{1}軸方向のスペース、回路容量、電気サービスへのアクセスのバランスをとる必要がある場合は、半統合設計を評価します。-モジュール性、レイアウトの柔軟性、または独立した交換がより優先される場合は、分離された設計を評価します。

モデルを選択する前に、流体スケジュール、回路スケジュール、動作プロファイル、環境要件、設置図、およびメンテナンスの予想を準備します。それからエンジニアリングチームに連絡してください標準、変更された標準、カスタム オプションを同じ完全な仕様と比較します。{0}