A Токосъемное кольцо для конвейерных шкивов с подогревомпередает электроэнергию от стационарного источника питания на вращающийся нагревательный элемент внутри шкива, поэтому барабан можно нагревать, пока он продолжает вращаться. Этот вращающийся разъем питания делает подогреваемый конвейерный шкив практичным: нагреватель вращается вместе со шкивом, а источник питания — нет, а фиксированный кабель не может преодолеть этот зазор, не перекручиваясь и не ломаясь.
Потребность обычно начинается со льда. На наружных конвейерах в холодных регионах вокруг шкива и области контакта с ремнем скапливается снег и лед, в результате чего ремень может проскальзывать, терять сцепление с дорогой, работать неэффективно или полностью останавливаться. Нагрев шкива изнутри помогает уменьшить это накопление -, но он работает надежно только в том случае, если устройство передачи мощности спроектировано с учетом реальных условий вокруг шкива: низкая температура, влажность, пыль, вибрация и ограниченное пространство для установки.
Почему конвейерному шкиву с подогревом необходимо контактное кольцо
Шкив конвейера постоянно вращается во время работы. Если нагревательный элемент находится внутри этого шкива, фиксированный кабель, подключенный прямо к вращающемуся барабану, намотается, устанет и в конечном итоге выйдет из строя -, а перетертый или сломанный нагревательный кабель на движущемся барабане станет проблемой безопасности, а не просто временем простоя.
Токосъемное кольцо устраняет это ограничение, образуя вращающийся электрический интерфейс. Стационарная сторона подключается к источнику питания; вращающаяся сторона соединяется с нагревателем внутри шкива; а при вращении барабана скользящие контакты поддерживают электрическую непрерывность. Для шкивов с подогревом работа почти всегдапередача мощностиа не данные о высокой-скорости, но конструкция по-прежнему требовательна, поскольку устройство находится в одном из самых суровых мест на машине, рядом с подшипником шкива и подвержено воздействию погодных условий и мусора ремня. Те же прочные конструкции со сквозным-отверстием используютсяпередача мощности на вращающееся конвейерное оборудование. Стандартное контактное кольцо для внутреннего применения, упавшее в это место, имеет тенденцию рано выходить из строя - не потому, что его номинальный ток неправильный, а потому, что влага попадает в плохо герметичный кабельный ввод или контакты дребезжат под воздействием вибрации.
Когда необходимо контактное кольцо конвейера с подогревом
Самый очевидный случай использования нагретого шкива и, следовательно, контактного кольца — это наружный конвейер, где лед приводит к простою или риску безопасности:конвейеры для горнодобывающей промышленности с холодным-климатом, линии для заполнителей и карьерные линии, перевалка сыпучих материалов, портовые и терминальные конвейеры, конвейеры для холодильных-хранилищ и морозильных камер-, а также мобильное оборудование с вращающимися барабанами, подвергающимися воздействию снега или замерзающей талой воды.
Типичная картина: на горнодобывающем конвейере, работающем в зимнем-климате, токосъемному кольцу, возможно, придется постоянно передавать мощность нагревателя, противодействуя при этом снегу, мелкой ленточной пыли и постоянной вибрации рядом с подшипником шкива. Целью здесь является не просто прогреть барабан -, а обеспечить доступность конвейера, устранить ручное удаление льда-, защитить ленту и сохранить пропускную способность в холодную погоду. Именно этим эксплуатационным целям и должна служить конструкция контактных колец.
Как работает контактное кольцо конвейера с подогревом
Система обогреваемых-шкивов состоит из четырех основных частей: стационарного источника питания; контактное кольцо, установленное на вращающемся валу или вокруг него; проводка, проложенная во вращающийся барабан; и нагревательный элемент внутри шкива. При подаче питания мощность передается через контактное кольцо на вращающийся шкив, а нагреватель поднимает поверхность барабана настолько, чтобы уменьшить количество льда и снега в области-контакта ремня. Задача контактного кольца — безопасно переносить эту нагрузку, выдерживая при этом реальные механические условия и условия окружающей среды конвейера.
Логика выбора: пошаговый подход
Самые слабые характеристики возникают из-за перехода сразу к размеру корпуса. Более надежный порядок принятия решений — начать с необходимого шкиву тепла и двигаться наружу:
- Подтвердите мощность нагрева.Начните с мощности обогревателя в ваттах и источника питания, от которого он будет работать. Мощность нагревателя приводит в движение все, что находится ниже по потоку.
- Определите напряжение, ток и количество цепей.Для резистивного нагревателя ток примерно равен мощности, деленной на напряжение. Элемент мощностью 2 кВт при однофазном питании 230 В потребляет около 8,7 А; с запасом на рабочий цикл и поведение при холодном-пуске вы можете указать цепь с номиналом значительно выше этого, а затем сопоставить с ней сечение провода и материал контактов. Решите, является ли питание однофазным- или трехфазным-, и требуется ли отдельная цепь заземления (и какой-либо датчик или цепь управления).
- Установите уровень защиты.Выбирайте корпус и герметизирующую цель с учетом реального воздействия - дождя и брызг — это не то же самое, что периодическая промывка или временное погружение в воду.
- Установите вал и монтажное пространство.Подтвердите доступный диаметр, длину, размер отверстия или вала, а также то, как неподвижная сторона удерживается от вращения.
- Запланируйте вывод кабеля и техническое обслуживание.Решите направление кабеля, разгрузку от натяжения и доступ для обслуживания до того, как проект будет заморожен.
В наших инженерных обзорах проектов-шкивов с подогревом в первом запросе чаще всего отсутствуют три детали: ток нагревателя, доступное пространство на валу и направление выхода кабеля -, и именно эти три детали обычно решают, подойдет ли деталь из каталога или потребуется нестандартная конструкция.
Ключевые требования к проектированию
Электрическая нагрузка: напряжение, ток, цепи и заземление.
Нагреватель определяет потребность в электроэнергии, поэтому выбор должен начинаться, а не останавливаться именно здесь. Помимо базового напряжения и тока на каждую цепь, при проектировании необходимо учитывать общее количество цепей, независимо от того, является ли источником питания однофазный- или трех-фазный переменный ток, пусковой или пусковой ток, рабочий цикл нагревателя, а также любые цепи управления или датчика температуры-. Рабочий цикл имеет значение, поскольку нагреватель, который работает циклично или непрерывно, изменяет эффективную тепловую нагрузку на контакты, что влияет на номинальный ток, который вы должны указать на самом деле, а не просто на паспортной табличке. Материал контактов, размер провода, класс изоляции и диэлектрическая стойкость — все должно соответствовать этой нагрузке; где нагреватель потребляет значительный ток,контактное кольцо с высоким-токомс кольцами и щетками подходящего размера – это правильная отправная точка, а не устройство общего-назначения. Специальная цепь заземления является хорошей практикой для открытого металлического шкива, по которому подается напряжение на уровне сети-.
Скорость вращения, рабочий цикл и нагрев в неподвижном состоянии
Шкивы конвейера не обладают высокой-скоростью по сравнению со многими вращающимися машинами, но режим работы все равно может быть тяжелым для контактного кольца: длинные пробеги, частые старты-остановки и погодные условия. Два вопроса легко пропустить. Во-первых, будет ли работать обогреватель, пока шкив остановлен? Нагрев неподвижного барабана концентрирует рост температуры в фиксированных точках контакта и внутри герметичного корпуса, поэтому тепловое поведение при нулевой частоте вращения может быть предельным случаем, а не рабочим случаем. Во-вторых, сколько циклов старта-стоп в день? Эти цифры определяют износ щеток, выбор подшипников и интервал технического обслуживания.
Температурный диапазон и материалы для холодной-погоды
Нагретое-кольцо шкива воспринимает как низкую внешнюю температуру, так и внутреннее тепло от элемента, поэтому вопрос о материале является скорее конкретным, чем общим. Низко-жесткость является практическим вопросом: она влияет на оболочки кабелей, уплотнения и смазку подшипников, а через них влияет на давление уплотнения, гибкость кабеля и крутящий момент подшипника. Уплотнение, которое держится при комнатной температуре, может потерять контактную силу при охлаждении; куртка, которая является гибкой в помещении, может затвердеть или треснуть при самой низкой температуре эксплуатации. Цель состоит в том, чтобы подтвердить фактическую минимальную рабочую температуру и выбрать уплотнения, рубашки и смазочные материалы, рассчитанные на нее -, чтобы не предполагать, что деталь, которая работает в лаборатории, выдержит запуск-зимним утром.
Защита от проникновения влаги и коррозии
Наружные шкивы подвергаются воздействию дождя, снега, талой воды, пыли и абразивных частиц, а контактное кольцо, установленное на шкиве, также подвергается воздействию пыли и вибрации ремня. Цель защиты должна выбираться на основе фактического воздействия и выражаться в виде определенного уровня проникновения, а не расплывчатого ярлыка «на открытом воздухе». Международно признанной системой является код IP, определенный вМЭК 60529, опубликованный МЭК., где первая цифра соответствует твердым веществам и пыли, а вторая – воде. Для североамериканских проектовХарактеристики корпуса типа NEMAопишите в общих чертах эквивалентную защиту и дополнительно укажите такие условия, как коррозия и обледенение. Это помогает понятькак классы IP применяются к контактным кольцамв частности, потому, что вращающийся герметичный узел ведет себя иначе, чем статический ящик. Наиболее распространенной реальной неисправностью здесь является попадание воды через кабельный ввод, герметизированный для более мягкой среды, с последующим образованием конденсата внутри корпуса во время колебаний температуры -, поэтому необходимо предусмотреть как внешнее проникновение, так и внутреннюю конденсацию.
Вибрация, подшипники и механическая стабильность
Качество электрического контакта зависит от механической стабильности, и конвейеры создают множество помех: биение вала, перекосы, изменения-натяжения ремня и удары материалов рядом со шкивом. Если вибрация нарушает равновесие контакта-к-кольца, контур нагрева становится прерывистым, хотя все компоненты рассчитаны на правильные параметры. Прочные подшипники, надежное крепление, препятствующее-вращению, и надлежащая разгрузка от натяжения обеспечивают устойчивый контакт; они не являются дополнительными приспособлениями для вибрационного барабана.
Способ монтажа и объем пространства
Зоны шкивов заполнены ограждениями, подшипниками, кронштейнами и рамой. Обычные конструкции включают крепление на конце--вала, конструкцию со сквозным-отверстием над валом и фланцевое крепление, обычно с кронштейном, предотвращающим-вращение, удерживающим неподвижную сторону. Подтвердите доступный внешний диаметр, максимальную длину, размер отверстия или вала, ориентацию установки и зазор от ограждений и движущихся частей. Компактное устройство часто необходимо, но компактность не должна означать недооценку-: для цепей, изоляции, уплотнений, подшипников и прокладки кабелей все равно требуется место.
Кабельный ввод и разгрузка от натяжения
Кабельный ввод является частым местом отказа на открытом воздухе. Вода попадает через плохо запечатанные сальники; усталость неподдерживаемых проводов при вибрации; и кабели, проложенные рядом с движущейся лентой, истираются или натягиваются. В надежной конструкции используются герметичные сальники по размеру кабеля, разгрузка от натяжения как на неподвижной, так и на вращающейся стороне, большие радиусы изгиба, холодные-оболочки, прокладка вдали от точек защемления и четкое разделение силовой и сигнальной проводки.
Распространенные конфигурации контактных колец для шкивов с подогревом
Большинство требований к-шкивам можно свести к нескольким шаблонам, и заранее назвав тот, который вам нужен, вы сможете значительно упростить выбор размера:
- Только мощность- единая зона обогрева с минимальным количеством контуров.
- Питание плюс земля- то же, со специальной цепью заземления металлического барабана.
- Питание плюс датчик температуры или контроль- цепи питания рядом с цепями низкого-уровня термостата, датчика или контроллера.
- Цепи многозонных обогревателей-- две или более независимых зон нагрева, каждая из которых требует собственного пути питания и, как правило, общего заземления, что увеличивает количество цепей и влияет на размер кольца.
Стандартное контактное кольцо и специальное контактное кольцо конвейера с подогревом
Контактное кольцо из каталога может работать в легких-контролируемых условиях. Чем жестче и специфичнее среда, в которой находится шкив, тем больше стоит спроектировать контактное кольцо вокруг конвейера, а не вставлять в него стандартную деталь. В таблице сравниваются эти два варианта и, что немаловажно, что необходимо подтвердить перед принятием решения.
| Требование | Стандартное контактное кольцо | Контактное кольцо конвейера с подогревом | Что подтвердить |
|---|---|---|---|
| Основная функция | Общая передача мощности или сигнала | Питание на нагревательный элемент вращающегося шкива | Мощность нагревателя и количество контуров |
| Среда | Часто в помещении или под контролем | На улице, холодно, влажно, пыльно, вибрация | Реальное воздействие и минимальная температура |
| Жилье | Основной металл или пластик. | Прочный, герметичный, устойчивый к коррозии-при необходимости | Присутствуют коррозионные агенты, такие как соль или химикаты. |
| Уплотнение | Ограниченное или дополнительное | Устойчив к влаге, снегу, пыли и смыву | Возможность промывки или погружения |
| Подшипники | Общие-обязанности | Выбран с учетом вибрации конвейера и рабочего цикла. | Уровень вибрации и часы работы |
| Кабельный ввод | Основной выход провода | Герметичный сальник и защита от натяжения | Размер кабеля и направление выхода |
| Дизайнерский подход | На основе каталога- | Часто нестандартные или полу-нестандартные | Ограничения по валу и пространству |
Если несколько из этих элементов подтверждения указывают на не-стандартные значения,специальное контактное кольцо, созданное вокруг приложенияобычно это выбор с меньшим-риском в течение срока службы.
Распространенные виды отказов и способы их предотвращения
Проектирование с учетом известных режимов отказа более полезно, чем перечисление общих мер предосторожности. Для обогреваемых-кольц шкива повторяющимися являются:
- Попадание воды- обычно на кабельном вводе или уплотнении, потерявшем прочность на морозе; Для решения этой проблемы необходимо выбрать правильный класс уплотнения, уплотнения, рассчитанные на холодные-морозы, и обеспечить контроль конденсации.
- Износ щеток- ускоряется абразивной пылью и длительными рабочими циклами; решается посредством выбора контактного-материала и реалистичных интервалов технического обслуживания.
- Усталость кабеля- от неподдерживаемой или резко изогнутой проводки при вибрации; решается с помощью разгрузки от натяжения и контроля-радиуса изгиба.
- Повреждение подшипника- из-за смещения, удара или использования неподходящей холодной смазки; Проблема решается выбором подшипников и надежным монтажом.
- Контактный перегрев- из-за недостаточной-номинальной допустимой силы тока или плохого отвода тепла в герметичном корпусе; проблема решается правильным номинальным током и тепловым запасом.
- Пробой изоляции- из-за недостаточной диэлектрической прочности или влаги; проблема решается выбором надлежащего класса изоляции и адекватной защитой от проникновения.
Распространенные ошибки, которых следует избегать
Выбор только по текущему рейтингу.Текущая мощность необходима, но недостаточна; Блок, который пропускает правильный ток в помещении, может выйти из строя на открытом воздухе, если герметизация, устойчивость к коррозии или виброустойчивость неадекватны.
Игнорирование поведения при низких-температурах.Холодная замена уплотнений, изоляции, смазки и пластмасс, поэтому проверяйте каждый материал на предмет минимальной ожидаемой температуры.
Недооценка влажности и конденсата.Снег и лед тают и повторно замерзают, вода может проникать через сальники, а влага может конденсироваться внутри кожуха, поэтому при проектировании необходимо учитывать как внешнее воздействие воды, так и внутреннюю конденсацию - вместе в качестве основы звука.водонепроницаемая конструкция контактного кольца.
Недостаточный-размер корпуса.Устройство меньшего размера выглядит привлекательно, но может усложнить герметизацию, изоляцию, проводку и обслуживание; компактность все равно должна оставлять место для безопасной конструкции.
Плохая прокладка кабеля.Даже хорошо-сделанное контактное кольцо выйдет из строя, если тросы резко согнуты, растянуты при эксплуатации, истираны или проложены слишком близко к движущимся частям.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос: Что такое контактное кольцо для конвейера с подогревом?
A: Это вращающееся электрическое устройство, которое передает энергию от стационарного источника питания к нагревательному элементу внутри вращающегося конвейерного шкива, поэтому нагреватель остается под напряжением, пока шкив вращается.
Вопрос: Почему бы не использовать фиксированный трос для подогреваемого шкива?
О: Неподвижный трос будет перекручиваться при вращении барабана и в конечном итоге устанет, сломается или станет опасным. Контактное кольцо обеспечивает непрерывность соединения при вращении.
Вопрос: Можно ли использовать стандартное контактное кольцо для конвейерного шкива с подогревом?
О: Иногда, но только если требования к электрической нагрузке, температуре, уплотнению, вибрации и монтажу являются умеренными. Шкивы с подогревом для наружного применения обычно нуждаются в прочном или специальном устройстве.
Вопрос: Какой рейтинг IP необходим для контактного кольца наружного конвейера?
Ответ: Это зависит от экспозиции. Дождь, снег, пыль, смыв и возможное погружение в воду — это разные условия, поэтому рейтинг должен соответствовать реальной среде, а не общей маркировке «на открытом воздухе».
Вопрос: Всегда ли требуется нержавеющая сталь?
О: Нет. Нержавеющая сталь помогает там, где существует реальная проблема с ржавчиной, водой, солью или агрессивной пылью, но правильный выбор корпуса зависит от присутствующих коррозионных агентов, а также от стоимости и прочности. Это выбор, основанный на среде, а не автоматический выбор по умолчанию.
Вопрос: Вызывает ли проблему нагрев шкива, когда он остановлен?
А: Может. Нагрев стационарного барабана концентрирует рост температуры в фиксированных точках контакта и внутри герметичного корпуса, поэтому этот случай часто является ограничивающим для теплового расчета и может потребовать использования датчика температуры или схемы управления.
Вопрос: Какая информация необходима для проектирования индивидуального контактного кольца конвейера с подогревом?
A: Напряжение, ток, количество цепей, фаза, частота вращения и рабочий цикл, температурный диапазон, IP или NEMA, место для установки, детали вала, прокладка кабеля и воздействие окружающей среды.
Краткое содержание
Токосъемное кольцо для конвейерных шкивов с подогревом не является второстепенным аксессуаром; именно вращающийся интерфейс позволяет нагревателю внутри барабана получать энергию во время работы конвейера. Три решения решают, продлится ли это: надежнопередача мощностипо размеру подогревателя,уплотнениесоответствует реальному воздействию, имеханическая стабильностьпри вибрации конвейера. Сделайте это правильно -, начиная с мощности нагревателя и заканчивая током, цепями, защитой, монтажом и прокладкой кабеля -, а специальное контактное кольцо шкива с подогревом- выдержит холод, влажность, пыль и вибрацию. Практический первый шаг – просто четко определить условия эксплуатации и электрические требования.