Teknologi raksasa | Berita industri | 22 April 2025
1. Pendahuluan
Gulungan kabel adalah perangkat penggulung kabel yang menyediakan daya, daya kontrol, atau sinyal kontrol untuk peralatan bergerak besar. Perangkat ini banyak digunakan pada berbagai peralatan bergerak di bidang pelabuhan, dermaga, proyek konservasi air, dan industri baja, seperti derek gantry, derek menara, derek portal, derek dermaga, mesin penanganan material curah (penumpuk dan pengambil material roda ember), derek gantry puncak bendungan pembangkit listrik tenaga air, dan kereta listrik, pencahayaan dan tata suara panggung, dll.
2. Bentuk produk
Berdasarkan bentuk tenaga penggeraknya, dapat dibagi menjadi: tipe manual, tipe penyeimbang, tipe elastis, tipe motor torsi, tipe histeresis, tipe transmisi frekuensi variabel, tipe kopling hidrolik, dan tipe kopling magnetik.
Berdasarkan bahan penggulung yang berbeda, dapat dibagi menjadi: gulungan kabel, gulungan selang (media transmisi berupa gas, cairan), dan gulungan kabel optik.
Gulungan kabel dibagi menjadi gulungan aksial baris tunggal dan gulungan aksial multi-baris sesuai dengan susunan kabelnya.
Gulungan kabel dibagi menjadi dua jenis berdasarkan posisi cincin selip kolektor: tipe cincin selip internal dan tipe cincin selip eksternal.
3. Prinsip-prinsip desain
3.1 Spesifikasi dan jenis kabel
1) Diameter luar kabel, yang secara langsung memengaruhi ukuran aksial gulungan.
2) Bentuk kabel, kabel bulat atau pipih. Kabel pipih hanya dapat digulung dalam satu baris.
3) Berat unit kabel (kg/m) dan panjangnya memengaruhi kebutuhan daya gulungan. Semakin besar berat dan panjang unit, semakin tinggi kebutuhan daya untuk gulungan tersebut.
4) Jari-jari tekukan kabel memengaruhi diameter minimum gulungan. Jika diameter gulungan lebih kecil daripada jari-jari tekukan kabel, kabel akan rusak.
5) Jumlah inti kabel memengaruhi jumlah cincin selip kolektor.
6) Tegangan dan arus memengaruhi isolasi dan ukuran cincin selip kolektor. Tipe elastis hanya dapat digunakan untuk peralatan di bawah 500V.
3.2. Panjang gulungan
Memengaruhi ukuran radial dan kebutuhan daya gulungan. Semakin panjang, semakin tinggi kebutuhan dayanya.
3.3. Kecepatan pergerakan peralatan
Memengaruhi daya motor dan rasio transmisi gulungan kabel listrik. Ketika kecepatan pergerakan peralatan melebihi 60 meter/menit, jenis kontrol frekuensi variabel harus dipilih.
3.4. Tinggi pemasangan peralatan
Semakin tinggi ketinggian pemasangan, semakin besar kebutuhan daya.
3.5. Metode penggulungan
Gambar metode penggulungan
3.6. Faktor-faktor lainnya
1) Bahan gulungan: baja karbon, baja tahan karat 304, baja tahan karat 316.
2) Tingkat perlindungan: IP55, IP56, IP65
3) Pemandu kabel: apakah pemandu diperlukan, apakah pemandu tersebut memerlukan fungsi perlindungan tegangan.
4) Panduan kabel: apakah panduan kabel diperlukan
5) Metode catu daya: catu daya titik tengah/titik akhir, dll.
Diagram Instalasi rangka pemandu
4. Lingkup aplikasi berbagai jenis gulungan kabel
4.1. Gulungan kabel penyeimbang
Ini adalah perangkat mekanis yang secara otomatis menggulung kabel dengan menggunakan prinsip penyimpanan energi saat beban diangkat. Ketika kabel ditarik keluar, gulungan kabel digerakkan untuk berputar, sehingga menggerakkan gulungan tali kawat yang terhubung secara koaksial dengan gulungan kabel untuk berputar, sehingga mengangkat beban dan menyimpan energi potensial. Ketika gulungan menggulung kabel, beban jatuh untuk melepaskan energi potensial. Di bawah pengaruh tegangan tali kawat, gulungan kabel yang terhubung secara koaksial dengan gulungan tali kawat digerakkan untuk berputar dan menggulung kabel secara sinkron.
Keunggulan: struktur sederhana, kinerja stabil dan andal, pemasangan dan perawatan mudah, serta masa pakai yang lama.
Kekurangan: ukuran besar, terbatas oleh ruang gerak, jika diperlukan ruang gerak yang besar, harus disediakan ruang instalasi yang cukup.
Lingkup aplikasi: derek gantry dengan jarak tempuh pendek untuk kabel berukuran besar di atas 35mm², kereta pengangkut sendok peleburan, kereta pengangkut besi cair, kereta pengangkut terak di bengkel pembuatan baja dan peralatan lainnya. Peralatan ini cocok untuk titik ujung dan titik tengah penjangkaran kabel.
4.2. Gulungan kabel tipe pegas
Ini adalah perangkat mekanis yang secara otomatis menggulung kabel dengan menggunakan prinsip penyimpanan energi melalui pelepasan pegas gulungan kabel. Ketika kabel ditarik keluar, gulungan berputar untuk mengencangkan pegas spiral dan menyimpan energi; ketika gulungan kembali, gulungan akan secara otomatis menggulung kabel.
Keunggulan: kinerja sinkronisasi yang baik, tegangan kabel rendah, harga terjangkau.
Kekurangan: Karena masa pakai pegas itu sendiri terbatas, masa pakai jenis gulungan ini relatif pendek dan dibatasi oleh langkahnya.
Lingkup aplikasi: Penggulungan kabel horizontal dan vertikal untuk kabel daya dan kabel kontrol di bawah 35mm², seperti pengangkat cangkir hisap elektromagnet, penjepit, kereta datar listrik, dan peralatan lainnya serta kondisi kerja serupa. Perangkat ini cocok untuk penjangkaran titik ujung dan titik tengah kabel.
4.3. Gulungan kabel kopling magnetik
Teknologi intinya adalah menggunakan kopling magnet permanen sebagai mekanisme diferensial sinkron. Proses penggulungan kabel adalah daya menggerakkan gulungan untuk menggulung kabel melalui kopling magnet permanen. Kopling dan gulungan terus-menerus selip secara diferensial untuk memastikan bahwa kecepatan penggulungan kabel sama dengan kecepatan gerak peralatan. Dengan menyesuaikan torsi keluaran kopling magnet permanen, tegangan kabel dapat disesuaikan dalam rentang tertentu. Proses pelepasan kabel dilakukan melalui perangkat kopling satu arah, dan daya tidak dapat ditransmisikan ke kopling dan gulungan. Di bawah pengaruh tegangan kabel, gulungan mengatasi histeresis perangkat pelepasan kabel dan melepaskan kabel secara sinkron.
Keunggulan: teknologi yang matang dan kinerja biaya yang tinggi. Kinerja sinkronisasi antara gulungan dan peralatan bergerak stabil dan andal. Teknologi magnet permanen digunakan pada tahap akhir sistem transmisi, dengan kecepatan rendah dan tanpa fenomena pemanasan; saat kabel digulung dan dilepaskan, tegangan kabel dapat disesuaikan untuk melindungi kabel.
Kekurangan: kebisingan tinggi.
Lingkup aplikasi: kabel dengan spesifikasi di bawah 35mm², seperti kereta listrik, troli, derek menara, derek jembatan atau gantry, penumpuk dan pengambil kembali, serta peralatan lain dan kondisi kerja serupa. Cocok untuk titik ujung dan titik tengah penjangkaran kabel.
4.4. Penggulung kabel dengan kopling magnetik yang disempurnakan
Prinsip kerja penggulung kabel ini sama seperti yang dijelaskan di atas. Motor cakram atau motor rem dapat dipilih sesuai kebutuhan pengguna. Metode kontrol listrik penggulung ini adalah motor penggulung kabel bekerja dan motor pelepas kabel dimatikan.
Keunggulan: struktur lebih kompak, ukuran kecil, massa ringan, pemasangan mudah.
Kekurangan: kebisingan tinggi.
4.5. Gulungan kabel motor torsi macet jangka panjang
Sistem ini menggunakan motor torsi dengan karakteristik penghenti jangka panjang dan pengaturan kecepatan otomatis sebagai sumber daya. Kecepatan keluaran motor secara otomatis menurun seiring dengan peningkatan beban eksternal, dan kecepatan gulungan kabel secara otomatis disesuaikan agar sama dengan kecepatan pergerakan peralatan; saat melepaskan kabel, di bawah pengaruh tegangan kabel, torsi motor penghenti diatasi untuk melepaskan kabel secara sinkron; saat parkir dan daya dimatikan, rem cakram motor torsi digunakan untuk mengunci kabel guna memastikan kabel tidak tergelincir.
Keunggulan: Motor selalu bertenaga, kontrol elektronik sederhana, tingkat kegagalan dapat dikurangi, jangkauan penggulungan kabel besar, dan jarak tempuh panjang.
Kekurangan: Saat melepaskan kabel, perlu mengatasi hambatan torsi macet motor, dan kabel kecil perlu digunakan dengan hati-hati.
Lingkup aplikasi: kabel berukuran besar seperti pada mesin pengangkat, pekerja jembatan atau derek gantry, dan peralatan bergerak yang beroperasi jarak jauh. Perangkat ini cocok untuk titik ujung dan titik tengah penjangkaran kabel.
4.6. Gulungan Kabel Histeresis
Sebuah cakram yang terbuat dari baja magnet permanen membentuk medan magnet multi-kutub bolak-balik. Terdapat cakram induksi kuat yang berlawanan dengan cakram tersebut. Ketika motor menggerakkan cakram induksi untuk berputar dengan kecepatan tinggi, cakram magnet digerakkan untuk berputar melalui kopling magnetik. Ketika kedua cakram mengalami selip kecepatan, cakram magnet multi-kutub akan secara bergantian memagnetisasi cakram induksi di sisi yang berlawanan, sehingga menghasilkan torsi (yaitu "kopling magnetik") yang menahan selip ini dan menggerakkan (atau mengerem) cakram magnet untuk berputar. Gulungan kabel digerakkan oleh motor untuk mengirimkan daya ke kopling histeresis, dan setelah deselerasi, torsi yang diperkuat ditransmisikan ke gulungan kabel. Ketika gulungan kabel bekerja, motor selalu berputar searah dengan penggulungan kabel. Ketika peralatan pengangkat bergerak menjauh dari sumber daya, kabel menarik gulungan untuk berbalik arah, menyebabkan kedua gulungan selip dan melepaskan kabel pada gulungan. Torsi medan magnet dari kopling histeresis akan selalu memastikan bahwa kabel berada dalam keadaan tegang selama proses pelepasan kabel. Ketika alat pengangkat kembali, tegangan kabel pada gulungan menghilang, dan gulungan kabel berputar searah dengan penggulungan untuk menyelesaikan kondisi penggulungan kabel.
Keunggulannya meliputi struktur yang ringkas, pemasangan dan perawatan yang mudah, torsi keluaran yang dapat disesuaikan sesuai dengan kondisi kerja aktual, fungsi pengereman otomatis yang baik, tidak perlu memasang rem, dan pengoperasian drum kabel yang andal. Sistem kontrolnya sederhana dan dapat dihubungkan dengan sistem kontrol maju dan mundur peralatan. Selama peralatan beroperasi, motor drum akan bekerja dan urutan fasa tidak akan berubah. Selama pengoperasian drum kabel, kopling histeresis dapat menyesuaikan kecepatan sesuai dengan kecepatan operasi peralatan utama, sehingga kecepatan garis drum kabel untuk menarik dan melepaskan kabel disinkronkan dengan kecepatan operasi peralatan utama.
Kelemahannya adalah, dalam kasus kapasitas kabel yang besar dan ketinggian pemasangan host yang tinggi, untuk mengurangi kenaikan suhu rotor dan meningkatkan umur pakai rotor, perlu mengadopsi konsep desain torsi kecil multi-kepala, yang relatif mahal.
Produk ini cocok untuk mesin dan peralatan bergerak berat seperti derek gantry pelabuhan, derek kontainer, pemuat kapal, derek menara, dll. Peralatan ini cocok untuk titik ujung dan titik tengah penjangkaran kabel.
4.7. Gulungan kabel frekuensi variabel
Motor frekuensi variabel adalah struktur instalasi B5, yang terhubung langsung ke ujung input reduktor. Salah satu ujung poros output reduktor terhubung ke gulungan kabel melalui sambungan kunci, dan ujung lainnya terhubung ke cincin selip listrik di kotak kolektor. Reduktor dan kotak transmisi cincin kolektor dipasang di bagian atas alas. Kabinet kontrol inverter terpisah dari gulungan kabel, dan posisi pemasangan yang sesuai dapat dipilih sesuai dengan situasi aktual. Di bawah vektor loop tertutup (dengan kontrol vektor sensor kecepatan), inverter memilih mode kontrol torsi loop terbuka, dan menghitung diameter gulungan kabel aktual melalui integrasi ketebalan untuk mengontrol torsi output motor secara akurat, sehingga memastikan bahwa kabel tidak akan menyebabkan perubahan tegangan karena perubahan diameter gulungan saat digulung pada gulungan, yaitu, tegangan kabel konstan. Gulungan kabel memiliki keunggulan sebagai berikut:
(1) Selama proses penggulungan dan pelepasan kabel, di mana pun peralatan berjalan di rel, tegangan yang bekerja padanya selalu konstan, dan tegangan kabel dapat disesuaikan secara sembarangan melalui input parameter inverter dan pengoperasian kenop panel kotak kontrol, yang memaksimalkan perlindungan kabel dan sangat memperpanjang masa pakai kabel.
(2) Reel dapat merespons dengan cepat terhadap perubahan kecepatan operasi peralatan dan dapat disinkronkan dengan peralatan. Kinerjanya tepat dan sensitif.
(3) Hal ini mengatasi hambatan desain gulungan kabel tradisional seperti tipe histeresis dan tipe motor torsi. Gulungan kabel ini tidak dibatasi oleh spesifikasi kabel, panjang gulungan, kecepatan peralatan, dan tinggi pemasangan yang luar biasa. Gulungan kabel dengan kondisi kerja kompleks apa pun digerakkan oleh motor frekuensi variabel dengan daya yang berbeda.
(4) Memiliki kemampuan adaptasi yang kuat dan dapat bekerja terus menerus di bawah beban tinggi sepanjang hari.
(5) Gulungan dan peralatan dihubungkan untuk perlindungan operasi, yang secara efektif mencegah kecelakaan seperti putusnya kabel.
(6) Motor gulungan dikendalikan dan dilindungi secara presisi oleh konverter frekuensi, yang dapat memperpanjang masa pakainya.
(7) Penggulung kabel tipe motor kontrol frekuensi variabel dapat secara otomatis mengubah frekuensi operasi motor frekuensi variabel penggulung sesuai dengan tegangan yang ditetapkan dan kecepatan operasi peralatan utama (troli), dan bekerja normal pada kecepatan berapa pun dari 0 hingga n (n adalah kecepatan asinkron). Ketika peralatan utama dimatikan, rem motor frekuensi variabel penggulung kabel mengerem untuk memastikan kabel tidak tergelincir.
Keunggulan: dapat mengontrol gaya secara akurat, melindungi kabel dengan optimal, dan memperpanjang umur kabel.
Kekurangan: harganya paling mahal di antara produk sejenis.
Lingkup aplikasi: derek gantry pelabuhan, derek kontainer, pemuat kapal, derek menara, dan mesin serta peralatan bergerak berat lainnya.
Waktu posting: 23 April 2025