Гигантские технологии | Новости отрасли | 22 апреля 2025 г.
В современной промышленной сфере часто используется крупная мобильная техника, такая как портовые краны и горнодобывающая техника. Кабельные барабаны являются ключевым оборудованием, обеспечивающим электропитание, управление электропитанием и передачу сигналов. Их производительность напрямую влияет на эффективность производства и безопасность. Благодаря стабильной проводимости и возможностям передачи сигналов, контактные кольца Ingiant для сквозных отверстий стали одним из предпочтительных поставщиков для дилеров кабельных барабанов, эффективно решая проблему электропитания и передачи сигналов во время вращения оборудования.
1. Как работают контактные кольца с проходным отверстием в кабельных катушках
(I) Основной принцип работы
Сквозные контактные кольца представляют собой проводящие контактные кольца, состоящие в основном из проводящих колец, щеток и оболочек. Проводящие кольца обычно изготавливаются из металлических материалов с отличной проводимостью, таких как медные сплавы, а щетки — из меди или золото-серебряных сплавов для обеспечения хорошей проводимости. Во время работы кабельного барабана вращающиеся части оборудования приводят во вращение ротор контактных колец, а неподвижные части соединены со статором контактных колец. Щетки поддерживают умеренный контакт с проводящими кольцами, обеспечивая стабильную передачу тока между вращающимися и неподвижными частями, гарантируя бесперебойное электропитание и передачу сигнала во время непрерывного вращения оборудования на 360 градусов.
Например, на крановом оборудовании крупного порта ежедневно необходимо выполнять большое количество операций по погрузке и разгрузке контейнеров. Во время вращения барабана кранового троса энергия от земли непрерывно передается на вращающийся механизм крана через сквозное контактное кольцо, а управляющий сигнал из операционного пункта точно передается на каждый исполнительный элемент. Даже в периоды интенсивной работы не происходит перебоев в работе из-за проблем с передачей сигнала через контактное кольцо, что эффективно гарантирует бесперебойную работу порта.
(II) Процесс передачи сигнала и энергии
Когда кабельный барабан работает, внешний статический источник питания подключается к статору с контактными кольцами, и ток передается на вращающееся проводящее кольцо через щетку, после чего мобильное устройство питается от кабеля. Если происходит передача сигналов, таких как управляющие сигналы, сигналы данных и т. д., они также передаются по этому пути от статического конца к вращающемуся концу оборудования для обеспечения точного управления оборудованием.
В качестве примера рассмотрим электрический экскаватор-погрузчик в горнодобывающей промышленности. Для его работы требуется не только стабильное электропитание для привода двигателя, но и надежные управляющие сигналы для выполнения рулевого управления, подъема и других операций. Сквозное контактное кольцо в барабане кабеля обеспечивает стабильное электропитание двигателя и одновременно позволяет точно передавать команды управления, подаваемые оператором из кабины, на соответствующий исполнительный механизм, обеспечивая эффективную и безопасную работу даже в сложных условиях подземного туннеля.
2. Способ установки сквозного контактного кольца в кабельных барабанах.
(I) Внутреннее контактное кольцо
Внутреннее контактное кольцо — распространенный способ монтажа, подходящий для горизонтальной установки кабельного барабана. При этом контактное кольцо, проходящее через отверстие, устанавливается внутри центральной оси кабельного барабана. Этот метод отличается компактной конструкцией, позволяет эффективно экономить пространство и делает внешний вид оборудования более эстетичным.
На одном из цехов автомобильного производства крупный мостовой кран использует кабельный барабан с внутренним контактным кольцом из-за ограниченного пространства цеха и требований к эстетике размещения оборудования. После установки это не только обеспечивает стабильную передачу мощности и удовлетворяет потребности в частых подъемных операциях крана, но и экономит место для размещения другого оборудования в цехе и работы персонала. Однако при установке необходимо строго гарантировать соосность контактного кольца и центральной оси, иначе это повлияет на его рабочие характеристики.
(II) Внешнее контактное кольцо
Наружное контактное кольцо подходит для ситуаций, когда необходимо часто менять характеристики кабеля или когда несколько кабелей используются на одном барабане. Контактное кольцо устанавливается аксиально на боковой стороне кабельного барабана и имеет защитный кожух снаружи, который защищает кольцо и облегчает его замену и техническое обслуживание.
На строительных площадках городских метрополитенов потребность в кабелях постоянно меняется в зависимости от этапов строительства, и часто требуется замена кабелей различных характеристик. Использование наружных кабельных катушек с контактными кольцами позволяет строителям быстро демонтировать защитный кожух и заменить кабели, что значительно повышает эффективность работ. При монтаже следует уделять внимание надежной фиксации защитного кожуха и герметизации соединения между контактным кольцом и кабельной катушкой, чтобы предотвратить воздействие внешних факторов на работу контактного кольца.
(III) Консольный тип с контактным кольцом
В консольной конструкции с контактными кольцами проводящее контактное кольцо устанавливается в основании и располагается аксиально, а катушка находится в консольном положении. Она подходит для случаев, когда необходимо наматывать длинные и тяжелые кабели на большие расстояния. Широко используется в крупногабаритном портовом мостовом крановом оборудовании.
Гигантский козловой кран в прибрежном порту используется для подъема грузов на больших контейнеровозах и должен наматывать сотни метров тяжелых кабелей. Использование кабельных барабанов консольного типа с контактными кольцами, обладающих хорошей опорой и возможностями намотки, обеспечивает стабильную передачу электроэнергии и сигналов во время подъема груза козловым краном. При монтаже необходимо убедиться в устойчивости основания и соответствии несущей способности консоли стандартам, чтобы предотвратить деформацию конструкции, влияющую на работу оборудования.
3. Меры предосторожности при установке и использовании контактных колец, устанавливаемых через отверстие.
(I) Важные моменты, которые следует учесть при установке
а. Регулировка соосности: При установке контактных колец с сквозным отверстием соосность ротора и статора имеет решающее значение. При высокоскоростном вращении контактного кольца отклонение от соосности приводит к неравномерному контакту между щеткой и токопроводящим кольцом, ускоряет износ и влияет на характеристики передачи. Например, при заводской установке контактных колец не всегда строго контролировалась соосность. После некоторого времени работы оборудования возникали проблемы с контактными кольцами, такие как аномальный нагрев и нестабильная передача сигнала. В конечном итоге приходилось останавливать и перенастраивать установку, что приводило к задержкам производства и экономическим потерям. Поэтому при установке следует использовать профессиональные инструменты, такие как индикаторы часового типа, для тщательной регулировки положения контактного кольца, чтобы контролировать погрешность соосности в очень малом диапазоне.
b. Выбор способа крепления: Обычно для крепления контактного кольца к вращающемуся валу используются 4 установочных винта. Перед затягиванием винтов контактное кольцо следует вручную повернуть, чтобы оно автоматически заняло правильное положение относительно оси, прежде чем зафиксировать его, во избежание неравномерного воздействия на внутреннюю структуру контактного кольца. В то же время, при фиксации вращающегося элемента противовращательного стержня, убедитесь, что он свободно перемещается, иначе контактное кольцо может быть повреждено.
c. Защита проводов: Во время монтажа провод контактного кольца необходимо тщательно защищать, чтобы избежать повреждения изоляционного слоя и короткого замыкания. Кроме того, проводка должна быть разумно спланирована, при этом провод статора должен находиться вдали от вращающегося вала, а провод ротора — вдали от неподвижных частей. Из-за ненадлежащей защиты проводов на строительной площадке, провода могут быть поцарапаны вращающимися частями во время работы оборудования, что приводит к короткому замыканию и влияет на ход строительства. Поэтому для защиты и организации проводов можно использовать кабельные каналы и трубки.
(II) Меры предосторожности при использовании и техническом обслуживании
а. Избегайте перегрузок: контактные кольца, устанавливаемые в отверстия, имеют номинальные параметры тока, напряжения и другие параметры, и перегрузки строго запрещены. Перегрузка приведет к сильному нагреву контактного кольца, ускоренному износу компонентов и даже к аварии. На одном предприятии из-за длительной эксплуатации контактного кольца в условиях перегрузки произошло серьезное повреждение проводящего кольца. Это не только повлекло за собой высокие затраты на замену контактного кольца, но и привело к длительным простоям оборудования и огромным производственным убыткам. Поэтому необходимо выбирать подходящую модель контактного кольца в соответствии с фактической нагрузкой и контролировать рабочие параметры в режиме реального времени.
b. Регулярная очистка и осмотр: Регулярная очистка и осмотр контактного кольца являются залогом его стабильной работы. Во время эксплуатации контактное кольцо впитывает загрязнения, такие как пыль и масло, что влияет на эффективность контакта. Рекомендуется протирать контактное кольцо сухой чистой нехлопчатобумажной тканью раз в неделю или месяц в зависимости от условий окружающей среды и частоты использования оборудования, проверять износ токопроводящего кольца, износ щеток и ослабление соединительных элементов, а также своевременно ремонтировать или заменять детали.
c. Факторы окружающей среды: Условия эксплуатации контактного кольца оказывают существенное влияние на его характеристики и срок службы. Следует избегать его установки в условиях высоких температур, высокой влажности, сильных электромагнитных помех или агрессивных газов. Если этого избежать невозможно, необходимо принять защитные меры. Например, в условиях высоких температур следует использовать радиатор, в условиях высокой влажности – герметизацию и осушение, в условиях сильных электромагнитных помех – экранированное контактное кольцо, а в условиях агрессивных газов – контактное кольцо из коррозионностойкого материала и усиленную обработку защитным покрытием.
В кабельных барабанах контактные кольца, расположенные внутри отверстий, играют ключевую роль в передаче энергии. Понимание механизма их работы, разумный выбор методов монтажа и строгое соблюдение мер предосторожности при установке и эксплуатации позволяют обеспечить стабильную и эффективную работу кабельных барабанов и сопутствующего оборудования, обеспечивая надежную поддержку промышленного производства.
Дата публикации: 22 апреля 2025 г.