Hvernig á að velja kapalrúllur?

Risastór tækni | Nýtt í greininni | 22. apríl 2025

1. Inngangur

Kapalrúllur eru kapalvindingartæki sem veita afl, stjórnafl eða stjórnmerki fyrir stóran færanlegan búnað. Þær eru mikið notaðar í mörgum færanlegum búnaði á sviði hafna, bryggja, vatnsverndarverkefna og stáls, svo sem portalkrana, turnkrana, portalkrana, bryggjukrana, vélum fyrir meðhöndlun lausaefnis (endurheimtara með fötuhjólum), portalkrana fyrir stíflur og rafmagns flatvagna fyrir vatnsaflsvirkjanir, sviðslýsingu og hljóð o.s.frv.

2. Vöruform

Samkvæmt aflgjafaformi má skipta því í: handvirka gerð, mótvægisgerð, teygjanlega gerð, togmótorgerð, hysteresisgerð, breytilega tíðniflutningsgerð, vökvatengingargerð og segultengingargerð.
Samkvæmt mismunandi vafningsefnum má skipta því í: kapalrúllu, slöngusnúru (flutningsmiðill er gas, vökvi) og ljósleiðarasnúru.
Kapalrúllur eru skipt í ásbundnar einaröðar og ásbundnar margra raða eftir kapalfyrirkomulagi.
Kapalrúllur eru skipt í tvo gerðir eftir staðsetningu rennihringsins á safnaranum: innri gerð rennihringsins og ytri gerð rennihringsins.

3. Hönnunarreglur

3.1 Upplýsingar og gerðir kapla

1) Ytra þvermál kapalsins, sem hefur bein áhrif á ásstærð spólunnar.
2) Kapalform, kringlótt eða flatt kapal. Flatt kapal má aðeins vafin í eina röð.
3) Þyngd og lengd kapalsins (kg/m) hafa áhrif á aflþörf spólunnar. Því meiri sem þyngd og lengd einingarinnar er, því meiri er aflþörf spólunnar.
4) Beygjuradíus snúrunnar hefur áhrif á lágmarksþvermál spólunnar. Þegar þvermál spólunnar er minna en beygjuradíus snúrunnar skemmist snúran.
5) Fjöldi kapalkjarna hefur áhrif á fjölda rennihringja safnara.
6) Spenna og straumur hafa áhrif á einangrun og stærð rennihringsins í safnaranum. Teygjanlega gerðin er aðeins hægt að nota fyrir búnað undir 500V.

3.2. Lengd vindinga

Hefur áhrif á stærð spólunnar og aflþörf hennar. Því lengri sem lengdin er, því meiri er aflþörfin.

3.3. Hreyfingarhraði búnaðar

Hefur áhrif á mótorafl og flutningshlutfall rafmagnssnúru. Þegar hreyfingarhraði búnaðarins fer yfir 60 metra/mínútu ætti að velja breytilega tíðnistýringu.

3.4. Uppsetningarhæð búnaðar

Því hærri sem uppsetningarhæðin er, því meiri er orkuþörfin.

3.5. Spólunaraðferð

 

Mynd af spólunaraðferð

3.6. Aðrir þættir

1) Efni spólunnar: kolefnisstál, 304 ryðfrítt stál, 316 ryðfrítt stál.
2) Verndunarstig: IP55, IP56, IP65
3) Kapalleiðari: hvort leiðari er nauðsynlegur, hvort leiðarinn þarfnast spennuverndar
4) Kapalleiðari: hvort kapalleiðari sé nauðsynlegur
5) Aflgjafaaðferð: miðpunktur/endapunktur aflgjafa o.s.frv.

 

Uppsetningarmynd af leiðaramma

4. Notkunarsvið mismunandi kapalrúlla

4.1. Kapalrúlla fyrir mótvægi

Þetta er vélrænt tæki sem spólar sjálfkrafa kapalinn með því að nota meginregluna um orkugeymslu þegar þyngd er lyft. Þegar kapalinn er dreginn út er kapalrúllan knúin til að snúast, sem knýr þannig vírsnúningsrúlluna sem er tengd við kapalrúlluna til að snúast, til að lyfta þyngdinni og geyma hugsanlega orku. Þegar spólan spólar kapalinn fellur þyngdin til að losa hugsanlega orku. Undir áhrifum vírspennunnar er kapalrúllan sem er tengd við vírsnúningsrúlluna knúin til að snúast og spóla kapalinn samstillt.
Kostir: Einföld uppbygging, stöðug og áreiðanleg afköst, auðveld uppsetning og viðhald og langur endingartími.
Ókostir: stór stærð, takmörkuð vegna ferðalaga, ef mikillar ferðalaga er krafist verður að skilja eftir nægilegt uppsetningarrými.
Notkunarsvið: Gantrykranar með stuttum flutningsleiðum fyrir stóra kapla yfir 35 mm², sleifarvagnar, bráðna járnvagnar, gjallvagnar í stálverkstæðum og annar búnaður. Þessi búnaður hentar til að festa endapunkta og miðpunkta kapla.

4.2. Fjaðurlaga kapalrúlla

Þetta er vélrænt tæki sem spólar snúruna sjálfkrafa með því að nota meginregluna um orkugeymslu með því að losa snúrufjöðurinn. Þegar snúran er dregin út snýst spólan til að herða spíralfjöðrina og geyma orku; þegar spólan snýr aftur spólan sjálfkrafa snúruna.
Kostir: góð samstillingarárangur, lítil kapalspenna, lágt verð.
Ókostir: Vegna takmarkaðs líftíma fjöðrarinnar sjálfrar er endingartími þessarar gerðar spólu tiltölulega stuttur og takmarkaður af slaglengdinni.
Notkunarsvið: Lárétt og lóðrétt kapalrúlla fyrir rafmagnssnúrur og stjórnsnúrur undir 35 mm², svo sem lyftibúnað með rafsegulmagnaða sogskálum, gripum, rafmagnsflatbílum og öðrum búnaði og svipuðum vinnuskilyrðum. Þessi tæki henta til að festa endapunkta og miðpunkta kapla.

4.3. Segultengingarsnúra

Kjarnatæknin felst í því að nota varanlegan segultengi sem samstilltan mismunadrifsbúnað. Kapalrúlluferlið felst í því að kraftur knýr spóluna til að rúlla snúrunni í gegnum varanlega segultengið. Tengið og spólan renna stöðugt mismunandi til að tryggja að snúruhraði sé sá sami og hreyfingarhraði búnaðarins. Með því að stilla úttaks tog varanlega segultengisins er hægt að stilla spennu snúrunnar innan ákveðins bils. Kapallosunarferlið er með einstefnu kúplingarbúnaði og krafturinn getur ekki verið fluttur til tengisins og spólunnar. Undir áhrifum kapalspennunnar sigrast spólan á sveiflusveiflu snúrulosunarbúnaðarins og losar snúruna samstillt.
Kostir: Þróuð tækni og mikil kostnaður. Samstillingargeta spólunnar og færanlegs búnaðar er stöðug og áreiðanleg. Varanleg segulmagnað tækni er notuð í lokastigi flutningskerfisins, með litlum hraða og engri upphitun; þegar kapallinn er spólaður inn og slepptur er hægt að stilla kapalspennuna til að vernda kapallinn.
Ókostir: mikill hávaði.
Notkunarsvið: Kaplar með forskriftir undir 35 mm², svo sem rafmagnsvagnar, vagnar, turnkranar, brúar- eða gantrykranar, staflara og endurheimtara og annan búnað og svipaðar vinnuaðstæður. Hentar fyrir endapunkta og miðpunkta kapalfestinga.

4.4. Segultenging með bættri kapalrúllu

Meginreglan á bak við þessa kapalrúllu er sú sama og að ofan. Hægt er að velja diskmótor eða bremsumótor eftir þörfum notandans. Rafstýringin á rúllunni felst í því að kapalrúllumótorinn virkar en kapallosunarmótorinn er slökktur.
Kostir: þéttari uppbygging, lítil stærð, lítill massi, auðveld uppsetning.
Ókostir: mikill hávaði.

4.5. Langtíma stöðvun á togi mótorkapalsrúllu

Það notar togmótor með langtíma stöðvunareiginleikum og sjálfvirkri hraðastillingu sem aflgjafa. Úttakshraði mótorsins minnkar sjálfkrafa með aukinni ytri álagi og hraði spóluvírsins er sjálfkrafa stilltur á sama hraða og aksturshraða búnaðarins; þegar vírinn er losaður, undir áhrifum vírspennu, er tog stöðvunarmótorsins yfirbugað til að losa vírinn samstillt; þegar lagt er og slökkt er diskabremsa togmótorsins notuð til að læsa vírnum til að tryggja að vírinn renni ekki til.
Kostir: Mótorinn er alltaf knúinn, rafeindastýringin er einföld, bilunartíðni er hægt að minnka, snúruvindingarsviðið er stórt og ferðin er löng.
Ókostir: Þegar kapallinn er losaður er nauðsynlegt að yfirstíga togmótstöðuna sem veldur stöðvun mótorsins og nota þarf litla kapla með varúð.
Notkunarsvið: Stórar kaplar eins og staflara, brúarkranar eða gantrykranar og færanlegur búnaður sem ekur langar leiðir. Þessi tæki henta til að festa endapunkta og miðpunkta kapla.

4.6. Kapalrúlla með hysteresis

Diskur úr varanlegu segulmagnaða stáli myndar til skiptis margpóla segulsvið. Sterk rafsegulskífa er á móti diskinum. Þegar mótorinn knýr rafsegulskífuna til að snúast á miklum hraða, er segulskífan knúin til að snúast með segultengingu. Þegar diskarnir tveir renna saman, mun margpóla segulskífan til skiptis segulmagna rafsegulskífuna á gagnstæðri hlið og þannig mynda tog (þ.e. „segultenging“) sem stendst gegn þessari renningu og knýr (eða bremsar) segulskífuna til að snúast. Kapalrúllan er knúin áfram af mótornum til að flytja afl til sveiflutengingarinnar, og eftir hraðaminnkun er magnaða togið sent til kapalrúllunnar. Þegar kapalrúllan er í gangi snýst mótorinn alltaf í átt að kapalrúllunni. Þegar lyftibúnaðurinn færist frá aflgjafanum togar vírinn í spóluna til baka, sem veldur því að spólurnar tvær renna og losa vírinn á spólunni. Segulsviðstog sveiflutengingarinnar mun alltaf tryggja að vírinn sé í spenntri stöðu meðan á kapallosun stendur. Þegar lyftibúnaðurinn snýr aftur hverfur spennan á kapalnum á spólunni og kapalrúllan snýst í vindingarátt til að ljúka kapalvindingarástandi.
Kostir þess eru þétt uppbygging, auðveld uppsetning og viðhald, stillanlegt úttakstog eftir raunverulegum vinnuskilyrðum, góð sjálfbremsunarvirkni, engin þörf á að setja upp bremsur og áreiðanleg rekstur kapaltrommunnar. Stjórnkerfi þess er einfalt og hægt er að tengja það við fram- og afturábaksstýrikerfi búnaðarins. Svo lengi sem búnaðurinn er í gangi mun trommumótorinn virka og fasaröðin breytist ekki. Meðan kapaltromman er í gangi getur hysteresis-tengingin stillt hraðann í samræmi við keyrsluhraða hýsilbúnaðarins, þannig að línuhraði kapaltrommunnar til að draga inn og losa kapalinn sé samstilltur við keyrsluhraða hýsilbúnaðarins.
Ókosturinn er sá að ef um er að ræða mikla kapalgetu og mikla uppsetningarhæð hýsilsins, til að draga úr hitastigshækkun snúningshlutans og auka endingartíma snúningshlutans, er nauðsynlegt að tileinka sér hönnunarhugtakið með litlu togi í mörgum höfðum, sem er tiltölulega dýrt.
Það hentar fyrir þungar færanlegar vélar og búnað eins og hafnarkrana, gámakrana, skiphleðslutæki, turnkrana o.s.frv. Þessi búnaður hentar fyrir endapunkta og miðpunkta kapalfestinga.

4.7. Kapalrúlla með breytilegri tíðni

Breytileg tíðni mótorinn er B5 uppsetningarbygging, tengd beint við inntaksenda aflgjafans. Annar endi úttaksáss aflgjafans er tengdur við kapalrúlluna með lykiltengingu og hinn endinn er tengdur við rafmagnsrennslihringinn í safnarakassanum. Aflgjafarinn og gírkassinn fyrir safnarahringinn eru festir efst á botninum. Stjórnborð invertersins er óháð kapalrúllunni og hægt er að velja viðeigandi uppsetningarstað í samræmi við raunverulegar aðstæður. Með lokuðu lykkjuvigri (með hraðaskynjaravigurstýringu) velur inverterinn opna lykkju togstýringarham og reiknar út raunverulegt spóluþvermál kapalrúllunnar með þykktarsamþættingu til að stjórna úttakstog mótorsins nákvæmlega og þannig tryggja að kapallinn valdi ekki spennubreytingum vegna breytinga á þvermáli spólunnar þegar hann er vafinn á spólunni, það er að segja, spenna kapalsins er stöðug. Kapalrúllan hefur eftirfarandi kosti:
(1) Við uppröðun og afröðun kapalsins, hvar sem búnaðurinn er á brautinni, er spennan sem verkar á hann alltaf stöðug og hægt er að stilla spennu kapalsins að vild með inntaki breytibreytunnar og með hnappinum á stjórnborðinu, sem hámarkar vernd kapalsins og lengir endingartíma kapalsins til muna.

(2) Spólan getur brugðist hratt við breytingum á rekstrarhraða búnaðarins og hægt er að samstilla hana við búnaðinn. Afköst hennar eru nákvæm og næm.
(3) Það brýtur í gegnum flöskuháls hefðbundinna kapalrúlluhönnunar eins og hysteresis-gerð og togmótorgerð. Það er ekki takmarkað af óvenjulegum forskriftum um kapalforskriftir, vindingarlengd, hraða búnaðar og uppsetningarhæð. Kapalrúllan við allar flóknar vinnuaðstæður er knúin áfram af breytilegri tíðnimótor með mismunandi afli.
(4) Það hefur sterka aðlögunarhæfni og getur unnið stöðugt undir miklu álagi allan daginn.
(5) Spólan og búnaðurinn eru tengd saman til að vernda notkunina, sem kemur í veg fyrir slys eins og kapalbrot.
(6) Tíðnibreytirinn stýrir og verndar spólumótorinn nákvæmlega, sem getur lengt líftíma hans.
(7) Kapalrúlla með breytilegri tíðnistýringu getur sjálfkrafa breytt rekstrartíðni breytilegrar tíðnimótors rúllunnar í samræmi við stillta spennu og rekstrarhraða hýsilbúnaðarins (vagnsins) og starfar eðlilega á hvaða hraða sem er frá 0 til n (n er ósamstilltur hraði). Þegar hýsilbúnaðurinn er slökktur bremsar breytileg tíðnimótor kapalrúllunnar til að tryggja að kapallinn renni ekki til.
Kostir: Getur stjórnað kraftinum nákvæmlega, verndað snúruna best og lengt líftíma hennar.
Ókostir: Verðið er það dýrasta meðal svipaðra vara
Notkunarsvið: hafnarkranar, gámakranar, skipasmíðavélar, turnkranar og aðrar þungar færanlegar vélar og búnaður.