Чтобы сделать правильный выбор при выборе приводов, важно учитывать условия эксплуатации.
Брюс Нг
Корпорация «Валин»
Приводы требуются для выполнения самых разных операций в самых разных отраслях промышленности. При таком большом количестве возможных применений можно было бы с уверенностью предположить, что выбор часто может быть огромным. Для многих из этих приводов требуется только базовый размер, который в основном определяется нагрузкой (для подшипников) и желаемым профилем движения (для трансмиссии). Однако, как только предполагаемое использование выходит за рамки базовых 80% приложений или около того, нередко приходится сталкиваться со специализированными требованиями. Поскольку эти требования могут повлечь за собой более высокие затраты, по экономическим соображениям не всегда имеет смысл внедрять их в стандартные “готовые” модели. Кроме того, в разных отраслях промышленности могут быть свои специфические потребности.
Разнообразие отраслей промышленности
Независимо от того, идет ли речь об аэрокосмической и оборонной промышленности, производстве полупроводников, продуктов питания и напитков, нефти и газе, индустрии развлечений или биомедицине/фармацевтике, каждая отрасль предъявляет уникальные требования к приводам. В зависимости от различных вариантов и спецификаций, состав материалов, как правило, меняется от отрасли к отрасли. Например, если кому-то нужен привод для самолета, общий вес может быть критичным требованием, но если он также отправляется в открытый космос, нам также необходимо пересмотреть материалы, из которых выделяются газы, как на них влияют резкие перепады температуры и, возможно, радиация. В производстве продуктов питания и напитков особое внимание уделяется теплостойкости, коррозионной стойкости и простоте очистки. В полупроводниковой промышленности необходимо учитывать не только теплостойкость, но и необходимость обеспечения чистоты многих технологических процессов, чтобы свести к минимуму загрязнение ценных кремниевых пластин.
Конкретные условия эксплуатации, как правило, классифицируются в зависимости от ряда факторов, включая экстремальные температуры, высокое или низкое давление (вакуум), чистые помещения, коррозионные и взрывозащищенные зоны. Каждый из этих типов условий требует особых конструктивных решений. Многие из этих конструктивных решений связаны с выбором материала. Именно здесь решающее значение имеет знание того, что доступно и что будет работать лучше всего в данных условиях.
Экстремальные температуры
Одним из первых условий, которое необходимо учитывать при выборе подходящего материала для привода, является температура окружающей среды, в которой он будет эксплуатироваться. Одним из материалов, который рассматривается в первую очередь, является смазка. Правильно подобранная смазка минимизирует износ и увеличивает общий срок службы привода. Если выбранная смазка используется не при надлежащей рабочей температуре, это может привести к снижению эффективности и сокращению срока службы привода. При повышении температуры повреждается все больше компонентов. Это может касаться уплотнений, полимеров, композитов и даже металлов. В условиях эксплуатации при высоких температурах выбор конструкции может потребовать специальных уплотнений или снижения рисков для защиты от проникновения. С другой стороны, при низких температурах смазочные материалы могут стать чрезмерно вязкими, а широкий спектр материалов — хрупкими. Это снижает их эффективность и, как правило, может сократить срок службы обычного привода. В высокоточных системах перепады температур также могут повлиять на общую точность привода.
Чистая комната
Как упоминалось ранее, в полупроводниковой промышленности часто используются чистые помещения. Каждый раз, когда материалы физически перемещаются по другим поверхностям, в результате износа остаются частицы. Некоторые процессы требуют высокого уровня чистоты, и эти частицы могут повлиять на эту чистоту. Наиболее уязвимыми материалами являются полимеры, но смазочные материалы также могут образовывать большое количество твердых частиц в определенных процессах при определенных скоростях. В чистых помещениях производители могут заменить обычное масло или консистентную смазку на более тяжелую, чтобы свести к минимуму нежелательное «выпадение» частиц во время эксплуатации оборудования. Многие производители удаляют полимеры, которые находятся на изнашиваемых поверхностях, в зависимости от того, какой уровень чистоты требуется для помещения. Например, в чистых помещениях класса 1000 допускается содержание до 1000 частиц размером более 0,5 микрона на кубический фут. Выполнить это требование намного проще, чем требования к чистоте помещений класса 10. Это требование снижается до 10 частиц на кубический фут размером более 0,5 микрона, но также имеет пороговые значения для частиц размером 0,3, 0,2 и 0,1 микрона.
Высокое и низкое давление
Экстремальные давления также влияют на используемые материалы. Обычно это также связано с температурными факторами. Некоторые материалы в вакууме выделяют газы, что может повлиять на срок службы привода или даже на сам процесс. В таких случаях важно выбирать материалы, устойчивые к таким экстремально низким давлениям, чтобы обеспечить высокую производительность. Меньшее количество воздуха в вакуумной среде также снижает эффективность обычных методов охлаждения. Компоненты, требующие пассивного воздушного охлаждения, возможно, потребуется переработать, чтобы они не перегревались. Для систем с более высоким давлением, как правило, предъявляются дополнительные экологические требования, такие как защита от проникновения или коррозионная стойкость. Каждый из них определяет материалы, конструкцию и допуски, которые необходимы для предполагаемых условий эксплуатации в зависимости от величины давления.
Агрессивные среды
Проблемы коррозии характерны для многих отраслей промышленности и часто связаны с наличием дополнительных специальных условий эксплуатации, требующих таких мер, как защита чувствительных компонентов от проникновения. В этих областях применения широко используется нержавеющая сталь, в отличие от более прочных сплавов углеродистой стали. Любой материал, который более подвержен коррозии, может потребовать замены или иной защиты. Рекомендуется свести к минимуму или исключить использование любых материалов или конструкций, содержащих открытые щели, в которые потенциально могут попасть агрессивные жидкости/материалы. При производстве продуктов питания и напитков эти трудноочищаемые участки могут привести к размножению опасных микробов. Для снижения этого риска оборудование, как правило, необходимо легко очищать с помощью промывки под высоким давлением едкими растворителями. Если существует прямой риск загрязнения в результате протечек, можно также использовать пищевые смазочные материалы.
Взрывозащищенные среды
В средах с высокой степенью воспламеняемости, таких как нефть и газ, общий дизайн может иметь большее значение, чем отдельные материалы. На самом деле, многие автоматизированные процессы создают потенциал для накопления электрических зарядов. Отсутствие безопасного изолированного пути заземления для этого заряда может в конечном итоге привести к образованию крошечных дуг, которые могут стать источником воспламенения при наличии в окружающей среде горючих газов, паров или волокон. Все компоненты, отвечающие требованиям взрывозащиты, должны быть надлежащим образом заземлены и соединены между собой металлическими компонентами для предотвращения статического разряда. Электронные устройства могут иметь конформные покрытия или иную герметизацию для локализации или предотвращения потенциальных источников воспламенения. В классификациях IEC/ATEX компоненты обозначаются как взрывозащищенные.
Соотношение цены и производительности
После того, как будут известны требования к нагрузке и производительности, а также после правильного понимания предполагаемой операционной среды, начинается обсуждение соотношения цены и производительности. В проектах с ограниченным бюджетом иногда лучше сначала решить этот вопрос, чтобы избежать ненужной работы.
Естественно, все хотят получить максимально возможную производительность по самой низкой цене. Однако не все производители обязательно используют один и тот же стандарт для оценки срока службы своих изделий, и в определенных условиях это может привести к снижению эксплуатационных характеристик. Как правило, привод имеет номинальный ресурс при определенной скорости вращения и тяге в течение заданного времени хода. Если один производитель может использовать 100 км в качестве номинального ресурса, другой может использовать 2540 км, то эти показатели также не всегда совпадают. Если вашему приводу потребуется поработать один раз после того, как он будет снят с полки, запас его прочности может быть значительно меньше, чем если бы он работал по 16 часов в сутки 365 дней в году в течение как минимум 20 лет. Если неисправность привода просто означает, что вам придется начинать небольшой процесс заново, ваш запас прочности может быть значительно меньше, чем если бы это могло кого-то ранить или убить. Всегда лучше получить представление о том, что стоит за различными оценками производительности, а также о том, как будет выглядеть ожидаемый срок службы продукта и как окружающая среда может повлиять на общий срок службы или производительность.
Как и во многих случаях, когда требуется определить и приобрести промышленное оборудование и расходные материалы, выбор подходящего привода для конкретных условий может быть сопряжен с большими рисками. Операторы не хотят совершать покупку только для того, чтобы обнаружить (иногда с трудом), что она несовместима с тем, чего они конкретно пытаются достичь. Всегда лучше, по крайней мере, проконсультироваться с теми специалистами в этой области, которые обладают опытом и экспертными знаниями в данной отрасли, чтобы они знали все факторы, которые могут повлиять на принятие решения, и могли помочь выбрать наиболее подходящие решения.
Корпорация «Валин»
www.valin.com
Valin Corporation, дочерняя компания Graybar, является ведущим дистрибьютором продуктов для автоматизации, управления жидкостями, прецизионных измерений и фильтрации для отраслей технологий, энергетики, наук о жизни, природных ресурсов и транспорта.
Вам также может понравиться:
Свежие комментарии