ほとんどの機器では、スリップ リングのメンテナンスは予想よりはるかに簡単です。大部分のアプリケーションはスケジュールされたサービスをまったく必要とせず、スケジュールされたサービスを必要とするユニットは通常、短くて単純なルーチンのみを必要とします。仕事の量は、スリップ リングの累積回転数と、スリップ リングが使用される環境の 2 つの要因によって決まります。産業用スリップリングのメンテナンス簡単で、避けられないダウンタイムを防ぎながら電力、制御信号、データ伝送を安定に保ちます。そのほとんどは基本的な方法で達成されます。清掃と検査修理というより。
このガイドは、スリップ リング メーカーの観点から一般的な現場慣行を反映しています。ここでは、スリップ リングに実際に注意が必要な場合、連続稼働ユニットの健全性を維持するための簡単な洗浄ルーチン、間違った部品を交換する前に故障の症状を読み取る方法、潤滑が通常間違いである理由、別の洗浄よりも交換が合理的な場合について説明します。-
スリップリングのメンテナンスとは何ですか?
スリップ リングのメンテナンスとは、固定部品と回転部品の間で電力や信号を伝送する電気スリップ リングの検査、清掃、および性能検査のことです。一般的なルーチンとは、ブラシの粉塵の除去、ブラシ、リング、端子、配線の検査、腐食、過熱、または異常な摩耗の有無の検査、電力と信号の伝送が安定していることの確認、ハウジングとシールが安全であることの確認、および発見された内容の記録を意味します。
ほとんどのブラシ-タイプのユニットにとって、最も重要な作業の 1 つは、内部接触面を清潔で乾燥した状態に保つことです。微細な導電性塵埃、湿気、オイルミスト、腐食は、電気ノイズを発生させ、信号を遮断し、寿命を縮める原因となります。ルーチン内の他のすべては、接触面に到達する前にそれらの状態を捕捉するために存在します。
スリップリングはどのくらいの頻度でメンテナンスする必要がありますか?
単一の間隔はなく、正直な答えはカレンダーではなく、累積された回転と動作条件に依存します。設置時間だけではなく、ユニットの寿命にわたる総回転数を考慮してください。クレーンのスリップ リングは耐用年数全体にわたってわずかな回数しか回転しませんが、風力タービン内のスリップ リングは 1 年間に数千万回程度回転します。したがって、同じ銘板を持つ 2 つのユニットがまったく異なるスケジュールで着陸する可能性があります。
断続的または低サイクルのアプリケーションでは、多くの場合、定期的な機器サービス中にチェックするだけで十分です。{0}連続回転、高電流、または信号を伝送するアプリケーションでは、通常、定義された間隔が有効です。-実際的なベースラインとして、多くの継続勤務ユニットは、せいぜい年に 1 回の予防訪問で問題なく機能します。また、内部コンポーネントからブラシの塵を除去するという中心的な作業は、多くの場合、わずか数分で完了します。その習慣を身につけることは、まさに、認知された標準が奨励する、文書化された条件ベースのプログラムです。{8}}一般産業用電気機器の原理NFPA 70B、電気機器保守規格、固定ルールではなく、各アセットの重要性と状態に関するフレーム間隔。
以下の表は、コンプライアンス基準ではなく、経験に基づいた計画の出発点です。{0}これを使用して最初のスケジュールを作成し、その後、時間の経過とともに表示される独自の検査ログに照らして調整します。動作条件によってスケジュールがどのように変化するかについて詳しくは、この説明を参照してください。電動スリップリングの推奨メンテナンス間隔.
| アプリケーションの種類 | 一般的なメンテナンスの必要性 | 何に焦点を当てるべきか |
|---|---|---|
| クレーンや昇降システムなどの臨時または低サイクルの機器- | 低い | 定期点検時のアイドル腐食、配線の緩み、接触信頼性 |
| 風力タービンや回転生産システムなどの連続回転装置- | 中～高 | ブラシ粉除去、摩耗検査、信号安定性 |
| -粉塵が多い、または汚れた産業環境 | 高い | 汚染、ハウジングエリアの詰まり、摩耗の加速 |
| 屋外または湿気の多い環境 | 中～高 | 湿気、腐食、シールの損傷、絶縁劣化 |
| 機密データまたは通信回線 | 高い | 電気ノイズ、断続的な信号損失、電源部と信号部間の塵埃 |
| 高電流スリップ リング- | 中～高 | ヒートマーク、端子緩み、接点摩耗、抵抗上昇 |
重要な機器については、パフォーマンスが不安定になる前に作業を計画してください。数分間のブラシによる-ほこりの除去は低コストです。計画外の回線停止は、トラブルシューティングが難しくなり、接続されているシステムに損傷を与える可能性がありますが、そうではありません。
スリップリングを段階的に洗浄および検査する方法
正確な手順はモデルとそれが搭載されている機器によって異なりますが、以下の手順では、スリップ リングを清掃し、安全に検査するための一般的なベスト プラクティスを説明します。
1. 電源を切り、ロックアウト/タグアウトを適用します。
スリップ リングを開いたり検査したりする前に、装置をシャットダウンし、サイトのロックアウト/タグアウト手順に従ってください。電源が絶縁され、蓄積されたエネルギーが放出されていることを確認します。これは任意のハウスキーピングではありません。米国では、整備中の危険なエネルギーの管理は次の規則によって管理されています。OSHA 29 CFR 1910.147、ほとんどの地域には同等のルールがあります。機器メーカーが特別な安全手順を提供していない限り、通電中のスリップ リングで作業しないでください。
2. ハウジングと取り付け領域を検査します。
アセンブリの外側から始めます。取り付けボルトの緩み、ハウジングまたはカバーの損傷、水の浸入、オイルミストまたは化学汚染、入口点でのケーブルの歪み、ケーブルグランドの緩み、および絶縁体の亀裂またはジャケットの損傷を探します。外部の問題が内部の問題を引き起こすことはよくあります。たとえば、ケーブルの差し込み口が緩んでいると、湿気や埃が接点に到達する一般的な経路となります。
3. 配線、端子、コネクタの確認
目に見える配線と端子を検査して、接続の緩み、変色、腐食、絶縁体の損傷、または過熱の兆候がないか確認してください。電源回路と信号回路を別のものとして扱います。電源接続が緩んでいると熱が発生し、端子が焦げたり変色したりすることがあります。信号接続が不十分な場合、回路はほとんどの場合まだ動作しているため、追跡が困難な断続的な障害が発生することがよくあります。
4. ブラシのゴミや汚れを取り除く
スリップ リングの清掃が必要な最も一般的な理由はブラシダストです。ブラシ-タイプのユニットでは、通常の接触摩耗によって細かい導電性の塵が発生し、それが蓄積すると絶縁が劣化し、電気ノイズが発生し、低レベル信号が中断される可能性があります。-。洗浄自体は迅速に行われます。製造元が承認している場合は圧縮乾燥空気、電気部品用に定格された掃除機とブラシ、またはその両方の組み合わせと、設計が許可している承認済みの接点クリーナーを使用します。強引な方法は避け、ほこりをより深く押し込む圧力を使用しないでください。また、メーカーが特別に承認していない限り、水、一般的な溶剤、または油性クリーナーを使用しないでください。ルーチンのこの部分の詳細については、次の方法を参照してください。ブラシを導電性スリップリング内に維持します.
5. ブラシとコンタクトリングを検査する
洗浄後、ブラシとリングの表面に不均一なブラシの磨耗、ブラシの破損または固着、深い傷、焼け跡または穴あき、ばね圧力の低下、およびブラシとリング間の位置ずれがないかどうかを検査します。軽い摩耗は正常です。スプリングの圧力が低下したり、ブラシが摩耗限界に近づいている場合は、再度洗浄するのではなくブラシの交換が必要ですが、深い溝、焼け、または繰り返しの汚染は、上流でのより大きな問題を示しています。
6. 湿気と腐食の確認
湿気は腐食、漏れ電流、信号の不安定性を引き起こし、屋外や海洋環境、風力タービン、移動機械、その他洗い流されたり結露にさらされるものでは最も問題となります。ユニット内部に腐食が見つかった場合は、目に見える表面を単に拭いて再起動するのではなく、湿気がどのように侵入したかを見つけて修正しなければ、元に戻ります。水の浸入が繰り返し発生する場合、密閉アプローチが真の問題であり、その原則を見直す価値があります。防水スリップリング設計次のサービスの前に。
7. 再組み立てとテスト
ハウジングを閉じ、すべてのカバー、シール、ケーブル挿入口がしっかりと固定されていることを確認し、通常の動作条件でテストします。アプリケーションに応じて、テストでは電力と信号の連続性、接触抵抗、絶縁抵抗、データ伝送品質、ノイズ、動作温度が対象となる場合があります。絶縁抵抗には、メガオーム計-に基づく手順という認知された方法があります。IEEE 43、回転機械の絶縁抵抗試験の推奨方法、テストを適用して結果を読み取る方法について説明します。すべてを記録してください。ログは、ユニットが安定しているのか、それとも徐々に劣化しているのかを後で示します。電気チェックの実際的なウォークスルーは、このガイドに記載されています。スリップリングをテストする方法.
スリップリングのメンテナンスが必要な一般的な兆候
断続的な電力損失、不安定な信号やデータ伝送、電気的ノイズや通信エラー、異常な発熱、目に見えるブラシの粉塵、ハウジング内の腐食や湿気、端子や接点の焼け跡、接触抵抗の上昇、異常な臭いや変色、再起動後の繰り返しの故障、回転中にのみ現れる問題に注意してください。
エンコーダ、センサー、イーサネット、フィールドバス、ビデオ、または低電圧制御を使用するアプリケーションでは、最初の警告サインはほとんどの場合、電源の問題ではなく信号の問題です。これは、信号が許容する抵抗やノイズが電源よりもはるかに少ないためです。{0}}多くの現場での最初の症状は、完全な電力損失ではなく、ユニットの回転中にのみ発生する断続的なエンコーダ、イーサネット、またはセンサーのエラーです。
スリップリングの症状別トラブルシューティング
ほとんどのメンテナンス コールは、チェックリストではなく、症状から始まります。この表は、一般的な症状と最初に確認すべき内容をマッピングしているため、コントローラー、ケーブル、またはセンサーが不良であると判断される前にスリップ リングが調査されます。
| 症状 | まず確認してください | 典型的なアクション |
|---|---|---|
| 回転中にのみ信号またはデータのエラーが発生する | 信号リングの汚れ、ブラシダストブリッジ接点、信号ブラシの摩耗 | コントローラーまたはケーブルを交換する前に、信号接点を清掃して検査してください |
| 電力は問題ありませんが、データが途切れます | 電源経路と信号経路間の分離不良、EMI、信号セクションの汚染 | 信号セクションを検査し、シールドと接地を確認します。 |
| 端末の異常発熱 | 大電流接続の緩みまたは過小、{0}}接点の摩耗、過負荷 | -端子を締め直し、接触領域を検査し、定格荷重を確認します |
| 電気ノイズや通信エラー | ブラシ粉、接点摩耗、酸化皮膜、アース | 清掃、接触面の検査、接地の確認 |
| 接触抵抗の上昇 | 酸化、表面皮膜、汚れ、ブラシ圧低下 | リングを清掃し、ブラシの圧力を確認して復元します。 |
| 長時間放置すると接触不良になる | 静置による表面の酸化または腐食。磨耗ではありません。 | 接点クリーナーを塗布し、ユニットを回転させ、不良品にする前に再確認してください |
| クリーニング後に同じ障害が再発する | 深い磨耗、機械的問題、または環境的原因 | 修理または交換に移行し、システムを調査します |
よくある、高価な間違いは、実際の障害が 2 つの信号リングをつなぐ導電性ダストの薄膜であるにもかかわらず、コントローラーやケーブルを交換することです。経験則として、回転中にのみ信号エラーが発生する場合は、下流側の部品を交換する前に接点の汚れを検査してください。
スリップリングには潤滑油を塗ったほうがよいのでしょうか？
ほとんどの電気スリップ リングでは潤滑は必要なく、問題が発生する傾向があります。多くのブラシ システムにはすでにグラファイトが含まれており、グラファイトは乾燥した自己潤滑接触媒体として機能します。だからこそ、オイルやグリースを追加する必要はありませんが、通常は有害です。粉塵が引き寄せられ、接触面が汚染され、抵抗が増加し、信号伝送が妨げられます。-メーカーの指示に明確に指示がない限り、スリップ リングに注油しないでください。
これは最も頻繁に発生するメンテナンス エラーの 1 つです。ロジックは正しいようで、部品は回転するため、潤滑剤が役立つ「はず」ですが、電気接触インターフェースは機械的なベアリングではないため、潤滑剤が間違っていると、5 分間の清掃作業が信号障害や電源障害につながる可能性があります。-また、普遍的なルールもありません。要件は接点の材質、シール、ベアリングのタイプによって異なります。疑問がある場合は、まず確認してください。この概要は、スルーホールスリップリングには潤滑剤が必要です-答えが特定の構造にどの程度依存するかを示します。
掃除、修理、交換?
クリーニングにより、ほこり、軽い汚れ、または軽微な接触の不安定によって引き起こされる問題が解決されます。その他の状況では、修理、再構築、または交換が必要になりますが、決定は通常、損傷の深さ、および障害が再発し続けるかどうかによって決まります。
| 条件が見つかりました | 最も可能性の高いアクション |
|---|---|
| 軽いブラシのほこりや表面のフィルム。洗浄後も性能が安定 | クリーニングしてサービスに戻す |
| 長期保管後の表面の酸化。回転すると元に戻ります | 清掃、回転、監視が必要で、交換はほとんど必要ありません |
| 不均一なブラシの摩耗、バネ圧の低下、摩耗限界に近いブラシ | ブラシを交換する |
| リング上の深い傷、焼け、または穴。重度の腐食。ハウジングのひび割れまたはシールの破損 | 修理、再構築、または交換 |
| 徹底的にクリーニングしても信号がまだ不安定です。同じ回路が繰り返し故障する | より広範なシステムを置き換えて調査する |
同じ障害が繰り返し発生する場合、スリップ リングが原因ではなく症状であることがよくあります。これは、より大きな電気および機械システム内に設置されるため、別のシステムを取り付ける前に、負荷状態、ケーブル配線、接地、振動、環境シール、設置位置の調整を確認してください。本物の接点の磨耗をこれらの外部原因から分離できれば、繰り返される故障の本当の原因を追跡するのがはるかに簡単になります。
アプリケーション別のメンテナンスの必要性
風力タービン
タービン スリップ リングはほぼ連続的に動作し、多くの場合、電力、制御信号、通信回路を同時に伝送します。年間数千万回の回転に加え、振動、温度変動、屋外暴露があるため、ブラシダスト、湿気保護、接点の摩耗、信号の安定性、ナセル内のケーブルの歪みに焦点を当てた年に一度の予防訪問は価値があります。任務プロファイルは、設計自体が重要であるほど要求が厳しいため、目的に合わせて設計されています。-風力タービンのスリップリング汎用単位とは異なる方法で指定されます。-
クレーンおよび吊り上げ装置
クレーンのスリップ リングの回転数はタービン ユニットよりもはるかに低いため、故障モードが変化します。多くの場合、定期的なメンテナンスを行わずに故障が発生します。故障した場合、その原因は磨耗ではなく、動かないことであることがよくあります。長期間のアイドル期間中に、リングの表面 (多くの場合真鍮) が酸化または腐食する可能性があり、最初の実行では接触不良やドロップアウトが発生します。通常、修正は簡単です。電気接点クリーナーと単にユニットを回すだけです。高圧-接触-ブラシ システムでは、最初の回転でブラシが再び表面をきれいに拭き取る傾向があります。使用されなかったクレーンのスリップ リングを不良品とみなす前に、故障したと判断する前に、スリップ リングを回転させて接触を再確認してください。
包装および自動化機械
包装機、インデックス テーブル、自動セルは 1 日に多くのサイクルを実行する可能性があるため、摩耗、粉塵の蓄積、振動に関連した緩み、信号の信頼性に重点が置かれます。{0}}ここで障害が発生するとライン全体が停止する可能性があるため、通常はシフト中に故障が発生するのを待つよりも、ユニットを予防保守に移行する方が賢明です。-
ロボット工学と試験装置
ロボット ジョイント、テスト スタンド、検査システム、高精度回転プラットフォームはクリーンな信号伝送に依存しており、たとえ少量の電気ノイズでもセンサー、測定システム、通信リンクに障害を与える可能性があります。メンテナンスには、信号テスト、コネクタ検査、および注意深い汚染管理が含まれる必要があります。高帯域幅データがローテーションを通過する場合、イーサネットスリップリングノイズとクロストークを制御するには特に注意が必要です。
スリップ リングの設計がメンテナンスに与える影響
メンテナンスは、部分的にはサービスの問題であり、部分的には選択の問題です。適切に適合したスリップ リングを使用すれば、開く頻度が減ります。-メンテナンスに影響を与える設計要素には、ブラシの材質と接点の設計、接点の圧力、リングの材質と仕上げ、電源回路と信号回路の分離、埃と湿気に対するハウジングの保護、ケーブルの挿入口と張力緩和、ベアリングの品質、熱設計、検査のためのモジュール式アクセスなどが含まれます。
分離ポイントは洗浄間隔に直接影響するため、注目する価値があります。パワー ブラシはアセンブリ内部の導電性粉塵のほとんどを発生させるため、電源リングと通信/データ リング間の物理的なバリアまたはセパレータによって、粉塵がデータ側に付着するのを防ぎます。その結果、信号回路の問題が減り、清掃の間隔が大幅に長くなります。-同じ精神で、室外機にはより強力な密閉性と耐腐食性の素材が役立ちます。-大電流ユニットには、適切なサイズの導体、適切な熱管理、安全な端子が備わっています。-
新しい装置用のスリップ リングを選択する場合は、最初からメンテナンスについて決定してください。何回転するか、どのくらいの速度で、何を運ぶか、環境がどれくらい厳しいか、検査に行くのがどれくらい簡単か、故障のコストはどれくらいか、予備品はどれくらいあるのかを尋ねてください。アクセスが制限されている場合やダウンタイムに費用がかかる場合は、密閉型またはアプリケーション固有のユニットが標準ユニットよりも優れた選択肢となることがよくあります。{2}カスタムスリップリング電源セクションと信号セクションの間に専用の防塵バリアを設けるなど、まさにこれらの制約に基づいて構成できます。
よくある質問
Q: スリップリングはどれくらいの頻度でメンテナンスする必要がありますか?
A: 普遍的な間隔はありません。それは暦時間よりも、蓄積された回転数と環境に依存します。低サイクルのユニットでは、定期的な機器サービス中にチェックするだけで十分な場合がありますが、継続的に稼働するユニットでは、多くの場合、年に 1 回の簡単な予防訪問で問題なく機能します。-メーカーの指示に従い、独自の検査ログを使用して調整してください。
Q: スリップリングに注油できますか?
A: 通常はありません。多くのスリップ リングでは、自己潤滑性のあるグラファイトを含むブラシが使用されています。-、追加されたオイルやグリースは埃を引き寄せ、接触界面を乱します。要件は接点の材質、シール、ベアリングのタイプによって異なるため、製造元の文書で特に指示されている場合にのみ潤滑を行ってください。
Q: スリップリングのノイズや通信エラーの原因は何ですか?
A: 通常の原因は、ブラシの塵、接点の磨耗、酸化皮膜、湿気、アースの問題、電源回路と信号回路の分離不良などです。接点を清掃し、接地を確認すると、ほとんどの場合解決します。清掃後もノイズが残る場合は、より深い磨耗またはシステム レベルの問題を示しています。-
Q: スリップリングについたブラシダストはどうやって掃除しますか?
A: 電源を切り、ユニットを隔離してから、承認されている場合は圧縮乾燥空気、電気部品用に定格された掃除機とブラシ、またはその両方を使用します。通常、これには数分しかかかりません。粉塵をより深く押し込む圧力を避け、製造元が承認していない限り、水や一般的な溶剤の使用も避けてください。
Q: スリップリングを使用しないままにしておくと、なぜ故障するのですか?
A: 長期間のアイドル期間中に、リング表面が酸化または腐食する可能性があり、機器の再起動時に接触不良として現れます。これは、故障したユニットと間違われることがよくあります。通常、表面を清掃してスリップ リングを回転させると、良好な接触が回復します。特に、回転時にリングをきれいに拭き取る高圧ブラシ システムの場合はそうです。-
Q: スリップリングはいつ交換する必要がありますか?
A: 深い傷、リングの焼き付きや穴あき、重度の腐食、ブラシ ホルダーの破損、ブラシ スプリングの圧力損失、絶縁の損傷、ハウジングの亀裂やシールの破損、または徹底的な清掃後も信号が不安定な場合は、交換を検討してください。同じ回路で繰り返し障害が発生した場合は、交換に加えて周囲のシステムの調査が必要になります。
最終的な考え
スリップ リングのメンテナンスは、固定ルールではなくアプリケーションに従う必要があり、ほとんどのユニットでは最小限で済みます。多くのスリップ リングは、何か問題が発生するまでは何も必要ありません。継続的な-任務と信号-に敏感なユニットには、短く計画されたルーチンだけが必要です。 -価値の高いタスクは単純です。接触領域を清潔に保ち、ブラシの塵を取り除き、磨耗と配線を検査し、湿気の侵入を防ぎ、整備後に電源と信号の性能をテストします。同時に、未承認の潤滑、過酷な洗浄、警告兆候が現れてからの検査の遅れを避けます。
継続的に稼働する機器、屋外で稼働する機器、機密データを運ぶ機器、または停止時に高価なダウンタイムが発生する機器の場合は、スリップ リングのメンテナンスを後付けではなく、全体的な信頼性計画の一部として扱います。また、新しい回転機器を設計する場合、または既存のユニットを交換する場合は、スリップ リングを選択する前に、動作環境、回転数、信号の種類、メンテナンスの容易さを比較検討し、その 1 つの決定がその後のすべてのメンテナンス訪問を決定します。