Kaip šiluminiu barjeru lakuotas aliuminio folija apsaugo robotų kabelių ryšulius nuo suvirinimo spinduliuojančios šilumos?

Atliekant didelio srovės stiprumo robotinį suvirinimą, įskaitant sunkųjį GMAW (MIG/MAG), lankinį suvirinimą su srauto šerdimi (FCAW) ir kelių kilovatų lazerio ir lanko hibridinius elementus, šarnyriniai 6 ašių suvirinimo robotai veikia arti perkaitintų atvirų lankų. Tik nuo 300 mm iki 600 mm atstumu nuo suvirinimo baseino intensyvi infraraudonoji (IR) ir ultravioletinė (UV) spinduliuotė veikia roboto jungiamąjį drabužių paketą nuolatiniam spinduliuojančiam šilumos srautui, viršijančiam nuo 30 kW/m² iki 50 kW/m², kartu su oru sklindančiais šlakais.

Šarnyrinių kabelių ryšulyje, einančioje 4, 5 ir 6 ašimis, yra jautrūs elektros laidininkai, servo kodavimo linijos, aukšto dažnio lauko magistralės kabeliai, pneumatinės dujų linijos ir skysčių aušinimo žarnos. Neekranuotas arba netinkamai apvyniotas šis dinaminis pluoštas susiduria su greitu terminiu ir mechaniniu gedimu:

Terminis trapumas ir plastifikatoriaus išplovimas: poliuretanas (PUR), termoplastinis elastomeras (T PE ) ir PVC išorinės kabelio apvalkalai greitai sugeria infraraudonųjų spindulių energiją. Ilgalaikė striukės temperatūra, viršijanti 80–105 °C, pašalina lakiuosius plastifikatorius, lanksčius elastomerinius apvalkalus paverčiant kietais, trapiais apvalkalais, kurie trūkinėja nuolat judant riešą.

Vidinis elektrinis kryžminis pokalbis ir signalo slopinimas: perkaitusiuose kodavimo įrenginiuose ir duomenų kabeliuose padidėja laidininko varža ir atsiranda dielektrinių gedimų. Dėl pablogėjusio signalizavimo atsiranda pertrūkių magistralės ryšio gedimų, netaisyklingų servo sekimo klaidų ir avarinių robotų sustojimų, kurie sustabdo visas automatizuotas automobilių kėbulo linijas.

Per didelis svoris ir dinaminis atsparumas sukimui: didelės apimties silikonu impregnuotos stiklo pluošto antklodės arba sunkios austinės bazaltinės rankovės padidina roboto riešo svorį ir lenkimo standumą. Šis mechaninis atsparumas atsparus kelių ašių sukimuisi (± 360° sukimasis 6 ašyje), pagreitina vidinių varinių laidininkų mechaninį nuovargį ir perkrauna riešo pavaros variklius.

Šiluminiu barjeru lakuota aliuminio folija (ypač didelio grynumo 8011-O, 1235-O arba 8079-O lydiniai, laminuoti didelio lankstumo aramido arba stiklo tekstilės gaminiais) yra modernus, suprojektuotas sprendimas. Sujungus itin ploną, plastišką metalinį barjerą su gamykloje užteptu, mikroplonu termobarjeriniu laku, užpiltu infraraudonuosius spindulius atspindinčiomis keraminėmis nanodalelėmis, ši specializuota ekranavimo medžiaga atspindi daugiau nei 95 % spinduliuojančios lanko šilumos, apsaugo nuo kabelio apvalkalo dinaminio trapumo, atlaiko dinaminį šilumos ciklą, atlaiko milijonus šilumokaičių. apvyniojimo masė daugiau nei 70%, palyginti su sunkiomis silikono-stiklo pluošto įvyniojimais.

Struktūriniai aliuminio lydinys didelio lankstumo robotų kabelių paketams

Dinaminiam robotizuoto kabelio ekranavimui reikalingi folijos pagrindai, kuriuose derinamas ypatingas atsparumas lenkimui, didelis šilumos laidumas ir ypač maža fizinė masė:

Aukšto grynumo 8011-O ir 1235-O atkaitinti substratai: naudojant visiškai atkaitintą smulkiagrūdę aliuminio foliją (storis nuo 25 µm iki 70 µm), pailgėjimas viršija 15–20 %. Šis kristalinis lankstumas leidžia folijos įvyniojimui atlikti milijonus siauro spindulio dinaminių lenkimų ir didelio kampo sukimosi posūkiais be kietėjimo trapumo ar mikroplyšimo.

Riešo ašies dinaminė lenkimo inercija: kai tankis yra 2,70 g/cm³, naudojant mikromaterius, lakuota folija sumažina šiluminės plėvelės dedvorį daugiau nei 70%, palyginti su storomis silikoninės gumos arba stiklo pluošto rankovėmis. Šis masės sumažinimas pašalina dinamišką 5 ir 6 ašies reduktorių vilkimą, leidžiantį greitai įsibėgėti ir aiškiai perorientuoti roboto įrankį.

Greitas šilumos išsklaidymas per aplinką: aliuminis užtikrina aukštą šilumos laidumo koeficientą (viršija 200 W/m·K). Kai paviršių paliečia vietinė spinduliuojama šiluma arba ore sklindančios suvirinimo kibirkštys, aliuminio folija greitai praleidžia šiluminę energiją į šonus per visą pluošto perimetrą, pašalindama koncentruotas karštąsias vietas, kurios kitu atveju ištirptų apatiniai plastikiniai apvalkalai.

Termobarjerinis lakas ir nanokeramikinė šilumą atspindinti architektūra

Standartinės pramoninės dangos sugeria spinduliuojančią šilumą ir suyra veikiant intensyviam lankiniam UV spinduliui, o plikas aliuminis tamsėja gamyklos ore. Gamykloje naudojami termobarjeriniai lakai naudoja inžinerinę paviršiaus nanotechnologiją:

Neorganinė-keraminė nanodalelių dispersija: į kryžminį polimerinį laką užpilamas submikroninis titano dioksidas (TiO₂), tuščiavidurės keramikos mikrosferos ir silicio dioksido nanodalelės. Sukietėjęs šis sluoksnis maksimaliai padidina paviršiaus infraraudonųjų spindulių atspindį artimųjų infraraudonųjų (NIR) ir vidutinių infraraudonųjų (MIR) bangų ilgiuose (nuo 700 nm iki 5 000 nm), o paviršiaus spinduliuotė ( ε ) yra mažesnė nei 0,05.

Elastomerinė aukštos lydinio būklė dervos matrica: dangoje naudojama pažangi modifikuota poliimido, silikono-poliesterio arba poliuretano-poliamido dervos sistema, sukietinta esant aukštesnei nei 240 °C metalo temperatūrai. Dėl didelio pailgėjimo ir nuolatinės šiluminės varžos iki 260°C (ir trumpalaikės blykstės tolerancijos viršija 600°C), lakas sklandžiai lankstosi kartu su folijos šerdimi, nesisluoksniuodamas, nesuskildamas ar neišskirdamas toksiškų dūmų.

Integruotas cheminis ir dilimo barjeras: tanki polimerinė matrica užsandarina aliuminio paviršių, apsaugodama nuo korozinės oksidacijos dėl atmosferos drėgmės, sieros dioksido suvirinimo garuose ir aerozolinių alyvų, apsaugančių nuo purslų, tuo pačiu užtikrindama mažą paviršiaus trintį, neleidžiančią prisirišti prie gretimų gofruotų kreipiamųjų vamzdžių.

Techninis patvirtinimas ir praktinis atlikimas

Robotų drabužių kuprinės patikimumo ekonomika ir kabelio gyvavimo ciklo IG

DUK

1 klausimas: kodėl aliuminio folijos plėvelė yra geresnė už silikonu dengtą stiklo pluošto įvorę, skirtą suvirinimui robotu?

A: Silikonu dengtos stiklo pluošto rankovės yra storos, sunkios ir standžios. Nepertraukiamai sukant ±360° 6 ašį, sunkios movos padidina atsparumą lenkimui, pagreitina riešo variklio nuovargį ir sulaiko vidinę šilumą, kurią sukuria didelės srovės suvirinimo kabeliai. Šiluminiu barjeru lakuota folija yra daugiau nei 70% lengvesnė, atspindi spinduliuojamą šilumą ant paviršiaus ir lankstosi beveik nuliniu mechaniniu atsparumu.

2 klausimas: ar dinamiško roboto judėjimo metu plona aliuminio folija neįplyš ir nesusiglamžys?

A: Standartinė techninės įrangos parduotuvės aliuminio folija plyš, nes ji pagaminta iš grūdintų žemos kokybės lydinių. Pramoniniam šiluminės barjero ekranavimui naudojama visiškai atkaitinta 8011-O arba 1235-O aliuminio folija, dažnai laminuota mikro plonu didelio pailgėjimo aramido arba stiklo pluošto tinkleliu. Ši kompozicinė konstrukcija užtikrina didelį atsparumą plyšimui ir leidžia folijai atlaikyti milijonus nuolatinių sukimo ir lenkimo ciklų be įtrūkimų.

3 klausimas: kaip lakas apsaugo nuo suvirinimo purslų išsilydymo per ploną foliją?

A: Keramika užpiltame lake yra mikroskopinių neorganinių dalelių, kurios veikia kaip šiluminio smūgio izoliatoriai, neleidžiantys išsilydžiusių šlakų lašeliams (iki 1500°C) tiesioginio terminio kontakto su aliuminiu. Kartu su dideliu aliuminio folijos šoniniu šilumos laidumu šiluma akimirksniu išsklaido paviršių, todėl purslų lašeliai sukietėja ir nukrenta nepramušdami folijos.

4 klausimas: ar lakuota folija apsaugo nuo elektrinių elektromagnetinių trukdžių (EMI)?

A: Taip. Ištisinis aliuminio folijos sluoksnis aplink kabelių pluoštą sudaro veiksmingą Faradėjaus narvą. Jis užtikrina aukštą slopinimą nuo aukšto dažnio elektromagnetinių trukdžių (EMI) ir radijo dažnių trukdžių (RFI), kuriuos sukuria aukšto dažnio lanko paleidimo grandinės, impulsiniai MIG maitinimo šaltiniai ir lazeriniai perjungimo šaltiniai, apsaugantys kodavimo signalus nuo sugadinimo.

5 klausimas: ar šiluminės izoliacijos folija gali sulaikyti šilumą, kurią sukuria vidiniai suvirinimo maitinimo kabeliai?

A: Ne, kai suprojektuotas tinkamai. Nors išorinis paviršius atspindi gaunamą spinduliuojamą lanko šilumą į išorę, aliuminio šerdies aukštas šilumos laidumas pritraukia vidinę varžinę šilumą per pluošto ilgį link vėsesnių roboto rankos dalių. Vandeniu aušinamiems suvirinimo paketams folija neleidžia išorinei spinduliuojamai šilumai sušildyti aušinimo vandens linijas, taip išsaugodama degiklio aušinimo efektyvumą.

Sprendimas dėl pirkimo ir seminaro įgyvendinimo planas

Siekdamos užtikrinti, kad robotų kabelių pluoštų šiluminės apsaugos įvyniojimai pasiektų sertifikuotą šiluminės barjerinės spinduliuotės atspindį , dinamišką lenkimo ištvermę ir mažai priežiūros reikalaujantį dirbtuvių įrengimą, inžinierių ir pirkimo komandos turėtų vadovautis šiuo vykdymo planu:

taikymas Ribos ir substrato pasirinkimas: nurodykite sertifikuotą 8011-O arba 1235-O didelio grynumo aliuminio foliją (storis nuo 30 µm iki 50 µm, laminuota lengva para-aramidine arba tekstūruoto stiklo tinkleliu) visiems šarnyriniams robotams skirtų kabelių dangtelių ir jutiklių dėklų apvalkalams. 1000 mm suvirinimo lankų.

Terminis lakas ir eksploatacinės savybės: privaloma pirkimo dokumentacija, reikalaujanti ištisiniu voleliu padengtų nanokeraminių termobarjerinių lakų, kurių sertifikuotas infraraudonųjų spindulių atspindys ≥ 95%, nepertraukiamo veikimo temperatūros geba ≥ 240 °C (trumpalaikė blykstė ≥ 500 °C), ASTM ir nulinis dūmų išmetimas esant atviros liepsnos sąlyčiui.

Dirbtuvių apvyniojimo ir tvirtinimo gairės: Apvyniokite kabelių ryšulius spirale su 30–50 % persidengimu, kad sukimosi metu būtų užtikrintas visiškas perimetras; pritvirtinkite galus aukštos temperatūros aramidiniais kabliukais arba nerūdijančio plieno juostos spaustukais be silikono; ir patikrinkite, ar apvyniojimas leidžia vidiniams kabeliams laisvai slysti be radialinio susiaurėjimo.