Máquina Automática de Parafusos para Montagem de MCCB: Normas de Torque do Terminal e uma Tabela de Referência

Um máquina automática de aparafusamento é bem adequado para uso em uma linha de produção de disjuntores em caixa moldada por uma razão crucial: o parafuso do terminal é uma junta de segurança vital, e o torque é o único fator que garante sua confiabilidade. O parafuso do terminal em um MCCB não apenas mantém o fio no lugar, mas também fornece a força mecânica de fixação que pressiona o condutor contra o terminal. A própria força de fixação determina a resistência de contato, a capacidade de condução de corrente e a durabilidade da junta contra vibração e aquecimento ao longo dos anos. O torque incorreto resultará na falha da junta, primeiro silenciosamente, depois de forma destrutiva.

O presente artigo é destinado a engenheiros que compreendem a importância de fazê-lo corretamente. O artigo descreve o que o parafuso terminal do MCCB faz, as diferentes regulamentações de torque e um gráfico de referência com todos os valores de torque publicados.

O que o parafuso terminal do MCCB realmente faz

O papel chave do aperto de um MCCB parafuso do terminal é fixar firmemente o condutor ao terminal condutor de corrente por meio de pressão mecânica, resultando em baixa resistência de contato da conexão, sua capacidade de conduzir a corrente nominal e sua resistência ao afrouxamento durante toda a vida útil. Ele fornece os seguintes quatro requisitos, cada um sendo um caso em que o torque incorreto leva à falha no campo.

Garantir uma junta elétrica confiável. O torque do parafuso fornece a força de fixação que aproxima o condutor do metal do terminal, criando um circuito eficiente e de baixa impedância. Um torque insuficiente deixa uma junção de alta resistência já no início da operação.
Manter a resistência de contato e o aumento de temperatura baixos. Como a fixação é suficiente, as lacunas microscópicas na junção são fechadas. Alta resistência de contato leva ao aquecimento I²R e uma conexão solta ou parcial é geralmente uma das fontes muito comuns de ignição em um quadro de distribuição. Esse é o tipo de falha que o controle de torque foi projetado para prevenir.
Resistir à vibração e expansão térmica. Uma junta apertada com o torque correto é capaz de resistir ao autoafrouxamento resultante da vibração do equipamento e da expansão e contração cíclica do cobre durante sua operação. O torque correto garante uma conexão confiável ao longo de milhares de ciclos térmicos.
Garantir a segurança do isolamento. Um condutor devidamente apertado não se soltará e criará um curto-circuito ou circuito aberto, enquanto o conjunto instalado continuará a estar em conformidade com os requisitos de distância e trajetória de fuga para os quais o disjuntor foi testado.

Tanto o aperto insuficiente quanto o aperto excessivo são igualmente perigosos. Um parafuso com torque insuficiente deixa uma conexão solta e superaquecida, enquanto um parafuso com torque excessivo pode danificar a rosca, ou a fixação pode ser danificada ou a moldagem rachada, resultando em uma junta que parece boa na oficina, mas falha na operação após alguns ciclos. Deve-se notar que uma zona segura é um valor específico, não uma direção, o que é precisamente o motivo pelo qual é arriscado confiar em suposições manuais quando grandes volumes estão sendo fabricados.

As normas por trás do torque do terminal MCCB

Os MCCBs são basicamente as normas IEC 60947-2 que tratam de disjuntores de baixa tensão, com as regras básicas provenientes da IEC 60947-1. O requisito para os terminais nesta situação é absoluto: esses terminais devem atender a restrições em termos de confiabilidade mecânica e elétrica e devem ser apertados usando torque conforme a tabela #4 da IEC 60947-1, que é baseada nas dimensões específicas da rosca. Especificamente, o torque do terminal é uma característica declarada que está estritamente associada ao tipo de rosca usada e validada durante os testes.

Com base no fato de que o valor correto é específico para o dispositivo, os fabricantes os publicam. No caso de algumas marcas de MCCB, os valores são indicados a laser nos terminais. Quanto às marcas renomadas, elas incluem os valores em termos de instalação e folhas de dados dos terminais. Assim, a recomendação geral para os técnicos pode ser formulada de maneira simples: o torque oficial para cada dispositivo é o valor escrito no dispositivo em questão, pois ele muda dependendo do tipo de terminal, da seção transversal do fio, do material do condutor, etc. A tabela abaixo é apenas uma referência para algum propósito.

É necessário estar claro sobre quais testes reais as conexões passam, pois isso ajuda a entender que o torque prescrito não é negociável. O processo de verificação é descrito no tratado que descreve o processo de verificação. Durante o processo de verificação do torque, os fios são usados de maneira especificada para garantir que a conexão não queime e não se solte. O terminal que resistiria apenas com base em situações de sorte nunca atenderia ao requisito desse processo de verificação.

Tabela de referência de torque do terminal MCCB

A tabela apresenta os torques de conexão publicados para dois tipos comumente usados de MCCB: ABB Tmax e Siemens 3VA, oferecendo uma visão geral dos valores e permitindo consultar um valor para uma série/quadro específico. Os números são extraídos das diretrizes de instalação dos fabricantes. Em situações onde o mesmo torque é aplicável para vários tamanhos de condutores, o torque varia de acordo com a seção transversal, conforme declarado na última coluna.

Considere-os apenas como valores de referência. É muito importante verificar cada conexão em relação às leituras de torque no seu disjuntor específico e documento de instalação antes da montagem e comissionamento, e manter um registro do torque junto com a identidade da ferramenta e o valor registrado de cada conexão, pois esse registro servirá como um ativo durante auditorias e você também poderá comprovar sua diligência caso alguma conexão seja questionada.

Por que a consistência do torque é um problema na fabricação

O torque, que será aplicado por um técnico no campo, está mostrado na tabela, enquanto a confiabilidade que ele promete é estabelecida muito antes na planta de fabricação onde o dispositivo do disjuntor é produzido. Todo MCCB inclui um conjunto de parafusos nos terminais e parafusos do mecanismo que precisam ser apertados com um torque determinado aplicado no processo de produção. Após a fabricação, essa junção interna deve funcionar de acordo com as leis da física. Se o parafuso não estiver apertado o suficiente, ocorre superaquecimento; ao mesmo tempo, se estiver apertado demais, o invólucro fica danificado.

É aqui que um máquina automática de aparafusamento muda a equação. Em vez de um trabalhador julgar o torque pelo tato, o dispositivo conduz cada parafuso a um valor programado em controle de malha fechada, aplica da mesma forma na primeira unidade do turno e na 10.000ª, e armazena o valor adequadamente. O que não pode ser determinado ou medido durante a montagem manual torna-se um processo fixo que é monitorado. Para os produtores de MCCB em mercados exigentes, há uma diferença entre afirmar qualidade e prová-la.

O aspecto econômico apoia o bom argumento. Uma célula regulada elimina o desvio que pode ocorrer em um processo de montagem manual na última hora do turno, reduz a quantidade de trabalho de inspeção necessária na verificação das conexões e diminui a quantidade de sucata e risco de garantia relacionados ao possível terminal solto que pode se desenvolver uma vez que o interruptor é colocado em uso. Em comparação com os argumentos anteriores, também é importante mencionar a produção da célula dedicada que pode trabalhar um ou até dois turnos sem se cansar. O retorno sobre um máquina automática de parafusos para MCCB geralmente é medido em meses, e a rastreabilidade que ela produz continua a compensar toda vez que uma auditoria do cliente ou uma reclamação de campo precisa ser respondida com dados em vez de garantias.

Como uma máquina automática de parafusos mantém o torque em uma linha MCCB

As operações da célula podem ser classificadas como um circuito fechado, e a maior dimensão dos parafusos MCCB juntamente com seu peso maior em comparação aos fixadores de um disjuntor miniatura requerem que os mecanismos de alimentação e acionamento sejam apropriados para o peso que está sendo manuseado. Como uma máquina automática de alimentação de parafusos e acionador em uma única estrutura, ela realiza a entrega e o aperto controlado juntos, o que diferencia uma célula de produção de um acionador em um suporte.

1. Alimentação de parafusos. Um sistema vibratório ou de alimentação por sopro singula os parafusos do volume e os apresenta, corretamente orientados, ao spindle. A apresentação confiável dos parafusos MCCB mais pesados é o que torna possível um ciclo não assistido.
2. Posicionamento da peça de trabalho. O corpo do disjuntor ou subconjunto do terminal é localizado e fixado para que o furo fique precisamente sob o spindle, o que previne o cruzamento de roscas e erros de aperto nas roscas maiores.
3. Acionamento controlado por torque. Um servo ou acionador DC para o parafuso e para no torque programado, frequentemente com o ângulo monitorado junto com o torque para que uma rosca danificada ou cruzada seja detectada em vez de registrada como aprovada.
4. Verificação em linha. Torque e ângulo são verificados em cada ciclo, e qualquer parafuso que flutue, danifique a rosca ou não assente corretamente é sinalizado na estação, para que uma junta suspeita nunca saia sem marcação.
5. Registro de dados. Cada resultado é registrado contra a unidade, fornecendo a rastreabilidade que auditorias de qualidade e qualificações de clientes exigem cada vez mais.

Vale a pena manter os dois contextos de torque distintos. Os valores na tabela de referência são os torques de conexão de campo que um instalador aplica, retirados dos dados de instalação do fabricante. O valor que um máquina automática de aperto de parafusos é ajustado na linha de montagem vem da especificação do processo do fabricante do disjuntor para a junta interna, que é derivada dos mesmos padrões. Ambos são importantes, e ambos dependem do mesmo princípio: um torque definido, aplicado consistentemente e verificado, é o que torna a conexão segura.

Escolhendo uma máquina automática de parafusos para montagem de MCCB

Nem toda célula de fixação é adequada para trabalho com MCCB. Vários fatores-chave para determinar o tempo de atividade e a qualidade devem ser considerados ao selecionar uma máquina automática de aparafusamento para esta tarefa:

Uma faixa de saída de torque e capacidade de trabalho do acionador deve ser suficiente para seus tamanhos de parafuso, já que os fixadores MCCB geralmente são maiores do que os usados para disjuntores pequenos e um acionador destinado a parafusos pequenos pode não manter a tolerância.
A necessidade de controle de torque em circuito fechado que mede o torque por ciclo.
A exigência de um sistema de alimentação robusto, pois um alimentador bloqueado — e não um spindle lento — é frequentemente responsável pela parada da linha.
A necessidade de registro e capacidade de rastrear dados, já que cada junta tem um registro do valor para controle interno e verificações de auditoria.
A necessidade de fixação e mudanças dependendo do tipo de produto para permitir a troca rápida entre tipos de estruturas de interruptores, em vez de esperar por metade de um turno de trabalho.
A importância de um fornecedor que tenha conhecimento sobre fixadores MCCB.

Conclusão

Embora o parafuso do terminal em um MCCB seja pequeno, ele é crucial para a segurança e certificação. De fato, a força de aperto que se origina deste parafuso é o que determina a resistência de contato, o aumento de temperatura, a resistência a vibrações e a segurança do isolamento, flutuações que diferem não apenas entre si, mas também em relação à manutenção de um torque específico. Em outras palavras, as tabelas da IEC 60947-2 e a marcação do terminal fornecem valores de torque obrigatórios adequados na forma de uma tabela de referência, indicando a discordância nos valores do torque aplicado em vários modelos de MCCB. Isso implica que a aplicação desses valores de torque em volume só pode ser realizada manualmente. Se desejar saber mais sobre seu grupo de produtos e capacidade de produção, entre em contato com a equipe da Benlong Automation.

Huang Xiaolei | Benlong Automação