Como especificar uma caixa de controle elétrica NEMA 12 personalizada para máquinas industriais

Quando uma caixa de controle elétrico é instalada como parte de uma máquina industrial, a seleção de um gabinete padrão muitas vezes não é suficiente. O invólucro pode precisar corresponder à estrutura da máquina, acomodar componentes de controle específicos, fornecer proteção ambiental definida e permitir a entrada e saída de cabos através de locais predeterminados.

Um projeto recente de fornecimento de caixas de controle ilustra os requisitos típicos envolvidos neste tipo de aplicação. Os gabinetes solicitados foram projetados para instalação na estrutura inferior de uma máquina, com dois tamanhos de gabinete diferentes, construção em aço galvanizado de 2 mm, acabamento cinza claro RAL7035, soldagem contínua, proteção NEMA tipo 12 e aberturas para passagem de cabos com escova-tira.

Para fabricantes de equipamentos e equipes de compras de engenharia, esses requisitos fornecem uma referência útil para especificar uma caixa de controle elétrico personalizada.

 

Comece com a interface da máquina, não apenas com as dimensões da caixa

 

Uma caixa de controle personalizada deve primeiro ser avaliada como parte da montagem da máquinaem vez de uma caixa de metal independente.

Por exemplo, um gabinete-montado em máquina pode precisar caber em um espaço limitado abaixo do equipamento, mantendo distância de membros estruturais, motores, componentes móveis, bandejas de cabos e áreas de acesso para manutenção. As dimensões externas, portanto, precisam ser coordenadas com o layout real da máquina.

Em um projeto industrial, foram especificados dois tamanhos de gabinete:

• 700×1250×500mm
• 350 × 450 × 500 milímetros

Foram necessárias quatro unidades para cada tamanho, totalizando uma quantidade total de projeto de oito gabinetes.

Nesta fase, as dimensões por si só não fornecem informações suficientes para a produção. O fornecedor do gabinete também pode precisar da posição dos furos de montagem, das dimensões do suporte, da direção de abertura da porta, dos locais de entrada dos cabos, dos requisitos de montagem interna e do peso esperado dos componentes elétricos instalados.

Para caixas de controle grandes, a interface de montagem torna-se particularmente importante porque o gabinete pode sofrer cargas de componentes internos, feixes de cabos, vibração e operação repetida da porta.

 

Por que o aço galvanizado de 2 mm pode ser especificado

 

A espessura do material afeta a resistência do gabinete e o comportamento de fabricação.

Uma chapa de aço galvanizado de 2 mm fornece uma estrutura metálica substancial para a fabricação de caixas de controle industrial. Ele pode ser usado para corpos soldados, portas, estruturas de montagem e componentes de reforço, dependendo do projeto do gabinete.

O aço galvanizado também fornece um revestimento de zinco no substrato de aço, o que pode contribuir para a proteção contra corrosão. No entanto, o sistema-de tratamento de superfície final ainda deve ser especificado de acordo com o ambiente pretendido e os requisitos de aparência.

Quando um cliente solicita RAL7035 cinza claro, o fornecedor deve confirmar se o requisito se refere a um acabamento com-revestimento em pó, outro sistema de revestimento ou uma especificação de pintura específica. A cor por si só não define a espessura do revestimento, o pré-tratamento, a adesão ou o desempenho contra a corrosão.

Para projetos de gabinetes industriais, a especificação do material deve, portanto, abranger mais do que “aço galvanizado de 2 mm”. Uma especificação completa pode incluir:

• Classe de aço
• Espessura do material base
• Condição do revestimento de zinco
• Pré-tratamento de superfície
• Tipo de revestimento
• Espessura do revestimento
• Cor RAL
• Requisitos de acabamento interno e externo

Esta informação reduz as diferenças entre a especificação da cotação e a amostra final de produção.

 

Soldagem contínua é importante para gabinetes grandes

 

A soldagem contínua é outro requisito significativo em uma caixa de controle personalizada.

Grandes gabinetes-de chapa metálica contêm vários painéis unidos, cantos, costuras, portas e estruturas de reforço. Se o corpo for montado apenas com soldas intermitentes, o invólucro poderá apresentar costuras descontínuas que afetam a rigidez estrutural e a vedação ambiental.

A soldagem contínua cria uma costura unida ao longo das áreas especificadas do corpo do gabinete. Após a soldagem, pode ser necessário lixar e terminar dependendo da superfície visível e dos requisitos de vedação.

Para caixas de controle-de grande formato, a soldagem também apresenta um desafio de fabricação: o calor pode causar distorção-de chapa metálica.

O processo de produção, portanto, precisa controlar:

• Sequência de soldagem
• Posicionamento do aparelho
• Entrada de calor
• Alinhamento do painel
• Correção-pós-soldagem
• Inspeção dimensional final

Isto se torna especialmente importante para um gabinete medindo 1250 mm de largura. Mesmo desvios dimensionais relativamente pequenos podem afetar o alinhamento da porta, a compressão da junta, as interfaces de montagem e a instalação de painéis internos.

 

O que o NEMA tipo 12 significa para uma caixa de controle?

 

NEMA Tipo 12 destina-se ao uso interno em-locais não perigosos. De acordo com a National Electrical Manufacturers Association, os gabinetes Tipo 12 fornecem proteção contra queda de sujeira e circulação de poeira, fiapos, fibras e resíduos, bem como proteção contra gotejamentos e respingos leves de água.

Isso torna a NEMA 12 relevante para muitos ambientes industriais internos onde equipamentos elétricos podem ser expostos a poeira transportada pelo ar, detritos de produção ou exposição a líquidos leves.

No entanto, a NEMA Tipo 12 não deve ser tratada simplesmente como sinônimo de “caixa metálica selada”.

O projeto do gabinete deve considerar a estrutura completa, incluindo:

• Interfaces de porta e tampa
• Juntas
• Costuras soldadas
• Pontos de entrada de cabos
• Aberturas de montagem
• Fixadores
• Dobradiças e fechaduras
• Ventilação ou outras aberturas

NEMA 250 cobre requisitos de gabinete para equipamentos elétricos de até 1000 V e inclui o Tipo 12 entre os tipos de gabinete interno.

Portanto, um fornecedor deve evitar reivindicar uma classificação NEMA baseada apenas no material ou método de soldagem. A configuração final do gabinete e os testes aplicáveis ​​ou a documentação de conformidade precisam dar suporte ao tipo de gabinete especificado.

 

O design da entrada do cabo pode afetar a classificação do gabinete

 

O roteamento de cabos é uma das partes mais frequentemente esquecidas de uma especificação de caixa de controle personalizada.

No projeto descrito acima, o cliente solicitou uma faixa de escova para cobrir as aberturas de passagem de cabos. As tiras de escova podem fornecer uma maneira prática de organizar vários cabos e, ao mesmo tempo, permitir que cabos de diferentes diâmetros passem por uma abertura.

No entanto, uma área aberta-de roteamento de cabos cria um possível problema de proteção ambiental.

Para uma aplicação NEMA 12, o projeto-da entrada do cabo deve, portanto, ser avaliado como parte do sistema de gabinete completo. O fornecedor deve confirmar:

• Dimensões de abertura
• Estrutura-de pincel
• Densidade e cobertura do pincel
• Quantidade de cabos
• Faixa de diâmetro do cabo
• Direção de entrada
• Localização da abertura
• Requisitos de vedação

Proteção NEMA necessária após a instalação do cabo

O ponto principal é que uma faixa de escova é principalmente um componente de cobertura de-gerenciamento e abertura-de cabos. Não se deve presumir automaticamente que fornece o mesmo desempenho de vedação que uma placa prensa-cabo totalmente vedada.

Se o cliente exigir roteamento flexível de cabos e uma classificação de gabinete definida, a estrutura de entrada deverá ser revisada durante a engenharia, em vez de adicionada posteriormente.

 

Grandes caixas de controle precisam de reforço estrutural

 

Um invólucro de 700 × 1250 × 500 mm tem requisitos estruturais substancialmente diferentes de uma pequena caixa de junção.

Grandes painéis planos de aço podem deformar sob seu próprio peso ou quando componentes adicionais são instalados. O tamanho da porta também afeta o carregamento e o alinhamento das dobradiças.

Dependendo da configuração interna, o gabinete pode exigir:

• Barras de reforço internas
• Reforços de porta
• Trilhos de montagem
• Áreas de dobradiça reforçadas
• Suportes de montagem
• Placas de montagem internas
• Disposições de levantamento
• Suportes estruturais adicionais

O reforço exato deve ser determinado a partir das dimensões do gabinete, peso do componente, método de instalação e interface da máquina.

Para aplicações-montadas em máquinas, a estrutura de montagem também deve ser considerada juntamente com as condições de vibração. O gabinete pode ser rígido o suficiente como um gabinete independente, mas ainda assim requer suporte de montagem adicional quando conectado à estrutura de uma máquina.

 

Que informações devem ser incluídas em uma RFQ de gabinete personalizado?

 

Uma solicitação de cotação detalhada permite que os fabricantes de gabinetes calculem ferramentas, consumo de material, tempo de produção e requisitos de montagem com mais precisão.

Para uma caixa de controle elétrico personalizada, o ideal é que os compradores forneçam:

Dimensões:
Altura, largura e profundidade totais, de preferência com desenho 2D ou 3D.

Material:
Tipo de aço, aço inoxidável, alumínio, aço galvanizado ou outro material especificado.

Grossura:
Espessura da chapa para corpo, porta, placa de montagem e componentes de reforço, quando aplicável.

Classificação ambiental:
Tipo NEMA, classificação IP ou outra especificação de proteção necessária.

Tratamento de superfície:
Pré-tratamento, sistema de revestimento, espessura do revestimento e cor RAL.

Entrada de cabo:
Placas prensa-cabos, tiras de escova, perfurações, recortes ou aberturas personalizadas.

Montagem:
Montagem em parede, montagem em piso, montagem em máquina, suportes, furos de montagem ou interfaces estruturais.

Configuração interna:
Placas de montagem, trilhos DIN, suportes de terminais, divisórias, estruturas-de gerenciamento de cabos e folgas de componentes.

Configuração da porta:
Posição da dobradiça, ângulo de abertura, tipo de fechadura, maçaneta, requisitos de porta removível e disposição da junta.

Quantidade:
Quantidade de protótipo, quantidade de pedido experimental e volume de produção esperado.

Conformidade:
NEMA, UL, IEC ou outros requisitos aplicáveis.

Fornecer esses detalhes antecipadamente pode reduzir a comunicação repetida de engenharia e tornar as cotações dos fornecedores mais comparáveis.

 

A fabricação de gabinetes personalizados deve incluir revisão de engenharia

 

Para caixas de controle-integradas à máquina, o processo de fabricação deve começar com a revisão do desenho, em vez da fabricação imediata.

O fornecedor pode revisar as dimensões do gabinete, a espessura do material, a estrutura de soldagem, as aberturas dos cabos, os pontos de montagem, a construção da porta e o espaço interno antes da produção.

Isto é particularmente importante quando o cliente forneceu apenas um desenho isométrico e uma especificação geral. Detalhes adicionais de produção ainda podem precisar ser confirmados antes que o desenho final de fabricação seja divulgado.

Uma revisão prática de engenharia pode identificar possíveis conflitos, como espaço livre insuficiente na porta, painéis grandes não suportados, interferência na entrada-de cabos, fixadores inacessíveis ou pontos de montagem que entram em conflito com a estrutura da máquina.

Depois que esses detalhes forem confirmados, o fornecedor poderá prosseguir com a fabricação-de chapa metálica, corte, dobra, soldagem, tratamento de superfície, montagem, inspeção dimensional e inspeção de qualidade final.

 

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