本質安全区域での振動分析用導電性マウントパッド

 

マウントパッド取り付け方法について説明します

 

本質的に安全な環境で機械の振動を測定するために加速度計を設置するには、加速度計のケースが取り付けられる機械と同じ電位である必要があります。通常、これは接地電位です。

本質安全環境における加速度計の取り付けの通常の方法は、機械にねじ穴をドリルで開け、面取りをし、タップを立てることです。これにより、加速度計をスタッドで取り付け、センサーと機械との間で金属同士の直接接触を確保することで導電性を保証することができます。

図1に示すように、機械の表面に小さな円形の平面が加工されています。その加工面の中央に穴が開けられ、タップが立てられています（1/4-28）。その後、加速度計はネジ付きスタッドで機械に取り付けられ、取り付けトルク2〜5 ft-lbで締め付けられます。

残念ながら、一部のモーター製造業者は、防爆モーターのモーターケースの改造に反対しています。モーター製造業者は、小さな面取りされた面やタップ穴がモーターケースに潜在的な故障を引き起こす可能性があると考えています。モーター製造業者は厳格な本質安全要求も満たす必要がありますが、機械振動の監視の利点も理解しているため、代替の取り付け方法が必要です。本アプリケーションノートでは、そのような方法の一つについて説明します。

 

フィンマウントパッド

フィンマウントパッドは、モーターに加速度計を取り付けるための一般的に受け入れられている方法であり、図2に示すようにさまざまなサイズで入手可能です。フィンマウントパッドはモーターの二つの冷却フィンの間の谷部分に設置され、図3に示すようにエポキシを適用して固定します。その後、加速度計はフィンマウントパッドにスタッド取り付けまたは磁気取り付けされ、図4および図5に示すようにモーターの振動を測定します。この場合典型的に使用されるエポキシはDevconプラスチックウェルダーです。接着性は非常に良好で、ショアD硬度78を持ち振動伝達にも優れていますが、絶縁体であるため、内因安全性の要件を満たすことはできません。

導電性エポキシの使用

通常のDevconプラスチック溶接剤は絶縁性エポキシであるため、加速度計、フィンマウントパッド、およびモーターの間で導電性の接合を維持することはできません。導電性の取り付けの問題は、導電性エポキシを使用することで解決できます。

導電性エポキシの例として、Resin Technology Group, LLC（住所：28 Norfolk Avenue, Easton Industrial Park, South Easton, Massachusetts 02375）が提供したものがあります。TIGA 901として知られる製品は次のように説明されています:

「電子機器の接合およびシーリング用途向けに推奨される、電気伝導性のある銀充填エポキシ接着剤で、優れた機械的および電気的特性の組み合わせを必要とする用途に適しています。この二液タイプの滑らかなペースト組成は、精製された純銀とエポキシで構成され、溶剤や銅、炭素添加物を含みません。金属、セラミックス、ガラス、プラスチックラミネートなど、さまざまな異種材料間で強力で耐久性のある電気伝導および熱伝導性のある接合およびコーティングを形成します。TIGA 901は室温で硬化し、熱によるはんだ付けが困難な熱に敏感な部品に対して、「コールドはんだ」として使用することができます。」

TIGA 901は、2.5グラムのバーストパックで提供され、2つの部分を非常に簡単に混合することができました。室温での必要な硬化時間は24時間ですが、ショアD硬度は85で、振動の伝達に非常に適しているはずです。

 

取り付け手順

モーターにフィンマウントパッドを設置する位置が特定されたら、モーターフィンの間の谷部分の塗装を除去する必要があります。作業するためには露出した金属面が必要です。この表面処理には、フィンの間の谷部分とフィンの両内部の壁も含まれなければなりません。鋭い刃のスクレーパーやドリルモーターに装着したワイヤーホイールが表面処理を助けます。

TIGA 901を混ぜ、2つのモーターフィンの間の谷に塗布します。フィンマウントパッドの先端をTIGA 901に置き、24時間の硬化サイクルの間、一時的に固定します。フィンマウントパッドの先端だけがモーターケースに触れていること、またフィンマウントパッドの側面と上部には空間があることを確認してください。

 

これの例は図#6に示されています。

24時間の硬化サイクルの後、デブコン・プラスチックウェルダーをモーターのフィンとフィンマウントパッドの間の空隙を埋めるために追加できます。これにより、マウントの強度が向上しますが、TIGA 901で確立された導電性結合を損なうことはありません。この二次エポキシ充填により、マウントコストを削減し、図7に示されているようにフィンマウントパッドの側壁をサポートすることができます。

狭い場所では、デブコンプラスチックウェルダーを注射器とテーパー付きの先端で塗布することで、モーターのフィンとフィンマウントパッドの間の空隙を埋めることができます。デブコンプラスチックウェルダーが硬化したら（約5～10分）、裸の金属部分に塗装を施し、加速度計を取り付けることができます。

図8および図9は、モーターのフィンマウントパッドにトップエグジットまたはサイドエグジット加速度計を取り付ける例です。

要約

モーターの物理的構造を変更することなく、加速度計の取り付けに成功しました。TIGA 901とDevconプラスチックウェルダーを使用することで、可能な限り低コストで、フィンマウントパッドを支えるための強度を持つ導電性の取り付け方法を提供しました。フィンマウントパッドとモーターケース間の実際の測定抵抗は0.1〜0.2オームの範囲であり、本質的に安全な環境で加速度計を安全に取り付けることが可能です。

 

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