obrovská technológia | Novinka v odvetví | 22. apríla 2025
1. Úvod
Káblové bubny sú zariadenia na navíjanie káblov, ktoré poskytujú energiu, riadiacu energiu alebo riadiace signály pre veľké mobilné zariadenia. Široko sa používajú v mnohých mobilných zariadeniach v oblastiach prístavov, dokov, projektov na ochranu vodných zdrojov a ocele, ako sú portálové žeriavy, vežové žeriavy, portálové žeriavy, nábrežné žeriavy, stroje na manipuláciu s sypkým materiálom (kolesové stohovače, recyklátory), portálové žeriavy na priehradách vodných elektrární a elektrické plošinové vozne, osvetlenie a ozvučenie javísk atď.
2. Forma produktu
Podľa typu výkonu sa dá rozdeliť na: manuálny typ, typ s protizávažím, elastický typ, typ s momentovým motorom, hysterézny typ, typ s prevodovkou s premenlivou frekvenciou, typ hydraulickej spojky a typ magnetickej spojky.
Podľa rôznych materiálov navíjania sa dá rozdeliť na: káblový navijak, hadicový navijak (prenosové médium je plyn, kvapalina) a optický káblový navijak.
Káblové bubny sa podľa usporiadania káblov delia na axiálne jednoradové a axiálne viacradové.
Káblové bubny sa delia na dva typy podľa polohy zberného krúžku: vnútorný typ s zberným krúžkom a vonkajší typ s zberným krúžkom.
3. Princípy dizajnu
3.1 Špecifikácie a typy káblov
1) Vonkajší priemer kábla, ktorý priamo ovplyvňuje axiálnu veľkosť cievky.
2) Tvar kábla, okrúhly alebo plochý kábel. Plochý kábel je možné navíjať iba v jednom rade.
3) Hmotnosť a dĺžka káblovej jednotky (kg/m) ovplyvňujú potrebný výkon cievky. Čím väčšia je hmotnosť a dĺžka jednotky, tým vyšší je potrebný výkon cievky.
4) Polomer ohybu kábla ovplyvňuje minimálny priemer cievky. Ak je priemer cievky menší ako polomer ohybu kábla, kábel sa poškodí.
5) Počet káblových jadier ovplyvňuje počet zberných krúžkov kolektora.
6) Napätie a prúd ovplyvňujú izoláciu a veľkosť zberného krúžku. Elastický typ sa môže použiť iba pre zariadenia s napätím pod 500 V.
3.2. Dĺžka vinutia
Ovplyvňuje radiálnu veľkosť a požadovaný výkon navijaka. Čím dlhšia dĺžka, tým vyšší potrebný výkon.
3.3. Rýchlosť pohybu zariadenia
Ovplyvňuje výkon motora a prevodový pomer elektrického navijaka kábla. Ak rýchlosť pohybu zariadenia prekročí 60 metrov za minútu, mal by sa zvoliť typ riadenia s premenlivou frekvenciou.
3.4. Výška inštalácie zariadenia
Čím vyššia je inštalačná výška, tým väčší je spotreba energie.
3.5. Metóda navíjania
Obrázok metódy navíjania
3.6. Ďalšie faktory
1) Materiál cievky: uhlíková oceľ, nehrdzavejúca oceľ 304, nehrdzavejúca oceľ 316.
2) Stupeň ochrany: IP55, IP56, IP65
3) Káblový vodič: či je potrebný vodič, či vodič potrebuje funkciu ochrany proti napätiu
4) Sprievodca káblami: či je potrebný sprievodca káblami
5) Spôsob napájania: napájanie zo stredného/koncového bodu atď.
Schéma inštalácie vodiaceho rámu
4. Rozsah použitia rôznych káblových bubnov
4.1. Navijak kábla s protizávažím
Ide o mechanické zariadenie, ktoré automaticky navíja kábel pomocou princípu akumulácie energie pri zdvíhaní závažia. Keď sa kábel vytiahne, navijak kábla sa poháňa do rotácie, čím sa otáča navijak oceľového lana koaxiálne spojený s navijakom kábla, čím sa zdvíha závažie a akumuluje potenciálna energia. Keď navijak navíja kábel, závažie klesá a uvoľňuje potenciálnu energiu. Pod pôsobením napätia oceľového lana sa navijak kábla koaxiálne spojený s navijakom oceľového lana poháňa do rotácie a synchrónne navíja kábel.
Výhody: jednoduchá konštrukcia, stabilný a spoľahlivý výkon, jednoduchá inštalácia a údržba a dlhá životnosť.
Nevýhody: veľká veľkosť, obmedzený zdvih, ak je potrebný veľký zdvih, musí byť ponechaný dostatok priestoru na inštaláciu.
Rozsah použitia: portálové žeriavy s krátkym zdvihom pre káble veľkých rozmerov nad 35 mm², prepravné vozy, vozy na roztavenú liatinu, vozy na trosku v oceliarňach a iné zariadenia. Tieto zariadenia sú vhodné na ukotvenie koncových a stredových bodov káblov.
4.2. Pružinový káblový bubon
Ide o mechanické zariadenie, ktoré automaticky navíja kábel pomocou princípu akumulácie energie uvoľnením pružiny navíjacieho bubna. Keď sa kábel vytiahne, bubon sa otočí, aby napnul špirálovú pružinu a akumuloval energiu; keď sa bubon vráti späť, bubon automaticky navinie kábel.
Výhody: dobrý synchronizačný výkon, malé napätie kábla, nízka cena.
Nevýhody: Vzhľadom na obmedzenú životnosť samotnej pružiny je životnosť tohto typu navijaka relatívne krátka a je obmedzená zdvihom.
Rozsah použitia: Horizontálne a vertikálne navíjanie silových a ovládacích káblov pod 35 mm², ako sú napríklad zdvíhacie elektromagnetické prísavky, drapáky, elektrické plošinové vozíky a iné zariadenia a podobné pracovné podmienky. Tieto zariadenia sú vhodné na ukotvenie koncových a stredových bodov káblov.
4.3. Navijak magnetického spojovacieho kábla
Základnou technológiou je použitie permanentnej magnetickej spojky ako synchrónneho diferenciálneho mechanizmu. Proces navíjania kábla spočíva v tom, že energia poháňa cievku, ktorá navíja kábel cez permanentnú magnetickú spojku. Spojka a cievka neustále diferenciálne prekĺznu, aby sa zabezpečila rovnaká rýchlosť navíjania kábla ako rýchlosť pohybu zariadenia. Nastavením výstupného krútiaceho momentu permanentnej magnetickej spojky je možné nastaviť napätie kábla v určitom rozsahu. Proces uvoľňovania kábla prebieha pomocou jednosmerného spojkového zariadenia a energia sa nemôže prenášať na spojku a cievku. Pôsobením napätia kábla cievka prekoná hysteréziu hysterézneho zariadenia na uvoľnenie kábla a synchrónne uvoľní kábel.
Výhody: vyspelá technológia a vysoká cena. Synchronizácia cievky a mobilného zariadenia je stabilná a spoľahlivá. V záverečnej fáze prenosového systému sa používa permanentná magnetická technológia s nízkou rýchlosťou a bez zahrievania; pri navíjaní a uvoľňovaní kábla je možné nastaviť napätie kábla, aby sa kábel chránil.
Nevýhody: vysoká hlučnosť.
Rozsah použitia: káble so špecifikáciami pod 35 mm², ako sú elektrické plošinové vozne, vozíky, vežové žeriavy, mostové alebo portálové žeriavy, stohovacie a nakladacie vozíky a iné zariadenia a podobné pracovné podmienky. Vhodné na ukotvenie káblov v koncových a stredových bodoch.
4.4. Vylepšený káblový navijak s magnetickou spojkou
Princíp tohto navijaka kábla je rovnaký ako vyššie uvedený. Podľa potrieb používateľa je možné zvoliť kotúčový motor alebo brzdový motor. Elektrická metóda ovládania navijaka spočíva v tom, že motor navíjania kábla je zapnutý a motor uvoľňovania kábla je vypnutý.
Výhody: kompaktnejšia konštrukcia, malé rozmery, malá hmotnosť, jednoduchá inštalácia.
Nevýhody: vysoká hlučnosť.
4.5. Navijak kábla motora s dlhodobým zastavovacím momentom
Ako zdroj energie používa momentový motor s charakteristikami dlhodobého zastavenia a samoregulácie rýchlosti. Výstupné otáčky motora sa automaticky znižujú so zvyšujúcim sa vonkajším zaťažením a rýchlosť navíjania kábla sa automaticky nastavuje tak, aby bola rovnaká ako rýchlosť pohybu zariadenia. Pri uvoľnení kábla sa pod vplyvom napätia kábla prekoná krútiaci moment motora, čím sa kábel synchrónne uvoľní. Pri parkovaní a vypnutí sa na zablokovanie kábla používa kotúčová brzda momentového motora, aby sa zabezpečilo, že kábel neskĺzne.
Výhody: Motor je neustále napájaný, elektronické ovládanie je jednoduché, je možné znížiť poruchovosť, rozsah navíjania kábla je veľký a zdvih je dlhý.
Nevýhody: Pri uvoľňovaní kábla je potrebné prekonať odpor krútiaceho momentu motora a malé káble je potrebné používať opatrne.
Rozsah použitia: káble veľkých rozmerov, ako sú stohovače, mostné žeriavy alebo portálové žeriavy, a mobilné zariadenia pohybujúce sa na dlhé vzdialenosti. Tieto zariadenia sú vhodné na ukotvenie káblov v koncových a stredových bodoch.
4.6. Hysterézny káblový navijak
Disk vyrobený z permanentnej magnetickej ocele vytvára striedavé viacpólové magnetické pole. Oproti disku sa nachádza silný indukčný disk. Keď motor poháňa indukčný disk, aby sa otáčal vysokou rýchlosťou, magnetický disk sa otáča prostredníctvom magnetickej spojky. Keď majú dva disky sklz, viacpólový magnetický disk striedavo zmagnetizuje indukčný disk na opačnej strane, čím vytvára krútiaci moment (t. j. „magnetickú spojku“), ktorý odoláva tomuto sklzu a poháňa (alebo brzdí) magnetický disk, aby sa otáčal. Motor poháňa navijak kábla, aby prenášal energiu na hystereznú spojku, a po spomalení sa zosilnený krútiaci moment prenáša na navijak kábla. Keď je navijak kábla v prevádzke, motor sa vždy otáča v smere navíjania kábla. Keď sa zdvíhacie zariadenie pohybuje od zdroja energie, kábel ťahá navijak dozadu, čo spôsobuje, že oba navijaky sa skĺznu a uvoľnia kábel na navijaku. Krútiaci moment magnetického poľa hystereznej spojky vždy zabezpečí, že kábel je počas procesu uvoľňovania kábla v napnutom stave. Keď sa zdvíhacie zariadenie vráti, napätie kábla na cievke zmizne a káblová cievka sa otočí v smere navíjania, aby sa dokončil stav navíjania kábla.
Jeho výhodami sú kompaktná konštrukcia, jednoduchá inštalácia a údržba, nastaviteľný výstupný krútiaci moment podľa aktuálnych pracovných podmienok, dobrá funkcia samobrzdenia, nie je potrebná inštalácia bŕzd a spoľahlivá prevádzka káblového bubna. Jeho riadiaci systém je jednoduchý a možno ho prepojiť so systémom riadenia dopredu a dozadu zariadenia. Pokiaľ je zariadenie v prevádzke, motor bubna bude pracovať a fázová sekvencia sa nemení. Počas prevádzky káblového bubna dokáže hysterezná spojka upravovať rýchlosť podľa rýchlosti chodu hostiteľského zariadenia, takže rýchlosť linky káblového bubna pri navíjaní a uvoľňovaní kábla je synchronizovaná s rýchlosťou chodu hostiteľského zariadenia.
Jeho nevýhodou je, že v prípade veľkej kapacity kábla a vysokej inštalačnej výšky hostiteľa je potrebné prijať konštrukčnú koncepciu viachlavého malého krútiaceho momentu, aby sa znížil nárast teploty rotora a zvýšila sa jeho životnosť, čo je relatívne drahé.
Je vhodný pre ťažké mobilné stroje a zariadenia, ako sú prístavné portálové žeriavy, kontajnerové žeriavy, nakladače lodí, vežové žeriavy atď. Tieto zariadenia sú vhodné na ukotvenie káblov v koncových a stredových bodoch.
4.7. Navijak kábla s premenlivou frekvenciou
Frekvenčný motor je inštalačná konštrukcia B5, priamo pripojená k vstupnému koncu reduktora. Jeden koniec výstupného hriadeľa reduktora je pripojený k navijaku kábla pomocou pera a druhý koniec je pripojený k elektrickému zbernému krúžku v zbernej skrini. Reduktor a prevodová skriňa zberného krúžku sú upevnené na vrchu základne. Riadiaca skrinka meniča je nezávislá od navijaka kábla a vhodnú montážnu polohu je možné zvoliť podľa skutočnej situácie. V režime vektorovej regulácie s uzavretou slučkou (s vektorovou reguláciou snímačom rýchlosti) menič volí režim regulácie krútiaceho momentu s otvorenou slučkou a vypočítava skutočný priemer navijaka kábla pomocou integrácie hrúbky, aby presne reguloval výstupný krútiaci moment motora, čím sa zabezpečí, že kábel nespôsobí zmeny napätia v dôsledku zmien priemeru navijaka pri navíjaní na cievku, to znamená, že napätie kábla je konštantné. Navijak kábla má nasledujúce výhody:
(1) Počas procesu navíjania a odvíjania kábla, bez ohľadu na to, kde sa zariadenie na trati nachádza, je napätie, ktoré naň pôsobí, vždy konštantné a napätie kábla je možné ľubovoľne nastaviť pomocou vstupu parametrov meniča a ovládaním gombíka na ovládacom paneli, čo maximalizuje ochranu kábla a výrazne predlžuje jeho životnosť.
(2) Navijak dokáže rýchlo reagovať na zmeny prevádzkovej rýchlosti zariadenia a dá sa synchronizovať so zariadením. Jeho výkon je presný a citlivý.
(3) Prekonáva úzke hrdlo tradičnej konštrukcie káblových bubnov, ako sú hysterézne typy a typy momentových motorov. Nie je obmedzený mimoriadnymi špecifikáciami káblov, dĺžkou vinutia, rýchlosťou zariadenia a výškou inštalácie. Káblový bubon v akýchkoľvek zložitých prevádzkových podmienkach je poháňaný motorom s premenlivou frekvenciou a rôznym výkonom.
(4) Má silnú prispôsobivosť a môže pracovať nepretržite pri vysokom zaťažení celý deň.
(5) Navijak a zariadenie sú prepojené kvôli ochrane prevádzky, čo účinne zabraňuje nehodám, ako je napríklad pretrhnutie kábla.
(6) Motor navijaka je presne riadený a chránený frekvenčným meničom, čo môže predĺžiť jeho životnosť.
(7) Káblový navijak s motorom s premenlivou frekvenciou dokáže automaticky meniť prevádzkovú frekvenciu motora s premenlivou frekvenciou navijaka podľa nastaveného napätia a prevádzkovej rýchlosti hostiteľského zariadenia (vozíka) a normálne pracovať pri akejkoľvek rýchlosti od 0 do n (n je asynchrónna rýchlosť). Keď je hostiteľské zariadenie vypnuté, brzda motora s premenlivou frekvenciou káblového navijaka zabrzdí, aby sa kábel nešmýkal.
Výhody: dokáže presne ovládať silu, najlepšie chráni kábel a predĺžuje jeho životnosť.
Nevýhody: cena je najdrahšia spomedzi podobných produktov
Rozsah použitia: prístavné portálové žeriavy, kontajnerové žeriavy, nakladače lodí, vežové žeriavy a iné ťažké mobilné stroje a zariadenia.
Čas uverejnenia: 23. apríla 2025