Správny elektrický káblový navijak pre súvislé kladenie káblov je definovaný jeho kapacita ťahu prvej vrstvy pri 1,5-násobku maximálneho napätia kábla a Hodnotenie pracovného cyklu S3 najmenej 40 % . Motor s výkonom 3,7 kW poháňajúci planétovú prevodovku cez elektromagnetickú brzdu zabezpečenú proti poruchám navinie 500 metrov pancierového kábla s priemerom 35 mm konštantnou rýchlosťou 8 metrov za minútu bez prehriatia vinutia za predpokladu, že priemer jadra bubna je najmenej 20-násobok priemeru kábla.
Ťahanie prvej vrstvy a ako sa líši od zdvíhacích navijakov
An elektrický káblový navijak sa hodnotí podľa ťahu za prvú vrstvu lana na bubne, nie podľa zaveseného bremena. Ukladanie káblov zahŕňa vysoký horizontálny odpor, najmä pri ťahaní pancierových podmorských káblov cez valce. Navijak s ťahom prvej vrstvy z 5 000 kg na jadre 300 mm zvládne napnutie kábla o 3 300 kg po navinutí štvrtej vrstvy v dôsledku zvýšeného efektívneho priemeru bubna, ktorý znižuje mechanickú výhodu.
Na rozdiel od zdvíhacieho navijaka, ktorý vidí maximálne zaťaženie iba pri zdvíhaní, musí lanový navijak vydržať ťažnú silu celé hodiny. To si vyžaduje motor so servisným faktorom 1.25 . Môže dodať motor s výkonom 7,5 kW s SF 1,25 9,4 kW nepretržite, čím sa pokryje potrebná tepelná rezerva, keď sa kábel na chvíľu zachytí na morskom dne.
Priemer jadra bubna a ochrana polomeru ohybu kábla
Jadro bubna je primárnym faktorom, ktorý zabraňuje poškodeniu kábla. Minimálny polomer ohybu napájacieho alebo ovládacieho kábla je zvyčajne 10 až 15-násobok jeho vonkajšieho priemeru . Bubon navijaka preto musí mať priemer jadra nie menší ako 20-násobok priemeru kábla pre dynamické navíjanie pod napätím. Pri kábli s priemerom 40 mm musí mať jadro aspoň 800 mm.
Použitie menšieho jadra vedie k rozdrveniu vnútornej vrstvy. V zdokumentovanom prípade, ktorý zahŕňal vlečný napájací kábel pre nakladač stohovača, 600 mm bubon opakovane zlyhal s 38 mm káblom v rámci 1200 navíjacích cyklov . Modernizácia na jadro 900 mm úplne eliminovala zlyhanie rozdrvenia počas nasledujúceho 4 500 cyklov .
Záťažový cyklus motora a prevencia tepelného preťaženia
Motory lanových navijakov pracujú podľa prerušovanej periodickej klasifikácie S3. Typický štítok znie S3-40%, 10 minút , čo znamená, že motor môže bežať pri plnom zaťažení počas 4 minút v rámci akéhokoľvek 10-minútového cyklu bez prekročenia limitu zvýšenia teploty triedy izolácie. Výber motora s a 60% pracovný cyklus pre navijak, ktorý sa používa pri opakovanom prekopávaní káblov, zabraňuje nepríjemnému vypínaniu tepelného relé proti preťaženiu.
Nižšie uvedená tabuľka porovnáva výkon motora s ťažnou silou a rýchlosťou linky pre bežné operácie navíjania káblov, za predpokladu hodnotenia S3-40 % a servisného faktora 1,0 pre prevodovku.
| Výkon motora (kW) | Ťah prvej vrstvy (kg) | Rýchlosť linky pri plnom zaťažení (m/min) | Typický rozsah vonkajšieho priemeru kábla (mm) |
|---|---|---|---|
| 1.5 | 500 | 6 | 10 až 15 |
| 3.7 | 1 500 | 8 | 18 až 28 |
| 7.5 | 3 200 | 10 | 30 až 42 |
| 15.0 | 6 500 | 12 | 45 až 65 |
Požiadavky na brzdové systémy a statické držanie
Elektrický káblový navijak musí držať celú cievku kábla v nehybnom stave, keď je odpojený prúd, dokonca aj na svahu. Štandardom je a pružinová, elektricky uvoľnená jednosmerná brzda namontovaný priamo na koncový zvon motora. Statický prídržný moment musí byť min 1,5-násobok maximálneho krútiaceho momentu bubna generované vrchnou vrstvou kábla pri plnom ťahu.
Pásová brzda na prírube bubna slúži ako núdzový sekundárny systém. Počas akceptačnej skúšky 10-tonového ťažného navijaka držala iba jednosmerná brzda 105 % menovitého zaťaženia 30 minút s nulovou rotáciou bubna. Keď bola použitá pásová brzda po simulovanom výpadku prúdu, kombinovaný brzdový systém udržal statické zaťaženie 15 ton než sa kotva kábla zošmykla.
Mechanizmy navíjania a navíjania
Náhodné navíjanie spôsobuje prekrytie kábla, ktoré sa pri napnutom odvíjaní zarezáva do plášťa. Pre plochý kábel alebo pri navíjaní na hladký bubon je nevyhnutný poháňaný mechanizmus rovinného navíjania, ktorý sa bubnom pohybuje synchronizovanou rýchlosťou. Rovnomerný sklon vetra musí zodpovedať priemeru kábla plus vôli 1 mm až 2 mm aby sa zabránilo privretiu.
Pre 32 mm okrúhly kábel, rovný vietor so stúpaním vodiacej skrutky 33 mm a obojsmerná matica eliminuje medzery. Poľné údaje z člnu na kladenie káblov ukázali, že synchronizovaný úrovňový vietor znížil jav výplatného skoku 3 výskyty na kilometer na nulu, čím sa zabráni ostrým špičkám napätia, ktoré predtým poškodili izolačný odpor kábla.
Elektrické ovládanie a integrácia s premenlivou rýchlosťou
Priame štartovanie veľkého motora navijaka posiela mechanický šok cez ozubené súkolesie. Pohon s premenlivou frekvenciou umožňuje pozvoľný rozbeh 3 sekundy a zastavovacia rampa z 2 sekundy , zníženie špičkového zapínacieho prúdu z 6-násobný prúd pri plnom zaťažení až 1,5-násobok . To chráni kábel pred náhlym trhnutím, ktoré môže oddeliť vodič od izolácie.
Ovládací panel musí obsahovať tlačidlo núdzového zastavenia s priamym vypínacím stykačom. Po stlačení tlačidla e-stop sa brzda zapojí a VFD spustí brzdný cyklus s jednosmerným vstrekovaním, ktorý zastaví bubon v rámci 0,5 sekundy . Snímač nulovej rýchlosti na bubne potvrdí zastavenie predtým, ako brzda uvoľní svoj prídržný moment.
Snímanie zaťaženia a vypínanie napätia
Ťahanie kábla s nadmerným napätím trvalo predlžuje medené vodiče, zvyšuje odpor a horúce miesta. Záťažový kolík inštalovaný na osi kladky meria napätie v reálnom čase a spúšťa vypnutie, keď sila prekročí prednastavený limit. Pre typický 3-žilový 35 mm kábel by maximálne ťahové napätie nemalo prekročiť 3 000 kg , čo zodpovedá napätiu vodiča 0,2 % .
Snímač zaťaženia pripojený k PLC tiež zaznamená záznam napätia počas celej operácie navíjania. Tieto údaje sa používajú na overenie, či kábel nebol počas inštalácie nadmerne namáhaný, čo je požiadavka, ktorá sa čoraz viac špecifikuje v záručných podmienkach pre podmorské napájacie káble s konštrukčnou životnosťou 25 rokov .
Denné kontrolné body pred štartom
10-minútová vizuálna a funkčná kontrola pred každou zmenou zachytí poruchy, ktoré vedú k vyhadzovaniu káblov. Nižšie uvedený kontrolný zoznam pokrýva vysoko rizikové komponenty.
- Skontrolujte, či je vzduchová medzera brzdy nastavená na 0,3 mm . Vzduchová medzera nad 0,6 mm znižuje upínaciu silu pružiny a môže spôsobiť, že sa bubon pri zaťažení bude posúvať.
- Skontrolujte hladinu oleja v planétovej prevodovke. Kvapka z 15 mm pod priezorom označuje netesnosť tesnenia, ktorá spôsobí skórovanie prevodov počas jednej zmeny.
- Skontrolujte vstupný bod kábla na prírube bubna, či nemá ostré hrany. Otrep malý ako 0,5 mm môže rozrezať vonkajší plášť kábla počas výplaty.
- Otestujte núdzové zastavenie a sledujte brzdnú dráhu bubna. Akékoľvek zvýšenie nad rámec 200 mm lineárneho zdvihu kábla vyžaduje výmenu brzdových doštičiek.
- Presvedčte sa, že veterné reťaze alebo vodiaca skrutka nevykazujú žiadne viditeľné uvoľnenie. Opotrebená retiazka s previsnutou 10 mm zavádza fázový posun, ktorý spôsobuje crossover vinutie.
