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La prueba ambiental completa entrega ventajas del funcionamiento en los actuadores electromecánicos en usos móviles de la Apagado-carretera
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En este artículo miramos las amenazas ambientales principales para los actuadores electromecánicos, los procedimientos que prueban la capacidad del actuador para soportar esas amenazas, y las características del diseño que proporcionan esta capacidad.
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La aparición de la electrónica a bordo como método de aumentar funcionamiento y de reducir gastos de explotación ha impulsado el renombre de actuadores electromecánicos en desafiar usos al aire libre. Realizar estas ventajas, sin embargo, requiere medidas especiales para proteger componentes contra estos ambientes potencialmente duros. En este artículo miramos las amenazas ambientales principales para los actuadores electromecánicos, los procedimientos que prueban la capacidad del actuador para soportar esas amenazas, y las características del diseño que proporcionan esta capacidad.
Los actuadores lineares electromecánicos pueden proporcionar una alternativa excelente a los actuadores neumáticos e hidráulicos en los usos al aire libre que requieren la elevación, la baja, empujar, la tracción, la rotación o la colocación de una carga. Los actuadores electromecánicos se encuentran hoy en la automatización agrícola, de la construcción, recreativa, marina, industrial, e incluso residencial. En los diversos puntos de la operación estos sistemas pueden estar conforme a asalto de los sólidos, de los líquidos, de las temperaturas extremas, del choque, de la vibración, de la corrosión y de interferencia electromágnetica. Un cuerpo cada vez mayor de métodos de prueba estándar ha emergido alrededor de cada tipo de amenaza y los diseñadores están construyendo en las nuevas protecciones que ayudan a cumplir esos estándares.
Protección contra objetos y líquidos sólidos
Una de las amenazas ambientales más grandes para un actuador eléctrico es penetración de ambos objetos sólidos, tales como polvo y suciedad, y líquidos de todas las clases. En usos al aire libre, éste podría ser todo de la lluvia, aguanieve, y la nieve a un de alta temperatura, de alta presión arrastra en el final de un día largo de trabajo en un emplazamiento del campo o de la obra. El estándar global para la protección de medición contra el ingreso de objetos y de líquidos sólidos es el código internacional de la protección o código del IP. El sistema de calificación del IP fue desarrollado para especificar el grado de protección del medio ambiente que un recinto proporciona contra los materiales extranjeros que podrían afectar funcionamiento. Los actuadores industriales utilizan el sistema de calificación del IP para determinar el grado de protección del medio ambiente requerido para la supervivencia en usos específicos.
El grado del IP se compone de dos números. El primer número representa la resistencia a los sólidos, la segunda a los líquidos. Un grado del IP de 00, por ejemplo, significa que no hay protección contra los sólidos o los líquidos. Un grado del IP de la protección de 11 medios contra ingreso por los objetos de 50 milímetros más grandes y contra la lluvia o la condensación. Un grado del IP de la protección de 66 medios contra la penetración por las macropartículas el tamaño del polvo y contra los chorros de agua de alta presión de cualquier dirección.
Para los usos polvorientos, IP54 es el grado mínimo a considerar. Para los usos extremadamente polvorientos, tales como ésos que implican el serrín, el papel, o las partículas de la cartulina, IP65 puede ser más convenientes. Un IP65 valoró el dispositivo maneja un poco de humedad también, pero si la operación en fuertes lluvias se espera, un grado IP66 es más conveniente. Y si el actuador se pudiera sumergir nunca en agua, un grado IP67 sería incluso mejor. IP69K es el más conveniente si el actuador debe soportar un de alta presión, de alta temperatura arrastra proceso. Cumplir los requisitos asociados a IP69K tiene, por ejemplo, haga cada vez más importante en los usos del equipo y de la construcción de cultivo donde el uso del equipo del lavado de la presión está creciendo.
Para probar un sistema para la resistencia de agua, los especialistas referirían a las especificaciones de prueba publicadas para el volumen, la presión, la temperatura y la distancia del agua para cada grado e inundarían el actuador en los tres aviones, siguiendo la especificación. Para probar resistencia al lavado de alta presión abajo, puede ser que lo expongan a la barra 100 (1450 PSI) en una distancia de 0,1 a 0,15 metros en todos los aviones. Después de cada prueba el especialista desmontará el actuador que busca pruebas del ingreso del agua.
Las pruebas estándar de esta clase se hacen típicamente en sistemas estáticos pero la mayor confiabilidad puede ser alcanzada observando funcionamiento bajo condiciones de prueba del IP cuando el actuador es en funcionamiento. Así, es importante saber no sólo que un actuador estático puede soportar un lavado de la presión, pero también que sigue siendo bien protegido al actuar afuera bajo la lluvia. Un actuador inadecuado sellado, por ejemplo, puede actuar como una jeringuilla, chupando el agua de lluvia en el actuador, comprometiendo la electrónica y haciéndolos sin valor. Esta vulnerabilidad no mostraría en una prueba estática, sino mostraría en la prueba dinámica.
La realización de un grado más alto del IP es sobre todo una función de la estrategia de aislamiento. Cada componente se debe sellar, incluyendo los soportes del motor. Los limpiadores, los sellos y las juntas son integrales con éxito a alcanzar de grados del IP. Los limpiadores cepillan apagado los contaminantes del tubo de la extensión durante la operación y son la primera línea de defensa para regar la intrusión. Los sellos sostienen los limpiadores para terminar la protección. Las juntas proporcionan el aislamiento entre las viviendas, los tubos de la cubierta, los motores y los componentes de montaje posteriores.
Protección contra temperatura extrema
Estos últimos años, ha habido una tendencia de ampliar la gama de temperaturas operativa para muchos usos al aire libre. -40 el °C al °C +85 es un nuevo estándar para los usos del vehículo de la agricultura y de la construcción del afor. El bajo del estándar asegura funcionamiento en los climas más fríos. La gama de temperaturas más alta asegura la operación en los climas más calientes en la tierra y da a diseñadores de sistema diseña más flexibilidad, por ejemplo, permitiendo que los actuadores sean colocados más cercano a un compartimiento del reactor.
El estándar aplicado de la prueba es lo más extensamente posible EN60068-2-1 y EN60068-2-2. Los estándares europeos (EN) están siendo ratificados por una de las tres organizaciones de estándares europeos, CEN, Cenelec o ETSI. Para pasar la prueba para la operación de la baja temperatura que un dispositivo debe actuar en la carga clasificada por 96 horas mientras que es termal empapada en -40 °C. Asimismo, pasar la prueba para la operación da alta temperatura que un dispositivo debe actuar en la carga clasificada por 96 horas mientras que es termal empapada en +85 °C.
Los actuadores deben también poder pasar tales pruebas después de inmediato y las variaciones dramáticas de la temperatura tales como pudieron ocurrir cuando estaban montadas en una ubicación da alta temperatura y conseguir salpicadas con la agua fría o el funcionamiento en la carga clasificada y el ciclo de trabajo completos y conseguir arrastradas con la agua fría. Un ejemplo en el otro extremo sería un actuador montado al material de construcción usado en climas fríos y que consigue la presión lavada con agua da alta temperatura al final del día, especialmente si el actuador no había sido utilizado y era frío empapado.
La incorporación de la electrónica a bordo, además de requerir la protección del medio ambiente, también contribuye a la protección contra temperaturas extremas. Donde la protección contra el recalentamiento tradicionalmente se ha proporcionado un triturador termal dentro del motor, hoy que la protección está integrada en la placa de circuito. La protección termal en la placa de circuito protege el motor y a la placa de circuito contra el recalentamiento y permite que el actuador termine el movimiento antes de cerrar. El triturador tradicional en el motor parará el actuador dondequiera en el movimiento si ocurre el recalentamiento. La electrónica también incluye la remuneración termal en la baja temperatura, permitiendo que el actuador dibuje el más de gran intensidad requerida en los temps bajos sin disparar de la molestia.
Protección contra choque operativo
Los perfiles de prueba del último choque cubrir las viviendas, los pernos estructurales, y cualquier montajes de circuito impreso/sensores incluidos en el producto. Dirigido por el estándar de la prueba EN60068-2-27, la prueba para el choque operativo implica 100 operaciones del ² de 400 m/s, 6 pulsos del choque de la duración del ms, que se deben repetir en cada uno de 3 hachas mutuamente perpendiculares. Los componentes más grandes en la placa de circuito impresa tienen RTV se aplicaron para asegurarlo al tablero. Estos componentes fallan típicamente sin el apoyo añadido en altas situaciones de la vibración o del choque.
EN60068-2-32 define la prueba para el choque del descenso. Detalla la caída de un dispositivo sobre un piso de acero o concreto de una plataforma de 1000 milímetros en ambas direcciones de cada eje, y la repetición de eso para un mínimo de seis descensos.
Protección contra la vibración al azar
Además de poder soportar choque termal, el equipo de la apagado-carretera debe poder realizarse con eficacia en medio de la vibración constante. Los protocolos de la prueba, generalmente OEM-específicos, se funcionan con para asegurarse de que los actuadores podrán soportar perfiles estimulantes de la vibración.
La prueba se conduce con la unidad no accionada o que actúa y no montada en el equipo de la vibración dirigido por los niveles espectrales de la densidad del poder mostrados en el cuadro 2. El actuador que es probado se debe prolongar la mitad de la longitud de movimiento y probar en 3 hachas ortogonales por 24 horas cada uno.
Estos puntos múltiples de la ayuda permiten que el actuador sobreviva en muchos altos usos de la vibración. Los componentes más grandes en la placa de circuito impresa se aseguran mecánicamente al tablero y amortiguaron para los altos ambientes del choque o de la vibración. Estos componentes fallan típicamente sin el apoyo añadido en altas situaciones de la vibración o del choque.
Protección contra la corrosión
La inmersión del agua salada y el espray de sal pueden ser una fuente importante de corrosión en los muchos usos de la apagado-carretera asociados al envío o a otro en las operaciones de mar. ASTM B117-11 es un estándar de la prueba para el agua salada, que dice que un dispositivo debe poder soportar un mínimo de 500 horas de espray de sal y ser operativo en el extremo de la prueba sin el ingreso del espray de sal.
Otras fuentes comunes de corrosión incluyen los hidrocarburos, la urea y los fertilizantes. Uno de los estándares aplicados para la resistencia química es lo más extensamente posible el ISO 15003, que proporciona requisitos y la dirección de diseño para los fabricantes de equipo eléctrico usados en maquinaria móvil de la maquinaria agrícola, de la maquinaria del bosque, el ajardinar y el cultivar un huerto. Proporciona los protocolos de la prueba para las condiciones ambientales específicas y define los niveles de gravedad para las condiciones ambientales extremas que pudieron ocurrir durante operaciones típicas.
La prueba para la resistencia química requiere la capacidad de soportar 3 días de operación en medio de las concentraciones químicas siguientes:
• Combustible diesel – 100%
• Aceite hidráulico – 100%
• Aceite del freno – 100%
• Glicol de etileno – solución acuosa del 50%
• Nitrógeno de urea – solución saturada
• NPK Fertilizer*9 (7,5% por cada uno N, P, K) – solución saturada
Otros estándares se aplicaron a la resistencia a la corrosión, particularmente el líquido diesel del extractor (DEF) son el estruendo 70070-05, AUS 32, ISO 22241-1.
Protección contra la variación del voltaje
La variación del voltaje puede resultar de las baterías débiles, reguladores de voltaje culpables, funcionamientos de conexión largos, corroídos atando con alambre conexiones, y poner a tierra pobre. Los últimos actuadores lineares eléctricos, como Thomson Electrak HD, se prueban vigoroso para soportar los niveles voltaicos para los cuales se diseñan así como para los puntos de voltaje, los reveses en polaridad y los cortocircuitos.
La prueba para asegurarse de que un actuador puede aceptar sus niveles voltaicos operativos mínimos y máximos sin estropear, implica el demostrar de que puede soportar un periodo definido de voltaje por un plazo especificado. Por ejemplo, un actuador de 12V DC debe poder actuar en entre 9V DC y 16V DC por cinco minutos. Un actuador clasificado para 24V DC debe poder actuar en entre 18V DC y 32V DC por cinco minutos.
Para asegurar un actuador puede manejar puntos de voltaje operativos accidentales sin daño, un actuador de 12V DC se debe probar para manejar puntos a 26V DC por cinco minutos. Asimismo un actuador de 24V DC se debe probar para dirigir 36V DC por cinco minutos. (Cuadro 4)
Para asegurarse de que el actuador sobreviviera reveses de la polaridad, un actuador de 12V DC debe poder soportar menos la operación de 26V DC por 5 minutos mientras que en 24V DC el actuador debe poder soportar menos 36V DC por 5 minutos.
Los cortocircuitos y la descarga electrostática (ESD) pueden contribuir para dañar en operaciones al aire libre. El estándar de la prueba de ASAE EP455 cubre la prueba del cortocircuito mientras que el ISO 10605 proporciona métodos de prueba del ESD.
Protección contra interferencia electromágnetica
Las placas de circuito impresas están conforme a interferencia electromágnetica (EMI) de una amplia variedad de fuentes. El ISO 13766 y el ISO 7637-2 son los estándares más importantes que proporcionan las instrucciones de prueba para la EMI. Los siguientes están entre los protocolos de la prueba que ofrecen:
• Emisiones conducidas - ISO 13766
• Emisiones irradiadas - ISO 13766
• Inmunidad electromágnetica - ISO 13766
• Transferencia de la carga inductiva - ISO 7637-2
• El poner - ISO 7637-2
• Descarga de la carga - ISO 7637-2
• Prueba transitoria de la inductancia positiva - ISO 7637-2
• Prueba de acoplamiento positiva y negativa - ISO 7637-2
Confianza en el campo
Mientras que ningún protocolo de prueba puede garantizar el ciento por ciento de protección contra todos los asaltos ambientales posibles, las medidas sugirieron arriba se han convertido de una combinación de los requisitos más rigurosos del OEM y de los protocolos de prueba relacionados desarrollados tan por organizaciones de la industria principal. Cuanto mayor es la conformidad a estos estándares, mayor el actuador electromecánico será protegido contra el ambiente que está actuando adentro.
También, además de buscar conformidad con la compañía y estándares industria-definidos, busque las características del diseño siguientes que apoyan conformidad de la protección del medio ambiente y de los estándares:
• Acoplamiento total de componentes
• Lacre completo de todos los componentes, incluyendo el motor y las ventajas
• Diseño aumentado del limpiador
• Tubo de acero inoxidable y adaptadores de la extensión
• Recintos robustos del cinc
• Los trabajos forzados anodizaron los tubos de aluminio de la cubierta
• electrónica Vibración-resistente tal como placa de circuito y potenciómetro impresos
La atención diligente a los estándares y a las características del diseño relacionadas ayudará a promover conformidad, a impulsar flexibilidad en el proceso de diseño y a proporcionar confianza que usted está haciendo todo que se puede hacer para asegurar la protección segura y confiable contra los elementos.