e-spool - Hệ thống dẫn cáp cho thiết bị hàn ma sát khuấy quỹ đạo với góc quay 660°

Yêu cầu: Hai bộ e-spool (SPHD2) dùng để truyền tải nguồn điện, tín hiệu điều khiển và dữ liệu tới một cụm quay có phạm vi chuyển động lên đến 660°.

Tiêu chí: Giải pháp tiết kiệm chi phí, dễ tích hợp, ít bảo trì và đã được kiểm chứng trong các ứng dụng có chuyển động quay.

Ngành: Chế tạo máy công cụ

Thành công cho khách hàng: Việc sử dụng e-spool mang đến giải pháp đáng tin cậy và hiệu quả cho yêu cầu quay 660°. Giải pháp giúp giảm thiểu nhu cầu bảo trì, hạn chế tiếng ồn và đóng vai trò quan trọng trong việc hiện thực hóa thành công hệ thống hàn quỹ đạo.

ESA Technologies AG là doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực công nghệ năng lượng, chuyên phát triển và chế tạo máy móc, hệ thống phục vụ sản xuất cáp cách điện bằng khí (GIL). Các loại cáp này được sử dụng bởi những tập đoàn lớn như Siemens, GE và Hitachi, đồng thời đóng vai trò quan trọng trong các mạng lưới truyền tải điện cao áp hiện đại.

Hệ thống hàn ma sát khuấy mới do ESA Technologies AG phát triển được thiết kế chuyên biệt để hàn mặt bích vào đầu các ống cáp GIL. Hệ thống sử dụng công nghệ FSW (Friction Stir Welding), giúp giảm khí thải, tiếng ồn, nhu cầu sử dụng khí bảo vệ hoặc vật liệu phụ trợ, đồng thời giảm mức tiêu thụ năng lượng so với các phương pháp hàn truyền thống.

Thiết bị có khả năng gia công các ống có đường kính lên tới 590 mm, độ dày thành ống 8 mm và chiều dài tối đa 12 m.

Một bộ phận then chốt của hệ thống là cụm quay, phải thực hiện góc quay lên đến 660° đồng thời truyền tải liên tục nguồn điện, tín hiệu điều khiển và dữ liệu cảm biến mà không bị gián đoạn. Cụm này được trang bị ba bộ truyền động servo, một bộ truyền động vít me công suất 5,5 kW, một camera giám sát cùng nhiều cảm biến và phần tử đo lường khác.

Mỗi năm, hệ thống thực hiện khoảng 13.000 - 15.000 chu kỳ hoạt động. Vì vậy, ESA Technologies AG cần một giải pháp dẫn hướng cáp quay đáng tin cậy để truyền tải năng lượng và dữ liệu.

Ban đầu, phương án sử dụng tang cuốn cáp lò xo kết hợp vòng tiếp điện đã được cân nhắc. Tuy nhiên, giải pháp này không được lựa chọn do chi phí cao, yêu cầu bảo trì lớn và thiết kế phức tạp.

Ngay từ giai đoạn lên ý tưởng cho hệ thống hàn ma sát khuấy, igus® đã phối hợp cùng khách hàng để tìm ra giải pháp dẫn hướng cáp tối ưu. Cuối cùng, bài toán truyền tải năng lượng và dữ liệu trong điều kiện quay đã được giải quyết bằng cách sử dụng hai tang cuốn cáp e-spool® có lò xo (SPHD2).

e-spool là tang cuốn cáp lò xo không sử dụng vòng tiếp điện (slip ring), cho phép truyền tải nguồn điện, tín hiệu điều khiển và dữ liệu một cách đơn giản, linh hoạt và đáng tin cậy. Giải pháp này thay thế vòng tiếp điện, vốn cho phép quay liên tục nhưng thường đi kèm chi phí cao hơn, nhu cầu bảo trì lớn hơn và độ phức tạp thiết kế cao hơn.

Điểm đặc biệt của ứng dụng nằm ở việc cáp phải được dẫn tới một cụm quay vừa quay quanh tâm vừa thực hiện chuyển động xoay lên đến 660°. e-spool bảo đảm rằng cáp luôn được dẫn hướng an toàn bên trong xích dẫn cáp. Mặc dù yêu cầu kỹ thuật rất phức tạp, giải pháp vẫn có thể được tích hợp một cách dễ dàng.

Khả năng vận hành ít bảo trì cùng độ tin cậy đã được kiểm chứng của e-spool là những yếu tố quyết định sự thành công của dự án này.

Nhìn chung, e-spool đã góp phần quan trọng vào việc triển khai thành công hệ thống bằng cách cung cấp giải pháp dẫn hướng cáp đơn giản, tối ưu và tiết kiệm chi phí cho máy hàn ma sát khuấy.