Hoch-Leitfaden zur Auswahl von rotierenden Erdungsgeräten für Schweißvorrichtungen

Eine Hochstrom-Rotationserdung bietet einen kontrollierten Pfad für den Schweißstrom zwischen den stationären und rotierenden Abschnitten einer Vorrichtung, eines Positionierers, eines Drehtisches, einer Welle oder eines Werkstückhaltesystems.

Es wird häufig beim automatisierten Tankschweißen, Rohrschweißen, bei der Herstellung von Druckbehältern, beim Rundnahtschweißen, bei Rotationsschneidvorrichtungen und anderen Prozessen verwendet, bei denen das Werkstück rotieren muss, während es im elektrischen Arbeitskreis verbleibt.

Bei der Auswahl geht es um mehr als nur um die Einhaltung der auf der Schweißstromquelle angegebenen maximalen Stromstärke. Das tatsächliche Design muss Stromdauer, Arbeitszyklus, Kontaktwiderstand, Spannungsabfall, Wärme, Montage, Kabel, Anschlüsse, Drehung, Verschmutzung, Wartung und Abnahmeprüfung berücksichtigen.

Eine Übersicht über die für diese Funktion entwickelten ByTune-Lösungen finden Sie unterErdungskupplungen für Schweißmaschinenund das breitere Spektrum vonSchweißstromübertragungsgeräte.

Was ist eine Hochstrom-Rotationserde?

Bei einer Hochstrom-Rotationserdung handelt es sich normalerweise um eine rotierende elektrische Verbindung mit einem einzigen-Kreis, die dafür ausgelegt ist, erheblichen Prozessstrom über eine rotierende Schnittstelle zu transportieren.

Das Wort „Erdung“ wird häufig in Schweißproduktnamen verwendet, kann jedoch irreführend sein. In einem Lichtbogenschweißkreis ist das mit dem Werkstück verbundene Kabel dasArbeitsleitung, und die Befestigung am Werkstück oder der Vorrichtung ist dieWerkstückanbindung. Es ist nicht dasselbe wie der Schutzerdungsleiter, der zur Reduzierung des Stromschlagrisikos verwendet wird.

Anleitung zur Schweißerdung von Lincoln Electricerklärt, dass die Werkstückverbindung oft umgangssprachlich als Erdungsklemme bezeichnet wird, obwohl die beiden Funktionen unterschiedlich sind. OSHA verlangt separat, dass Schweißmaschinenrahmen ordnungsgemäß geerdet werden. Eine rotierende Schweißerdung muss daher als Teil des Strompfads der Schweißarbeit betrachtet werden und nicht als Ersatz für die Erdung der Schutzausrüstung.

Rotationsschweißmasse, feste Werkstückklemme oder Schleifring?

Es sollte nicht davon ausgegangen werden, dass ein herkömmlicher Signal- oder Schwachstrom-Schleifring Schweißstrom führt, nur weil ungenutzte Kanäle verfügbar sind. Hochstromkreise stellen unterschiedliche Anforderungen an Leiterfläche, Kontaktmaterialien, Wärmeableitung, Anschlüsse und mechanische Konstruktion.

Der technische Überblick überHochstrom-Schleifringeliefert zusätzliche Hintergrundinformationen zu dieser Unterscheidung.

Wann benötigt eine Schweißvorrichtung eine Dreherdung?

Eine Dreherdung ist im Allgemeinen erforderlich, wenn Schweißstrom zwischen einer stationären Stromquelle und einem Werkstück oder einer Vorrichtung, die sich während des Schweißzyklus dreht, fließen muss.

Ohne eine geeignete Drehverbindung kann sich das Arbeitskabel um die Vorrichtung verdrehen, die Drehung behindern, eine manuelle Neupositionierung erfordern, an Maschinenteilen reiben oder unerwünschte Belastungen auf Klemmen und Kabel ausüben.

Ein rotierender Tisch erfordert nicht automatisch einen rotierenden Boden. Die entscheidende Frage ist, ob der Schweißarbeitsstrom die rotierende mechanische Schnittstelle kreuzen muss.

Fünf technische Entscheidungen, die die Auswahl steuern

1. Strom, Arbeitszyklus, Widerstand und Wärme

Die maximale Leistung der Schweißstromquelle ist keine vollständige Produktspezifikation. Das Engineering-Team sollte Folgendes dokumentieren:

• Normaler Schweißstrom
• Maximal- und Impulsstrom
• Dauer jeder Schweißnaht
• Zeit zwischen Schweißungen
• Anzahl der Zyklen pro Stunde
• Prozentsatz der Zeit unter Last
• Umgebungstemperatur
• Geplante zukünftige Prozessänderungen

Eine Vorrichtung, die zehn Sekunden lang 800 A führt und anschließend mehrere Minuten abkühlt, hat einen anderen Wärmebedarf als eine Vorrichtung, die kontinuierlich 500 A führt. Der Lieferant sollte angeben, ob eine Bewertung kontinuierlich, intermittierend, zeit{{3}begrenzt, temperaturabhängig- oder abhängig von einer bestimmten Kühlanordnung ist.

Bei hohem Strom werden kleine Widerstandswerte wichtig. Der Spannungsabfall wird wie folgt berechnet:

V = I × R

Die am Widerstandspunkt erzeugte Wärme wird wie folgt berechnet:

P = I² × R

Beispielsweise würde eine Verbindung mit 600 A und einem Widerstand von 0,5 mΩ Folgendes ergeben:

• 0,3 V Spannungsabfall
• 180 W Wärme

Dies ist eine mathematische Darstellung, keine ByTune-Produktbewertung. Es zeigt, warum ein Widerstand, der sehr klein erscheint, dennoch eine erhebliche Erwärmung in einem Schweißkreis verursachen kann.

Zur kompletten Widerstandsstrecke gehören Drehkontakt, Innenleiter, Klemmen, Kabelschuhe, Schraubverbindungen, Vorrichtung, Werkstückanschluss und Rückleitung. Eine Hochstromkupplung kann ein unterdimensioniertes Kabel, einen losen Anschluss oder eine verschmutzte Werkstückverbindung nicht ausgleichen.

Für Projekte in verschiedenen aktuellen Bereichen bietet ByTune dedizierte800A Erdungskopplung, 1200A ErdungskopplungUnd2000A ErdungskopplungSeiten. Die endgültige Auswahl muss noch hinsichtlich Einschaltdauer, Temperatur, Anschlüssen und Installation überprüft werden.

2. Montage am Ende-der-Welle oder der durchgehenden-Bohrung

Das Maschinenlayout bestimmt in der Regel, ob zuerst ein Rotationsschliff am Ende-der-Welle oder einer durchgehenden{2}}Bohrung bewertet werden sollte.

Eine Konstruktion mit durchgehender Bohrung kann dann bevorzugt werden, wenn eine Welle, ein Gasrohr, ein Kabel oder eine andere Leitung durch die Mitte verlaufen muss. Das Bohrungsmaß kann nicht allein beurteilt werden; Eine Vergrößerung der Bohrung kann auch zu einer Vergrößerung des Außendurchmessers führen und den verfügbaren Montageraum beeinträchtigen.

ByTune'sDurchgangsloch-Schleifringbereichveranschaulicht gängige Hohlwellenstrukturen. Wenn elektrischer Strom und Gas oder Luft die gleiche Achse haben müssen, anelektrischer-pneumatischer Hybrid-Schleifringkann einen stärker integrierten Ausgangspunkt bieten.

Der Lieferant sollte eine kontrollierte Zeichnung erhalten, aus der Welle, Bohrung, Montagefläche, Flansch, maximaler Durchmesser, maximale Länge, stationäre und rotierende Seiten, Kabelausgang und Wartungsfreiraum hervorgehen. Eine Aussage wie „Passen Sie es an eine 50-mm-Welle an“ definiert keine Toleranzen, Ausrichtung oder Installationszugang.

3. Kabel, Anschlüsse und der komplette Arbeitskreis

Die Dreheinheit ist nur ein Element des Schweißarbeitskreises. Zu den Anforderungen an Kabel und Anschlüsse sollten gehören:

• Leitermaterial und Querschnittsfläche
• Kabellänge und Isolationsklasse
• Flexibilität und Biegeradius
• Ösentyp und Schraubengröße
• Oberflächenzustand und Beschichtung
• Kabel-Ausgangsrichtung
• Zugentlastung
• Anschluss an die Drehvorrichtung

Anschlussflächen sollten mechanisch fest, mit dem Leitermaterial verträglich, gegen Lösen geschützt und zur Inspektion zugänglich sein.

Der Schweißstrom darf nicht ungewollt durch Maschinenlager, Linearführungen oder Getriebekontakte gelangen. SKF erklärt, dass elektrischer Strom, der durch ein Lager fließt, elektrische Erosion, einschließlich Lochfraß und Riffelung, verursachen kann.

Die Installationsdetails sollten mit denen von ByTune verglichen werdenAnweisungen zur Installation des Schleifrings. Der Vergleich vonKontakttechnologien aus Gold und GraphitBietet außerdem Kontext dazu, warum unterschiedliche Kontaktsysteme für unterschiedliche Strom- und Signalanforderungen verwendet werden.

4. Temperatur, Umgebung und Wartung

Der Temperaturanstieg hängt von Strom, Widerstand, Arbeitszyklus, Umgebungstemperatur, Schweißwärme in der Nähe, Gehäusebedingungen, Luftstrom, Kabelgröße, Anschlüssen und Abkühlintervallen ab.

Die Spezifikation sollte Folgendes definieren:

• Minimale und maximale Umgebungstemperatur
• Maximal zulässige Klemmentemperatur
• Maximal zulässige Gehäusetemperatur
• Strom und Einschaltdauer während des Tests
• Ob sich die Baugruppe während des Tests dreht
• Messorte
• Kühlmethode

Zwangsluft, Wasserkühlung oder ein Kühlkörper sollten als Teil der genehmigten Konfiguration betrachtet werden, wenn die aktuelle Nennleistung davon abhängt. Es sollte nicht hinzugefügt werden, nachdem es während der Produktion zu einer Überhitzung gekommen ist.

ByTunes Artikel überKontrolle des Temperaturanstiegs in Schleifringenbietet entsprechende Überlegungen zum thermischen-Design.

In Schweißumgebungen kann die Drehverbindung Spritzern, Schleifstaub, Metallpartikeln, Rauch, Öl, Kühlmittel, Feuchtigkeit und mechanischen Stößen ausgesetzt sein. Ein abgedichtetes Gehäuse schützt freiliegende Kabelschuhe, Kabel, Befestigungselemente oder Geräteanschlüsse nicht automatisch.

Begriffe wie „wartungsfrei“ sollten sorgfältig interpretiert werden. Ein Produkt erfordert möglicherweise nur geringe interne Anpassungen, während dennoch eine externe Inspektion auf lose Anschlüsse, Kabelschäden, Korrosion, Verschmutzung, abnormale Erwärmung, Dichtungsschäden oder mechanische Lockerheit erforderlich ist.

5. Prüf- und Abnahmekriterien

Eine allgemeine Nennstromstärke und eine Umrisszeichnung reichen für die endgültige Genehmigung nicht aus. Jede kritische Anforderung sollte mit einem messbaren Test und einem dokumentierten Ergebnis verbunden sein.

So messen Sie niedrige Widerstände zuverlässiger

Wenn der zu messende Widerstand sehr niedrig ist, kann der Widerstand in den Messleitungen und Sondenkontakten im Vergleich zum Bauteil selbst erheblich sein.

NIST weist darauf hin, dass bei Niederwiderstandsmessungen an großen Leitern üblicherweise eine Kelvin- oder Vier-Anschluss-Methode verwendet wird, um durch den Verbindungswiderstand verursachte Fehler zu reduzieren. Bei einer Vierleiteranordnung liefert ein Leitungspaar den Prüfstrom und ein separates Leitungspaar misst die Spannung an den ausgewählten Punkten.

Für einen Rotationsschweißgrund sollte der Prüfplan Folgendes klar definieren:

• Messpunkte
• Ob Kabel und Kabelschuhe im Lieferumfang enthalten sind
• Kältebeständigkeit vor dem Betrieb
• Widerstand beim Drehen
• Widerstand nach der Schweißeinschaltdauer
• Rotationsgeschwindigkeit
• Angewandter Prüfstrom
• Umgebungs- und Komponententemperatur
• Abtastrate oder maximale aufgezeichnete Variation

Die Prüfpunkte sollten zwischen der Kalt- und der Heißmessung nicht verändert werden. Andernfalls kann es beim Vergleich zu unterschiedlichen Kabel-, Kabelschuh- oder Oberflächenwiderständen kommen.

ByTunes Leitfaden zum Themawie man einen Schleifring testetBietet weiteren Kontext zur elektrischen und mechanischen Inspektion.

Hypothetisches Beispiel: Drehgrund für eine Tankschweißvorrichtung

Das folgende Beispiel dient der Veranschaulichung und stellt keine Produktempfehlung oder Kundenreferenz dar.

Ein Hersteller entwirft eine automatisierte Vorrichtung, die zylindrische Tanks dreht, während ein feststehender Brenner eine Umfangsschweißnaht erzeugt. Das System verfügt über:

• Hoher Schweißstrom
• Wiederholte Produktionszyklen
• Kontinuierliche Rotation während des Schweißens
• Ein zentraler Schutzgasdurchgang
• Begrenzter Zugang zum Wellenende
• Metallstaub und Schweißspritzer

Eine Anfrage nach einer „800 A Dreherdung“ wäre nicht ausreichend.

Da das Wellenende schwer zugänglich ist und das Schutzgas durch die Mitte strömen muss, wäre zunächst eine Durchgangsbohrung oder eine integrierte Hybridstruktur zu prüfen. Das endgültige Modell würde immer noch von den vollständigen aktuellen, thermischen, dimensionalen und Prüfanforderungen abhängen.

Fehlersymptome und Inspektionsprioritäten

Diese Symptome beweisen nicht, dass die Erdkopplung selbst ausgefallen ist. Vor dem Austausch der rotierenden Komponente sollte der gesamte Schweißkreislauf überprüft werden.

Weiteren Wartungskontext finden Sie in der Diskussion von ByTuneVerschleiß in Hochleistungs-Schleifringen.

Was erhöht die Anpassung, die Kosten und die Vorlaufzeit?

Die Projektkomplexität kann zunehmen, wenn die Anwendung Folgendes erfordert:

• Eine ungewöhnliche Bohrung oder ein ungewöhnliches Gehäuse
• Sehr hoher Dauerstrom
• Zeitlich begrenzte Überlastüberprüfung
• Spezielle Kabel, Kabelschuhe oder Adapter
• Hochgeschwindigkeitsbetrieb
• Integrierte Gas- oder Flüssigkeitskanäle
• Aktive Kühlung
• Korrosionsbeständige-Materialien
• Kundenspezifische-Vorrichtungen oder Tests
• Formelle Dokumentation des ersten-Artikels

In den Angeboten sollten Standardproduktkosten, kundenspezifische Kabel oder Adapter, Technik, Werkzeuge, Prototypen oder Erstartikel, Tests, Dokumentation, Produktionsmenge und Ersatzeinheiten getrennt angegeben werden.

Ohne eine definierte Konfiguration und ein aktuelles Lieferantenangebot sollte kein allgemeiner Preis oder eine Lieferzeit angenommen werden.

Hoch-Aktuelle RFQ-Checkliste für Rotary-Boden

• Beschreibung des Schweißverfahrens und der Vorrichtung
• Stationäre und rotierende Seiten
• Normal-, Maximal- und Impulsstrom
• Schweißdauer und Einschaltdauer
• Polarität und Frequenz
• Maximal zulässiger Spannungsabfall
• Maximal zulässiger Temperaturanstieg
• Normale und maximale Drehzahl
• Kontinuierliche Rotation oder Oszillation
• Grenzwerte für Welle, Bohrung, Durchmesser und Länge
• Montagezeichnung und Rundlaufinformationen
• Bevorzugtes Ende-der-Welle oder Durchgangsbohrung-
• Kabelmaterial, Größe und Länge
• Anforderungen an Kabelschuhe und Anschlüsse
• Umgebungstemperatur und nahegelegene Wärmequellen
• Spritzer, Staub, Wasser und Chemikalieneinwirkung
• Kühlanordnung
• Anforderungen an den Gas- oder Flüssigkeitsdurchgang
• Inspektions- und Wartungserwartungen
• Elektrische, thermische und mechanische Abnahmetests
• Prototypen- und Produktionsstückzahlen
• Projektplan
• Installationsfotos

Lieferantenvorschläge sollten unter Verwendung des gleichen Arbeitszyklus, der gleichen Temperatur, des gleichen Kabels, der gleichen Klemme, der gleichen Rotation und der gleichen Testbedingungen verglichen werden. ByTune'sInformationen zum Qualitätsmanagementkönnen zusammen mit dem produktspezifischen Inspektions- und Testplan überprüft werden.

Abschließende Empfehlung

Wählen Sie eine Hochstrom-Rotationserdung anhand des gesamten Schweißprozesses und nicht nur anhand der Stromstärke.

Definieren Sie zunächst den Strom und das Tastverhältnis. Dokumentieren Sie dann Widerstand, Spannungsabfall, zulässigen Temperaturanstieg, Montage, Drehung, Kabel, Anschlüsse, Umgebung, Wartungszugang und Abnahmetests.

Dieser Ansatz ermöglicht es Lieferanten, die gleichen Anforderungen zu bewerten und verringert das Risiko, Überhitzung, Spannungsabfall, Installationskonflikte oder instabile Schweißleistung zu entdecken, nachdem die Vorrichtung in Produktion geht.

Senden Sie die vollständigen Spezifikationen, Zeichnungen und-Zyklusinformationen über dasKontakt- und Angebotsseite von ByTunezur Bewerbungsprüfung.