obří technologie | Novinka v oboru | 22. dubna 2025
1. Úvod
Kabelové bubny jsou zařízení pro navíjení kabelů, která poskytují energii, řídicí energii nebo řídicí signály pro velká mobilní zařízení. Široce se používají v mnoha mobilních zařízeních v oblasti přístavů, doků, projektů vodohospodářství a ocelářského průmyslu, jako jsou portálové jeřáby, věžové jeřáby, portálové jeřáby, nábřežní jeřáby, stroje pro manipulaci s sypkým materiálem (korečkové stohovače, recyklátory), portálové jeřáby pro přehrady vodních elektráren a elektrické plošinové vozy, osvětlení a ozvučení jevišť atd.
2. Forma produktu
Podle typu pohonu jej lze rozdělit na: ruční typ, typ s protizávažím, elastický typ, typ s momentovým motorem, hysterezní typ, typ s proměnnou frekvencí převodu, typ s hydraulickou spojkou a typ s magnetickou spojkou.
Podle různých materiálů navíjení se rozdělují na: kabelové navijáky, hadicové navijáky (přenosové médium je plyn, kapalina) a optické kabelové navijáky.
Kabelové bubny se podle uspořádání kabelů dělí na axiální jednořadé a axiální víceřadé.
Kabelové bubny se dělí na dva typy podle polohy sběrného kroužku: s vnitřním sběrným kroužkem a s vnějším sběrným kroužkem.
3. Principy návrhu
3.1 Specifikace a typy kabelů
1) Vnější průměr kabelu, který přímo ovlivňuje axiální velikost cívky.
2) Tvar kabelu, kulatý nebo plochý kabel. Plochý kabel lze navíjet pouze v jedné řadě.
3) Hmotnost a délka kabelové jednotky (kg/m) ovlivňují potřebný výkon navijáku. Čím větší je hmotnost a délka jednotky, tím vyšší je potřebný výkon navijáku.
4) Poloměr ohybu kabelu ovlivňuje minimální průměr cívky. Pokud je průměr cívky menší než poloměr ohybu kabelu, kabel se poškodí.
5) Počet žil kabelu ovlivňuje počet sběrných kroužků kolektoru.
6) Napětí a proud ovlivňují izolaci a velikost sběrného kroužku kolektoru. Elastický typ lze použít pouze pro zařízení s napětím pod 500 V.
3.2. Délka vinutí
Ovlivňuje radiální velikost a potřebný výkon navijáku. Čím delší je délka, tím vyšší je potřebný výkon.
3.3. Rychlost pohybu zařízení
Ovlivňuje výkon motoru a převodový poměr elektrického navijáku. Pokud rychlost pohybu zařízení přesáhne 60 metrů za minutu, měl by být zvolen typ regulace s proměnnou frekvencí.
3.4. Výška instalace zařízení
Čím vyšší je instalační výška, tím větší je potřeba energie.
3.5. Metoda navíjení
Obrázek metody navíjení
3.6. Další faktory
1) Materiál cívky: uhlíková ocel, nerezová ocel 304, nerezová ocel 316.
2) Stupeň krytí: IP55, IP56, IP65
3) Vedení kabelu: zda je potřeba vedení, zda vedení potřebuje funkci ochrany proti napnutí
4) Průvodce kabely: zda je průvodce kabely potřeba
5) Způsob napájení: napájení ze středního/koncového bodu atd.
Schéma instalace vodicího rámu
4. Rozsah použití různých kabelových bubnů
4.1. Naviják lana s protizávažím
Jedná se o mechanické zařízení, které automaticky navíjí kabel na principu ukládání energie při zvedání závaží. Když je kabel vytažen, naviják kabelu se otáčí, čímž se otáčí naviják ocelového lana souose spojený s navijákem kabelu, čímž se zvedá závaží a ukládá potenciální energie. Když naviják navíjí kabel, závaží klesá a uvolňuje potenciální energii. Působením napětí ocelového lana se naviják kabelu souose spojený s navijákem ocelového lana otáčí a synchronně navíjí kabel.
Výhody: jednoduchá konstrukce, stabilní a spolehlivý výkon, snadná instalace a údržba a dlouhá životnost.
Nevýhody: velké rozměry, omezený zdvih, pokud je požadován velký zdvih, musí být ponechán dostatek místa pro instalaci.
Oblast použití: portálové jeřáby s krátkým zdvihem pro velké kabely nad 35 mm², pánve, vozy na roztavenou litinu, vozy na struskové pánve v ocelárnách a další zařízení. Tato zařízení jsou vhodná pro ukotvení kabelů v koncových a středových bodech.
4.2. Pružinový kabelový buben
Jedná se o mechanické zařízení, které automaticky navíjí kabel na principu ukládání energie uvolněním pružiny navíječe. Po vytažení kabelu se navíječ otáčí, aby napnul spirálovou pružinu a uložil energii; po návratu navíječe kabel automaticky navine.
Výhody: dobrý synchronizační výkon, malé napětí kabelu, nízká cena.
Nevýhody: Vzhledem k omezené životnosti samotné pružiny je životnost tohoto typu navijáku relativně krátká a je omezena zdvihem.
Oblast použití: Horizontální a vertikální navíjení silových a ovládacích kabelů pod 35 mm², jako jsou přísavky zvedacích elektromagnetů, drapáky, elektrické plošinové vozíky a další zařízení a podobné pracovní podmínky. Tato zařízení jsou vhodná pro ukotvení kabelů v koncových a středových bodech.
4.3. Naviják kabelu s magnetickou spojkou
Základní technologií je použití permanentní magnetické spojky jako synchronního diferenciálního mechanismu. Proces navíjení kabelu spočívá v tom, že síla pohání cívku, která navíjí kabel přes permanentní magnetickou spojku. Spojka a cívka neustále prokluzují diferenciálně, aby se zajistilo, že rychlost navíjení kabelu je stejná jako rychlost pohybu zařízení. Nastavením výstupního momentu permanentní magnetické spojky lze nastavit napětí kabelu v určitém rozsahu. Proces uvolnění kabelu probíhá pomocí jednosměrné spojky a síla se nemůže přenášet na spojku ani na cívku. Působením napětí kabelu cívka překonává hysterezi hysterezního zařízení pro uvolnění kabelu a synchronně uvolňuje kabel.
Výhody: vyspělá technologie a vysoká cena. Synchronizace navijáku a mobilního zařízení je stabilní a spolehlivá. V konečné fázi přenosového systému se používá permanentní magnetická technologie s nízkou rychlostí a bez zahřívání; při navíjení a uvolňování kabelu lze nastavit jeho napětí, aby byl kabel chráněn.
Nevýhody: vysoká hlučnost.
Oblast použití: kabely se specifikacemi pod 35 mm², jako jsou elektrické plošinové vozy, trolejbusy, věžové jeřáby, mostové nebo portálové jeřáby, stohovací a recyklační vozíky a další zařízení a podobná pracovní prostředí. Vhodné pro ukotvení kabelů v koncových a středních bodech.
4.4. Vylepšený kabelový naviják s magnetickou spojkou
Princip tohoto navijáku kabelu je stejný jako výše uvedený. Podle potřeb uživatele lze zvolit kotoučový motor nebo brzdový motor. Elektrické ovládání navijáku spočívá v tom, že motor navijáku kabelu je v chodu a motor uvolňovače kabelu je vypnutý.
Výhody: kompaktnější konstrukce, malé rozměry, malá hmotnost, snadná instalace.
Nevýhody: vysoká hlučnost.
4.5. Kabelový naviják motoru s dlouhodobým zastavením
Jako zdroj energie používá momentový motor s dlouhodobou ochranou proti zablokování a samoregulací otáček. Výstupní otáčky motoru se automaticky snižují se zvyšujícím se vnějším zatížením a rychlost navíjecího kabelu se automaticky upravuje tak, aby odpovídala rychlosti pohybu zařízení. Při uvolnění kabelu je vlivem napětí kabelu překonán moment motoru způsobující zablokování a kabel se synchronně uvolní. Při parkování a vypnutí se kabel zablokuje pomocí kotoučové brzdy momentového motoru, aby se zabránilo jeho prokluzování.
Výhody: Motor je neustále napájen, elektronické ovládání je jednoduché, lze snížit poruchovost, rozsah navíjení kabelu je velký a zdvih je dlouhý.
Nevýhody: Při povolování lanka je nutné překonat odpor krouticího momentu motoru a malé lanka je třeba používat opatrně.
Oblast použití: kabely velkých rozměrů, jako jsou stohovací jeřáby, mostní jeřáby nebo portálové jeřáby, a mobilní zařízení pohybující se na dlouhé vzdálenosti. Tato zařízení jsou vhodná pro ukotvení kabelů v koncových a středových bodech.
4.6. Hysterezní kabelový buben
Disk vyrobený z permanentní magnetické oceli vytváří střídavé vícepólové magnetické pole. Naproti disku je silný indukční disk. Když motor pohání indukční disk k otáčení vysokou rychlostí, magnetický disk se otáčí prostřednictvím magnetické vazby. Když mají oba disky skluz v rychlosti, vícepólový magnetický disk střídavě zmagnetizuje indukční disk na opačné straně, čímž generuje točivý moment (tj. „magnetickou vazbu“), který tomuto skluzu odolává a pohání (nebo brzdí) magnetický disk k otáčení. Motor pohání naviják lana, který přenáší energii na hysterezní vazbu, a po zpomalení se zesílený točivý moment přenáší na naviják lana. Když je naviják lana v provozu, motor se vždy otáčí ve směru navíjení lana. Když se zvedací zařízení pohybuje od zdroje energie, lano táhne naviják dozadu, což způsobí, že oba navijáky proklouznou a uvolní lano na navijáku. Točivý moment magnetického pole hysterezní vazby vždy zajistí, že lano je během procesu uvolňování lana v napnutém stavu. Když se zvedací zařízení vrátí, napětí kabelu na cívce zmizí a cívka se otočí ve směru navíjení, aby se dokončil stav navíjení kabelu.
Jeho výhodami jsou kompaktní konstrukce, snadná instalace a údržba, nastavitelný výstupní točivý moment podle skutečných pracovních podmínek, dobrá funkce samočinného brzdění, není nutné instalovat brzdy a spolehlivý provoz kabelového bubnu. Jeho řídicí systém je jednoduchý a lze jej propojit s řídicím systémem zařízení pro chod vpřed a vzad. Dokud je zařízení v provozu, motor bubnu pracuje a sled fází se nemění. Během provozu kabelového bubnu může hysterezní spojka upravovat rychlost podle rychlosti chodu hostitelského zařízení, takže rychlost linky kabelového bubnu pro zasouvání a uvolňování kabelu je synchronizována s rychlostí chodu hostitelského zařízení.
Jeho nevýhodou je, že v případě velké kapacity kabelu a vysoké instalační výšky hostitele je nutné pro snížení nárůstu teploty rotoru a prodloužení jeho životnosti přijmout konstrukční koncept vícehlavého pohonu s malým točivým momentem, což je relativně drahé.
Je vhodný pro těžké mobilní stroje a zařízení, jako jsou přístavní portálové jeřáby, kontejnerové jeřáby, nakladače lodí, věžové jeřáby atd. Tato zařízení jsou vhodná pro ukotvení kabelů v koncových a středních bodech.
4.7. Kabelový buben s proměnnou frekvencí
Motor s proměnnou frekvencí je instalační konstrukce B5, přímo připojená ke vstupnímu konci reduktoru. Jeden konec výstupní hřídele reduktoru je připojen k navijáku kabelu pomocí pera a druhý konec je připojen k elektrickému sběrnému kroužku ve sběrné skříni. Reduktor a převodová skříň sběrného kroužku jsou upevněny na horní straně základny. Řídicí skříň měniče je nezávislá na navijáku kabelu a vhodnou instalační polohu lze zvolit podle aktuální situace. V režimu vektorového řízení s uzavřenou smyčkou (s vektorovým řízením pomocí snímače otáček) měnič volí režim řízení krouticího momentu s otevřenou smyčkou a vypočítává skutečný průměr navijáku kabelu pomocí integrace tloušťky, aby přesně řídil výstupní krouticí moment motoru, čímž zajišťuje, že kabel nezpůsobí změny napětí v důsledku změn průměru navijáku při navíjení na naviják, tj. napětí kabelu je konstantní. Naviják kabelu má následující výhody:
(1) Během procesu navíjení a odvíjení kabelu, bez ohledu na to, kde se zařízení na trati pohybuje, je napětí, které na něj působí, vždy konstantní a napětí kabelu lze libovolně nastavit pomocí vstupu parametrů měniče a ovládáním knoflíku na panelu ovládací skříně, což maximalizuje ochranu kabelu a výrazně prodlužuje jeho životnost.
(2) Naviják dokáže rychle reagovat na změny provozní rychlosti zařízení a lze jej se zařízením synchronizovat. Jeho výkon je přesný a citlivý.
(3) Překonává úzká hrdla tradičních konstrukcí kabelových bubnů, jako je hysterezní typ a typ momentového motoru. Není omezen mimořádnými specifikacemi kabelu, délkou vinutí, rychlostí zařízení a instalační výškou. Kabelový buben v jakýchkoli složitých provozních podmínkách je poháněn motorem s proměnnou frekvencí a různým výkonem.
(4) Má silnou přizpůsobivost a může pracovat nepřetržitě při vysokém zatížení po celý den.
(5) Cívka a zařízení jsou propojeny pro ochranu provozu, což účinně zabraňuje nehodám, jako je například přetržení kabelu.
(6) Motor navijáku je přesně řízen a chráněn frekvenčním měničem, což může prodloužit jeho životnost.
(7) Naviják kabelu s motorem s proměnnou frekvencí dokáže automaticky měnit provozní frekvenci navijáku s proměnnou frekvencí podle nastaveného napětí a provozní rychlosti hostitelského zařízení (trolejového vozíku) a normálně pracovat při jakékoli rychlosti od 0 do n (n je asynchronní rychlost). Když je hostitelské zařízení vypnuto, brzda motoru s proměnnou frekvencí navijáku kabelu zabrzdí, aby se kabel neprokluzoval.
Výhody: umožňuje přesně ovládat sílu, nejlépe chrání kabel a prodlužuje jeho životnost.
Nevýhody: cena je mezi podobnými produkty nejdražší
Oblast použití: přístavní portálové jeřáby, kontejnerové jeřáby, nakladače lodí, věžové jeřáby a další těžké mobilní stroje a zařízení.
Čas zveřejnění: 23. dubna 2025