Diskuse Elektrika.cz

VEŘEJNÁ ZÓNA => Témata ještě nezařazená do příslušných rubrik => Téma založeno: Jiří13 13.06.2020, 22:35



Název: Jak chránit motor a elektroniku rotačního polohovadla před svařovacímu proudem?
Přispěvatel: Jiří13 13.06.2020, 22:35

Řeším svařovací polohovadlo pro rotační součástí. Pohonem je DC motor 24V napájen ze zdroje. Změna směru otáčení bude řešena pomocí relé, regulace rychlosti pomocí PWM regulace, celé ovládání v jednom ovladači zavěšeném nad strojem. Převod řešen řemenovým převodem. Uzemnění bude probíhat vždy na svařované součástí.
 
Svařovací proud se může dostat přes ocelový rám až k motoru a elektronice. Mezi ocelové dílce mohu vložit nějaký izolant (pertinax nebo něco takového),  ale přes závity a šrouby se proud stejně může dostat až k motoru a pak do regulace. Zdroj bude uchycen na plexiskle, ale motor musí být napevno spojen s rámem.

Svařovat se bude jak elektrodou, CO2 i tigem. Kostra se bude dávat co nejblíže místu sváření, ale i tak, mám strach, že jednou nastane problém a odpálím :-* motor nebo elektroniku.
Bojím se oprávněně, máte podobnou zkušenost nebo máte tip, jak to vyřešit?


Název: Re: Jak chránit motor a elektroniku rotačního polohovadla před svařovacímu proudem?
Přispěvatel: Martin Kurka 14.06.2020, 14:35
Jedině důslednou izolací všeho. Zejména obou pólu svařovacího zdroje.

Balluff dokonce pro tyto účely snímání koncových poloh otáčení vyrábí bezkontaktní koncové snímače s dvojitou izolací a odolností elektroniky proti elmg rušení od svařovacího oblouku.

Musíte chránít zavlečení svařovacího proudu zejména do potenciálu PE. Zdroj svařovacího proudu i elektronika a elektrovýzbroj motoru otáčení musí plavat s dostatečnou izolací. Přípravek se buďto uzemní poměrně tenkým PE vodičem, aby přehořel jako první, nebo se jeho potenciál hlídá hlídačem izolace. Nedá se použít libovolný svařovací agregát ani libovolná elektronika pohonu motorku.

Rotační přívod jednoho pólu svařovacího proudu je technologická lahůdka sama o sobě.
Je-li možné otáčení přípravku s návratem (pohon musí mít reverzaci),  dá se přívod svařovacího proudu řešit spirálově stočenými svazkem měděných pásků, nebo pletenců.  Někdy se dá svařovat lichý výrobek při otáčení tam a sudý při návratu zpět.

I tak se může stát, že závadou třeba rotačního přívodu se ložiska přípravku v mžiku provaří a pohon se zasekne. Proto jsou lepší izolovaná ložiska. Jinak je nezbytná momentová ochrana pohonu střižným kolíkem apod.

Ohrana řídících obvodů proti samočinnému rozběhu se nedělá uzemněním jejich konce, ale hlídačem izolace.

Kolega jednou trefně pravil, že by snad bylo jednodušší kolem přípravku točit na izolovaném kolotoči se svářečem a jeho židlí, než s přípravkem.

Obdobná problematika je u svařovacích robotů, těm by se jinak svařila ložiska v ramenou.



Název: Re: Jak chránit motor a elektroniku rotačního polohovadla před svařovacímu proudem?
Přispěvatel: Jiří13 14.06.2020, 18:22
Těch rizik je koukám více, jsem si to představoval jako Hurvínek válku :-). Udělám to asi takto (norm) o:-):
- Motor, zdroj a regulace bude mechanicky oddělena od rámu stroje - izolována.
- Vodič PE přivedu pouze na zdroj, rám nebude uzemněn.
- Otáčení bude probíhat pouze 360°,  svěrka se dá na svařovanou hřídel.

Tudíž jsou možná asi jen dvě rizika:
- Pokud se dostane "jakkoli" fáze na rám, nebude fungovat ochrana (vznikne nebezpečí pro obsluhu, protože není přítomen PE - ten je jenom na izolovaném zdroji)
- Zavařím si ložiska   :-\

První riziko se pokusím eliminovat perfektním zapojením  8) ;D
Druhé riziko asi nevyřeším, uložení hřídele mám jako jeden celek (z cirkulárky  :)). Případně dalo by se tomu zamezit tak, že bych připojil rotační svorku na hřídel a spojil ji s rámem stroje - tím bych nic nepokazil a proud by nemusel ničit ložiska, ale mohl se "zabývat" čímkoli, co bude pevně spojeno s rámem.

Chápu to správně, napadá vás ještě něco. Moc  za komentář!


Název: Re: Jak chránit motor a elektroniku rotačního polohovadla před svařovacímu proudem?
Přispěvatel: Martin Kurka 14.06.2020, 23:56
Uměle a trvale spojit PE a svorkový pól svářecího zdroje je ten nejhorší nápad, škrtnete si elektrodou o cokoliv přizemněného (třeba o kryt svářečky) a vypálíte si PE široko daleko.

Nemůžete upínat obrobek na izolovaný talíř? Pak by se točil jen obrobek se svorkou a to by bylo izolované od PE.


Název: Re: Jak chránit motor a elektroniku rotačního polohovadla před svařovacímu proudem?
Přispěvatel: Jiří13 15.06.2020, 07:51
Izolovat talíř půjde velmi těžko, bude se na něj vodorovně upínat až 100 kg, tak bych nerad měl například závitové vložky z plastu atd. Každopádně už jsem si vědom, a moc  za osvětlení, že PE polohovadla spojit s kostrou svářečky není dobrý nápad. Nejjistější proto bude PE přivézt jedno na spínaný zdroj a dál už to nechat žít svým životem i za tu cenu, že může nastat nebezpečí pro obsluhu, protože nevyletí jistič.


Název: Re: Jak chránit motor a elektroniku rotačního polohovadla před svařovacímu proudem?
Přispěvatel: Martin Kurka 15.06.2020, 09:12
Neuzemnit kostru průmyslového stroje je časovaná bomba. Díky svařovacímu přípravku vytváříte strojní zařízení. A to má zvýšené nebezpečí vodivého okolí. Kostry se musí spojit s PE kontrolovaným propojením do 0,1 Ω .
Když si uděláte jako správný konstruktér stroje analýzu rizik elektrickým proudem, máte tam
 -riziko z poruchy izolace napájení pohonu otáčení
 -riziko z poruchy izolace svařovacího zdroje
 -riziko z přivedení cizího potenciálu odjinud na kostru stroje
Tato rizika potlačíte spojením s PE, dodatkovou ochranou pospojováním a případně proudovými chrániči
 
- riziko úrazu napětím svařovacího agregátu
Toto riziko odstraňuje výrobce svářecího zdroje jeho konstrukcí, výrobce izolovaného držáku elektrody a doplňková ochrana povinnosti použití rukavic, dlouhých rukávů a pracovní obuvi.

-riziko ze zavlečení pracovního svařovacího proudu do jiných obvodů
Toto riziko nemůžete odstranit pospojováním (ba naopak). Musíte oddělit PE obvod a pracovní obvod svařování doplňkovou pracovní izolací jak přípravku, tak držáku hořáku. Navíc musíte zajistit, že i uvolněný, nebo ulomený kabel se svorkou kostry  (je namáhaný pohybem) se po upadnutí, nebo prokývnutí nedotkne ani kostry s PE obvody, ani hořáku.


Uvědomte si, že moderní svařovací zdroje jsou dělány s neuzemňovaným výstupem, nebo s výstupem s hlídáním unikajícího proudu. Bohužel, nemám zkušenosti s předřazováním chráničů před svářečky typu TIG a CO2. Ale ty malé, co má doma tchán pracují přes běžný A chránič 30mA bez problémů. Pokud by to vyhovělo i u vás, doporučil bych chránič zcela jistě.
Dále výstupní napětí naprázdno běžného svářecího zdroje je omezeno normou. V podstatě se nedostanete přes 113V. Tudíž pracovní izolace taliře by měla mít elektrickou pevnost asi 300V.
To udrží i kuličky keramického kuličkového ložiska, sklolaminátová deska z běžného cuprextitu apod.
Nebo pod talíř můžete vytvořit cosi jako překližku nahoře a dole ocel a uprostřed jedna vrstvička sklolaminátu zbaveného mědi (zejména v okolí šroubů). Na spojovací šrouby navléci izolační trubičky vytočené z textitu nebo teflonu. A pod hlavy šroubů a kovové podložky izolační podložky opět ze sklolaminátu. V domácích podmínkách pro osobní potřebu jsem viděl i dvě vrstvy tlusté vodovzdorné překližky křížem spojené matkami a šrouby zapuštěnými pod úroveň překližky. Celé díry i hlavy byly  do plné tloušťky překližky byly přetmeleny silikonem. To však není profi řešení.

Izolací talíře se dostanete do stavu obdobného vaření na ocelové desce stolu stojící na dřevěných nohách, nebo ve svěráku přišroubovaném do dřevěné desky montážního stolu. S takovou situací se u svářeček také počítá.




Název: Re: Jak chránit motor a elektroniku rotačního polohovadla před svařovacímu proudem?
Přispěvatel: Milan Hudec 15.06.2020, 10:14
Taktéž mám obdobnou věc rozkutěnou...
Na odizolování použiji DEHN 472210, zdá se mě to coby profi řešení oproti překližkám a silikonu.
Jinak i za sebe d ě k u j i za opět perfektní osvětlení problematiky.


Název: Re: Jak chránit motor a elektroniku rotačního polohovadla před svařovacímu proudem?
Přispěvatel: Milan Otras 15.06.2020, 21:38
Dobrý deň všetkým.Veľmi zaujímavá téma a rád by som aj prispel svojimi poznatkami z priemyselnej automatizácie (mimo zváracích robotov-s tými nemám žiadne skúsenosti) a opravou zváracích strojov.Za 23 rokov svojej praxe som sa stretol s nasledovnými prípadmi:

1)Zváranie lodných kontajnerov.Zv áralo sa naraz so 4.zváračkami. Tu vždy bol zváraný materiál(kontajner) a kostra-záporný pól spojený s ochranným vodičom. Buď úmyselne - kontajner musel byť spojený s ochranným vodičom ,  ak by sa niekomu predral predlžovací kábel aby na kontajneri nebolo nebezpečné napätie alebo náhodne cez mostový žeriav(počas zvárania bol často zavesený oceľovým lanom a oceľovým hákom.Dôležité aby mali zvárači kostry priamo na zváranom materiáli.Niek edy sa stalo že niektorý zvárač nechal kostru zavesenú len tak na CO fľaši alebo položenú na zváračke a do niekoľkých sekúnd bol zničený prívodný kábel ku zváračke.

2)Zváranie bágrových lyžíc ,  korby nákladného auta. Vždy bol zváraný materiál opäť spojený s ochranným vodičom (náhodne cez žeriav/kladkostroj alebo úmyselne).

3)Zváranie cez zváracie otočné polohovadlá. Zvárali sa piestnice a aj hydraulické valce a rôzne zvary na otoče mechanizmov kde bolo treba dookola zvárať aj niekoľko vrstiev neprerušene. Čiže sa univerzála na zváracom polohovadle točila niekoľko otáčok dookola bez zastavenia.
Na univerzále bol klasický medený krúžok ,  kde boli priložené asi 4 medené uhlíky a tie spoľahlivo prenášali prúd do cca 300 Ampérov.Opäť bol mínusový pól spojený s ochranným vodičom.Na pohon bol použité PLC a jednosmerný motor

4)Mostové dilatácie dlhé cca 18 metrov. Zvar trval aj 45 minút . Materiál bol vždy spojený s ochranným vodičom.Pohon bol s asynchronným motorom a frekvenčným meničom.

5)Sériové zváranie na rôznych dopravníkoch. Dôležité bolo aby sa kostra spájala priamo zo zváraným materiálom. Prítlak k danému zvarencu na dopravníku zabezpečoval pneumatický valec.Opäť bol mínusový pól spojený s ochranným vodičom.Pohon bol s asynchronným motorom a frekvenčným meničom.



Název: Re: Jak chránit motor a elektroniku rotačního polohovadla před svařovacímu proudem?
Přispěvatel: Milan Otras 15.06.2020, 21:39
Pokračovanie:
6)Zváranie na nosnej konštrukcii budovy. Tu ani nebolo fyzicky možné oddeliť zváraný materiál od ochranného vodiča.

7)Zváranie plynových potrubí priemeru 700mm.Tu naopak ochranný vodič nesmel byť spojený s mínusom. Ak odpadla kostra(v poli v stanoch pri veľkých horúčavach sa to stávalo zváračom ,  zhorel mi ochranný vodič (1 mm) a bolo o robotu postarané).Rúra bola v celej dĺžke poplastovaná (20 mm hrubá vrstva) iba pri zvare bola "čistá").
Na osciláciu a polohovanie bolo 6 krokových motorov a PLC Bernecker

Nakoľko sa človek učí celý život ,  neviem či tieto postupy vždy boli úplne správne ale počas celej doby až do dnes mi neodišlo žiadne PLC (SIEMENS Bernecker) žiadny modul ,  motor ani nič podobné. Ak odišiel induktívny snímač bolo to z iného dôvodu.Na polohovanie som používal jednosmerné motorčeky ,  krokové motory ,  servomotory a aj asynchrónne motory.
Zvárač v každom prípade vedel že nesmie zvárať na kovový obal zváračky atď (normálne nebol na to dôvod). Boli to vždy rozumní ľudia.Vo všetkých prípadoch  je dôležité aby bol mínus pól spoľahlivo spojený so zváraným materiálom.


Název: Re: Jak chránit motor a elektroniku rotačního polohovadla před svařovacímu proudem?
Přispěvatel: Milan Otras 15.06.2020, 23:50
Samozrejme odporúčam aj ja vždy oddeliť mínus pól od ochranného pospojovania a samozrejme aj plus ale sú prípady kde to fyzicky nie je možné. Ťažké obrobky atď. Časť s tých zariadení ktoré som popisoval zabezpečujeme servis ,  niektoré automaty sme modernizovali (retrofity) ,  a niektoré sme vyrobili (zakazník si vyrobil mechaniku a my elektriku a riadenie).


Název: Re: Jak chránit motor a elektroniku rotačního polohovadla před svařovacímu proudem?
Přispěvatel: Milan Otras 16.06.2020, 07:35
Ešte by som doplnil informáciu ,  mechanickú poistku som nemal možnosť nikdy riešiť (neboli peniaze navyše). Vždy som použil driver (regulátor, menič atď) s možnosťou nastavenia buď  prúdovým alebo momentovým obmedzením. Ak došlo k mechanickému preťaženiu ,  pohon sa jednoducho zastavil.


Název: Re: Jak chránit motor a elektroniku rotačního polohovadla před svařovacímu proudem?
Přispěvatel: Martin Kurka 16.06.2020, 13:11
TO: Otras
Díky za  zkušenosti
V podstatě popisují co jsem zažil ještě v za socialismu, když se v brzdách svařovaly pakny, bubny a kryty čelisťových brzd a tlumiče.
Chlapi měli několik zlepšováků, které izolovaly svařovací obvod, protože přehoření PE v gumovém  šňůrovém napájecím přívodu nebývalo vzácné - a důsledky bývaly občas dost divoké. Čistota a pořádek na svařovně nebývala za socialismu dobrá, a odsávání kvalitní, všude vycábraný hydraulický olej, rozprášený olej z tlakového vzduchu díky olejem mazaným pístovým  kompresorům bez separátorů oleje atd.  Stroje neobsluhovali kvalifikovaní svářeči, ale běžní dělníci a za socialismu nebývala u mnohých technologická kázeň jejich silnou stránkou. Takže i zlepšováky pomohly jen neúplně a stavaly se zkraty přes "zapomenuté" upínky zachumlané svařovací dráty apod.

V podstatě se šlo dvěma metodami. Když byl stroj propojen tak silnými PE dráty k zemničům haly, že to přežilo svařovací poud, svařovací obvod byl nahodile nebo záměrně propojen s PE.
Když ne, tak se izolovalo co to šlo.

Taky byl problém s izolací podavačů svařovacího drátu. Tenkrát to byly hořické svářečky WLSP315 s podávací automatikou. Ač tam elektroniky mnoho nebylo, když se dovnitř dostal svařovací proud, bylo v zařízení horko.

Rušením od oblouku kupodivu celkem nic netrpělo, ale moc elektroniky v zařízeních nebývalo.

Na rotaci obrobku se používaly nejčastěji stěračové motorky. Daly se dobře brzdit, otáčky regulovat PWM, pojistka určovala max. moment a v automobilním průmyslu to byl spotřební a vždy dostupný materiál.
Na asynchronní motory byly za socialismu bilance, musely se pro civilní použití objednávat 5 let dopředu a s převodovkou i dříve... Ani nevíte, jak jsem rád, že už je to pryč.


Na rotační přívod proudu se dávalo nejméně o jeden uhlík více, než bylo potřeba podle výpočtu. Vyšlo to levněji než demontáž kroužku, přesoustružení a přeleštění. Technologicky se muselo zvládnout i elektrické napojení kroužku na přípravek. Velký proud jej ohříval a měď / bronz se rozpínala a smršťovala.

Pro mne jsou tyto zkušenosti spíš dávné retro, něco jste mi připomněl, něco si možná pamatuji už špatně, nebo neúplně - byl jsem tehdy technik elév se skořápkou na zadeli.


Název: Re: Jak chránit motor a elektroniku rotačního polohovadla před svařovacímu proudem?
Přispěvatel: Milan Otras 17.06.2020, 15:20
Vážený pán Kurka. Veľmi pekne   za nostalgické spomienky. Milo ste ma poťešili a snažil som sa vžiť do doby ,  ktorú ste opisovali a priznám sa aj ja som rád že dostupnosť komponentov je kdesi inde ako kedysi. VLSP 315 som cca 15 rokov dozadu poznal dosť dobre. Oproti ním boli ešte výkonnejšie VSP600. Na oboch týchto zváračkách som sa veľa naučil. Boli to zváračy kde udávaný výkon bolo možné trvale odoberať asi takmer pri 100% zaťažení. Čiže energia do nemoty. Prevodovky v podávačoch boli plnené olejom a keď povolili tesnenia ,  masntota spojená s prachom a okujami zváracieho drôtu začali znečisťovať vnútorný priestor podávača. Ale aj prevodovka v podávači bola tak predimenzovaná ,  že aj keď vlastne  išla nasucho bez oleja ,nebol problém všetko išlo ďalej.