гигантска технология | Ново в индустрията | 22 април 2025 г.
1. Въведение
Кабелните макари са устройства за навиване на кабели, които осигуряват захранване, управляващо захранване или управляващи сигнали за голямо мобилно оборудване. Те се използват широко в много мобилни съоръжения в областта на пристанища, докове, проекти за опазване на водите и стомана, като например портални кранове, кулокранове, портални кранове, кейови кранове, машини за обработка на насипни материали (кофови рекултиватори), портални кранове за язовирни стени на водноелектрически централи и електрически платформени вагони, сценично осветление и звук и др.
2. Форма на продукта
Според вида на захранването, той може да бъде разделен на: ръчен тип, тип противотежест, еластичен тип, тип моментен двигател, хистерезисен тип, тип предаване с променлива честота, тип хидравличен съединител и тип магнитен съединител.
Според различните материали за навиване, те могат да бъдат разделени на: кабелна макара, макара за маркуч (преносна среда е газ, течност) и макара за оптичен кабел.
Кабелните макари се разделят на аксиални едноредови и аксиални многоредови според разположението на кабелите.
Кабелните макари се разделят на два вида според положението на колекторния плъзгащ пръстен: вътрешен тип плъзгащ пръстен и външен тип плъзгащ пръстен.
3. Принципи на проектиране
3.1 Спецификации и видове кабели
1) Външен диаметър на кабела, който пряко влияе върху аксиалния размер на макарата.
2) Форма на кабела, кръгъл или плосък кабел. Плоският кабел може да се навива само в един ред.
3) Теглото на кабелния модул (кг/м) и дължината му влияят върху необходимата мощност на макарата. Колкото по-големи са теглото и дължината на модула, толкова по-висока е необходимата мощност на макарата.
4) Радиусът на огъване на кабела влияе върху минималния диаметър на макарата. Когато диаметърът на макарата е по-малък от радиуса на огъване на кабела, кабелът ще се повреди.
5) Броят на кабелните жила влияе върху броя на контактните пръстени на колектора.
6) Напрежението и токът влияят на изолацията и размера на колекторния контактен пръстен. Еластичният тип може да се използва само за оборудване под 500V.
3.2. Дължина на навиване
Влияе на радиалния размер и необходимата мощност на макарата. Колкото по-голяма е дължината, толкова по-висока е необходимата мощност.
3.3. Скорост на движение на оборудването
Влияе на мощността на двигателя и предавателното число на електрическата кабелна макара. Когато скоростта на движение на оборудването надвиши 60 метра/минута, трябва да се избере тип управление с променлива честота.
3.4. Височина на монтаж на оборудването
Колкото по-висока е височината на монтаж, толкова по-голяма е необходима мощност.
3.5. Метод на навиване
Снимка на метода на навиване
3.6. Други фактори
1) Материал на макарата: въглеродна стомана, неръждаема стомана 304, неръждаема стомана 316.
2) Ниво на защита: IP55, IP56, IP65
3) Водач за кабели: дали е необходим водач, дали водачът се нуждае от функция за защита от опъване
4) Кабелно ръководство: дали е необходимо кабелно ръководство
5) Метод на захранване: захранване от средна/крайна точка и др.
Схема на монтаж на направляваща рамка
4. Обхват на приложение на различни кабелни макари
4.1. Макара за кабел с противотежест
Това е механично устройство, което автоматично навива кабела, използвайки принципа на съхранение на енергия при повдигане на тежестта. Когато кабелът се издърпа, макарата за кабел се задвижва, за да се завърти, като по този начин се завърта макарата за стоманено въже, коаксиално свързана с нея, за да се повдигне тежестта и да се съхрани потенциална енергия. Когато макарата навива кабела, тежестта пада, за да освободи потенциалната енергия. Под действието на опъването на стоманеното въже, макарата за кабел, коаксиално свързана с макарата за стоманено въже, се задвижва, за да се завърти и синхронно да навива кабела.
Предимства: проста структура, стабилна и надеждна работа, лесен монтаж и поддръжка и дълъг експлоатационен живот.
Недостатъци: голям размер, ограничен ход, ако е необходим голям ход, трябва да се остави достатъчно място за монтаж.
Област на приложение: портални кранове с къс ход на големи кабели над 35 мм², вагонетки за разтопено желязо, вагонетки за шлака в стоманодобивни цехове и друго оборудване. Тези съоръжения са подходящи за закрепване на кабели в крайни и средни точки.
4.2. Пружинна кабелна макара
Това е механично устройство, което автоматично навива кабела, използвайки принципа на съхранение на енергия чрез освобождаване на пружината на макарата. Когато кабелът се издърпа, макарата се завърта, за да стегне спиралната пружина и да съхрани енергия; когато макарата се върне, тя автоматично ще навие кабела.
Предимства: добра синхронизация, малко напрежение на кабела, ниска цена.
Недостатъци: Поради ограничения живот на самата пружина, експлоатационният живот на този тип макара е сравнително кратък и е ограничен от хода.
Обхват на приложение: Хоризонтално и вертикално навиване на кабели за силови и контролни кабели под 35 мм², като например повдигащи електромагнитни вендузи, грайфери, електрически платформени вагони и друго оборудване и подобни работни условия. Тези устройства са подходящи за закрепване на кабели в крайни и средни точки.
4.3. Магнитна съединителна кабелна макара
Основната технология е използването на постоянен магнитен съединител като синхронен диференциален механизъм. Процесът на навиване на кабела е такъв, че захранването задвижва макарата, която навива кабела през постоянния магнитен съединител. Съединителят и макарата постоянно се плъзгат диференциално, за да се гарантира, че скоростта на навиване на кабела е същата като скоростта на движение на оборудването. Чрез регулиране на изходния въртящ момент на постоянния магнитен съединител, опъването на кабела може да се регулира в определен диапазон. Процесът на освобождаване на кабела се осъществява чрез еднопосочен съединител и мощността не може да се предава към съединителя и макарата. Под действието на опъването на кабела, макарата преодолява хистерезиса на устройството за хистерезис на освобождаването на кабела и освобождава кабела синхронно.
Предимства: зряла технология и висока цена. Синхронизацията на макарата и мобилното оборудване е стабилна и надеждна. Технологията с постоянни магнити се използва в последния етап на предавателната система, с ниска скорост и без нагряване; когато кабелът се навива и освобождава, опъването на кабела може да се регулира, за да се предпази кабелът.
Недостатъци: висок шум.
Обхват на приложение: кабели със спецификации под 35 mm², като например електрически платформени вагони, колички, кулокранове, мостови или портални кранове, стакери и рекултиватори и друго оборудване и подобни работни условия. Подходящи за закрепване на кабели в крайни и средни точки.
4.4. Подобрена кабелна макара с магнитно свързване
Принципът на тази макара за кабел е същият като горния. Дисков двигател или спирачен двигател може да бъде избран според нуждите на потребителя. Електрическият метод на управление на макарата е, че двигателят за навиване на кабела работи, а двигателят за освобождаване на кабела е изключен.
Предимства: по-компактна конструкция, малък размер, малка маса, лесен монтаж.
Недостатъци: висок шум.
4.5. Макара за кабел на двигателя с дългосрочен срив
Използва моментен двигател с характеристики на дългосрочно спиране и саморегулиране на скоростта като захранване. Изходната скорост на двигателя намалява автоматично с увеличаване на външното натоварване, а скоростта на макарата с кабел се регулира автоматично, за да бъде същата като скоростта на движение на оборудването; при освобождаване на кабела, под действието на опъването на кабела, въртящият момент на моментния двигател се преодолява, за да се освободи кабелът синхронно; при паркиране и изключване на захранването, дисковата спирачка на моментния двигател се използва за заключване на кабела, за да се гарантира, че кабелът няма да се плъзне.
Предимства: Двигателят е винаги захранван, електронното управление е опростено, процентът на повреди може да бъде намален, обхватът на навиване на кабела е голям, а ходът е дълъг.
Недостатъци: При освобождаване на кабела е необходимо да се преодолее съпротивлението на въртящия момент на двигателя, а малките кабели трябва да се използват с повишено внимание.
Обхват на приложение: кабели с голям размер, като например стакери, мостови кранове или портални кранове, както и мобилно оборудване, движещо се на дълги разстояния. Тези устройства са подходящи за закрепване на кабели в крайни и средни точки.
4.6. Хистерезисна кабелна макара
Диск, изработен от постоянно магнитна стомана, образува променливо многополюсно магнитно поле. Срещу диска има силен индукционен диск. Когато двигателят задвижва индукционния диск да се върти с висока скорост, магнитният диск се задвижва да се върти чрез магнитна връзка. Когато двата диска имат плъзгане по скорост, многополюсният магнитен диск ще намагнетизира последователно индукционния диск от противоположната страна, като по този начин генерира въртящ момент (т.е. "магнитна връзка"), който се съпротивлява на това плъзгане и задвижва (или спира) магнитния диск да се върти. Макарата за кабел се задвижва от двигателя, за да предава мощност към хистерезисната връзка, а след забавяне усиленият въртящ момент се предава към макарата за кабел. Когато макарата за кабел работи, двигателят винаги се върти в посока на навиване на кабела. Когато повдигащото оборудване се отдалечава от източника на захранване, кабелът издърпва макарата назад, което води до плъзгане на двете макари и освобождаване на кабела от макарата. Въртящият момент на магнитното поле на хистерезисната връзка винаги ще гарантира, че кабелът е в опънато състояние по време на процеса на освобождаване на кабела. Когато повдигащото оборудване се върне, напрежението на кабела върху макарата изчезва и макарата се завърта в посока на навиване, за да завърши състоянието на навиване на кабела.
Предимствата му са компактна структура, лесен монтаж и поддръжка, регулируем изходен въртящ момент според реалните работни условия, добра функция за самоспиране, липса на необходимост от инсталиране на спирачки и надеждна работа на кабелния барабан. Системата му за управление е проста и може да бъде свързана със системата за управление на предното и задно движение на оборудването. Докато оборудването работи, барабанният двигател ще работи и фазовата последователност няма да се промени. По време на работа на кабелния барабан, хистерезисният съединител може да регулира скоростта според скоростта на движение на основното оборудване, така че скоростта на линията на кабелния барабан за прибиране и освобождаване на кабела да е синхронизирана със скоростта на движение на основното оборудване.
Недостатъкът му е, че в случай на голям капацитет на кабела и висока монтажна височина на хоста, за да се намали повишаването на температурата на ротора и да се увеличи експлоатационният му живот, е необходимо да се възприеме концепцията за проектиране с многоглави ротори с малък въртящ момент, което е сравнително скъпо.
Подходящ е за тежки мобилни машини и оборудване, като пристанищни портални кранове, контейнерни кранове, корабни товарачи, кулокранове и др. Това оборудване е подходящо за закрепване на кабели в крайни и средни точки.
4.7. Макара за кабел с променлива честота
Честотно-регулиращият двигател е монтажна конструкция B5, директно свързана към входния край на редуктора. Единият край на изходния вал на редуктора е свързан към кабелната макара чрез шпонкова връзка, а другият край е свързан с електрическия плъзгащ пръстен в колекторната кутия. Редукторът и предавателната кутия на колекторния пръстен са фиксирани в горната част на основата. Шкафът за управление на инвертора е независим от кабелната макара и подходящото място за монтаж може да бъде избрано според реалната ситуация. При затворен векторен контрол (с векторно управление от сензор за скорост), инверторът избира режим на управление на въртящия момент с отворен контур и изчислява действителния диаметър на кабелната макара чрез интегриране на дебелината, за да контролира точно изходния въртящ момент на двигателя, като по този начин гарантира, че кабелът няма да причини промени в опъването поради промени в диаметъра на макарата, когато е навит на макарата, т.е. опъването на кабела е постоянно. Кабелната макара има следните предимства:
(1) По време на процеса на навиване и развиване на кабела, независимо къде се намира оборудването по релсите, напрежението, действащо върху него, е винаги постоянно и напрежението на кабела може да се регулира произволно чрез въвеждане на параметри на инвертора и работа с копчето на контролния панел, което увеличава максимално защитата на кабела и значително удължава експлоатационния му живот.
(2) Макарата може да реагира бързо на промените в работната скорост на оборудването и може да бъде синхронизирана с него. Работата ѝ е прецизна и чувствителна.
(3) Преодолява ограниченията на традиционния дизайн на кабелни макари, като например хистерезисен тип и тип моментен двигател. Не е ограничен от изключителните спецификации на кабела, дължината на навиване, скоростта на оборудването и височината на монтаж. Кабелната макара при всякакви сложни работни условия се задвижва от двигател с променлива честота и различна мощност.
(4) Притежава силна адаптивност и може да работи непрекъснато под високо натоварване през целия ден.
(5) Макарата и оборудването са свързани за защита при работа, което ефективно предотвратява инциденти, като например скъсване на кабел.
(6) Двигателят на макарата е прецизно контролиран и защитен от честотен преобразувател, което може да удължи експлоатационния му живот.
(7) Макарата с променливочестотен двигател може автоматично да променя работната честота на макарата в зависимост от зададеното опъване и работната скорост на хост оборудването (количката) и да работи нормално при всяка скорост от 0 до n (n е асинхронната скорост). Когато хост оборудването е изключено, спирачката на мотора с променлива честота на макарата за кабел спира, за да се гарантира, че кабелът няма да се плъзне.
Предимства: може точно да контролира силата, най-добре да предпазва кабела и да удължи живота му.
Недостатъци: цената е най-високата сред подобни продукти
Обхват на приложение: пристанищни портални кранове, контейнерни кранове, корабни товарачи, кулокранове и други тежки мобилни машини и оборудване.
Време на публикуване: 23 април 2025 г.