電纜卷筒的工作原理、性能及適用范圍
作為卷筒電纜的重要組成部分，卷筒在應(yīng)用中起著至關(guān)重要的作用，本文來介紹一下，電纜卷筒的工作原理、性能及應(yīng)用范圍。
電纜卷筒的分類
電纜卷筒按電纜排列方式分為軸向單排和軸向多排兩種。
電纜卷筒按集電滑環(huán)位置分為滑環(huán)內(nèi)裝式和滑環(huán)外裝式兩種形式。
電纜卷筒按卷繞材料分為電纜卷筒和軟管卷筒。
電纜卷筒按驅(qū)動形式分為非電動式和電動式兩大類。其中非電動式包括：彈力式（TA）、重錘式（ZC）、磁耦合式（JQC）；電動式包括：磁耦合式（JQD）、力矩電機(jī)式（KDO）、磁滯式（CZ）和變頻控制式（BP）。
一、彈力式（TA系列）電纜卷筒
1、工作原理
彈力式電纜卷筒的工作原理與鋼卷尺相似，利用蝸卷彈簧為動力來收卷電纜。當(dāng)電纜被拉出時，收緊蝸卷彈簧而儲能，當(dāng)外力撤消時，彈簧釋能，卷筒將自動收卷電纜。
2、性能及特點(diǎn)
安裝簡單，同步性能好，電纜張力小，但彈簧易疲勞，使用壽命短。
3、適用范圍
- 適用電纜：截面積35mm2以下的動力電纜和24芯以下的信號電纜；
- 卷繞長度：不超過30m；
- 適用設(shè)備：如電磁吸盤、抓斗、電動臺車等。
二、重錘式（ZC系列）電纜卷筒
1、工作原理
重錘式電纜卷線筒是利用重錘被提升而儲能的原理，自動卷取電纜的機(jī)械裝置。當(dāng)拉出電纜時，帶動電纜卷盤旋轉(zhuǎn)，從而帶動與電纜卷筒同軸相聯(lián)的鋼絲繩卷筒轉(zhuǎn)動，提升重錘而儲存勢能。當(dāng)卷筒需卷取電纜時，重錘下降釋放勢能，在鋼絲繩張力作用下，帶動與鋼絲繩卷筒同軸相聯(lián)的電纜卷盤轉(zhuǎn)動，同步卷取電纜。
2、性能及特點(diǎn)
結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定可靠，安裝維護(hù)方便。
3、適用范圍
- 適用電纜：截面積25~50 mm2電纜；
- 卷繞長度：小于50m；
- 適用設(shè)備：特別適用于惡劣工況，如各種鋼包車、鐵水車、渣盤車等冶金車輛和礦山車輛。
三、磁耦合式（JQC、JQD系列）電纜卷筒
1、工作原理
永磁耦合器為差速調(diào)整機(jī)構(gòu)，向電纜卷盤輸出恒定轉(zhuǎn)矩。超出額定轉(zhuǎn)矩時，耦合器打滑。當(dāng)設(shè)備駛向地面電纜錨位時，動力經(jīng)永磁耦合器驅(qū)動卷盤收卷電纜，耦合器向卷盤輸出的轉(zhuǎn)矩大小可調(diào)，從而保證收纜的線速度與大車運(yùn)行速度同步。當(dāng)設(shè)備駛離地面電纜錨位時，由于卷筒上的單向離合鏈輪，動力不能傳給電纜卷筒，大車運(yùn)行時拖拽電纜，使卷盤產(chǎn)生大于系統(tǒng)阻力（放纜磁滯器）的轉(zhuǎn)矩，同步釋放出電纜。根據(jù)實(shí)際工況，可選擇選擇移動設(shè)備傳動系統(tǒng)中的行走輪軸（JQC系列）或電動機(jī)（JQD系列）為動力輸出。
2、性能及特點(diǎn)
永磁技術(shù)用于卷筒傳動系統(tǒng)的末級，轉(zhuǎn)速低，無發(fā)熱現(xiàn)象；電纜張力大小可調(diào)，保護(hù)電纜，但不宜采用軸向單排，以免出現(xiàn)燥音過大的現(xiàn)象。
3、適用范圍
JQC-I ：
- 適用電纜：截面積25 mm2及以下動力電纜及多芯信號電纜；
- 卷繞長度：當(dāng)行程超過100m時，為了保證電纜排列效果，應(yīng)加裝同步排纜器。
- 適用設(shè)備：各種電動平車，臺車、過跨車等各種電動車輛。
JQC-II：
- 適用電纜：截面積10~35 mm2動力電纜；
- 卷繞長度：小于300米；
- 適用設(shè)備：小噸位的各種門式起重機(jī)、水電站壩頂門機(jī)等。
JQD：
- 適用電纜：多芯控制信號電纜（需配有鋼芯）；
- 卷繞長度：垂直方向小于100米；
- 適用設(shè)備：特別適用于水電站壩頂門機(jī)的主副起升、液壓抓梁和清污機(jī)抓斗等。
四、力矩電機(jī)式（KDO系列）電纜卷筒
1、工作原理
從力矩電機(jī)的機(jī)械特性曲線可以看出，力矩電機(jī)為變轉(zhuǎn)矩輸出。在低轉(zhuǎn)速時輸出大轉(zhuǎn)矩；高轉(zhuǎn)速時輸出小轉(zhuǎn)矩，此特性非常合電纜卷筒的機(jī)械性能要求。設(shè)備駛向地面電纜錨位時，力矩電機(jī)通電工作，經(jīng)減速機(jī)放大轉(zhuǎn)矩后 帶動卷盤旋轉(zhuǎn)收卷電纜。隨著卷繞直徑的增大，力矩電機(jī)自動降低轉(zhuǎn)速，并增大輸出轉(zhuǎn)矩，從而保證收纜的線速度與大車運(yùn)行速度同步，并保持收纜張力恒定。
設(shè)備駛離地面電纜錨位時，力矩電機(jī)的電動勢方向不變，大車運(yùn)行時拖拽電纜，使產(chǎn)生大于電機(jī)正向轉(zhuǎn)矩的反向轉(zhuǎn)矩，同步釋放出電纜。
2、控制方式及特點(diǎn)
力轉(zhuǎn)電機(jī)具有長期堵轉(zhuǎn)的特性，與大車控制系統(tǒng)相對獨(dú)立，只需從設(shè)備總電源開關(guān)（或總接觸器）引出電源即可。電氣控制簡單、可靠。 大車上電后，卷筒電機(jī)通電，卷盤工作，無論大車正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)還是停車，力矩電機(jī)始終通電且相序不變；大車斷電后，電機(jī)斷電，卷盤制動。
3、適用范圍
- 適用電纜：截面積從10~185mm2電纜；
- 卷繞長度：800米以下；
- 適用設(shè)備：門式、橋式、門座式起重機(jī)、堵取料機(jī)、壩頂門機(jī)、集裝箱岸橋、場橋、裝卸船機(jī)、冶金機(jī)械、水工機(jī)械和礦山機(jī)械等大型軌行設(shè)備。
五、磁滯式（CZ系列）電纜卷筒
1、工作原理
由三相異步電動機(jī)和磁滯聯(lián)軸器組成電纜卷筒的動力調(diào)速系統(tǒng)。設(shè)備駛向電纜錨位時，電動機(jī)通電工作，通過減速機(jī)放大力矩后驅(qū)動卷盤旋轉(zhuǎn)收卷電纜。此過程中由磁滯驅(qū)動器進(jìn)行差速調(diào)整，保證收纜過程與大車運(yùn)行同步；設(shè)備駛離電纜錨位時，電動機(jī)通電且相序不變，大車運(yùn)行時拖拽電纜，使卷盤產(chǎn)生大于磁滯驅(qū)動器的磁扭矩，同步釋放出電纜。
2、控制方式及特點(diǎn)
磁滯式電纜卷筒為恒轉(zhuǎn)矩輸出，電機(jī)必須與主機(jī)行走機(jī)構(gòu)同步起動，而主機(jī)停止時可根據(jù)大車滑行情況，選擇對卷筒電機(jī)延時斷電。如果使用多臺磁滯驅(qū)動器時必須保證電動機(jī)轉(zhuǎn)向一致，并符合訂貨要求。即：大車行走，卷筒電機(jī)通電，無論正車還是反車，卷筒電機(jī)相序不變；大車停，卷筒電機(jī)延時斷電。
3、適用范圍
- 適用電纜：截面積從10~240mm2電纜；
- 卷繞長度：1000米以下；
- 適用設(shè)備：門式、橋式、門座式起重機(jī)、堵取料機(jī)、壩頂門機(jī)、集裝箱岸橋、場橋、裝卸船機(jī)、冶金機(jī)械、水工機(jī)械和礦山機(jī)械等大型軌行設(shè)備。
六、 變頻控制式（BP系列）電纜卷筒
1、工作原理
BP系列變頻控制電機(jī)式電纜卷筒是目前國際上最好的移動傳輸?shù)慕鉀Q方案，可滿足任何復(fù)雜工況的需求。根據(jù)公式F=T/R可看出（其中F為電纜張力，T為卷筒收卷轉(zhuǎn)矩，R為卷筒的收卷半徑），如果能根據(jù)卷徑變化調(diào)整卷筒收卷轉(zhuǎn)矩，即可實(shí)現(xiàn)電纜張力恒定。 BP系列電纜卷筒的變頻器在閉環(huán)矢量（有速度傳感器矢量控制）下，選擇開環(huán)轉(zhuǎn)矩控制模式，并通過厚度積分計算電纜卷盤的實(shí)際卷徑，準(zhǔn)確控制電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，從而保證電纜在卷盤上卷繞時，根據(jù)卷繞半徑變化而自動進(jìn)行轉(zhuǎn)矩調(diào)整（線性變化），保證電纜張力恒定，最大程度上保護(hù)電纜。
2、性能及特點(diǎn)
- 1.高集成、高智能化，響應(yīng)速度快，與設(shè)備同步性能精確、靈敏。
- 2.無論在收纜、放纜，無論設(shè)備運(yùn)行在軌道的任何位置，作用在電纜上的張力始終恒定，并且可通過變頻器參數(shù)輸入及控制柜面版旋鈕操作，任意進(jìn)行調(diào)整，最大限度地保護(hù)電纜，有效降低用戶的使用維護(hù)成本。
- 3.突破了磁滯式、力矩電機(jī)式等傳統(tǒng)電纜卷筒設(shè)計上的瓶頸，不受電纜規(guī)格、卷繞長度、設(shè)備速度及安裝高度等超常規(guī)格的限制，任何復(fù)雜工況的電纜卷筒均由一臺功率不同的變頻電動機(jī)驅(qū)動。
- 4.適應(yīng)性強(qiáng)，可在高負(fù)載下全日制下連續(xù)工作，性能穩(wěn)定；
- 5.卷筒與設(shè)備為運(yùn)行連動保護(hù)，有效防止電纜被拉斷等意外發(fā)生。
3、控制方式
BP系列電纜卷筒與設(shè)備的控制系統(tǒng)相對獨(dú)立，控制柜可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際安裝在任何位置（室內(nèi)或室外），只需從設(shè)備總電源開關(guān)或總交流接觸器輸出端引出電源接于控制箱空開即可。
4、適用范圍
可滿足任何復(fù)雜的移動供電要求，適用于門式、橋式、門座式起重機(jī)、堆取料機(jī)、壩頂門機(jī)、集裝箱岸橋、場橋、裝卸船機(jī)、冶金機(jī)械、水工機(jī)械和礦山機(jī)械等大型軌行設(shè)備的移動供電和數(shù)據(jù)傳輸。
-
Q
坦克鏈里一定要用拖鏈電纜嗎？
A坦克鏈，也稱拖鏈，又名電線電纜保護(hù)拖鏈（Cable carrier），是一種束縛電纜或電線或空壓管及油壓管以方便其轉(zhuǎn)動及運(yùn)動的裝置。因?yàn)楣ぷ鲿r需跟隨坦克鏈系統(tǒng)來回彎曲工作，電纜必須具有高柔性、韌性強(qiáng)、耐彎曲、耐磨、耐拖拽的特性，最好就使用拖鏈專用高柔性電纜。
-
Q
為什么高柔線那么硬？
A千萬別認(rèn)為高柔線是軟的，中文里的“柔”的確等同于“軟”，但“高柔性電纜”這一電纜名詞的引入最初用于進(jìn)口電纜，這里的“柔性”并非單指柔軟，而是指柔韌。尤其有些進(jìn)口高端拖鏈電纜，手感雖然較國產(chǎn)拖鏈電纜硬，但耐用性及認(rèn)可度卻是公認(rèn)的好。
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