油圧スリップリングは何に使用されますか?
ご存知のとおり、私は 15 年近く回転機器に携わってきましたが、油圧スリップ リングは、何か致命的な問題が発生するまでは誰もあまり話題にしないコンポーネントの 1 つです。先月、ロングビーチの港湾施設でクレーンを停止させました。-油圧スリップ リングが数週間にわたって漏れていたことが判明しましたが、オペレーターは液体を追加し続けました。彼らが私たちを呼んでくれた時には、作動油がいたるところにあり、回転機構全体が撃たれていました。
基本（教科書版ではありません）
したがって、油圧スリップ リングは、-相手によっては、ロータリー ユニオン、油圧スイベル、回転油圧ジョイントなどと呼ばれることもあります。-本質的には、油圧スリップ リングは、固定源から回転しているものに作動油を送り込むためのものです。次のように考えてください...わかりました、悪い例えですが、ろくろで回転しているバケツに水を入れようとしているところを想像してください。どこにでも水を流さずにそこに水を入れる方法が必要です。
これらを最もよく見かける場所は?鶴。建設用クレーン、船舶-対-クレーン、移動式クレーン、クローラー クレーン-で重いものを持ち上げて回転する場合は、油圧スリップ リングが関係している可能性があります。しかし、それはほんの表面をなぞっただけです。
実際にそれらを見つける場所 (そして壊れる場所)
風力タービン彼らは現在、油圧スリップリングの大ユーザーです。ピッチ制御システムはブレードの角度を調整するために油圧力を必要とし、当然のことながらナセルは風向きに応じて回転します。私は 2019 年に Vestas V90 の改造プロジェクトに取り組み、耐用年数が 8 年未満のスリップ リングを交換していました。 OEM仕様書には20年と記載されています。なぜ？海岸設置による塩気腐食。初期設計の計算をするときには誰もそんなことは考えません。
海洋石油産業では、特に掘削リグなどで広く使用されています。{0}しかし、ここで興味深いことがあります。故障モードは陸上のアプリケーションとはまったく異なります。{2}}私たちはメキシコ湾にリグを設置していましたが、そこではスリップ リングのシールが 6 ～ 8 か月ごとに故障していました。熱（ドリルフロア付近は高温になります）と、使用していた特定の種類の合成油圧作動油の組み合わせがバイトンのシールを破壊していたことが判明しました。 HNBRシールに切り替えると問題は解決しました。ユニットあたりのコストは約 12,000 ドル高くなりますが、ダウンタイムが 1 日あたり 500,000 ドルであれば、それほど気にする必要はありません。
軍事用途-レーダー システム、戦車砲塔、艦砲システム。 NDA があるため、このことについて多くは話すことができませんが、3,000 PSI で作動油をポンプしながら 5 トンのレーダーアレイを回転させる必要がある場合、エンジニアリングはすぐに面白くなるということだけは言っておきます。これらのアプリケーションのスリップ リングには冗長流路が備わっている場合があります。これは基本的に、1 つのチャネルに障害が発生してもバックアップがあることを意味します。単一のハウジング内に最大 8 つの独立した油圧通路を備えたユニットを見てきました。
医療機器も人々を驚かせる分野です。 CT スキャナーと一部の特殊な手術ロボットは油圧スリップ リングを使用します。 CT スキャナ アプリケーションは、正確な流体の流れを維持しながら、スムーズで振動のない回転が必要なため、特に困難です。- UCLA Medical で私たちが協力したスキャナーは、180 RPM で回転している間、流量の一貫性を ±2% 以内に維持する必要がありました。従来の油圧接続を使用してそれを試してください。
誰も警告しないエンジニアリング上の課題
スリップ リング全体の圧力降下は、紙の上では些細なことのように見えますが、実際の設置では際限のない頭痛の原因となる問題の 1 つです。エンジニアがアクチュエーターとシリンダーについてすべてを完璧に計算していながら、スリップ リング全体での 150 PSI の圧力降下を考慮することを完全に忘れていたシステムを見てきました。結果？動作が鈍くなり、ポンプが過熱し、コンポーネントの寿命が短くなります。
温度はサイレントキラーです。油圧作動油は激しく作動すると熱くなり、スリップ リングの狭い隙間 (ほとんどの設計では 0.001 インチから 0.003 インチのことです) に油圧作動油を押し込むと、さらに多くの熱が発生します。アリゾナ州の夏に稼働する掘削機で、スリップリングのハウジング温度が華氏180度を超えることを測定しました。このような温度では、ほとんどの油圧シールが長期間耐えられる限界に達しています。-
現実世界の重要なこと-
ほとんどの問題はインストールから始まります。スリップ リングは回転軸と適切に位置合わせする必要があります。-通常は 0.005 インチ TIR (表示振れの合計) 以内です。誰かがボルトで固定しただけで良好と判断した設置場所をたくさん見てきました。3 か月後、彼らはなぜ漏れているのか疑問に思っています。
ああ、マニュアルには載っていないことですが、最初の 50 ～ 100 時間の運転後に取り付けボルトを締め直す必要があります。熱サイクルにより、物事が安定します。誰もそんなことしませんよ。これまで。そして、定格の10,000時間ではなく2,000時間で漏れが始まるとメーカーを非難します。
ポート設定は人々が考えているよりもはるかに重要です。サイドポート、アキシャルポート、またはその両方を備えたスリップリングを入手できます。クレーン用途では、通常、固定側にサイドポート、回転側にアキシャルポートを使用します。しかし、スペースが狭い風力タービンではどうでしょうか?たとえそれが厄介な配管を意味するとしても、物理的に機能するものは何であれ、立ち往生することがあります。
「メンテナンスフリー」のマーケティングのことですか?{0}}ええ、それはほとんどナンセンスです。確かに、スリップ リング自体は定期的なメンテナンスを必要としないかもしれませんが、その周りの油圧システムには定期的なメンテナンスが必要であることは間違いありません。汚染は最大の敵です。摩耗したポンプからの金属片、劣化したホースからのゴム片がシール面に傷を付ける可能性があります。 10倍のルーペでかろうじて見える金属粒子を発見した後、スリップリングを削り取りました。
まだ言及していないアプリケーション
自動製造用搬送テーブル、ロータリー インデックス テーブル、組立治具。{0}}これらは通常、より低い圧力 (800 ～ 1500 PSI) で動作しますが、サイクル速度ははるかに高くなります。自動車の組立ラインでスリップ リングが 24 時間 365 日、毎分 10 ～ 12 回循環しているのを見てきました。これらの平均寿命の計算は、数分に 1 回回転する可能性のあるクレーンとはまったく異なります。
製鉄所では、取鍋タレットおよび一部の圧延機構成で油圧スリップ リングを使用しています。環境は過酷な熱、スケール、振動、衝撃荷重にさらされています。-当社は、最大 200 °F の周囲温度と時折の水しぶきに耐える必要がある連続鋳造タレット用に 4- 通路のスリップ リングを提供しました。カスタムステンレスハウジング、セラミック-コーティングローター、特殊高温シール。再構築が必要になるまで7年間続きました。以前のユニットの寿命が 3 年未満だったので、お客様は非常に喜んでいました。
エンターテイメント業界の-舞台装置、回転プラットフォーム、コンサートやショー用の空中リグ。信頼性の高い動作が必要なため、この要件は興味深いものですが、通常、デューティ サイクルは非常に軽いです。課題は、複数の油圧シリンダーに十分な流量を処理しながら、小型軽量を維持するためのパッケージングです。-
うまくいかないこと（リストの一部）
シールの破損は、おそらく私たちが目にする問題の 60% です。材料の選択が間違っている可能性、汚染、圧力スパイク、不適切な取り付けの可能性があります。単に運が悪いだけの場合もあります。
頻度は低いですが、ベアリングの故障も発生します。通常、これは誰かが耐荷重ガイドラインに従わなかったことが原因です。スリップ リングが油圧で 3,000 PSI に対応できるからといって、5,000 ポンドのモーメント荷重をサポートできるわけではありません。メーカーの耐荷重曲線を確認してください。それらには理由があって存在します。
キャビテーションによる損傷-これは、流速が高くなりすぎて局所圧力が蒸気圧を下回る高流量アプリケーションで発生しました。-最終的に小さな泡が発生して崩壊し、金属を侵食します。内側からサンドブラストのような音がします。解決策は通常、スリップ リングを大きくするか、流量を減らすことですが、どちらも顧客が望んでいることではありません。
通路間の相互汚染はまれですが、発生すると致命的です。{0}}林業機械用途に 6 通路のスリップ リングを使用していましたが、内部でシールが破損し、高圧の流れが低圧戻りラインに漏れてしまいました。-結果として生じた圧力スパイクにより、3 つの異なる油圧シリンダーが吹き飛ばされました。高価な日。
コストの現実
3000 PSI サービス用の基本的な 1- 通路スリップ リングは、ボア サイズと機能に応じて 800 ～ 2000 ドルかかる場合があります。複雑な用途向けの複数通路ユニット?専門ユニットの見積もりが 25,000 ドルを超えているのを見たことがあります。エキゾチックな素材を使ったカスタムデザイン?空には限界がある。
ただし、{0}}スリップ リング自体は通常、システムの総コストのほんの一部にすぎません。クレーンには 200 万ドルかかるかもしれません。油圧スリップリングはおそらく5,000ドルです。しかし、そのスリップ リングが故障した場合、ダウンタイム費用として 50 ドル、000+ かかる可能性があります。そのため、ほとんどのお客様はそれを聞きたくありませんが、重要なアプリケーションのために予備を手元に置いておくことを常にお勧めします。
新しいシステムを指定するときに私が人々に伝えていること
ポンプ容量だけでなく、実際の要件に合わせて流量を調整してください。実際の流量がスリップ リングが処理できる流量の半分である、オーバーサイズのスリップ リングをあまりにも多く見てきました。結局、速度が低くなり、潜在的な停滞の問題が発生します。
保守性について考えてみましょう。実際に、機械全体を分解せずにスリップリングを交換することはできますか?私は、スリップ リングの交換に 3 日間のクレーンの分解が必要な設置に取り組んだことがあります。理想的ではありません。
環境に配慮したシーリングが重要です。粉塵の多い環境では、汚染管理が重要です。海洋環境には耐腐食性の素材が必要です。-極端な温度では、シールの材質とクリアランスについて特別な考慮が必要です。
また、正しい作動油をご指定ください。スリップ リングのメーカーは、特定の流体特性、粘度、添加剤、ベースストックを中心に設計しています。-ランダムな代替液体を使用すると、トラブルが発生します。
未来（たぶん）
一部の用途で油圧スリップ リングに代わる可能性のある非接触磁気カップリング システムの開発作業が行われています。{0}このアイデアは、磁気ドライブを使用して、回転シールを使用せずに密閉システムに流体を送り込むことです。興味深いコンセプトですが、約 1500 PSI を超えてうまく機能するのをまだ見たことがありません。見てみましょう。
一部のメーカーは、スリップ リングの状態、温度、圧力、振動を監視する統合センサー パッケージの開発に取り組んでいます。{0}事後修理ではなく予知メンテナンス。理論的には理にかなっています。実際には、ほとんどの顧客は、ベーシック バージョンの価格が半額の場合、スマート バージョンにプレミアム料金を支払いたくありません。
実際のところ、油圧スリップ リングは成熟した技術であり、適切に適用されればうまく機能します。業界関係者の一部が「オール電化」の将来について主張しているにもかかわらず、すぐになくなるわけではありません。-油圧は、特に過酷な環境において、電力密度と信頼性において電動アクチュエータに匹敵するのが難しい利点を依然として提供します。