Como projetar gabinetes que protegem contra água e detritos

Eu queria compartilhar um pouco da minha experiência e conhecimento de como projetar gabinetes que protegem contra água e detritos. Isso inevitavelmente traz à tona a questão dos padrões NEMA ou IP , mas às vezes há confusão sobre como eles funcionam. Estou escrevendo isso para dar alguma direção aos designers que estão abordando esse assunto. Para simplificar, vou me limitar ao NEMA, mas os princípios são exatamente os mesmos se você usar IP, então isso ainda deve ser relevante para você.

Antes de começar, gostaria de salientar que os designers devem considerar claramente o que estão tentando alcançar.

Eles estão apenas procurando alcançar a proteção ambiental? Ou eles estão tentando atender a um requisito formal para atingir um padrão NEMA (que pode ter sido imposto por um cliente ou gerente)?

Já vi milhares de gabinetes personalizados passarem pela Protocase com requisitos de resistência ambiental, e a maioria desses pedidos de gabinetes só precisa de proteção ambiental. Nossos clientes costumam usar os padrões NEMA para explicar o que eles precisam que seu gabinete faça, como oferecer certa resistência a poeira, sujeira ou água, mas não precisam atender formalmente aos padrões da NEMA.

Ocasionalmente, vemos um cliente que precisa atender a um requisito formal da NEMA, o que exige testes. Embora a Protocase não ofereça testes de gabinetes para verificar os requisitos da NEMA, alguns de nossos clientes enviarão seus gabinetes para instalações de testes de terceiros para receber a certificação formal de que atenderam aos requisitos. Neste caso, os princípios que descrevo abaixo são os mesmos.

Compreendendo a classificação NEMA

O documento “Tipos de gabinete NEMA” é implementado para promover especificações padronizadas de produtos para dispositivos elétricos. Basicamente, o papel dos padrões NEMA é especificar como um invólucro deve se comportar para atender à classificação. Especificamente, os padrões NEMA tratam do seguinte:

1. Protegendo o pessoal de peças internas perigosas
2. Proteção de equipamentos dentro do gabinete contra riscos ambientais

O que a NEMA não faz é prescrever como projetar e fabricar um gabinete para atender às especificações de desempenho; Vou cobrir isso na próxima seção deste blog.

O padrão NEMA abrange um grande número de tipos de gabinetes. No entanto, nossos clientes geralmente lidam com o seguinte subconjunto de tipos comuns:

• NEMA Tipo 1 – O uso geral é para uso interno, fornece proteção contra o contato humano com partes vivas e contra detritos, como poeira.
• NEMA Tipo 2 – Geralmente usado em ambientes internos e é à prova de gotejamento. Esse tipo oferece a mesma proteção que o Tipo 1, mas adiciona proteção contra gotejamento e respingos leves de água.
• NEMA Tipo 4, 4X – Este tipo é geralmente usado em ambientes internos e externos. É à prova d'água, à prova de poeira e resistente ao granizo. Oferece a mesma proteção que o Tipo 1, 2 e protege contra o acesso de sujeira, chuva, granizo e neve. Também protege contra danos devido à formação externa de gelo e respingos e água direcionada por mangueira. É resistente à ferrugem (o “X” em 4X indica resistência à corrosão).
• NEMA Tipo 5 – Geralmente usado em ambientes internos, este tipo de gabinete é à prova de poeira. Ele oferece a mesma proteção que o Tipo 2, mas com gaxetas adicionais, impede o acesso de poeira, fiapos, fibras e partículas soltas.
• NEMA Tipo 6, 6P – Este tipo pode ser usado em ambientes internos ou externos e é submersível. Ele oferece a mesma proteção que o Tipo 4, mas o Tipo 6 adiciona proteção contra submersão temporária ocasional, enquanto o Tipo 6P adiciona proteção contra submersão prolongada em uma profundidade limitada.

Observe que todos esses tipos protegerão o pessoal contra o acesso a peças perigosas.

Para ver uma lista completa de tipos de gabinetes NEMA, clique aqui.

Na próxima seção, discutirei diferentes famílias de gabinetes e como eles podem proteger contra os riscos ambientais abordados pela NEMA.

Tipos de gabinete para atender aos requisitos da NEMA

Armários de chapa metálica personalizados

Este tipo de gabinete é muito capaz de proteger contra poeira, detritos e respingos ou gotejamento de água. Os gabinetes de chapa metálica podem ser projetados para atender aos requisitos NEMA Tipos 1, 2, 4, 4X e 5. No entanto, se seu gabinete requer imersão em água, esta não é a melhor escolha para você. Aqui estão algumas orientações:

• NEMA Tipo 1:Recomendamos um estilo de gabinete simples de duas peças totalmente coberto na parte superior do gabinete. (Um invólucro em forma de L, em forma de U ou extrudado funcionaria).
• NEMA Tipo 2:recomendamos a sobreposição de flanges em todas as costuras abertas da caixa, usando soldas de ponto, ponto ou plugue para prender as costuras. Dependendo da gravidade do ambiente, você pode exigir costuras totalmente soldadas. Um gabinete em forma de U funcionaria melhor, pois há menos costuras para soldar.
• NEMA Tipo 4,4X:Recomendamos costuras totalmente soldadas e o uso de gaxetas. As juntas são recomendadas para qualquer coisa com água próxima ou direcionada a este caso. Na maioria das aplicações desta categoria de gaxeta de gabinete, tiras de espuma estilo ou uma peça de gaxeta completa serão suficientes. A vedação dos fixadores é necessária assim que você colocar água na equação, por isso recomendamos selar os fixadores. A vedação do fixador pode ser feita de várias maneiras, incluindo:

• • Colocação estratégica dos fixadores para que não fiquem salientes dentro do estojo.
  • Montagem com parafusos de vedação (eles são vendidos na prateleira e têm um anel de vedação embutido sob a cabeça do parafuso. Seu gerente de conta pode fornecer mais informações).
  • Usar uma trava ou trava para fechar o gabinete. As dobradiças também são populares nesse estilo de gabinete.

Para obter o Tipo 4X, escolha um material resistente à corrosão, como aço inoxidável, alumínio ou galvanneal, e siga as recomendações acima.

• NEMA Tipo 5:Recomendamos a sobreposição de flanges em todas as costuras abertas da caixa ou costuras totalmente soldadas, dependendo do ambiente. Novamente, um gabinete em forma de U funcionaria melhor para esse projeto.

Invólucros usinados CNC personalizados

Se você está procurando um gabinete que possa ser imerso na água, é isso. Um gabinete usinado CNC pode ser projetado para atender aos NEMA Tipos 1, 2, 4(X) e 5. Também pode ser completamente vedado e com os anéis de vedação ou gaxetas apropriados, feitos à prova d'água, suficientes para proteger contra imersão profunda de líquidos e atendendo assim a NEMA Tipo 6(P).

Tenha em mente o seguinte ao projetar este tipo de gabinete para imersão em água:

• O gabinete deve ser projetado de forma a minimizar o número de costuras a serem vedadas, com menos peças e costuras; há menos chance de entrada de água no recinto.
• Como são usinados, o alumínio é de longe a melhor opção. É possível trabalhar com aço inoxidável, mas o custo de usinagem seria muito maior. Outras opções não são suficientemente resistentes à corrosão.
• Se incorporar um O-ring no projeto, mantenha o O-ring voltado para dentro dos orifícios usados ​​para montar o gabinete, para evitar vazamentos pelos fixadores.
• Para a montagem final, é recomendado aplicar um torque uniforme aos parafusos para garantir uma compressão uniforme do O-ring. O tamanho do parafuso para montagem deve aumentar à medida que o gabinete aumenta.
  • Observação: Considere o espaçamento dos parafusos ao projetar seu gabinete. Se os parafusos estiverem muito afastados, a vedação pode ser afetada, comprometendo assim a eficácia da capacidade do seu gabinete de ser estanque

Quadros fundidos prontos para uso (OTS) com personalizações usinadas em CNC

Também oferecemos uma linha de gabinetes fundidos personalizáveis, que são gabinetes fundidos prontos para uso (OTS) e os personalizamos para você. Eles podem ser estanques com o design e vedações adequados e são muito semelhantes aos nossos gabinetes usinados CNC personalizados. Com personalizações ou recortes mínimos, juntamente com as gaxetas ou O-rings adequados, este tipo de gabinete pode atender ao NEMA Tipo 6(P). Este tipo de gabinete também atenderá facilmente aos NEMA Tipos 1, 2, 4(X) e 5.

No entanto, há duas diferenças principais entre o OTS Cast e os gabinetes usinados personalizados:

• Se você usa o OTS Cast, começamos com um gabinete pré-fabricado, então você está restrito a usar um tamanho e forma de estoque.
• O OTS é significativamente mais barato (isso ocorre porque nenhum material é desperdiçado na fabricação do gabinete Cast OTS, enquanto o gabinete usinado personalizado é feito de um bloco sólido de material).

Assim, se você puder conviver com as restrições de tamanho e forma, um gabinete de fundição sob pressão personalizável é a escolha econômica.

Com este gabinete, assim como com os gabinetes usinados personalizados, se você deseja obter estanqueidade à água, você deve garantir que todos os itens que penetrem no gabinete (conectores, interruptores, etc.)

Como mencionei acima, a Protocase não realiza testes NEMA/IP em nossas instalações de fabricação, mas alguns clientes optam por enviar seus gabinetes para outro local para testes. Para saber onde você pode testar seu gabinete, clique aqui.

Se isso lhe interessar e você tiver alguma dúvida sobre NEMA ou tipos de gabinete, não hesite em nos perguntar por e-mail [email protected] ou comentando abaixo.

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Para obter mais informações sobre nossos materiais e serviços, visite: www.protocase.com

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