Recortes, prensa-cabos e janelas HMI: como especificá-los

Para um corpo 304 ou 316L com aberturas feitas de fábrica, veja gabinetes de aço inoxidável com recortes personalizados: corpos padrão para começar, a lista de verificação de desenho e o caminho para um orçamento de modificação.

A regra: o componente mais fraco define a classificação

Uma classificação de tipo aplica-se ao gabinete conforme instalado. A NEMA afirma que os acessórios "devem ser testados independentemente para uma classificação de Tipo igual ou superior à classificação de Tipo do gabinete no qual pretendem ser instalados", e que a classificação geral de um conjunto instalado em campo "é sempre limitada pela classificação de Tipo menos severa de todos os componentes envolvidos". As classificações IP funcionam da mesma forma: o guia técnico de um fabricante de gabinetes estabelece que "o IP só pode ser mantido se um componente/acessório/periférico for instalado no furo/recorte que atenda, no mínimo, à classificação IP padrão do gabinete."

Na prática, para um gabinete NEMA 4X-type / IP66:

• Use hubs de conduíte, prensa-cabos, operadores, visores, ventilações e janelas marcados como Tipo 4X (e IP66 ou superior).
• Instale cada um com sua própria vedação ou selo, em uma superfície limpa, plana e sem rebarbas, apertado de acordo com o torque em suas instruções.
• Feche os furos não utilizados com plugues de fechamento classificados para o tipo de gabinete, não utilize fita ou selante.

Entradas de conduíte e tamanhos de knockout

Os furos para conexões de conduíte seguem os diâmetros de knockout no Boletim NEMA 71 (a mesma tabela aparece no UL 50). Use um hub de vedação estanque para entradas de conduíte em um gabinete 4X, e verifique se o próprio hub está marcado para o Tipo 4X.

Os conjuntos de punção podem cortar de forma ligeiramente diferente destes valores nominais; o que importa é que a contraporca e a vedação do acessório cubram totalmente o furo. Vai utilizar muitos conduítes em uma única face? Não há uma porcentagem de área aberta para projetar: regras de vedação para penetrações em gabinetes explica o que os limita em vez disso: a vedação de cada acessório e a rigidez da placa.

Prensa-cabos: rosca, furo e diâmetro do cabo

Um prensa-cabo veda um cabo através da parede. Três opções o definem:

• Sistema de rosca. Roscas métricas (EN 60423, M12 a M63 com passo de 1.5 mm em faixas comuns de prensa-cabos) são o padrão para novos equipamentos. Roscas PG (DIN 40430) são o sistema europeu mais antigo e não são intercambiáveis com as métricas. NPT é a rosca cônica para tubos norte-americana usada com conexões tipo conduíte.
• Tamanho do furo. Furos passantes são dimensionados logo acima da rosca: os desenhos dos fabricantes de prensa-cabos para M20, por exemplo, pedem cerca de 20.0–20.5 mm. Use o tamanho de furo indicado no desenho do prensa-cabo que você vai instalar.
• Faixa de fixação. Cada prensa-cabo veda cabos dentro de uma faixa de diâmetro externo declarada. Meça o cabo e escolha o prensa-cabo para ele; um cabo abaixo da faixa não vedará.

As classificações IP de prensa-cabos são comprovadas sob condições específicas: um fabricante classifica seus prensa-cabos de poliamida IP68 a 5 bar por 30 minutos, com o cabo correto e o prensa-cabo instalado conforme sua folha de especificações. O torque de aperto faz parte disso, e varia conforme o tamanho e o material (o mesmo fabricante lista 3 N·m para um prensa-cabo de poliamida M20 e 10 N·m para um de M20 metal). Em áreas de lavagem sob pressão, escolha um material de prensa-cabo que suporte seus produtos químicos de limpeza.

A configuração de mini PC NEMA4 Enclosure, por exemplo, adiciona dois prensa-cabos para energia e rede em furos de 20.5 mm.

Botões de pressão, luzes piloto e chaves seletoras

Os dispositivos de operação possuem dois tamanhos de montagem:

• 22 mm (estilo IEC): a folha de dados de um grande fabricante pede um furo de 22.3 mm, +0.4 / -0 mm, com 22.5 mm recomendado, e um recurso antirrotação para chaves seletoras e botões de emergência. Seu espaçamento central mínimo é de 40 × 30 mm para terminais de parafuso.
• 30 mm (estilo NEMA): cerca de 30.5 mm; um grande fabricante especifica 1-13/64 pol (30.6 mm). A espessura do painel é coberta pela escolha da vedação, até 1/4 pol (6.4 mm) para essa faixa.

Verifique a classificação de cada dispositivo. Na mesma família de 30 mm, uma faixa é classificada como Tipo 4 e 13, enquanto sua contraparte resistente à corrosão é classificada como Tipo 4, 4X e 13, e o fabricante observa que os dispositivos mantêm suas classificações de tipo apenas quando montados corretamente em um gabinete com a mesma classificação. Para uma porta de lavagem sob pressão, especifique 4X operadores. Nosso projetista de recortes posiciona furos de operador de 22.5 mm e 30.5 mm diretamente.

Recortes para IHM e panel PC

Uma tela sensível ao toque, HMI ou panel PC veda contra a parte frontal da porta com sua própria vedação, presa por clipes de montagem ou prisioneiros por trás. Três números do manual de instalação do dispositivo decidem se ele terá vedação:

• Tamanho e tolerância do recorte. Manuais típicos de IHM fornecem o recorte com uma tolerância restrita e unilateral, por exemplo +1 / -0 mm (ou +0.5 / -0 mm em alguns modelos). Muito pequeno e não encaixará; muito grande e a vedação pode não cobrir a borda.
• Faixa de espessura do painel. Clipes de montagem funcionam em uma faixa determinada, por exemplo, 1.6 a 5 mm no manual de uma IHM, ou 1.5 a 4.8 mm para o adaptador de outro fabricante. Compare com a espessura da chapa da porta, que em nossos gabinetes de sobrepor é de 1.2 a 2.0 mm (18 a 14 gauge), dependendo do tamanho, e está listada na página de cada produto.
• Torque de fixação e planicidade. Um fabricante especifica 2.3 a 2.6 N·m nos parafusos do clipe "para fornecer uma vedação adequada" e alerta que a vedação é por compressão, portanto, compostos vedantes não devem ser usados; outro alerta que uma parede de instalação fina pode empenar e pode precisar de reforço.

As classificações frontais do HMI aplicam-se apenas quando a unidade é instalada conforme as instruções: um manual afirma que sua classificação frontal IP65 e Tipo 4X/13 aplica-se "no painel frontal quando devidamente instalado em um gabinete". As vedações envelhecem, e os fabricantes de HMI recomendam a substituição conforme um cronograma; um deles recomenda pelo menos uma vez por ano.

Panel PCs da IMD. Se você escolher a configuração de panel PC de um gabinete de sobrepor, a porta é cortada a laser exatamente na abertura do panel PC da IMD, desbordada e montada com parafusos antes de ser enviada. Para um panel PC sozinho, nossos gabinetes HMI são caixas finas em aço inoxidável 304 cortadas para um único panel PC da IMD, com um selo frontal de IP65-type com o display instalado, classificado pelo fabricante; não listado pela UL. Para qualquer outro HMI, envie-nos seu desenho de recorte.

Visores

Uma janela permite que os operadores leiam medidores ou indicadores sem abrir a porta. As janelas são vedadas na porta e, como qualquer outra abertura, precisam de uma classificação que corresponda ao gabinete. A escolha do vidro:

• Policarbonato: resistência a impacto muito alta e boa resistência ao calor, mas a luz UV o amarela com o tempo, e sua resistência química depende do produto químico: alguns solventes causam trincas por tensão.
• Acrílico: menor resistência ao impacto do que o policarbonato, mas resiste melhor aos raios UV e a riscos.
• Vidro: rígido e resistente a riscos; janelas de inspeção de vidro em molduras de aço inoxidável 316 são vendidas com classificações NEMA 4X para uso em lavagem sob pressão.

Verifique a compatibilidade do material da janela com seus produtos químicos de limpeza e com a incidência solar.

Regras de posicionamento que mantêm a vedação

• Mantenha distância da vedação, dobradiça e fechos. A vedação da porta precisa de uma superfície de contato contínua; furos próximos a ela enfraquecem a vedação e interferem no colar da porta.
• Atenção ao interior. Um dispositivo na porta deve ter folga em relação à placa de montagem e seus componentes quando a porta fechar, e os prensa-cabos precisam de espaço para a curvatura do cabo no interior.
• Recortes grandes em portas finas podem precisar de reforço para que a porta permaneça plana contra sua vedação.
• Entradas de cabos por baixo sempre que puder, em locais externos e de lavagem sob pressão, para que a água escorra das entradas.
• Trabalhe o aço inoxidável com ferramentas de aço inoxidável. A orientação de fabricação é usar ferramentas dedicadas ao aço inoxidável: o ferro de brocas, punções ou limas de aço carbono causa manchas de ferrugem. Rebarbe cada furo e mantenha as arestas de corte afiadas para evitar o encruamento.

Nosso projetista de recortes marca em vermelho, de forma clara, sobreposições e recortes que estejam muito próximos da vedação, dobradiça, fecho ou de uma borda, antes de você enviar qualquer coisa.

Como enviar um layout para orçamento

1. Comece a partir de um tamanho de catálogo. Encontre o gabinete mais próximo, ou um gabinete para IHM para um display.
2. Identifique a face: porta, topo, base, esquerda, direita, traseira ou a placa de montagem interna.
3. Forneça uma referência: posições medidas a partir do centro ou de um canto declarado daquela face, em mm ou polegadas.
4. Liste cada abertura: tipo, tamanho e tolerância (redondo, retangular, rosca e tamanho do prensa-cabo, operador de 22 ou 30 mm, recorte de display) e o número da peça do dispositivo que se encaixa nela.
5. Material e quantidade: 304 ou 316L, e quantos.

A maneira mais rápida é o projetista de recortes: escolha o gabinete e uma face, posicione furos redondos e retangulares, pushbuttons de 22.5 e 30.5 mm, prensa-cabos métricos e NPT, aberturas para display IMD, aberturas para ventoinha e filtro e janelas, então baixe o layout como um PDF ou DXF dimensionado e solicite um orçamento. Ou faça o upload do seu próprio desenho (PDF, DXF, DWG ou STEP). Trabalhos personalizados são orçados, não têm preço online.

Perguntas frequentes

Fontes

1. NEMA, "NEMA FAQs: Gabinetes" (Q15, conexões e a regra do elo mais fraco)
2. Boletim de Engenharia NEMA Nº 71, Diâmetros de Knockout e Dimensões de Conexões (Tabela 71-1A)
3. UL 50, 13thª ed. (cópia histórica): vedação de aberturas para manter a integridade ambiental; perfurações do Anexo D
4. nVent HOFFMAN, Informações Técnicas (classificação IP mantida apenas com componentes classificados pelo fabricante nos recortes)
5. Lapp, dimensões de rosca T21 e torques de aperto para prensa-cabos (EN 60423, DIN 40430, NPT)
6. Lapp, dimensões dos furos de montagem para prensa-cabos métricos
7. Lapp, folha de instruções SKINTOP (faixa de aperto, condições de teste IP68)
8. Bär, "Roscas em prensa-cabos" (métrica vs PG vs NPT)
9. Schneider Electric, folha de dados do operador Harmony XB5 22 mm (tamanho do furo, espaçamento)
10. Rockwell Automation, instalação de operadores Bulletin 800T/800H 30 mm (tamanho do furo, classificações de tipo (do fabricante))
11. Manual de hardware da série Pro-face GP4000 (tolerância de recorte, espessura do painel, empenamento, substituição da vedação, classificação frontal)
12. Rockwell Automation, instalação em aço inoxidável PanelView 5510 / Plus 7 (torque do clipe, vedação de compressão)
13. Rockwell Automation, instalação do kit adaptador (faixa de espessura da placa, torque do Tipo 4X)
14. Polymershapes, policarbonato vs acrílico e Covestro, resistência química do policarbonato
15. McMaster-Carr, janelas de inspeção para gabinete (vidro, estrutura de aço inoxidável, NEMA 4X)
16. Aalco, Fabricação de aço inoxidável (ferramentas dedicadas, bordas afiadas, contaminação; cópia arquivada)