Recortes, prensaestopas y ventanas HMI: cómo especificarlos

Para un cuerpo de 304 o 316L con aberturas hechas en fábrica, consulte gabinetes de acero inoxidable con recortes personalizados: cuerpos estándar para comenzar, la lista de verificación de planos y el camino hacia una modificación cotizada.

La regla: el componente más débil determina la clasificación

Una clasificación de tipo se aplica al gabinete según su instalación. NEMA establece que los accesorios "deben probarse de forma independiente para una clasificación de tipo igual o mejor que la clasificación de tipo del gabinete en el que se pretende instalarlos", y que la clasificación general de un conjunto instalado en campo "siempre está limitada por la clasificación de tipo menos severa de todos los componentes involucrados". Las clasificaciones IP funcionan de la misma manera: la guía técnica de un fabricante de gabinetes indica que "el IP solo puede mantenerse si el componente/accesorio/periférico instalado en el orificio/recorte cumple como mínimo con la clasificación IP estándar del gabinete".

En la práctica, para un gabinete NEMA 4X-type / IP66:

• Utilice hubs de conducto, prensaestopas, operadores, pantallas, ventilaciones y ventanas marcados como Tipo 4X (y IP66 o superior).
• Instale cada uno con su propia junta o sello, en una superficie limpia, plana y desbarbada, apretado según el torque de sus instrucciones.
• Cierre los orificios no utilizados con tapones de cierre clasificados para el tipo de gabinete, no con cinta o sellador.

Entradas de conducto y tamaños de knockout

Los orificios para los accesorios de conducto siguen los diámetros de knockout del Boletín NEMA 71 (la misma tabla aparece en UL 50). Utilice un hub de conducto sellado y estanco para las entradas de conducto en un gabinete 4X, y verifique que el hub mismo esté marcado para el Tipo 4X.

Los juegos de punzones pueden cortar de manera ligeramente diferente a estos valores nominales; lo que importa es que la contratuerca y el sello del accesorio cubran completamente el orificio. ¿Va a instalar muchos conductos en una misma cara? No existe un porcentaje de área abierta para el diseño: las reglas de sellado para penetraciones en gabinetes explican qué es lo que las limita, el sello de cada accesorio y la rigidez de la placa.

Prensaestopas: rosca, orificio y diámetro del cable

Un prensaestopas sella un cable a través de la pared. Tres opciones lo definen:

• Sistema de roscas. Las roscas métricas (EN 60423, M12 a M63 con un paso de 1.5 mm en rangos comunes de prensaestopas) son el estándar para equipos nuevos. Las roscas PG (DIN 40430) son el sistema europeo antiguo y no son intercambiables con las métricas. NPT es la rosca de tubería cónica norteamericana utilizada con accesorios tipo conducto.
• Tamaño de orificio. Los orificios pasantes tienen un tamaño apenas superior a la rosca: los planos de los fabricantes de prensaestopas para M20, por ejemplo, requieren aproximadamente 20.0–20.5 mm. Utilice el tamaño de orificio en el plano del prensaestopas que instalará.
• Rango de sujeción. Cada prensaestopas sella cables dentro de un rango de diámetro exterior establecido. Mida el cable y elija el prensaestopas adecuado; un cable por debajo del rango no sellará.

Las clasificaciones IP de los prensaestopas se comprueban bajo condiciones específicas: un fabricante clasifica sus prensaestopas de poliamida IP68 a 5 bar durante 30 minutos, con el cable correcto y el prensaestopas instalado según su ficha técnica. El par de apriete es parte de ello y varía según el tamaño y el material (el mismo fabricante indica 3 N·m para un prensaestopas de poliamida M20 y 10 N·m para metal M20). En áreas de lavado a presión, elija un material de prensaestopas que tolere sus productos químicos de limpieza.

La configuración del mini PC NEMA4 Enclosure, por ejemplo, añade dos prensaestopas para alimentación y red en orificios de 20.5 mm.

Botones pulsadores, luces piloto y selectores

Los dispositivos del operador vienen en dos tamaños de montaje:

• 22 mm (estilo IEC): la hoja de datos de un fabricante importante requiere un orificio de 22.3 mm, +0.4 / -0 mm, con 22.5 mm recomendados, y una función antirrotación para selectores y paros de emergencia. Su espaciado mínimo entre centros es de 40 × 30 mm para terminales de sujeción por tornillo.
• 30 mm (estilo NEMA): aproximadamente 30.5 mm; un fabricante principal especifica 1-13/64 pulg (30.6 mm). El grosor del panel queda cubierto por la elección de la junta, hasta 1/4 pulg (6.4 mm) para ese rango.

Verifique la clasificación propia de cada dispositivo. En la misma familia de 30 mm, un rango tiene una clasificación de Tipo 4 y 13, mientras que su contraparte resistente a la corrosión tiene una clasificación de Tipo 4, 4X y 13, y el fabricante indica que los dispositivos mantienen sus clasificaciones de tipo solo cuando se montan correctamente en un gabinete con la misma clasificación. Para una puerta de lavado a presión, especifique 4X operadores. Nuestro diseñador de recortes coloca directamente los orificios para operadores de 22.5 mm y 30.5 mm.

Recortes para HMI y panel PC

Un panel táctil, HMI o panel PC se sella contra la parte frontal de la puerta con su propia junta, sujeto mediante clips de montaje o pernos desde atrás. Tres números del manual de instalación del dispositivo determinan si tendrá estanqueidad:

• Tamaño de recorte y tolerancia. Los manuales típicos de HMI indican el recorte con una tolerancia estrecha de un solo lado, por ejemplo, +1 / -0 mm (o +0.5 / -0 mm en algunos modelos). Si es demasiado pequeño, no cabrá; si es demasiado grande, es posible que la junta no cubra el borde.
• Rango de espesor del panel. Los clips de montaje funcionan en un rango establecido, por ejemplo, de 1.6 a 5 mm en un manual de HMI, o de 1.5 a 4.8 mm para el adaptador de otro fabricante. Compárelo con el espesor de la lámina de la puerta, que en nuestros gabinetes de montaje en pared es de 1.2 a 2.0 mm (calibre 18 a 14) dependiendo del tamaño y se indica en cada página de producto.
• Torque de sujeción y planicidad. Un fabricante especifica de 2.3 a 2.6 N·m en los tornillos del clip "para proporcionar un sello adecuado" y advierte que la junta es un sello de compresión, por lo que no se deben usar compuestos selladores; otro advierte que una pared de instalación delgada puede deformarse y puede necesitar refuerzo.

Las clasificaciones del frente del HMI se aplican solo cuando la unidad se instala según las instrucciones: un manual establece que su clasificación frontal IP65 y Tipo 4X/13 se aplica "en el panel frontal cuando se instala correctamente en un gabinete". Las juntas envejecen y los fabricantes de HMI recomiendan reemplazarlas periódicamente; uno de ellos indica al menos una vez al año.

Panel PC de IMD. Si elige la configuración de panel PC de un gabinete de montaje en pared, la puerta se corta con láser para la abertura exacta del panel de ese panel PC de IMD, se desbarba y se equipa con pernos de montaje antes de su envío. Para un panel PC por separado, nuestros gabinetes HMI son carcasas delgadas de acero inoxidable 304 cortadas para un panel PC de IMD, con un sello frontal IP65-type con la pantalla instalada, clasificado por el fabricante; no listado por UL. Para cualquier otro HMI, envíenos su plano de recorte.

Ventanas de visualización

Una ventana permite a los operadores leer medidores o indicadores sin abrir la puerta. Las ventanas se sellan con juntas en la puerta y, como cualquier otra abertura, necesitan una clasificación que coincida con la del gabinete. La elección del acristalamiento:

• Policarbonato: resistencia al impacto muy alta y buena resistencia al calor, pero la luz UV lo amarillea con el tiempo, y su resistencia química depende del producto químico: algunos solventes causan agrietamiento por tensión.
• Acrílico: menor resistencia al impacto que el policarbonato, pero resiste mejor los rayos UV y los rayones.
• Vidrio: duro y resistente a los arañazos; las ventanas de inspección de vidrio en marcos de acero inoxidable 316 se venden con clasificaciones NEMA 4X para uso de lavado a presión.

Verifique la compatibilidad del material de la ventana con sus productos químicos de limpieza y con la luz solar.

Reglas de colocación para mantener el sellado

• Manténgase alejado de la junta, la bisagra y los cierres. La junta de la puerta necesita una superficie de contacto continua; los orificios cerca de ella debilitan el sello y obstruyen el borde de la puerta.
• Considere el interior. Un dispositivo en la puerta debe tener espacio libre respecto a la placa de montaje y sus componentes cuando la puerta se cierra, y los prensaestopas necesitan espacio para la curvatura del cable en el interior.
• Los recortes grandes en puertas delgadas pueden necesitar refuerzo para que la puerta permanezca plana contra su junta.
• Entradas de cables desde abajo donde sea posible, en ubicaciones exteriores y de lavado a presión, para que el agua escurra de las entradas.
• Trabaje el acero inoxidable con herramientas de acero inoxidable. La guía de fabricación indica el uso de herramientas dedicadas al acero inoxidable: el hierro de taladros, punzones o limas de acero al carbono provoca manchas de óxido. Elimine las rebabas de cada orificio y mantenga los bordes de corte afilados para evitar el endurecimiento por deformación.

Nuestro diseñador de recortes marca en rojo, con palabras sencillas, los solapamientos y los recortes que estén demasiado cerca de la junta, la bisagra, el cierre o un borde, antes de que envíe cualquier cosa.

Cómo enviar un diseño para que podamos realizar una cotización

1. Comience con un tamaño de catálogo. Encuentre el gabinete más cercano, o un gabinete HMI para una pantalla.
2. Nombre la cara: puerta, parte superior, parte inferior, izquierda, derecha, parte posterior o la placa de montaje interior.
3. Proporcione un punto de referencia: posiciones medidas desde el centro o desde una esquina establecida de esa cara, en mm o pulg.
4. Enumere cada abertura: tipo, tamaño y tolerancia (redonda, rectangular, rosca y tamaño del prensaestopas, operador de 22 o 30 mm, recorte de pantalla), y el número de pieza del dispositivo que encaja en ella.
5. Material y cantidad: 304 o 316L, y cuántos.

La forma más rápida es el diseñador de recortes: seleccione el gabinete y una cara, coloque orificios redondos y rectangulares, pulsadores de 22.5 y 30.5 mm, prensaestopas métricos y NPT, aberturas para pantallas IMD, aberturas para ventiladores y filtros, y ventanas; luego descargue el diseño como un PDF o DXF con dimensiones y solicite una cotización. O suba su propio plano (PDF, DXF, DWG o STEP). El trabajo personalizado se cotiza, no tiene precio en línea.

Preguntas frecuentes

Fuentes

1. NEMA, "Preguntas frecuentes de NEMA: Gabinetes" (Q15, accesorios y la regla del eslabón más débil)
2. Boletín de ingeniería de NEMA No. 71, diámetros de knockouts y dimensiones de accesorios (Tabla 71-1A)
3. UL 50, 13th ed. (copia histórica): relleno de aberturas para mantener la integridad ambiental; knockouts del Anexo D
4. nVent HOFFMAN, Información técnica (la clasificación IP se mantiene solo con componentes clasificados en los recortes)
5. Lapp, dimensiones de rosca T21 y pares de apriete para prensaestopas (EN 60423, DIN 40430, NPT)
6. Lapp, dimensiones de los orificios de montaje para prensaestopas métricos
7. Lapp, hoja de instrucciones SKINTOP (rango de sujeción, condiciones de prueba IP68)
8. Bär, "Roscas en prensaestopas" (métrica vs PG vs NPT)
9. Schneider Electric, ficha técnica del operador Harmony XB5 22 mm (tamaño del orificio, espaciado)
10. Rockwell Automation, Boletín 800T/800H instalación de operadores de 30 mm (tamaño del orificio, clasificaciones de tipo)
11. Manual de hardware de la serie Pro-face GP4000 (tolerancia de recorte, espesor del panel, deformación, reemplazo de la junta, clasificación frontal)
12. Rockwell Automation, PanelView 5510 / Plus 7 instalación en acero inoxidable (par de apriete del clip, junta de compresión)
13. Rockwell Automation, instalación del kit de adaptador (rango de espesor del panel, torque Tipo 4X)
14. Polymershapes, policarbonato vs acrílico y Covestro, resistencia química del policarbonato
15. McMaster-Carr, ventanas de inspección para gabinetes (vidrio, marco de acero inoxidable, NEMA 4X)
16. Aalco, Fabricación de acero inoxidable (herramientas dedicadas, bordes afilados, contaminación; copia archivada)