Tehnologie gigantică | Noutăți în industrie | 22 aprilie 2025
1. Introducere
Bobinele de cablu sunt dispozitive de înfășurare a cablurilor care furnizează energie, control sau semnale de control pentru echipamente mobile mari. Acestea sunt utilizate pe scară largă în multe echipamente mobile din domeniile porturilor, docurilor, proiectelor de conservare a apei și oțelului, cum ar fi macaralele portal, macaralele turn, macaralele portal, macaralele de cheu, utilaje de manipulare a materialelor vrac (recuperatori de stivuire cu roți cu cupe), macarale portal pentru baraje hidroelectrice și vagoane electrice de platformă, iluminat scenic și sunet etc.
2. Forma produsului
Conform formei de putere, aceasta poate fi împărțită în: tip manual, tip cu contragreutate, tip elastic, tip cu motor de cuplu, tip cu histerezis, tip cu transmisie cu frecvență variabilă, tip cu cuplaj hidraulic și tip cuplaj magnetic.
Conform diferitelor materiale de înfășurare, acestea pot fi împărțite în: rolă de cablu, rolă de furtun (mediul de transmisie este gazul, lichidul), rolă de cablu optic.
Rolele de cablu sunt împărțite în axiale cu un singur rând și axiale cu mai multe rânduri, în funcție de aranjamentul cablului.
Rolele de cablu sunt împărțite în două tipuri în funcție de poziția inelului alunecător al colectorului: tip intern cu inel alunecător și tip extern cu inel alunecător.
3. Principii de proiectare
3.1 Specificații și tipuri de cabluri
1) Diametrul exterior al cablului, care afectează direct dimensiunea axială a bobinei.
2) Formă de cablu, cablu rotund sau plat. Cablul plat poate fi înfășurat doar pe un singur rând.
3) Greutatea unitară a cablului (kg/m) și lungimea acestuia afectează necesarul de putere al bobinei. Cu cât greutatea și lungimea unitară sunt mai mari, cu atât este mai mare necesarul de putere pentru bobină.
4) Raza de îndoire a cablului afectează diametrul minim al bobinei. Când diametrul bobinei este mai mic decât raza de îndoire a cablului, cablul se va deteriora.
5) Numărul de fire de cablu afectează numărul de inele colectoare.
6) Tensiunea și curentul afectează izolația și dimensiunea inelului colector. Tipul elastic poate fi utilizat doar pentru echipamente sub 500V.
3.2. Lungimea înfășurării
Afectează dimensiunea radială și puterea necesară a mulinetei. Cu cât lungimea este mai mare, cu atât puterea necesară este mai mare.
3.3. Viteza de mișcare a echipamentului
Afectează puterea motorului și raportul de transmisie al bobinei de cablu electric. Când viteza de mișcare a echipamentului depășește 60 de metri/minut, trebuie selectat tipul de control cu frecvență variabilă.
3.4. Înălțimea de instalare a echipamentului
Cu cât înălțimea de instalare este mai mare, cu atât necesarul de putere este mai mare.
3.5. Metoda de înfășurare
Imaginea metodei de înfășurare
3.6. Alți factori
1) Materialul tamburului: oțel carbon, oțel inoxidabil 304, oțel inoxidabil 316.
2) Nivel de protecție: IP55, IP56, IP65
3) Ghidaj cablu: dacă este necesar un ghidaj, dacă ghidajul necesită funcție de protecție la tensiune
4) Ghidaj pentru cablu: dacă este necesar un ghidaj pentru cablu
5) Metoda de alimentare: sursă de alimentare la punct mediu/punct final etc.
Schema de instalare a cadrului de ghidare
4. Domeniul de aplicare al diferitelor role de cablu
4.1. Rolă de cablu cu contragreutate
Este un dispozitiv mecanic care înfășoară automat cablul folosind principiul stocării energiei atunci când greutatea este ridicată. Când cablul este tras afară, bobina de cablu este acționată să se rotească, acționând astfel bobina de cablu conectată coaxial la bobina de cablu să se rotească, astfel încât să ridice greutatea și să stocheze energia potențială. Când bobina înfășoară cablul, greutatea scade pentru a elibera energia potențială. Sub acțiunea tensiunii cablului, bobina de cablu conectată coaxial la bobina de cablu este acționată să se rotească și să înfășoare cablul sincron.
Avantaje: structură simplă, performanță stabilă și fiabilă, instalare și întreținere ușoară și durată lungă de viață.
Dezavantaje: dimensiuni mari, limitată de cursă, dacă este necesară o cursă mare, trebuie lăsat cu suficient spațiu de instalare.
Domeniu de aplicare: macarale portal cu cursă scurtă pentru cabluri de dimensiuni mari, peste 35 mm², vagoane de foraj, vagoane de fontă topită, vagoane de zgură în atelierele de oțelărie și alte echipamente. Aceste echipamente sunt potrivite pentru ancorarea cablurilor în puncte finale și intermediare.
4.2. Rolă de cablu cu arc
Este un dispozitiv mecanic care înfășoară automat cablul folosind principiul stocării energiei prin eliberarea arcului bobinei de cablu. Când cablul este tras afară, bobina se rotește pentru a strânge arcul spiralat și a stoca energie; când bobina revine, va înfășura automat cablul.
Avantaje: performanță bună de sincronizare, tensiune mică a cablului, preț scăzut.
Dezavantaje: Din cauza duratei de viață limitate a arcului în sine, durata de viață a acestui tip de mulinetă este relativ scurtă și este limitată de cursă.
Domeniu de aplicare: Înfășurarea orizontală și verticală a cablurilor de alimentare și a cablurilor de control sub 35 mm², cum ar fi ventuzele de ridicare cu electromagneți, graiferele, cărucioarele electrice de platformă și alte echipamente și condiții de lucru similare. Aceste dispozitive sunt potrivite pentru ancorarea cablurilor în punctele finale și intermediare.
4.3. Bobină de cablu cu cuplare magnetică
Tehnologia de bază constă în utilizarea unui cuplaj magnetic permanent ca mecanism diferențial sincron. Procesul de bobinare a cablului constă în faptul că, sub acțiunea energiei, bobina acționează pentru a derula cablul prin cuplajul magnetic permanent. Cuplajul și bobina patinează constant diferențial pentru a se asigura că viteza de bobinare a cablului este aceeași cu viteza de mișcare a echipamentului. Prin reglarea cuplului de ieșire al cuplajului magnetic permanent, tensiunea cablului poate fi ajustată într-un anumit interval. Procesul de eliberare a cablului se realizează printr-un dispozitiv de ambreiaj unidirecțional, iar puterea nu poate fi transmisă către cuplaj și bobină. Sub acțiunea tensiunii cablului, bobina depășește histerezisul dispozitivului de histerezis de eliberare a cablului și eliberează cablul sincron.
Avantaje: tehnologie matură și performanță ridicată la cost. Performanța de sincronizare a bobinei și a echipamentului mobil este stabilă și fiabilă. Tehnologia magnetică permanentă este utilizată în etapa finală a sistemului de transmisie, cu viteză redusă și fără fenomene de încălzire; atunci când cablul este înfășurat și eliberat, tensiunea cablului poate fi ajustată pentru a proteja cablul.
Dezavantaje: zgomot ridicat.
Domeniu de aplicare: cabluri cu specificații sub 35 mm², cum ar fi cărucioare electrice plate, cărucioare, macarale turn, macarale pod sau portal, stivuitoare și recuperatoare și alte echipamente și condiții de lucru similare. Potrivit pentru ancorarea cablurilor la puncte finale și intermediare.
4.4. Bobină de cablu îmbunătățită cu cuplare magnetică
Principiul acestei role de cablu este același ca cel de mai sus. Motorul cu disc sau motorul cu frână poate fi selectat în funcție de nevoile utilizatorului. Metoda de control electric al rolei este aceea că motorul de înfășurare a cablului funcționează, iar motorul de eliberare a cablului este oprit.
Avantaje: structură mai compactă, dimensiuni reduse, masă redusă, instalare ușoară.
Dezavantaje: zgomot ridicat.
4.5. Bobină de cablu pentru motorul de cuplu cu blocare pe termen lung
Folosește ca putere un motor cuplu cu caracteristici de blocare pe termen lung și auto-reglare a vitezei. Turația de ieșire a motorului scade automat odată cu creșterea sarcinii externe, iar viteza cablului bobinei este ajustată automat pentru a fi aceeași cu viteza de deplasare a echipamentului; la eliberarea cablului, sub acțiunea tensiunii cablului, cuplul motorului de blocare este depășit pentru a elibera cablul sincron; la parcare și oprire, frâna cu disc a motorului cuplu este utilizată pentru a bloca cablul și a se asigura că acesta nu alunecă.
Avantaje: Motorul este mereu alimentat, controlul electronic este simplu, rata de defecțiune poate fi redusă, raza de înfășurare a cablului este mare, iar cursa este lungă.
Dezavantaje: La eliberarea cablului, este necesar să se depășească rezistența la blocarea motorului, iar cablurile mici trebuie utilizate cu precauție.
Domeniu de aplicare: cabluri de dimensiuni mari, cum ar fi cele pentru stivuitoare, poduri sau macarale portal, precum și echipamente mobile care circulă pe distanțe lungi. Aceste dispozitive sunt potrivite pentru ancorarea cablurilor la punctele de capăt și la mijloc.
4.6. Bobină de cablu cu histerezis
Un disc fabricat din oțel magnetic permanent formează un câmp magnetic multipolar alternativ. Există un disc de inducție puternic în poziția opusă discului. Când motorul acționează discul de inducție să se rotească la viteză mare, discul magnetic este acționat să se rotească prin cuplaj magnetic. Când cele două discuri au o alunecare de viteză, discul magnetic multipolar va magnetiza alternativ discul de inducție pe partea opusă, generând astfel un cuplu (adică „cuplaj magnetic”) care rezistă acestei alunecări și acționează (sau frânează) discul magnetic să se rotească. Bobina de cablu este acționată de motor pentru a transmite puterea către cuplajul de histerezis, iar după decelerare, cuplul amplificat este transmis către bobina de cablu. Când bobina de cablu funcționează, motorul se rotește întotdeauna în direcția de înfășurare a cablului. Când echipamentul de ridicare se îndepărtează de sursa de alimentare, cablul trage bobina în sens invers, provocând alunecarea celor două bobine și eliberarea cablului de pe bobină. Cuplul câmpului magnetic al cuplajului de histerezis va asigura întotdeauna că cablul este într-o stare tensionată în timpul procesului de eliberare a cablului. Când echipamentul de ridicare revine, tensiunea cablului de pe bobină dispare, iar bobina de cablu se rotește în direcția de înfășurare pentru a finaliza condiția de înfășurare a cablului.
Avantajele sale sunt structura compactă, instalarea și întreținerea ușoară, cuplul de ieșire reglabil în funcție de condițiile reale de lucru, funcția bună de autofrânare, lipsa instalării frânelor și funcționarea fiabilă a tamburului de cablu. Sistemul său de control este simplu și poate fi conectat cu sistemul de control înainte și înapoi al echipamentului. Atâta timp cât echipamentul funcționează, motorul tamburului va funcționa, iar secvența fazelor nu se va modifica. În timpul funcționării tamburului de cablu, cuplajul de histerezis poate regla viteza în funcție de viteza de rulare a echipamentului gazdă, astfel încât viteza de rulare a tamburului de cablu pentru retragerea și eliberarea cablului să fie sincronizată cu viteza de rulare a echipamentului gazdă.
Dezavantajul său este că, în cazul unei capacități mari a cablului și a înălțimii mari de instalare a gazdei, pentru a reduce creșterea temperaturii rotorului și a crește durata de viață a rotorului, este necesar să se adopte conceptul de proiectare a cuplului mic cu mai multe capete, ceea ce este relativ scump.
Este potrivit pentru utilaje și echipamente mobile grele, cum ar fi macarale portal portuare, macarale container, încărcătoare navale, macarale turn etc. Aceste echipamente sunt potrivite pentru ancorarea cablurilor în puncte finale și intermediare.
4.7. Bobină de cablu cu frecvență variabilă
Motorul cu frecvență variabilă este o structură de instalare B5, conectată direct la capătul de intrare al reductorului. Un capăt al arborelui de ieșire al reductorului este conectat la bobina de cablu printr-o conexiune cu cheie, iar celălalt capăt este conectat la inelul colector electric din cutia colectorului. Reductorul și cutia de transmisie a inelului colector sunt fixate pe partea superioară a bazei. Tabloul de comandă al invertorului este independent de bobina de cablu, iar poziția de instalare corespunzătoare poate fi selectată în funcție de situația reală. În modul vectorial în buclă închisă (cu control vectorial al senzorului de viteză), invertorul selectează modul de control al cuplului în buclă deschisă și calculează diametrul real al bobinei de cablu prin integrarea grosimii pentru a controla cu precizie cuplul de ieșire al motorului, asigurându-se astfel că cablul nu va provoca modificări de tensiune din cauza modificărilor diametrului bobinei atunci când este înfășurat pe bobină, adică tensiunea cablului este constantă. Bobina de cablu are următoarele avantaje:
(1) În timpul procesului de înfășurare și derulare a cablului, indiferent de locul în care se află echipamentul pe șină, tensiunea care acționează asupra acestuia este întotdeauna constantă, iar tensiunea cablului poate fi ajustată arbitrar prin introducerea parametrilor invertorului și acționarea butonului de pe panoul cutiei de control, ceea ce maximizează protecția cablului și prelungește considerabil durata de viață a acestuia.
(2) Tamburul poate răspunde rapid la schimbările vitezei de funcționare a echipamentului și poate fi sincronizat cu echipamentul. Performanța sa este precisă și sensibilă.
(3) Elimină blocajele tipice designului tradițional al bobinelor de cablu, cum ar fi cele cu histerezis și motorul cu cuplu. Nu este restricționat de specificațiile extraordinare ale cablului, lungimii înfășurării, vitezei echipamentului și înălțimii de instalare. Bobina de cablu este acționată de un motor cu frecvență variabilă și putere diferită, indiferent de condițiile de lucru complexe.
(4) Are o adaptabilitate puternică și poate funcționa continuu sub sarcină mare toată ziua.
(5) Tamburul și echipamentul sunt conectate pentru protecția funcționării, ceea ce previne eficient accidentele precum ruperea cablului.
(6) Motorul tamburului este controlat și protejat cu precizie de convertorul de frecvență, ceea ce îi poate prelungi durata de viață.
(7) Tamburul de cablu cu motor cu frecvență variabilă poate modifica automat frecvența de funcționare a acestuia în funcție de tensiunea setată și de viteza de funcționare a echipamentului gazdă (cărucior) și poate funcționa normal la orice viteză de la 0 la n (n este viteza asincronă). Când echipamentul gazdă este oprit, frâna motorului cu frecvență variabilă al tamburului de cablu frânează pentru a se asigura că cablul nu patinează.
Avantaje: poate controla cu precizie forța, poate proteja cel mai bine cablul și poate prelungi durata de viață a cablului.
Dezavantaje: prețul este cel mai mare dintre produsele similare
Domeniu de aplicare: macarale portal portuare, macarale containere, încărcătoare navale, macarale turn și alte utilaje și echipamente mobile grele.
Data publicării: 23 aprilie 2025