Dev teknoloji | Sektör haberleri | 22 Nisan 2025
1. Giriş
Kablo makaraları, büyük mobil ekipmanlara güç, kontrol gücü veya kontrol sinyalleri sağlayan kablo sarma cihazlarıdır. Limanlar, rıhtımlar, su kaynakları projeleri ve çelik gibi alanlarda birçok mobil ekipmanda yaygın olarak kullanılırlar; örneğin, portal vinçler, kule vinçler, rıhtım vinçleri, dökme malzeme taşıma makineleri (kova tekerlekli istifleyici geri kazanım makineleri), hidroelektrik santral baraj üstü portal vinçleri ve elektrikli düz vagonlar, sahne aydınlatma ve ses sistemleri vb.
2. Ürün formu
Güç kaynağına göre şu şekilde sınıflandırılabilir: manuel tip, karşı ağırlıklı tip, elastik tip, tork motorlu tip, histerezisli tip, değişken frekanslı iletimli tip, hidrolik kavramalı tip ve manyetik kavramalı tip.
Kullanılan sarım malzemelerine göre kablo makarası, hortum makarası (iletim ortamı gaz veya sıvı) ve optik kablo makarası olarak sınıflandırılabilir.
Kablo makaraları, kablo dizilişine göre eksenel tek sıralı ve eksenel çok sıralı olmak üzere ikiye ayrılır.
Kablo makaraları, toplayıcı kayar halkasının konumuna göre iki tipe ayrılır: içten kayar halkalı tip ve dıştan kayar halkalı tip.
3. Tasarım prensipleri
3.1 Kablo özellikleri ve tipleri
1) Kablonun dış çapı, makaranın eksenel boyutunu doğrudan etkiler.
2) Kablo şekli, yuvarlak veya yassı kablo. Yassı kablo yalnızca tek sıra halinde sarılabilir.
3) Kablo ünitesinin ağırlığı (kg/m) ve uzunluğu, makaranın güç ihtiyacını etkiler. Ünitenin ağırlığı ve uzunluğu ne kadar büyükse, makaranın güç ihtiyacı da o kadar yüksek olur.
4) Kablonun bükülme yarıçapı, makaranın minimum çapını etkiler. Makara çapı, kablonun bükülme yarıçapından küçük olduğunda, kablo hasar görecektir.
5) Kablo damar sayısı, toplayıcı kayma halkalarının sayısını etkiler.
6) Gerilim ve akım, kollektör kayma halkasının yalıtımını ve boyutunu etkiler. Elastik tip yalnızca 500V'un altındaki ekipmanlarda kullanılabilir.
3.2. Sarım uzunluğu
Makaranın radyal boyutunu ve güç ihtiyacını etkiler. Uzunluk arttıkça güç ihtiyacı da artar.
3.3. Ekipman hareket hızı
Elektrik kablo makarasının motor gücünü ve iletim oranını etkiler. Ekipmanın hareket hızı dakikada 60 metreyi aştığında, değişken frekanslı kontrol tipi seçilmelidir.
3.4. Ekipman montaj yüksekliği
Montaj yüksekliği ne kadar fazla olursa, güç ihtiyacı da o kadar büyük olur.
3.5. Sarma yöntemi
Sarmalama yöntemi resmi
3.6. Diğer faktörler
1) Makara malzemesi: karbon çelik, 304 paslanmaz çelik, 316 paslanmaz çelik.
2) Koruma seviyesi: IP55, IP56, IP65
3) Kablo kılavuzu: Kılavuza ihtiyaç duyulup duyulmadığı, kılavuzun gerilim koruma fonksiyonuna ihtiyaç duyup duymadığı.
4) Kablo kılavuzu: Kablo kılavuzuna ihtiyaç olup olmadığı
5) Güç kaynağı yöntemi: orta nokta/uç nokta güç kaynağı, vb.
Kılavuz çerçevesinin montaj şeması
4. Farklı kablo makaralarının uygulama kapsamı
4.1. Karşı ağırlık kablo makarası
Bu, ağırlık kaldırıldığında enerji depolama prensibini kullanarak kabloyu otomatik olarak saran mekanik bir cihazdır. Kablo çekildiğinde, kablo makarası dönmeye başlar ve bu da kablo makarasına eş eksenli olarak bağlı tel halat makarasının dönmesini sağlayarak ağırlığı kaldırır ve potansiyel enerjiyi depolar. Makara kabloyu sardığında, ağırlık düşerek potansiyel enerjiyi serbest bırakır. Tel halat geriliminin etkisi altında, tel halat makarasına eş eksenli olarak bağlı kablo makarası dönmeye başlar ve kabloyu senkronize olarak sarar.
Avantajları: Basit yapı, istikrarlı ve güvenilir performans, kolay kurulum ve bakım, uzun kullanım ömrü.
Dezavantajları: büyük boyut, seyahatle sınırlı olması, uzun mesafeli seyahat gerekiyorsa yeterli kurulum alanı bırakılması gerekliliği.
Uygulama alanı: 35 mm²'den büyük çaplı kabloların kısa hareket mesafesine sahip portal vinçleri, pota arabaları, erimiş demir arabaları, çelik üretim atölyelerindeki cüruf tavası arabaları ve diğer ekipmanlar. Bu ekipmanlar, kabloların uç noktalarına ve orta noktalarına sabitlenmesi için uygundur.
4.2. Yaylı tip kablo makarası
Kablo sarma mekanizması, kablo sarma yayını serbest bırakarak enerji depolama prensibini kullanarak kabloyu otomatik olarak saran mekanik bir cihazdır. Kablo çekildiğinde, makara dönerek spiral yayı sıkılaştırır ve enerji depolar; makara geri döndüğünde ise kabloyu otomatik olarak sarar.
Avantajları: iyi senkronizasyon performansı, düşük kablo gerilimi, düşük fiyat.
Dezavantajları: Yayın ömrünün sınırlı olması nedeniyle, bu tip makaraların kullanım ömrü nispeten kısadır ve strok ile sınırlıdır.
Uygulama alanı: 35 mm²'den küçük çaplı güç ve kontrol kablolarının yatay ve dikey olarak sarılması, örneğin kaldırma amaçlı elektromanyetik vantuzlar, kepçeler, elektrikli düz arabalar ve benzeri ekipmanlar ile çalışma koşulları. Bu cihazlar, kablo uç noktalarının ve orta noktalarının sabitlenmesi için uygundur.
4.3. Manyetik bağlantılı kablo makarası
Temel teknoloji, senkron diferansiyel mekanizma olarak kalıcı manyetik kaplin kullanmaktır. Kablo sarma işlemi, gücün makarayı hareket ettirerek kabloyu kalıcı manyetik kaplin üzerinden sarmasıdır. Kablo sarma hızının ekipmanın hareket hızıyla aynı olmasını sağlamak için kaplin ve makara sürekli olarak diferansiyel olarak kayar. Kalıcı manyetik kaplinin çıkış torku ayarlanarak, kablonun gerilimi belirli bir aralıkta ayarlanabilir. Kablo serbest bırakma işlemi, tek yönlü bir kavrama cihazı aracılığıyla gerçekleşir ve güç kapline ve makaraya iletilmez. Kablo geriliminin etkisi altında, makara kablo serbest bırakma cihazının histerezini aşar ve kabloyu senkronize olarak serbest bırakır.
Avantajları: Olgun teknoloji ve yüksek maliyet performansı. Makara ve mobil ekipmanın senkronizasyon performansı istikrarlı ve güvenilirdir. İletim sisteminin son aşamasında kalıcı manyetik teknoloji kullanılır, düşük hızda ve ısınma olayı olmadan çalışır; kablo sarılıp serbest bırakılırken, kabloyu korumak için kablo gerilimi ayarlanabilir.
Dezavantajları: yüksek gürültü seviyesi.
Uygulama alanı: Elektrikli düz vagonlar, taşıma arabaları, kule vinçleri, köprü veya portal vinçleri, istifleme ve geri kazanım makineleri ve benzeri çalışma koşullarında kullanılan, 35 mm²'den küçük çaplı kablolar. Kablo uç noktaları ve orta noktaları için uygundur.
4.4. Manyetik kavrama ile geliştirilmiş kablo makarası
Bu kablo sarma makinesinin çalışma prensibi yukarıdakiyle aynıdır. Kullanıcının ihtiyaçlarına göre disk motoru veya fren motoru seçilebilir. Makinenin elektrik kontrol yöntemi, kablo sarma motorunun çalışması ve kablo bırakma motorunun devre dışı bırakılması şeklindedir.
Avantajları: daha kompakt yapı, küçük boyut, düşük kütle, kolay kurulum.
Dezavantajları: yüksek gürültü seviyesi.
4.5. Uzun süreli durma torku motor kablo makarası
Uzun süreli durma ve otomatik hız düzenleme özelliklerine sahip bir tork motoru güç kaynağı olarak kullanılır. Motorun çıkış hızı, dış yükün artmasıyla otomatik olarak azalır ve makara kablosunun hızı, ekipmanın hareket hızıyla aynı olacak şekilde otomatik olarak ayarlanır; kablo serbest bırakılırken, kablo geriliminin etkisi altında, durma motorunun torku aşılarak kablo senkronize olarak serbest bırakılır; park halindeyken ve güç kapatıldığında, kablonun kaymasını önlemek için tork motorunun disk freni kullanılarak kablo kilitlenir.
Avantajları: Motor sürekli çalışır, elektronik kontrol basittir, arıza oranı düşürülebilir, kablo sarım aralığı geniştir ve hareket mesafesi uzundur.
Dezavantajları: Kabloyu serbest bırakırken motorun durma torku direncini aşmak gerekir ve küçük kablolar dikkatli kullanılmalıdır.
Uygulama alanı: İstifleme makineleri, köprü işçileri veya portal vinçler gibi büyük boyutlu kablolar ve uzun mesafelerde çalışan mobil ekipmanlar. Bu cihazlar, kablo uç noktalarının ve orta noktalarının sabitlenmesi için uygundur.
4.6. Histerezis Kablo Makarası
Kalıcı manyetik çelikten yapılmış bir disk, alternatif çok kutuplu bir manyetik alan oluşturur. Diskin karşısında güçlü bir indüksiyon diski bulunur. Motor, indüksiyon diskini yüksek hızda döndürdüğünde, manyetik disk manyetik kaplin yoluyla dönmeye başlar. İki disk arasında hız kayması olduğunda, çok kutuplu manyetik disk, karşı taraftaki indüksiyon diskini dönüşümlü olarak mıknatıslayarak, bu kaymaya direnen ve manyetik diskin dönmesini sağlayan (veya frenleyen) bir tork (yani "manyetik kaplin") oluşturur. Kablo makarası, gücü histerezis kapline iletmek için motor tarafından tahrik edilir ve yavaşlamadan sonra, yükseltilmiş tork kablo makarasına iletilir. Kablo makarası çalışırken, motor her zaman kablo sarma yönünde döner. Kaldırma ekipmanı güç kaynağından uzaklaştığında, kablo makarayı ters yönde çeker, bu da iki makaranın kaymasına ve kablonun makaradan serbest bırakılmasına neden olur. Histerezis kaplininin manyetik alan torku, kablo serbest bırakma işlemi sırasında kablonun her zaman gergin durumda olmasını sağlar. Kaldırma ekipmanı geri döndüğünde, makaradaki kablonun gerilimi ortadan kalkar ve kablo makarası sarma yönünde dönerek kablo sarma işlemini tamamlar.
Kompakt yapısı, kolay kurulumu ve bakımı, gerçek çalışma koşullarına göre ayarlanabilir çıkış torku, iyi otomatik frenleme fonksiyonu, fren takılmasına gerek olmaması ve kablo tamburunun güvenilir çalışması avantajları arasındadır. Kontrol sistemi basittir ve ekipmanın ileri ve geri kontrol sistemiyle entegre edilebilir. Ekipman çalıştığı sürece tambur motoru çalışır ve faz sırası değişmez. Kablo tamburunun çalışması sırasında, histerezis kaplin, ana ekipmanın çalışma hızına göre hızı ayarlayarak, kabloyu geri çekme ve bırakma hızının ana ekipmanın çalışma hızıyla senkronize olmasını sağlar.
Dezavantajı ise, büyük kablo kapasitesi ve ana ünitenin yüksek montaj yüksekliği durumunda, rotorun sıcaklık artışını azaltmak ve rotorun hizmet ömrünü uzatmak için, nispeten pahalı olan çok başlı küçük tork tasarım konseptinin benimsenmesi gerekliliğidir.
Bu ürün, liman portal vinçleri, konteyner vinçleri, gemi yükleyicileri, kule vinçleri vb. gibi ağır mobil makineler ve ekipmanlar için uygundur. Bu ekipmanlar, kablo ankraj uç noktaları ve orta noktaları için uygundur.
4.7. Değişken frekanslı kablo makarası
Değişken frekanslı motor, B5 montaj yapısına sahip olup, redüktörün giriş ucuna doğrudan bağlanır. Redüktör çıkış milinin bir ucu kama bağlantısı ile kablo makarasına, diğer ucu ise kollektör kutusundaki elektrikli kayar halkaya bağlanır. Redüktör ve kollektör halkası iletim kutusu, tabanın üstüne sabitlenir. İnverter kontrol kabini, kablo makarasından bağımsızdır ve uygun montaj pozisyonu gerçek duruma göre seçilebilir. Kapalı döngü vektör (hız sensörü vektör kontrolü ile) altında, inverter açık döngü tork kontrol modunu seçer ve kalınlık entegrasyonu yoluyla kablo makarasının gerçek çapını hesaplayarak motorun çıkış torkunu doğru bir şekilde kontrol eder; böylece kablonun makaraya sarılırken makara çapındaki değişikliklerden dolayı gerilim değişikliklerine neden olmaması, yani kablo geriliminin sabit kalması sağlanır. Kablo makarasının aşağıdaki avantajları vardır:
(1) Kablo sarma ve açma işlemi sırasında, ekipmanın ray üzerinde nerede çalıştığına bakılmaksızın, üzerine etki eden gerilim her zaman sabittir ve kablonun gerilimi, invertör parametre girişi ve kontrol kutusu paneli düğmesi işlemi yoluyla keyfi olarak ayarlanabilir; bu da kablonun korunmasını en üst düzeye çıkarır ve kablonun hizmet ömrünü büyük ölçüde uzatır.
(2) Makara, ekipmanın çalışma hızındaki değişikliklere hızlı bir şekilde yanıt verebilir ve ekipmanla senkronize edilebilir. Performansı hassas ve duyarlıdır.
(3) Histerezis tipi ve tork motoru tipi gibi geleneksel kablo makarası tasarımının darboğazını aşmaktadır. Kablo özelliklerinin, sarım uzunluğunun, ekipman hızının ve montaj yüksekliğinin olağanüstü özellikleriyle sınırlı değildir. Herhangi bir karmaşık çalışma koşulundaki kablo makarası, farklı güçlere sahip değişken frekanslı bir motor tarafından tahrik edilir.
(4) Güçlü bir uyarlanabilirliğe sahiptir ve gün boyu yüksek yük altında sürekli çalışabilir.
(5) Makara ve ekipman, kablo kopması gibi kazaları etkili bir şekilde önleyen çalışma koruması için birbirine bağlıdır.
(6) Makara motoru frekans dönüştürücü tarafından hassas bir şekilde kontrol edilir ve korunur, bu da hizmet ömrünü uzatabilir.
(7) Değişken frekanslı kontrol motoru tipi kablo makarası, ayarlanan gerilime ve ana ekipmanın (arabanın) çalışma hızına göre makara değişken frekanslı motorunun çalışma frekansını otomatik olarak değiştirebilir ve 0 ile n (n asenkron hızdır) arasındaki herhangi bir hızda normal şekilde çalışabilir. Ana ekipmanın gücü kesildiğinde, kablonun kaymasını önlemek için kablo makarasının değişken frekanslı motor freni devreye girer.
Avantajları: Kuvveti doğru bir şekilde kontrol edebilir, kabloyu en iyi şekilde korur ve kablo ömrünü uzatır.
Dezavantajları: benzer ürünler arasında fiyatı en yüksek olanıdır.
Uygulama alanı: liman portal vinçleri, konteyner vinçleri, gemi yükleyicileri, kule vinçleri ve diğer ağır mobil makineler ve ekipmanlar.
Yayın tarihi: 23 Nisan 2025