हायड्रॉलिक स्लिप रिंग कशासाठी वापरल्या जातात?

hydraulic slip rings

तुम्हाला माहिती आहे, मी जवळपास 15 वर्षांपासून रोटरी उपकरणांसोबत काम करत आहे आणि हायड्रॉलिक स्लिप रिंग्स हा त्या घटकांपैकी एक आहे ज्याबद्दल कोणीही आपत्तीजनकरित्या चुकीचे होईपर्यंत बोलत नाही. गेल्या महिन्यात, आम्ही लाँग बीचमधील एका बंदर सुविधेवर क्रेन खाली आणली- असे दिसून आले की हायड्रोलिक स्लिप रिंग आठवडे लीक होत होती, परंतु ऑपरेटर फक्त द्रव जोडत होता. त्यांनी आम्हाला आत बोलावले तोपर्यंत सर्वत्र हायड्रॉलिक तेल होते आणि संपूर्ण रोटेशन यंत्रणा शूट झाली होती.

त्यामुळे हायड्रॉलिक स्लिप रिंग्स-कधीकधी लोक त्यांना रोटरी युनियन, हायड्रॉलिक स्विव्हल्स किंवा फिरणारे हायड्रॉलिक जॉइंट म्हणतात, तुम्ही कोणाशी बोलत आहात यावर अवलंबून-हे मूलत: तुम्हाला स्थिर स्रोतातून हायड्रॉलिक द्रवपदार्थ फिरत असलेल्या गोष्टीमध्ये पंप करू देते. याचा विचार करा... ठीक आहे, वाईट साधर्म्य, पण मातीच्या चाकावर फिरत असताना बादली पाण्याने भरण्याचा प्रयत्न करण्याची कल्पना करा. पाणी सर्वत्र न जाता तेथे जाण्यासाठी तुम्हाला मार्ग हवा आहे.

मी हे पाहतो ते सर्वात सामान्य ठिकाण? क्रेन. बांधकाम क्रेन, जहाज-किना-यावर-क्रेन, मोबाइल क्रेन, क्रॉलर क्रेन-जर ते जड सामान उचलते आणि फिरते, तर कदाचित हायड्रॉलिक स्लिप रिंग गुंतलेली असेल. पण ते फक्त पृष्ठभाग स्क्रॅचिंग आहे.

पवन टर्बाइनआता हायड्रॉलिक स्लिप रिंगचे प्रचंड वापरकर्ते आहेत. पिच कंट्रोल सिस्टमला ब्लेडचे कोन समायोजित करण्यासाठी हायड्रॉलिक पॉवरची आवश्यकता असते आणि स्पष्टपणे नासेल वाऱ्याच्या दिशेने फिरत असते. मी 2019 मध्ये Vestas V90 रेट्रोफिट प्रोजेक्टवर काम केले होते आणि आम्ही 8 वर्षांपेक्षा कमी सेवा आयुष्य असलेल्या स्लिप रिंग्स बदलत होतो. OEM वैशिष्ट्य 20 वर्षे सांगितले. का? किनार्यावरील स्थापनेपासून मीठ हवेचा गंज. जेव्हा ते प्रारंभिक डिझाइन गणना करत असतात तेव्हा कोणीही त्याबद्दल विचार करत नाही.

ऑफशोअर ऑइल इंडस्ट्री विशेषत: ड्रिलिंग रिग-त्यांना मोठ्या प्रमाणावर वापरते. परंतु येथे काहीतरी मनोरंजक आहे: अयशस्वी मोड जमिनीवर आधारित-अनुप्रयोगांपेक्षा पूर्णपणे भिन्न आहेत. आमच्याकडे मेक्सिकोच्या आखातात एक रिग होती जिथे दर 6-8 महिन्यांनी स्लिप रिंग सील अयशस्वी होत होते. उष्णतेचे मिश्रण (ते तेथे ड्रिल फ्लोअरजवळ गरम होते) आणि ते वापरत असलेल्या विशिष्ट प्रकारचे सिंथेटिक हायड्रॉलिक द्रव व्हिटन सील तोडत होते. HNBR सीलवर स्विच केले आणि समस्या दूर झाली. प्रति युनिट सुमारे $12k अधिक खर्च करा, परंतु जेव्हा तुमचा डाउनटाइम प्रतिदिन $500k असतो, तेव्हा तुम्हाला खरोखर काळजी नसते.

लष्करी अर्ज-रडार प्रणाली, टाकी बुर्ज, नौदल तोफा प्रणाली. NDAs मुळे मी या गोष्टींबद्दल खूप काही बोलू शकत नाही, परंतु मी फक्त असे म्हणू इच्छितो की जेव्हा तुम्हाला 3,000 PSI वर हायड्रॉलिक द्रवपदार्थ पंप करताना 5-टन रडार ॲरे फिरवावे लागतील, तेव्हा अभियांत्रिकी जलद मनोरंजक बनते. या ऍप्लिकेशन्ससाठी स्लिप रिंग्समध्ये काहीवेळा अनावश्यक प्रवाह मार्ग असतात, ज्याचा मुळात अर्थ असा होतो की एक चॅनेल अयशस्वी झाल्यास, तुम्हाला बॅकअप मिळाला आहे. मी एकाच घरामध्ये 8 पर्यंत स्वतंत्र हायड्रॉलिक पॅसेज असलेली युनिट्स पाहिली आहेत.

वैद्यकीय उपकरणे हे आणखी एक क्षेत्र आहे जे लोकांना आश्चर्यचकित करते. सीटी स्कॅनर आणि काही विशेष सर्जिकल रोबोट्स हायड्रॉलिक स्लिप रिंग वापरतात. CT स्कॅनर ऍप्लिकेशन विशेषतः आव्हानात्मक आहे कारण अचूक द्रव प्रवाह राखताना तुम्हाला गुळगुळीत, कंपन-मुक्त रोटेशन आवश्यक आहे. आम्ही UCLA मेडिकलमध्ये काम केलेल्या स्कॅनरला 180 RPM वर फिरत असताना ±2% च्या आत प्रवाहाची सातत्य राखणे आवश्यक होते. पारंपारिक हायड्रॉलिक कनेक्शनसह ते करण्याचा प्रयत्न करा.

स्लिप रिंग ओलांडून प्रेशर ड्रॉप ही अशा गोष्टींपैकी एक आहे जी कागदावर किरकोळ दिसते परंतु वास्तविक इंस्टॉलेशन्समध्ये अंतहीन डोकेदुखी निर्माण करते. आम्ही अशा प्रणाली पाहिल्या आहेत जिथे अभियंत्यांनी ॲक्ट्युएटर आणि सिलिंडरसाठी सर्वकाही अचूकपणे मोजले, परंतु स्लिप रिंगमध्ये 150 PSI दाब कमी होण्यासाठी ते पूर्णपणे विसरले. निकाल? आळशी ऑपरेशन, ओव्हरहाटेड पंप, लहान घटकांचे आयुष्य.

तापमान हा सायलेंट किलर आहे. हायड्रॉलिक द्रवपदार्थ कठोर परिश्रम करत असताना गरम होतो आणि जेव्हा तुम्ही स्लिप रिंगमध्ये घट्ट क्लिअरन्सद्वारे जबरदस्ती करता (आम्ही बहुतेक डिझाइनमध्ये 0.001" ते 0.003" बोलतो), तेव्हा ते आणखी उष्णता निर्माण करते. मी ऍरिझोना उन्हाळ्यात काम करणाऱ्या उत्खननकर्त्यांवर स्लिप रिंग हाऊसिंग तापमान 180 डिग्री फॅ पेक्षा जास्त मोजले आहे. त्या तापमानात, बहुतेक हायड्रॉलिक सील दीर्घकाळ-काढू शकतात याच्या अगदी टोकावर तुम्ही आहात.

स्थापनेपासून सर्वात जास्त समस्या सुरू होतात. स्लिप रिंग फिरत्या अक्षासह योग्यरित्या संरेखित करणे आवश्यक आहे-सामान्यत: 0.005" TIR (एकूण सूचित रनआउट) मध्ये. मी अनेक इंस्टॉलेशन्स पाहिल्या आहेत जिथे कोणीतरी त्यास बोल्ट केले आणि चांगले म्हटले. तीन महिन्यांनंतर, ते का गळत आहे याबद्दल त्यांना आश्चर्य वाटले.

अरेरे, आणि येथे असे काहीतरी आहे जे कोणत्याही मॅन्युअलमध्ये नाही: माउंटिंग बोल्ट ऑपरेशनच्या पहिल्या 50-100 तासांनंतर पुन्हा टॉर्क करणे आवश्यक आहे. थर्मल सायकलिंगमुळे गोष्टी व्यवस्थित होतात. हे कोणी करत नाही. कधी. मग रेट केलेल्या 10,000 ऐवजी 2,000 तासांनी गळती सुरू झाल्यावर ते निर्मात्याला दोष देतात.

पोर्ट कॉन्फिगरेशन लोकांना वाटते त्यापेक्षा जास्त महत्त्वाचे आहे. तुम्हाला साइड पोर्ट्स, एक्सियल पोर्ट्स किंवा दोन्हीसह स्लिप रिंग मिळू शकतात. क्रेन ऍप्लिकेशनसाठी, आम्ही सामान्यत: स्थिर बाजूला साइड पोर्ट्स आणि फिरत्या बाजूला अक्षीय पोर्ट वापरतो. पण विंड टर्बाइनवर कुठे जागा घट्ट आहे? काहीवेळा तुम्ही शारीरिकदृष्ट्या जे काही काम करत आहात त्यात अडकलेले आहात, जरी त्याचा अर्थ काही अस्ताव्यस्त प्लंबिंग असला तरीही.

संपूर्ण "देखभाल-विनामूल्य" विपणन गोष्ट? होय, हे बहुतेक मूर्खपणाचे आहे. निश्चितच, स्लिप रिंगला स्वतःच नियमित सेवेची आवश्यकता नसते, परंतु त्याच्या सभोवतालची हायड्रॉलिक प्रणाली निश्चितपणे करते. प्रदूषण हा शत्रू क्रमांक एक आहे. थकलेल्या पंपातून धातूचा एक तुकडा, खराब होत असलेल्या रबरी नळीमधून थोडासा रबर आणि ते सीलिंग पृष्ठभागांवर गुण मिळवू शकतात. तुम्हाला 10x लूपने क्वचितच दिसणारे धातूचे कण सापडल्यानंतर आम्ही स्लिप रिंग्स स्क्रॅप केल्या आहेत.

hydraulic slip rings

ऑटोमेटेड मॅन्युफॅक्चरिंग-ट्रान्सफर टेबल्स, रोटरी इंडेक्सिंग टेबल्स, असेंबली फिक्स्चर. हे सहसा कमी दाबाने चालतात (800-1500 PSI) परंतु जास्त सायकल दर. मी ऑटोमोटिव्ह असेंबली लाईन्सवर स्लिप रिंग पाहिल्या आहेत ज्या प्रति मिनिट 10-12 वेळा, 24/7 सायकल चालवतात. त्यांच्यासाठी आयुर्मानाची गणना क्रेनपेक्षा पूर्णपणे भिन्न आहे जी दर काही मिनिटांनी एकदा फिरू शकते.

पोलाद गिरण्या लॅडल बुर्जमध्ये आणि काही रोलिंग मिल कॉन्फिगरेशनमध्ये हायड्रॉलिक स्लिप रिंग वापरतात. वातावरण क्रूर आहे-उष्णता, स्केल, कंपन, शॉक लोड. आम्ही सतत कॅस्टर बुर्जसाठी 4-पॅसेज स्लिप रिंग पुरवली जी 200 डिग्री फॅरनहाइट पर्यंत तापमानात टिकून राहते आणि अधूनमधून पाण्याचे फवारणी होते. सानुकूल स्टेनलेस गृहनिर्माण, सिरेमिक-कोटेड रोटर, विशेष उच्च-तापमान सील. पुनर्बांधणीची आवश्यकता होण्यापूर्वी 7 वर्षे टिकली. मागील युनिट 3 वर्षांपेक्षा कमी चालले म्हणून ग्राहक रोमांचित झाले.

मनोरंजन उद्योग-स्टेज उपकरणे, फिरणारे प्लॅटफॉर्म, मैफिली आणि शोसाठी हवाई रिग. आवश्यकता मनोरंजक आहेत कारण आपल्याला विश्वसनीय ऑपरेशनची आवश्यकता आहे, परंतु कर्तव्य चक्र सामान्यतः खूपच हलके असते. अनेक हायड्रॉलिक सिलेंडर्ससाठी पुरेसा प्रवाह हाताळताना पॅकेजिंग-हे लहान आणि हलके ठेवणे हे आव्हान अधिक आहे.

सील अयशस्वी होण्याची शक्यता आहे 60% समस्या आम्ही पाहतो. चुकीची सामग्री निवड असू शकते, दूषित होऊ शकते, दाब स्पाइक असू शकते, अयोग्य स्थापना असू शकते. कधीकधी ते फक्त दुर्दैवी असते.

बेअरिंग अपयश देखील घडतात, जरी कमी वेळा. सहसा असे होते कारण कोणीतरी लोड क्षमता मार्गदर्शक तत्त्वांचे पालन केले नाही. स्लिप रिंग 3,000 PSI हायड्रॉलिकली हाताळू शकते याचा अर्थ असा नाही की ते 5,000 lb मोमेंट लोडला समर्थन देऊ शकते. निर्मात्याची लोड क्षमता वक्र तपासा. ते एका कारणासाठी अस्तित्वात आहेत.

पोकळ्या निर्माण होणारे नुकसान-मी हे उच्च-प्रवाह अनुप्रयोगांमध्ये पाहिले आहे जेथे प्रवाहाचा वेग खूप जास्त होतो आणि स्थानिक दाब बाष्प दाबापेक्षा कमी होतो. तुमचा शेवट लहान बुडबुडे तयार होतो आणि कोसळतो, ज्यामुळे धातू नष्ट होते. आतून सँडब्लास्टिंगचा आवाज येतो. सोल्यूशन हे सहसा मोठे स्लिप रिंग असते किंवा प्रवाह दर कमी करते, यापैकी काहीही ग्राहकाला ऐकायचे नसते.

पॅसेजमधील क्रॉस-दूषित होणे दुर्मिळ आहे परंतु जेव्हा ते घडते तेव्हा आपत्तीजनक असते. फॉरेस्ट्री इक्विपमेंट ऍप्लिकेशनवर 6-पॅसेज स्लिप रिंग होती जेथे सील अंतर्गत अयशस्वी झाला आणि उच्च-दाब प्रवाह कमी-दाब रिटर्न लाइनमध्ये लीक होऊ दिला. परिणामी प्रेशर स्पाइकने तीन वेगवेगळे हायड्रॉलिक सिलिंडर उडवले. महाग दिवस.

3000 PSI सेवेसाठी मूलभूत 1-पॅसेज स्लिप रिंग बोर आकार आणि वैशिष्ट्यांवर अवलंबून $800-2000 चालते. जटिल अनुप्रयोगांसाठी मल्टी-पॅसेज युनिट्स? मी विशेष युनिट्ससाठी $25,000 पेक्षा जास्त कोट्स पाहिले आहेत. विदेशी सामग्रीसह सानुकूल डिझाइन? आकाशाची मर्यादा आहे.

पण ही गोष्ट आहे-स्लिप रिंग स्वतःच सामान्यतः एकूण सिस्टम खर्चाचा एक छोटासा भाग असतो. एका क्रेनची किंमत $2 दशलक्ष असू शकते. हायड्रॉलिक स्लिप रिंग कदाचित $5,000 आहे. परंतु जर ती स्लिप रिंग अयशस्वी झाली, तर तुम्ही डाउनटाइम खर्चामध्ये $50,{7}} पाहत असाल. म्हणूनच आम्ही नेहमी गंभीर ॲप्लिकेशन्ससाठी स्पेअर ठेवण्याची शिफारस करतो, जरी बहुतेक ग्राहकांना ते ऐकायचे नसले तरीही.

प्रवाह क्षमता तुमच्या वास्तविक गरजांशी जुळवा, फक्त पंप क्षमतेशी नाही. मी बऱ्याच मोठ्या आकाराच्या स्लिप रिंग पाहिल्या आहेत जिथे वास्तविक प्रवाह दर स्लिप रिंग हाताळू शकते त्यापेक्षा अर्धा आहे. तुमचा शेवट कमी वेग आणि संभाव्य स्तब्धता समस्यांसह होतो.

सेवाक्षमतेचा विचार करा. तुम्ही संपूर्ण मशीन वेगळे न करता स्लिप रिंग प्रत्यक्षात बदलू शकता का? मी स्थापनेवर काम केले आहे जेथे स्लिप रिंग बदलण्यासाठी 3-दिवसांच्या क्रेनचे पृथक्करण आवश्यक आहे. आदर्श नाही.

पर्यावरणीय सीलिंग बाबी. जर तुम्ही धुळीच्या वातावरणात असाल, तर दूषिततेचे नियंत्रण महत्त्वाचे आहे. सागरी वातावरणाला गंज-प्रतिरोधक सामग्रीची आवश्यकता असते. सील सामग्री आणि मंजुरीसाठी तापमान कमालीचा विशेष विचार करणे आवश्यक आहे.

आणि कृपया, योग्य हायड्रॉलिक द्रव निर्दिष्ट करा. स्लिप रिंग निर्माता विशिष्ट द्रव गुणधर्मांभोवती डिझाइन करतो-स्निग्धता, ॲडिटीव्ह, बेस स्टॉक. यादृच्छिक पर्यायी द्रव वापरणे त्रासदायक आहे.

संपर्क नसलेल्या-मॅग्नेटिक कपलिंग सिस्टीमवर विकास कार्य चालू आहे जे काही ऍप्लिकेशन्समध्ये संभाव्यपणे हायड्रॉलिक स्लिप रिंग बदलू शकतात. कोणत्याही फिरत्या सीलशिवाय सीलबंद प्रणालीद्वारे द्रव पंप करण्यासाठी चुंबकीय ड्राइव्ह वापरण्याची कल्पना आहे. मनोरंजक संकल्पना, परंतु मी अद्याप ती सुमारे 1500 PSI च्या वर चांगले काम करताना पाहिलेली नाही. आपण बघू.

काही उत्पादक एकात्मिक सेन्सर पॅकेजेसवर काम करत आहेत जे स्लिप रिंग आरोग्य-तापमान, दाब, कंपन यांचे निरीक्षण करतात. प्रतिक्रियात्मक दुरुस्तीऐवजी अंदाजे देखभाल. सिद्धांतात अर्थ प्राप्त होतो. व्यवहारात, मूळ आवृत्तीची किंमत अर्धी असताना बहुतांश ग्राहक स्मार्ट आवृत्तीसाठी प्रीमियम भरू इच्छित नाहीत.

वास्तविकता अशी आहे की हायड्रॉलिक स्लिप रिंग हे परिपक्व तंत्रज्ञान आहे जे योग्यरित्या लागू केल्यावर चांगले कार्य करते. उद्योगातील काही लोक "सर्व-इलेक्ट्रिक" भविष्याबद्दल दावा करत असले तरीही ते कधीही लवकरच दूर होणार नाहीत. हायड्रोलिक्स अजूनही पॉवर डेन्सिटी आणि विश्वासार्हतेमध्ये फायदे देतात जे इलेक्ट्रिक ॲक्ट्युएटर्सशी जुळणे कठीण आहे, विशेषतः कठोर वातावरणात.

हायड्रॉलिक स्लिप रिंग