
هنگامی که یک ماشین باید به طور مداوم در حین تحمل بارهای سنگین، انتقال نیروی سیال، و عبور انرژی الکتریکی یا داده ها از یک محور بچرخد، طرحی که از قطعات جداگانه ساخته شده است به سرعت پیچیده می شود. شیلنگ ها می پیچند. خستگی کابل ها براکت ها فضا را اشغال می کنند. دسترسی به سرویس ناپدید می شود.
این مشکلی است که یک سیستم حلقه لغزش اتحادیه چرخشی یکپارچه برای حل آن ساخته شده است. در یک مونتاژ هماهنگ، یک یاتاقان حلقه چرخان بار ساختاری را حمل میکند، یک اتحادیه چرخشی چند پورت، رسانه سیال را منتقل میکند، و یک حلقه لغزشی برق، سیگنالهای کنترلی و دادهها را از طریق مفصل دوار حمل میکند.
این راهنما توضیح میدهد که چگونه این سه جزء روی یک محور با هم قرار میگیرند، زمانی که یک طرح یکپارچه فراخوانی مناسبی است و زمانی که اینطور نیست، پارامترهایی که باید آن را به درستی مشخص کنید و اشتباهات طراحی که باعث بیشتر مشکلات میدانی میشوند. این برای مهندسین طراحی و تدارکات OEM نوشته شده است و توسط مهندسین اپلیکیشن حلقه لغزش ما بررسی شده است و بر روی الگوهایی طراحی شده است که به طور مکرر در پروژه های رابط چرخشی سفارشی-می بینیم.
سیستم یکپارچه روتاری اتحادیه، حلقه لغزنده و حلقه چرخان چیست؟
یک رابط چرخان یکپارچه سه کار را به یک مجموعه می آورد که حول یک محور مشترک می چرخد: پشتیبانی از بار ساختاری، انتقال سیال، و توان الکتریکی، سیگنال یا انتقال داده. به جای مسیریابی شیلنگ ها و کابل ها در اطراف بیرون سازه چرخان، سیستم آنها را از طریق یا اطراف محور چرخش تحت کنترل عبور می دهد.
یاتاقان حلقه چرخان: پایه بار-حمل کننده
یاتاقان حلقه چرخشی که به آن یاتاقان حلقه چرخشی یا چرخاننده نیز گفته می شود، مفصل ساختاری سیستم است. در حین حمل بارهای محوری، بارهای شعاعی و بار لحظهای کج که بوم یا ابزار افست ایجاد میکند، از بخش دوار پشتیبانی میکند. در اکثر طرحها، حلقه چرخان بخشی از محرکه را تشکیل میدهد: دندانهای دنده داخلی یا خارجی به یک پینیون، موتور هیدرولیک یا گیربکس اجازه میدهند بخش دوار را بچرخانند.
چرا مهم است: بار لحظه ای، نه وزن ساکن، معمولاً اندازه بلبرینگ را تعیین می کند. برجکی که وزن کمی دارد اما دارای بازوی بلندی است میتواند یک لحظه واژگونی بزرگ ایجاد کند و یاتاقانهای کوچکتر منحرف، بسته یا زود ساییده میشوند. میزبانهای معمولی شامل برجکهای جرثقیل و بیل مکانیکی، میزهای دوار،-دستگیرههای حمل مواد و سکوهای رو به باد{3}}میباشد.
اتحادیه روتاری چند پورت: انتقال مایعات
یک اتصال دوار چند پورت (همچنین به آن مفصل دوار یا زمانی که روغن را حرکت می دهد، aاتحادیه چرخشی هیدرولیک) سیال را از یک منبع ثابت به قسمت چرخشی دستگاه حمل می کند. ممکن است روغن هیدرولیک، هوا، آب، خنک کننده، گریس یا خلاء را کنترل کند. بخش "چند پورت" به این معنی است که چندین مدار مستقل از یک رابط دوار عبور می کنند: یک پیوست چرخان ممکن است از یک مدار برای فعال سازی، یکی برای برگشت، یکی برای کنترل پایلوت و دیگری برای روانکاری یا خنک کننده استفاده کند که هر مدار از مدارهای دیگر مهر و موم شده است.
چرا مهم است: تعداد پورت کمترین اهمیت است. نوع رسانه، فشار، سرعت جریان، دما، و محدودیت سرعت-فشار مهر و موم (PV) در سرعت چرخش واقعی تعیین میکند که آیا اتحاد باقی میماند. همان اتحادیه ای که با سرعت 210 بار در یک کاربرد آهسته کار می کند، در صورت بالا رفتن سرعت یا چرخه کار، می تواند بیش از حد گرم شود و مهر و موم های خود را با همان فشار بپوشاند.
حلقه لغزش الکتریکی: قدرت، سیگنال و انتقال داده
یکحلقه لغزش برقیتوان الکتریکی، سیگنال های کنترلی، بازخورد سنسور و داده های ارتباطی را بین دو طرف ثابت و دوار حمل می کند. یک حلقه لغزنده مدرن به ندرت فقط نیرو را جابجا می کند: ممکن است بازخورد رمزگذار، دستورات دریچه، ترافیک گذرگاه اترنت یا CAN، فیلم دوربین و داده های دما را در یک هاب حمل کند. زمانی که مجموعه دوار شامل سنسورها، چراغها، محرکها، دوربینها یا ماژولهای کنترل هوشمند است که باید در حین چرخش دستگاه با یک کنترلکننده ثابت صحبت کنند، بیشترین اهمیت را دارد.
چگونه این سه در یک محور ترکیب می شوند
در یک مجموعه یکپارچه معمولی، سه تابع به صورت هم محور حول یک محور چرخش انباشته می شوند. حلقه چرخان اتصال بین پایه ثابت و سکوی دوار را تشکیل می دهد. یک چیدمان متداول یک طرح توخالی-از میان سوراخ است: اتصال چرخشی در مرکز قرار میگیرد تا خطوط سیال را حمل کند، و حلقه لغزش در بالا، پایین یا اطراف آن برای حمل رساناها نصب میشود. مسیرهای سیال در سمت چرخان از طریق روتور اتحادیه فرود می آیند. هادی ها روی روتور حلقه لغزش قرار می گیرند. خطوط تامین ثابت و سیم کشی ماشین روی پایه ثابت می مانند.
دو تصمیم کل طرح بندی را شکل می دهد:
- کدام عضو می چرخد.در یک حلقه چرخان شما انتخاب می کنید که مسابقه داخلی یا بیرونی بچرخد، و اینکه دنده روی حلقه داخلی یا بیرونی قرار گیرد. این انتخاب تعیین میکند که پینیون درایو، پورتهای اتحادیه و خروجی کابل به کجا ختم میشوند.
- چگونه مسیرهای سیال و الکتریکی از هم جدا می شوند.مایعات و رسانه های الکتریکی هرگز نباید در یک حفره مهر و موم شده مشترک باشند. مهر و موم نشتی نباید بتواند تماس های حلقه لغزش را سیل کند، بنابراین این دو عملکرد در محفظه های جداگانه و جداگانه تخلیه می شوند.
نکته مهندسی: قبل از اینکه سازه به تفصیل بیان شود، قطر سوراخ{0}}را تأیید کنید. سوراخ مرکزی باید هر شیلنگ، اتصالات و دسته کابلی را که از آن عبور می کند، به علاوه خود بدنه اتصال پاک کند. فهمیدن اینکه سوراخ بسیار کوچک پس از طراحی قاب است، یکی از گران ترین تغییرات دیرهنگام در این نوع پروژه است.

چرا این سه جزء را با هم ترکیب کنیم؟
ترکیب یک اتصال چرخشی، حلقه لغزنده و یاتاقان حلقه چرخشی فقط یک ترفند بسته بندی نیست. چندین نقطه خرابی را که بارها و بارها در ماشین آلات دوار ظاهر می شوند حذف می کند.
مسیریابی تمیزتر از طریق یک محور
مسیریابی سیال و خطوط الکتریکی به طور جداگانه در اطراف یک سازه چرخان معمولاً به براکتها، حفاظها، حلقهها، زنجیرههای کششی و تکیهگاههای چرخان نیاز دارد. یک رابط یکپارچه آن مدارها را در اطراف محور چرخش سازماندهی می کند، به جای اینکه آنها را در اطراف خارج از دستگاه بچرخاند، که باعث می شود-محافظت از طرح{2}} تمیزتر و آسان تر باشد.
پیچش شیلنگ کمتر و خستگی کابل
چرخش مکرر یکی از بزرگترین دشمنان تجهیزات دوار است. شیلنگهای هیدرولیک و کابلهای الکتریکی فقط قبل از ایجاد خستگی، سایش یا تنش خمشی، چرخش زیادی را تحمل میکنند. یک اتصال چرخشی از پیچ خوردن خطوط سیال جلوگیری میکند و یک حلقه لغزنده برای هادیها همین کار را میکند، بنابراین دستگاه میتواند بدون پیچیدن چیزی در اطراف ساختار بچرخد.
مرزی که مهم است: این مزیت زمانی اعمال می شود که بخش به طور مداوم بچرخد، چندین چرخش داشته باشد یا چرخش نامحدودی داشته باشد. اگر فقط از طریق یک قوس محدود نوسان میکند، مثلاً چند حرکت مثبت یا منفی 180 درجه در هر چرخه، کابلها و شیلنگهای انعطافپذیر در یک حامل کابل اغلب سادهتر و ارزانتر از یک حلقه لغزنده و اتصال هستند. رویکرد یکپارچه هزینه خود را به طور خاص در جایی که هیچ دستگاه بافندگی خمشی دوام نمی آورد به دست می آورد.
چیدمان فشرده تر
فضا در داخل برجک ها، اتصالات فشرده، اتصالات روباتیک و میزهای دوار تنگ است. یک یاتاقان جداگانه، چرخاننده هیدرولیک و حلقه لغزنده می تواند اتاق محوری یا شعاعی زیادی را مصرف کند. تا کردن عملکردها روی یک محور، فضایی را برای ساختار، اجزای محرک، محافظها یا دسترسی به سرویس بازیابی میکند، که به زمانی که تجهیزات باید کوچک یا سبک بمانند کمک میکند.
امتیاز شکست کمتر
بیشتر خرابیهای رابط در حال چرخش به فهرست کوتاهی از دلایل مربوط میشوند: شکستگی شیلنگ پس از هزاران چرخه، کار کابل{1}}سخت شدن و ترک خوردن در یک نقطه انعطافپذیر، یا شل شدن براکت در اثر لرزش. با کشیدن این اتصالات به یک رابط مهندسی شده، براکت های بداهه و حلقه های پشتیبانی نشده از جایی که این خرابی ها شروع می شوند حذف می کند.
چرا مهم است، با یک هشدار: افزایش قابلیت اطمینان واقعی است اما مشروط است. این بستگی به انتخاب مهر و موم، فناوری تماس و برنامه تعمیر و نگهداری دارد، نه به خود یکپارچه سازی. یک رابط یکپارچه به خوبی مشخص شده-حالت های خرابی را حذف می کند. یک مورد نامناسب به سادگی آنها را در یک بسته خدماتی-سختتر- پنهان میکند.
مونتاژ OEM ساده تر
برای یک OEM، یک مونتاژ از قبل مهندسی شده، سه سیستم نصب را با یک سیستم جایگزین میکند. به جای نصب و تراز کردن سه زیرمجموعه و تطبیق سه پشته تحمل در مونتاژ نهایی، تیم روی یک رابط نصب واحد با یک الگوی پیچ کار می کند. که عملیات تراز در خط را حذف می کند و اسناد مونتاژ و خدمات را کوتاه می کند.
سیستم یکپارچه در مقابل اجزای جداگانه
پاسخ درست به دستگاه بستگی دارد. یک سیستم کاملاً یکپارچه همیشه مورد نیاز نیست، اما معمولاً زمانی که فضا، قابلیت اطمینان و مسیریابی همه مواد را به طور همزمان کنترل می کنند، انتخاب بهتری است.
| فاکتور طراحی | اجزای جداگانه | سیستم یکپارچه |
|---|---|---|
| استفاده از فضا | اغلب به براکت ها، شفت ها، روکش ها و فضای مسیریابی بیشتری نیاز دارد | فشرده تر؛ بسته های حول محور چرخش |
| مسیریابی شیلنگ و کابل | مسیرهای در معرض دید بیشتر برای نگهبانی و پشتیبانی | مسیریابی پاک کننده از طریق یک رابط کنترل شده |
| مونتاژ | هر قسمت به طور جداگانه نصب و تراز شده است | یک مونتاژ هماهنگ، مراحل تراز کمتر |
| برنامه ریزی خدمات | قطعات ممکن است به صورت جداگانه قابل تعویض باشند | دسترسی سرویس باید در مجموعه طراحی شود |
| سفارشی سازی | انعطاف پذیر است، اما می تواند پیچیدگی طرح را اضافه کند | زمانی که مطابق با الزامات دقیق ماشین ساخته شود، قوی است |
| هزینه اولیه | ممکن است در ماشین های ساده پایین تر به نظر برسد | اغلب زمانی توجیه می شود که زمان خرابی و مشکلات مسیریابی هزینه بر باشد |
| بهترین تناسب | چرخش ساده، مدارهای کم، فضای کافی | چرخش فشرده، پیوسته، چند سیال و مدارهای الکتریکی |

جایی که از طرح های یکپارچه استفاده می شود
قوی ترین کاربردها ماشین هایی هستند که به چرخش، پشتیبانی بار، قدرت سیال و کنترل الکتریکی در یک مکان نیاز دارند. نیازها در صنعت متفاوت است، بنابراین تمرکز طراحی با هر یک تغییر می کند.
تجهیزات سنگین، جرثقیل و بیل مکانیکی
سناریو: جرثقیل ها، دکل های حفاری، چنگال ها و ملحقات بیل مکانیکی یک بخش فوقانی کار را روی یک پایه ثابت می چرخانند و نیروی هیدرولیک را برای حرکت و توان الکتریکی و سیگنال هایی برای کنترل ها، چراغ ها و بازخورد می کشند.
الزامات معمول: چندین مدار هیدرولیک با فشار متوسط تا{1}بالا-، یک محفظه-خط تخلیه، برق برای محرک ها و روشنایی، و بازخورد از سنسورهای موقعیت یا فشار.
تمرکز طراحی: بارهای لحظه ای بالا از بوم یا ابزار، بارگیری ضربه و آب بندی در فضای باز. فشار هیدرولیک همراه با چرخش مداوم باعث می شود که عمر آب بندی و گشتاور بلبرینگ به عوامل محدود کننده درجه بندی شود. این مورد کلاسیک برای یک حلقه لغزنده است که در یک پیوست چرخان تعبیه شده است، مانند واحدهای مورد استفاده در آنبیل مکانیکی و سایر ملحقات دوار.
توربین های بادی و انرژی های تجدید پذیر
سناریو: سیستمهای دوار بزرگی که قدرت، سیگنالهای کنترلی، و گاهی اوقات عملکردهای هیدرولیکی یا روانکاری را از طریق یک اتصال چرخان عبور میدهند. در توربینهای بادی، این در رابطهای انحرافی و زمین و در ناسل-به-حلقه لغزش توپی ظاهر میشود.
الزامات معمول: قدرت و کنترل در سراسر اتصال، سیگنالهای نظارت بر وضعیت{0}}و فواصل نگهداری بسیار طولانی زیرا دسترسی دشوار و پرهزینه است.
تمرکز طراحی: قابلیت اطمینان در طول عمر طولانی، راهبرد صاعقه و اتصال به زمین، و محافظت در برابر تراکم و نوسانات دما. یک توربین معمولاً از چندین رابط دوار مجزا به جای یک مجموعه جهانی استفاده می کند، بنابراین "ادغام" در اینجا به معنای تطبیق هر رابط با وظیفه خود است. اختصاص داده شده استسیستم های حلقه لغزشی توربین بادیبرای این موقعیت های خاص ساخته شده اند.
رباتیک و اتوماسیون روتاری
سناریو: مچ دست ها و پایه های ربات، شاخص های چرخشی، پوزیشنرهای جوشکاری، و سرهای بازرسی چرخشی که نیاز به انتقال فشرده قدرت، سیگنال، داده، هوا یا خلاء دارند.
الزامات معمول: بسیاری از سیگنالها و کانالهای داده با جریان کم{0}، اغلب اترنت یا فیلدباس، با قطر کوچک، با گشتاور کم و تعداد سیکل بالا.
تمرکز طراحی: اندازه بسته، یکپارچگی سیگنال، و اجتناب از حلقههای کابلی که تکرارپذیری را مختل میکند یا به آن آسیب میزند. در اینجا فناوری تماس و تعداد کانال لغزش بیشتر از بار اهمیت دارد. حلقه های لغزش سیگنال فشرده برایربات ها، ROV ها و پهپادهایک تناسب معمولی هستند.
ماشین آلات CNC و میزهای دوار
سناریو: ماشینابزارها و میزهای چرخشی یا شیبدار که مایع خنککننده، روانکاری، قدرت دوک یا محور، بازخورد رمزگذار و ابزار را هدایت میکنند-سیگنالها را از طریق یک بخش دوار تغییر میدهند یا گیره میدهند.
الزامات معمول: مدارهای خنک کننده و روانکاری در فشار متوسط، به علاوه رمزگذار و سیگنال های کنترل قابل اعتماد.
تمرکز طراحی: دور نگه داشتن مایع خنک کننده و تراشه ها از مسیر الکتریکی و محافظت از سیگنال های رمزگذار در برابر نویز درایو. کلاس آب بندی و تمیزی تماس باعث دقت و زمان کار می شود.
بسته بندی، پر کردن، و پردازش مواد غذایی
سناریو: پرکنندهها، درپوشها و برچسبهای چرخشی که بهطور مداوم و اغلب شبانهروز کار میکنند.
الزامات معمول: خطوط هوا و خلاء، سیگنالهای حسگر و محرک، و اتصالات الکتریکی درجهبندی شده -در برجکهای دوار.
تمرکز طراحی: تعداد چرخه های بسیار بالا و در کارخانه های غذایی، قرار گرفتن در معرض شستشو و قوانین بهداشتی{0}}مواد. خستگی و ورود کابل حالتهای خرابی معمولی هستند، بنابراین یک رابط چرخش پیوسته مهر و موم شده به سرعت بازپرداخت میکند.
حمل و نقل دریایی، فراساحلی و مواد
سناریو: جرثقیل های عرشه، وینچ ها، بازوهای بارگیری و تجهیزات جابجایی که در نمک پاشش، آب و هوا و لرزش ثابت می چرخند.
الزامات معمولی: سیال و انتقال نیرو قوی، مواد مقاوم در برابر خوردگی-و حفاظت از نفوذ بالا.
تمرکز طراحی: حفاظت در برابر خوردگی، آب بندی، تحمل ضربه و لرزش، و قابلیت سرویس دهی در خارج از ساحل، جایی که زمان از کار افتادگی بسیار گران است. انتخاب مواد و طراحی مهر و موم بر طراحی در اینجا غالب است.
گردش کار طراحی ادغام
مشخص کردن این سیستمها بهعنوان یک توالی سادهتر از یک چکلیست واحد انجام میشود. هر مرحله، مرحله بعدی را تغذیه می کند، و پرش از مرحله اولیه معمولاً باعث می شود که بعداً دوباره کار کنید.
- مرحله 1: داده های برنامه را جمع آوری کنید.بارها، مشخصات چرخش، مدارهای سیال، مدارهای الکتریکی، محیط، نصب و انتظارات خدمات. این ورودی همه چیزهایی است که در ادامه می آید، و جایی است که اکثر پروژه ها یا موفق می شوند یا متوقف می شوند.
- مرحله 2: طرحبندی رابط چرخشی-را تعریف کنید.قبل از ترسیم هر ساختار دقیق، پشته کواکسیال، اندازه حفره{0}}، که عضو میچرخد، و جهت درگاهها و کابل خارج میشود.
- مرحله 3: حلقه چرخان را برای بارهای واقعی اندازه کنید.از بارهای محوری، شعاعی و لحظه ای واقعی با فاکتورهای دینامیکی استفاده کنید، آرایش چرخ دنده را انتخاب کنید و تأیید کنید که ساختار نصب به اندازه کافی سفت است که بلبرینگ را منحرف نکند.
- مرحله 4: مدارهای سیال و اتحادیه چرخشی را مشخص کنید.گذرگاه ها، رسانه ها، فشار، جریان و دما را قفل کنید، سپس عمر آب بندی را در سرعت کار، نه فقط فشار کاری، بررسی کنید.
- مرحله 5: مدارهای الکتریکی و حلقه لغزش را مشخص کنید.ابتدا قدرت را از سیگنالهای سطح پایین{0} روی کاغذ جدا کنید: ولتاژ، جریان، کانالها، انواع سیگنال، پروتکلهای داده، محافظ و زمین را تعریف کنید.
- مرحله 6: مسیریابی، نصب، اتصال به زمین و دسترسی به سرویس را برنامه ریزی کنید.نحوه ورود و خروج شیلنگ ها و کابل ها، محل قرارگیری نقاط گریس و رابط ها و نحوه بازرسی و تعویض مجموعه را تعیین کنید.
- مرحله 7: بررسی، نمونه سازی و اعتبارسنجی.طراحی را با تامین کننده تایید کنید، سپس فشار، چرخش، عملکرد الکتریکی و محیطی را قبل از تعهد به تولید آزمایش کنید.
پارامترهای مهندسی کلیدی برای تأیید قبل از طراحی
سریعترین راه برای به دست آوردن قیمت دقیق و مونتاژ کاری این است که یک بسته داده کامل را به تامین کننده تحویل دهید. با لیست های زیر به عنوان آن بسته رفتار کنید.
مکانیکی و چرخشی
- بارهای محوری، شعاعی و لحظه ای شامل بارهای دینامیکی و ضربه ای
- زاویه چرخش: پیوسته، چند{0}}چرخشی، یا نوسان محدود
- سرعت چرخش و چرخه کار
- جهت نصب و سختی سازه
مدارهای سیال
- تعداد پاساژها و نوع رسانه برای هر کدام
- فشار، سرعت جریان و دما
- اندازه و جهت پورت، به علاوه محدودیتهای نشتی و فیلتراسیون
برق و داده
- ولتاژ، جریان و تعداد مدارها
- انواع سیگنال و پروتکل های داده، با حساسیت نویز ذکر شده است
- استراتژی محافظت و اتصال به زمین، نوع رابط و عمر مورد انتظار
محیط زیست
- یک هدف حفاظت از ورود مجموعه باسیستم رتبه بندی IP IEC 60529برای مثال IP65 برای استفاده در خارج از منزل-مقاوم در برابر گرد و غبار-پاشیدن
- مقاومت در برابر خوردگی، محدوده دمای عملیاتی، و قرار گرفتن در معرض شستشو، گرد و غبار، UV یا شرایط دریایی
نصب و سرویس
- الگوی پیچ، صافی نصب، تراز و گشتاور-بازو یا موقعیت ضد چرخش-
- جهت ها و فاصله های خروج شیلنگ و کابل
- دسترسی به نقاط چربی، کانکتورها و فضای بازرسی، به علاوه روش تعویض
اشتباهات رایج طراحی که باید از آنها اجتناب کرد
انتخاب فقط بر اساس تعداد پورت
اتحادیه "شش-پورت" یا "هشت-پورت" به طور خودکار با برنامه مطابقت ندارد. رسانه، فشار، سرعت، جریان، دما، آب بندی، و مواد نصب به همان اندازه. چرا مهم است: مهر و موم اشتباه یا درجه بندی PV در سرویس خراب می شود حتی زمانی که تعداد پورت دقیقاً درست باشد.
برخورد با سیگنال ها مانند مدارهای برق
یک حلقه لغزنده که چراغ ها یا برق اولیه را روشن می کند، به طور خودکار برای بازخورد رمزگذار، اترنت، ویدیوی دوربین یا ارتباطات صنعتی مناسب نیست. اینها نیاز به توجه دارندمحافظ و جداسازی فیزیکی بین مدارهای قدرت و سیگنال، در اوایل طراحی به آن پرداخته شد. چرا مهم است: تداخل و نویز داده ها و خوانش حسگرها را خیلی قبل از اینکه هر چیزی از نظر فیزیکی اشتباه به نظر برسد، خراب می کند.
دست کم گرفتن بارهای لحظه ای
حلقه چرخان بیش از اجازه چرخش را انجام می دهد. این سازه را تحت بارهای عملیاتی واقعی پشتیبانی می کند. بارهای لحظه ای، ضربه ای یا خارج شدن از مرکز-را دست کم بگیرید و یاتاقان و سازه اطراف آن را با انحراف و سایش زودهنگام می پردازند.
نادیده گرفتن جهت خروج شیلنگ و کابل
حتی با یک مونتاژ یکپارچه، برنامه ریزی ضعیف خروج باعث ایجاد استرس خمشی، مالش و سردردهای خدماتی می شود. مسیریابی از همان ابتدا به طراحی تعلق دارد، نه به عنوان یک فکر بعدی پس از اینکه هندسه ثابت شد.
فراموش کردن دسترسی به تعمیر و نگهداری
طراحی جمع و جور تنها در صورتی به شما کمک می کند که هنوز بتوان آن را سرویس کرد. نقاط گریس، کانکتورها، پوششهای بازرسی، و جاهای خالی جایگزین باید قبل از منجمد شدن طرحبندی دستگاه جابجا شوند. زودتر تصمیم بگیرید که آیا مونتاژ فقط -قابل تعویض است یا کارخانه ای{3}}، زیرا این انتخاب باعث از کار افتادن و هزینه چرخه عمر می شود.
خرید سه قسمت به جای طراحی یک رابط
حلقه اتصال، لغزش و حلقه چرخان سه جزء در یک قفسه هستند، اما در دستگاه به عنوان یک رابط چرخان کار می کنند. تلقی آنها به عنوان قطعات نامرتبط منجر به مشکلات هم ترازی، تعارضات مسیریابی و پیچیدگی قابل اجتناب می شود.
هنگامی که یک سیستم کاملاً یکپارچه ممکن است ضروری نباشد
ادغام یک پیش فرض نیست. یک طرح ساده تر می تواند انتخاب مهندسی بهتری باشد زمانی که:
- بخش فقط از طریق یک قوس کوچک و محدود می چرخد
- فقط یک خط سیال یا یک مدار الکتریکی مورد نیاز است
- فضای مسیریابی زیادی وجود دارد
- بخش چرخان دارای چرخه-سبک و کم-است
- دسترسی به دستگاه برای تعمیر و نگهداری آسان است
- قطعات جداگانه هزینه را بدون افزودن ریسک قابلیت اطمینان کاهش می دهند
هدف چیدمانی است که بین قابلیت اطمینان، بسته بندی، قابلیت سرویس دهی و هزینه به بهترین شکل تعادل برقرار کند، نه یکپارچه سازی به خاطر خود.

مثال طراحی: یک برجک جمع و جور چرخان با اتوبوس هیدرولیک، برق و CAN
یک برجک چرخشی پیوسته 360 درجه روی یک وسیله نقلیه بازرسی متحرک را در نظر بگیرید. برجک یک سر ابزار حمل می کند، آن را به صورت هیدرولیکی به حرکت در می آورد، چراغ های کار را روشن می کند و اطلاعات موقعیت و دوربین را به کابین برمی گرداند.
یک قطعه جداگانه-به یک بلبرینگ چرخان، یک چرخاننده هیدرولیک خارجی، یک حلقه لغزنده مستقل، چندین براکت، حلقه شلنگ و محافظ کابل، به علاوه فضا و زمان مونتاژ برای تراز کردن همه آن نیاز دارد. یک مجموعه یکپارچه پشتیبانی بار، انتقال سیال و انتقال الکتریکی را حول یک محور قرار می دهد. شیلنگها و کابلها از سوراخ مرکزی عبور میکنند، بنابراین با چرخش برجک، چیزی به بیرون نمیپیچد. در عمل نتیجه براکتهای کمتر، بدون حلقههای شلنگ خارجی، دسترسی آسانتر به کانکتورها و مونتاژ نهایی سریعتر و تکرارپذیرتر است.
مشخصات نماینده این برجک ممکن است مانند جدول زیر باشد. اعداد گویا هستند. بارها، فشارها و تعداد کانال های شما از چرخه وظیفه شما ناشی می شود. نکته سطح جزئیاتی است که یک تامین کننده برای نقل قول از یک مونتاژ سفارشی نیاز دارد.
| گروه پارامتر | ارزش نمایندگی |
|---|---|
| چرخش | 360 درجه پیوسته، حدود 15 دور در دقیقه، چرخه کاری بالا |
| بار مکانیکی | بارهای محوری، شعاعی و لحظه ای از یک سر ابزار تقریباً 150 کیلوگرمی به اضافه بارگذاری دینامیکی. حلقه چرخان چرخ دنده خارجی- که توسط یک پینیون هدایت می شود |
| مدارهای سیال | چهار گذرگاه هیدرولیک (دو راهاندازی، یک پیلوت، یک برگشت) بهعلاوه یک مورد-خط تخلیه؛ فشار کاری تا حدود 210 بار (3000 psi) |
| توان الکتریکی | دو مدار برق، 24 تا 48 VDC، هر یک حدود 30 A |
| سیگنال و داده | گذرگاه CAN، چندین کانال{0}}فیدبک حسگر، یک دوربین یا کانال ویدیویی |
| محیط زیست | فضای باز؛ اسپری گرد و غبار و آب (هدف IP65)؛ منفی 20 تا مثبت 60 درجه سانتیگراد؛ ارتعاش |
| نتیجه | مسیریابی مرکز-، بدون حلقه شیلنگ خارجی، مونتاژ ساده تر، دسترسی بهتر به سرویس{1}} |
سوالات متداول
س: آیا می توان یک حلقه چرخشی و حلقه لغزنده را با هم ترکیب کرد؟
ج: بله. انتقال سیال و الکتریکی به طور معمول در یک محور چرخشی، اغلب به صورت یک مجموعه-از سوراخ با اتصال در مرکز و حلقه لغزش در اطراف آن ترکیب میشوند.حلقه های لغزشی هیبریدی که مسیرهای سیال و الکتریکی را با هم هدایت می کننددقیقا برای همین ساخته شده اند قانون کلیدی این است که مایع و رسانه های الکتریکی را در محفظه های جداگانه و به طور جداگانه مهر و موم شده نگه دارید تا نشتی نتواند به کنتاکت ها برسد.
س: چه زمانی یک یاتاقان حلقه چرخشی باید با یک اتصال چرخشی یکپارچه شود؟
پاسخ: هنگامی که همان مفصل مجبور است بار ساختاری را حمل کند و در حین عبور سیال به طور مداوم بچرخد. اگر این بخش از یک بار پشتیبانی می کند، چندین دور یا بدون محدودیت می چرخد و نیاز به نیروی هیدرولیکی یا پنوماتیکی در سراسر اتصال دارد، ادغام یاتاقان با اتصال (و معمولاً یک حلقه لغزش) به خوبی توجیه می شود. اگر فقط از طریق یک قوس کوچک نوسان می کند، یک طرح ساده تر با خطوط انعطاف پذیر اغلب کافی است.
س: چه اطلاعاتی برای طراحی یک حلقه لغزنده اتحادیه چرخشی سفارشی مورد نیاز است؟
A: یک بسته داده کامل: بارهای مکانیکی و مشخصات چرخش. هر عبور سیال با محیط، فشار، جریان و دمای آن. هر مدار الکتریکی و داده ای با ولتاژ، جریان، نوع سیگنال و نیازهای محافظ؛ محیط و هدف ورودی؛ و نیازهای نصب و سرویس هرچه آن بسته کامل تر باشد، طراحی و نقل قول سریع تر و دقیق تر است.
س: آیا یک سیستم یکپارچه بهتر از اجزای مجزا است؟
پاسخ: نه همیشه. یکپارچهسازی زمانی برنده میشود که فضا کم باشد، چرخش پیوسته باشد، چندین مدار درگیر باشد و زمان از کار افتادگی پرهزینه باشد. اجزای مجزا میتوانند انتخاب بهتری برای ماشینهای ساده و کم چرخه{2} با یک یا دو مدار و فضای زیاد باشند. این یک تجارت مهندسی است- نه یک قانون.
س: آیا مسیرهای سیال و الکتریکی با یکدیگر تداخل خواهند داشت؟
پاسخ: اگر طرح آنها را از هم جدا نگه می دارد، نباید. سیالات و رسانه های الکتریکی در محفظه های مهر و موم شده و تخلیه شده جداگانه قرار دارند و مدارهای برق باید از مدارهای سیگنال و داده سطح پایین با محافظ مناسب جدا شوند. با این روش، انتقال هیدرولیک و انتقال سیگنال در یک محور بدون اینکه یکی دیگری را تخریب کند، همزیستی دارند.
خوراکی های کلیدی
هنگامی که یک ماشین دوار باید بارها را حمل کند، سیال را انتقال دهد و توان الکتریکی یا داده را از طریق یک رابط منتقل کند، یک اتصال دوار چند پورت، حلقه لغزش الکتریکی و یاتاقان حلقه چرخان به هم تعلق دارند. ارزش واقعی فقط فضای ذخیره شده نیست. مسیریابی کنترل شده، فشار کمتر شیلنگ و کابل، بسته بندی محکم تر و سیستم چرخشی قابل اطمینان تر است.
برای ماشین های ساده، قطعات جداگانه ممکن است کافی باشد. برای تجهیزات چرخشی جمع و جور،{1}}سنگین، چرخه بالا-یا چند کاره-، طراحی یکپارچه ساخت دستگاه را تمیزتر و نگهداری را آسانتر میکند. بهترین حرکت اول این است که بار، مشخصات چرخش، مدارهای سیال، مدارهای الکتریکی، محیط و خدمات مورد نیاز را تعریف کنیم، سپس رابط را به عنوان یک سیستم هماهنگ طراحی کنیم. اگر شما در حال تعیین محدوده یک پروژه هستید، این مشخصات همان چیزی است که یک تامین کننده برای مهندسی کردن نیاز دارداتحاد چرخشی سفارشی و مونتاژ حلقه لغزندهکه برای اولین بار با دستگاه شما مطابقت دارد.
