भारी मशीनरी में कंपन को समझना

खनन, निर्माण और विनिर्माण जैसे उद्योगों में भारी मशीनरी इंजन, घूर्णन उपकरण, हाइड्रोलिक सिस्टम और चलती घटकों द्वारा उत्पन्न चरम कंपन बलों के तहत काम करती है। ये कंपन निम्न आवृत्ति, उच्च-amplitude झटके से लेकर उच्च आवृत्ति दोलन तक हो सकते हैं जो एन्कोडर प्रदर्शन को कम करते हैं। उचित शमन के बिना, कंपन ऑप्टिकल डिस्क misalignment, असर पहनने, विद्युत शोर युग्मन और यहां तक कि प्रतिक्रिया प्रणाली की विनाशकारी विफलता का कारण बन सकता है। कंपन प्रोफ़ाइल की पूरी तरह से समझ - आयाम (जी-बल), आवृत्ति बैंडविड्थ (हर्ट्ज) और अवधि - एक एनकोडर का चयन करने से पहले आवश्यक है। उदाहरण के लिए, उत्खनन और रॉक क्रशर 50-लेवल के लिए लगातार झटके का उत्पादन कर सकते हैं।

कंपन प्रतिरोध के लिए कुंजी विनिर्देशों

एनकोडर्स को निरंतर कंपन और कभी-कभी सदमे का सामना करने की उनकी क्षमता से रेट किया जाता है।

  • Vibration रेटिंग:] G-force (जैसे, 10 G at 10-1000 Hz) में व्यक्त किया गया या एक परिभाषित आवृत्ति रेंज पर अधिकतम त्वरण के रूप में। उच्च रेटिंग बेहतर लचीलापन इंगित करती है।
  • ]Shock रेटिंग: पीक त्वरण एनकोडर क्षति के बिना जीवित रह सकता है, अक्सर भारी शुल्क मॉडल के लिए 50 G या अधिक।
  • Resonance बचना: Encoders with natural frequency that match मशीन कंपन चोटियों गति को बढ़ा सकते हैं। नम आंतरिक या गैर-resonant डिजाइन के साथ मॉडल चुनें।
  • Bearing Life:] वातावरण में एन्कोडर्स परिचालन जीवन को बढ़ाने के लिए सील स्नेहन के साथ मजबूत, प्रीलोडेड बीयरिंग से लाभ उठाते हैं।

मानक एनकोडर अक्सर 5-10 G कंपन सहिष्णुता को पूरा करते हैं, जबकि भारी मशीनरी के लिए डिज़ाइन की गई औद्योगिक ग्रेड इकाइयां 20-50 G निरंतर कंपन का सामना करती हैं और 200 G सदमे तक होती हैं। परीक्षण की स्थिति के लिए हमेशा डेटाशीट की समीक्षा करें - कुछ रेटिंग को प्रतिध्वनि आवृत्तियों पर मापा जाता है, अन्य एक स्वीप के पार। कंपन परीक्षण मानदंडों के लिए एक सम्मानित संसाधन EncoderTips कंपन परीक्षण गाइड है, जो स्पष्ट करता है कि निर्माताओं को स्थायित्व की विशेषता कैसे है।

एनकोडर प्रकार उच्च कंपन वातावरण की तुलना में

ऑप्टिकल एनकोडर

ऑप्टिकल एन्कोडर उच्च संकल्प और परिशुद्धता प्रदान करते हैं लेकिन कंपन के प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं क्योंकि धूल, तेल धुंध, या सदमे ऑप्टिकल पथ को गलत तरीके से जोड़ सकते हैं या ग्लास डिस्क को खरोंच सकते हैं। भारी मशीनरी में, धातु या हार्ड-anodized आवासों के साथ सील ऑप्टिकल एन्कोडर और आईपी 67 सुरक्षा मध्यम कंपन स्तर (15G तक) तक जीवित रह सकती है। हालांकि, निरंतर उच्च जी-बलों या तेज प्रभावों के प्रत्यक्ष संपर्क में अक्सर सटीकता को कम कर सकते हैं। उन्हें केवल 10 जी से नीचे कंपन के साथ स्वच्छ वातावरण में उपयोग करें, या प्रबलित ग्लास डिस्क के साथ संरक्षित संस्करण चुन सकते हैं। उदाहरण के लिए, Be सेंसर' एचएस 35 श्रृंखला ] औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए उन्नत सील और सदमे प्रतिरोध प्रदान करता है।

चुंबकीय एनकोडर

चुंबकीय एन्कोडर एक चुंबकित पहिया और हॉल प्रभाव या मैग्नेटोरोसिसिव सेंसर का उपयोग करते हैं, जिससे उन्हें धूल, नमी और कंपन के लिए स्वाभाविक रूप से सहन किया जाता है। वे उच्च कंपन सेटिंग्स के लिए पसंदीदा विकल्प हैं क्योंकि चुंबकीय क्षेत्र यांत्रिक मिसाइलीकरण से आसानी से बाधित नहीं है। कई चुंबकीय एन्कोडर विश्वसनीय रूप से 30 ग्राम निरंतर कंपन तक काम करते हैं और 100 ग्राम से अधिक झटके का सामना करते हैं। ऑप्टिकल प्रकारों की तुलना में उनका निचला संकल्प शायद ही कभी भारी मशीनरी स्थिति प्रतिक्रिया (जैसे मोटर गति, वाल्व पोजिशनिंग) के लिए एक सीमा है। ASIC प्रौद्योगिकी में एडवांस ने प्रति क्रांति 12-16 बिट्स तक चुंबकीय एन्कोडर परिशुद्धता में सुधार किया है, जो कि कठोर-पार नियंत्रण प्रणाली के लिए पर्याप्त है।

कैपेसिटिव एनकोडर

कैपेसिटिव रोटरी एन्कोडर घूर्णन और स्थिर इलेक्ट्रोड के बीच समाई परिवर्तन को मापते हैं। वे चुंबकीय प्रकार की बीहड़ता के साथ ऑप्टिकल एन्कोडर की सटीकता को जोड़ते हैं, 20 ग्राम तक कंपन सहिष्णुता और गैर-प्रवाहकीय प्रदूषकों को प्रतिरक्षा प्रदान करते हैं। हालांकि, उच्च आर्द्रता और प्रवाहकीय तरल पदार्थ समाई को प्रभावित कर सकते हैं, इसलिए उचित सील (आईपी 67 या उससे अधिक) अनिवार्य है। कैपेसिटिव एन्कोडर उच्च रिज़ॉल्यूशन (14-18 बिट्स) और मध्यम कंपन प्रतिरोध जैसे कि फाउंड्री में रोबोटिक हथियारों की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए एक आला विकल्प हैं।

प्रेरक एनकोडर

Inductive encoders (जैसे, Inductive निरपेक्ष encoders) अत्यधिक मजबूत, 50 जी कंपन और 200 जी सदमे को बर्दाश्त करने में सक्षम हैं। वे आम तौर पर पूर्ण मल्टीटर्न डिवाइस हैं जो बिजली हानि और उच्च प्रभावों के दौरान भी स्थिति बनाए रखते हैं। उनकी मुख्य कमियां बड़े आकार और उच्च लागत हैं। उन्हें सबसे चरम वातावरण में उपयोग करें - जैसे कि भूमिगत खनन ड्रिल या स्टील मिल चार्जिंग मशीन - जहां कोई अन्य सेंसर प्रकार जीवित नहीं है। गहरे तकनीकी विवरण के लिए, ] Heidenhain के प्रेरक रोटरी एनकोडर प्रलेखन ] का उल्लेख करें।

पर्यावरण संरक्षण: आईपी रेटिंग और सीलिंग

कंपन अक्सर दूषित पदार्थों के साथ हाथ में हाथ में जाता है: धूल, पानी जेट, तेल, या शीतलक। प्रवेश संरक्षण (आईपी) रेटिंग इंगित करता है कि कैसे अच्छी तरह से एनकोडर ठोस और तरल पदार्थ का विरोध करता है। भारी मशीनरी के लिए, कम से कम आईपी 65 (धूल-तंग और पानी जेट के खिलाफ संरक्षित) का चयन करें, लेकिन आईपी 67 (1 मीटर तक पनडुब्बी) या आईपी 69 के (उच्च दबाव, उच्च तापमान धोने) को बाहरी या धोने की स्थिति के लिए अनुशंसित किया जाता है। इसके अतिरिक्त, स्टेनलेस स्टील आवास, डबल होंठ सील, या भूलभुलैया डिजाइन के साथ एन्कोडर की तलाश करें जो शाफ्ट के माध्यम से प्रवेश करने से प्रदूषकों को रोकने के लिए।

बढ़ते और स्थापना सर्वश्रेष्ठ अभ्यास

यहां तक कि सबसे अधिक कंपन प्रतिरोधी एनकोडर खराब होने पर विफल हो जाएगा। कंपन संचरण को कम करने के लिए इन दिशानिर्देशों का पालन करें:

  • ]Use कठोर बढ़ते सतहों - एनकोडर को सीधे एक मोटी, सपाट ब्रैकेट या मशीन फ्रेम में संलग्न करें। पतली प्लेटों या बिना समर्थित कैंटिलीवरों से बचें जो कंपन को बढ़ाते हैं।
  • ]]]]कंप्यूटर कंपन डैम्पिंग - स्थापित elastomeric माउंट्स, सिलिकॉन पैड, या धातु-जाल isolator के बीच एनकोडर और इसके माउंट उच्च आवृत्ति दोलन को अवशोषित करने के लिए। सुनिश्चित करें कि डंपिंग सामग्री कंपन की आवृत्ति रेंज से मेल खाती है।
  • ]] शाफ्ट को ठीक से संरेखित करें - मिसालमेंट अतिरिक्त पार्श्व बलों का कारण बनता है जो असर पहनने में तेजी लाते हैं। लचीला युग्मन (जैसे, बीम या धौंकनी प्रकार) का उपयोग करें जो एनकोडर बीयरिंग को लोड किए बिना समानांतर / कोणीय मिसाइलमेंट को सहन करते हैं।
  • ]] कनेक्टर को सुरक्षित रखें - कंपन विद्युत कनेक्टर को ढीला कर सकता है; अंतर्निहित संकेतों को रोकने के लिए लॉकिंग कनेक्टर, पॉटिंग, या केबल संबंधों का उपयोग करें। लंबे समय तक असमर्थित केबल लंबाई से बचें जो मार सकते हैं और तनाव पैदा कर सकते हैं।
  • ] तापमान विचार [ - कंपन गर्मी के साथ संयुक्त (जैसे इंजन ब्लॉक के पास) स्नेहक और मुहरों को कम कर सकते हैं। पूर्ण परिवेश तापमान रेंज के लिए रेट किए गए एनकोडरों का चयन करें, आम तौर पर -40 °C से +100 °C भारी मशीनरी के लिए।

उचित स्थापना ने वातावरण में 3-5 बार एनकोडर जीवन को बढ़ाया। से केस स्टडीज स्वचालन विश्व की एनकोडर बढ़ते सलाह का प्रदर्शन है कि यहां तक कि सरल डंपिंग माउंट ने खनन कन्वेयर सिस्टम में 70% तक विफलता दर को कम कर दिया।

सिग्नल की अखंडता को सुनिश्चित करना: विद्युत शोर प्रतिरक्षा

कंपन बिजली के शोर की समस्याओं को बढ़ा सकती है जिससे केबलों में रुक-रुक कर संपर्क हो सकता है, ढाल कनेक्शन को ढीला कर सकता है, या सेंसर घटकों में माइक्रोफ़ोनिक प्रभाव पैदा कर सकता है। विश्वसनीय स्थिति प्रतिक्रिया बनाए रखने के लिए, मजबूत ईएमआई / आरएफआई परिरक्षण के साथ एनकोडरों का चयन करें (जैसे, पन्नी और चोटी वाली ढालें 100 मेगाहर्ट्ज तक रेट), अंतर लाइन ड्राइवर (RS-422 / TTL या पूरक आउटपुट) जो सामान्य मोड शोर को अस्वीकार करते हैं, और उच्च वोल्टेज हस्तक्षेप वातावरण के लिए पुश-पुल या HTL आउटपुट। अत्यधिक शोर वाले पौधों में, फाइबर ऑप्टिक एन्कोडर इंटरफेस या पृथक बिजली आपूर्ति पर विचार करें। इसके अतिरिक्त, यह सत्यापित करें कि एक आवृत्ति के साथ अधिकतम कंपन की गति कम से अधिक होती है।

निष्कर्ष और अंतिम सिफारिश

उच्च कंपन भारी मशीनरी के लिए एन्कोडर्स का चयन करने के लिए एनकोडर के यांत्रिक और विद्युत विनिर्देशों के लिए आवेदन के कंपन प्रोफ़ाइल को मिलान करने की एक व्यवस्थित प्रक्रिया है। इच्छित बढ़ते स्थान पर कंपन आयाम और आवृत्ति को मापने के द्वारा शुरू करें, फिर एन्कोडर प्रकार को प्राथमिकता दें: चुंबकीय एन्कोडर लागत प्रभावी, उच्च कंपन के लिए मध्यम में मजबूत समाधान के लिए; अत्यधिक सदमे और पूर्ण स्थिति के लिए निष्क्रिय एन्कोडर ] कैपेसिटिव एन्कोडर केवल उच्च शोर के साथ, सुरक्षित निगरानी]