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重載編碼器:高精度重量級冠軍選手

振動傳感器 2020-07-23 301 0

堡盟重載編碼器繼承了原霍伯納柏林(Hübner Berlin)的開創性重載技術。半個多世紀以前,霍伯納柏林開發出了這類特別可靠、堅固的旋轉編碼器。從那時起,這類編碼器便廣泛地應用于各種工況惡劣且不容出錯的應用場合。那么,重載編碼器與普通編碼器有哪些本質區別?它們為用戶提供哪些選擇呢?

碼頭起重機每天裝卸數千噸貨物;礦業公司利用全長數千米的輸送系統來運送重量達千噸的礦石;電梯每天運載乘客數千人次;汽車廠商利用自動化生產線運送處于不同組裝階段的汽車;總量重達數千噸的升降橋可同時承載多列火車,并且每天起降多次以供船舶通過……諸如此類的場景可謂數不勝數,構成了重載編碼器應用的宏偉畫卷——在任何時候,重載編碼器都必須長期在惡劣的工況下可靠地完成艱巨任務。

自霍伯納柏林于20世紀50年代開發出代表最高標準的旋轉編碼器以來,“重載”這一術語便一直與該公司息息相關。從那時起,霍伯納柏林(現為傳感器專家堡盟集團旗下品牌)不斷改進其產品,并始終被視為重載編碼器領域的專家。不過,當我們談論重載編碼器時,我們究竟在說什么呢?畢竟,這一術語并不受法律保護,也沒有任何標準對其進行規范。這樣,“重載”僅僅意味著“經久耐用”。這可能也是為什么有人認為重載編碼器只是外殼壁厚實、具有防銹功能而已。實際上,該術語的含義遠不止于此。

什么樣的編碼器堪稱“重載編碼器”?

對于堡盟來說,重載技術提供全方位的性能保障。首先,這意味著即便在最惡劣的工況下,這種編碼器也絕不會讓用戶失望。其次,即便在長期使用過程中,這些“重量級”選手的精度也不會輸給“輕量級”旋轉編碼器。堡盟重載編碼器之所以滿足上述要求,是因為以下四項特性:

高精度:旋轉編碼器必須提供可靠的信號,這樣用戶才能精確地控制驅動裝置和發電機。設備控制系統將這些信號用于驅動裝置的轉速監控或機械部件的位置反饋。這些信號是控制器獲得轉速信息并及時進行干預的唯一方法,例如當驅動裝置超過或未達到設定的轉速范圍時。由于機械設備和系統通常十分龐大(如碼頭起重機、斗輪挖掘機、軋機、垃圾粉碎機等),人們可能會誤以為這些設備并不需要太高的精度。然而,事實并非如此。特別是在搬運重物時需要很大的力(例如裝卸重達數噸的集裝箱),哪怕一個小小的測量誤差都可能導致一系列嚴重后果。

堅固性:重載編碼器必須足夠堅固,才能長年承受猛烈的沖擊、振動以及作用于編碼器軸上的外力。畢竟編碼器的更換成本非常高昂,這并不是因為編碼器本身有多貴,而是因為編碼器安裝的位置難以進入,并且更換時整個系統必須停機。重載編碼器擁有以下幾項特點:兩端式寬間隙大尺寸軸承,可補償徑向和軸向負載;堅固的厚壁外殼;抗沖擊和抗振動,為內部元件提供持久保護。

密封性:重載編碼器通常安裝在多塵、潮濕或受污染環境中,因此編碼器外殼必須具有良好的密封性,尤其是軸和電氣接口等關鍵位置。此外,由于編碼器可能與化學品或海水接觸,因此必須采用合適的外殼材料和涂層來實現出色的防腐蝕性能。

電氣穩定性:重載編碼器必須具備抗電磁干擾能力。磁場通常由附近鋪設的非屏蔽電纜產生,這種現象在許多應用中十分常見。如果沒有適當的屏蔽措施,編碼器中的電子元器件可能會損壞或發出錯誤的測量信號。此外,軸承內部的電勢差會形成軸電流,而軸電流可能引燃軸承潤滑油,導致軸承損壞。鑒于上述原因,重載編碼器內部的電子元器件必須與操作環境實現電氣隔離。

絕對值或增量式編碼器:超越標準

如上所述,重載編碼器的應用領域十分廣泛。因此,堡盟重載產品組合也相當豐富,包括各種型號的增量式或絕對值編碼器。HOG 10 / POG 10系列是增量式重載編碼器中的標桿產品。如以下兩個案例所示,HOG10重載編碼器擁有更多堡盟產品所獨有的特性,可顯著提高安裝精度:

重載編碼器通常安裝在惡劣的工作環境中,周圍充斥著灰塵、潮氣和化學品,因此需要設置強大的防護密封件。但是,各種密封件又不盡相同:HOG 10之所以提供多種密封設計,正是為了在各種工況下為編碼器提供最佳防護,包括油性、潮濕或多塵環境,海上和熱帶氣候,水泥廠或其他惡劣環境。例如,密封件十分可靠,能夠承受各種粗細固體顆粒的沖擊,并且具有優異的長期耐磨性。此外,密封件不會產生摩擦力,從而有效防止任何性能損失。這種密封設計是最有效的,并且在高速下消耗的能量更少。

由于重載編碼器一般安裝在大型設備中,其信號傳輸距離通常不得低于100米。因此,堡盟非常重視編碼器的信號質量,并采用防短路功率晶體管實現大功率輸出。其中,某些產品的信號傳輸距離甚至可以達到550米。如果需要更長的傳輸距離,還可采用光纜來實現長達1.5千米的無噪聲信號傳輸。

同樣,堡盟的絕對值重載編碼器(如HMG 10 / PMG 10)也擁有超越標準編碼器的特殊功能,例如通過Profinet接口輸出精確的位置信號。通常情況下,除了絕對位置信息,還需要增量信號來輸出速度反饋,因此絕對值重載編碼器會通過SSI或現場總線等串行數字接口輸出增量位置信號,例如HTL或TTL。部分型號的產品甚至可以集成超速開關,通過開關量輸出提供極限轉速信息。

適合各種應用的靈活解決方案

編碼器支持多種安裝方案,無論是空心軸設計(通孔或盲孔)、錐孔型設計,還是可選配歐式法蘭B10的實心軸設計,都沒問題。如果需要,重載編碼器、超速開關和測速發電機可以合并為一個堅固的單元,這樣不僅節省安裝空間,還可以在同一根傳動軸同時測得各類輸出信號。在煤塵、腐蝕性空氣或鋼廠內的高溫等極其苛刻的工況下,堡盟大型編碼器HOG 16 / 22 / 28可用于監控傳動軸的極限轉速。

堡盟的重載編碼器產品非常豐富,感興趣的買家最好先咨詢我們的專家,確定哪款編碼器最適合您的應用。無論最終選擇哪款產品,您都將受益于堡盟重載編碼器超出平均水平的高精度和耐用性。

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堡盟HMG 10 / PMG 10系列絕對值重載編碼器的革命性設計融合了久經考驗的兩端式軸承設計、高精度磁感應技術以及受專利保護的微型自發電機構。堡盟重載編碼器繼承了原霍伯納柏林久經考驗的重載技術,并采用根據最新EMC技術進行優化的抗干擾設計。

2

憑借精密的密封設計,堡盟重載編碼器可在很寬的溫度范圍(高達+95°C)內實現IP66和IP67防護等級。先進的迷宮式密封和軸封組合可以長期保護堡盟重載編碼器不被各種固體物、濕氣和粘性污染物所影響。

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堡盟重載編碼器采用堅固的兩端式軸承設計,令同類產品望塵莫及。憑借無與倫比的徑向和軸向負載承受能力,這種設計可確保極高的機械承載潛力和超長的使用壽命。

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