الوصف التفصيلي
بكرة كابل الرافعة العلوية — كيف تعمل
محرك ونش الرافعة العلوية ليس على الخطاف — بل مثبت على العربة، التي تتحرك على طول عارضة الجسر. يجب أن يتبع كابل الطاقة حركة الونش: عندما ينزل الخطاف 15 مترًا، يجب أن يدفع 15 مترًا من الكابل من الأسطوانة المحركة. عندما يرتفع، يجب أن يُلف نفس الـ 15 مترًا، طبقة بطبقة، دورة بعد دورة.
يُلف كابل اللف على أسطوانة محركة تدور لتطابق سرعة الونش — يدفع أثناء نزول الخطاف، ويُلف أثناء ارتفاعه. تُحدد مواصفة الكابل بهندسة الأسطوانة:
- قطر الأسطوانة (D) ÷ قطر الكابل (d) = نسبة D/d — تحدد إجهاد الانحناء
- عدد طبقات اللف — يحدد الضغط على طبقات الكابل الأعمق
- سرعة اللف — عادةً 10–30 م/دقيقة للرافعات العلوية — تؤثر على تراكم الحرارة من الانحناء
قلب الأسلاك الفولاذية — التصميم ثنائي الوظيفة
يخدم السلك الفولاذي المركزي غرضين — أحدهما ميكانيكي والآخر كهربائي. تقلل هذه الوظيفة المزدوجة القطر الخارجي الإجمالي للكابل وتبسط التوصيل:
- ميكانيكي (أساسي): يحمل السلك الفولاذي وزن الكابل نفسه أثناء تعليقه رأسيًا. لكابل يزن 0.8 كجم/م على ارتفاع رفع 15 مترًا، يدعم القلب الفولاذي 12 كجم من الوزن المعلق — لا شيء بالنسبة للفولاذ لكنه كبير بالنسبة لموصلات النحاس التي ستمتد وتتضيق تحت الشد المستمر
- كهربائي (ثانوي): يعمل السلك الفولاذي كموصل أرضي للمعدات (PE). للفولاذ مقاومة أعلى من النحاس، لكن لتيار الخطأ — وليس الحمل المستمر — فإن مساحة المقطع العرضي أكثر من كافية. يُحدد حجم القلب الفولاذي عادةً بنسبة 50–100% أكبر من موصل PE النحاسي المكافئ لتعويض المقاومية الأعلى
بناء الموصل والعزل
موصلات الطاقة مصنوعة من نحاس عارٍ وفق IEC 60228 فئة 5 أو فئة 6، بمقاس 4–70 مم²، ومجدولة بشكل متحد المركز حول قلب الأسلاك الفولاذية المركزي. التجديل من فئة 5 وفئة 6 ناعم بما يكفي ليلتف ويفك لفه بسلاسة على الأسطوانة المحركة بسرعة لف الرافعة العلوية التي تصل إلى 30 م/دقيقة دون تصلب النحاس بفعل التشغيل. عزل النوى هو EPR أو PVC، مُختار لتمنعه الرطوبة ومرونته.
موصلات التحكم الاختيارية، من 2–8 نوى من نحاس عارٍ بمقاس 0.75–2.5 مم² وفق IEC 60228 فئة 5، يمكن دمجها في نفس الكابل بحيث تُلف الطاقة والتحكم من أسطوانة واحدة. هذا يلغي الحاجة إلى أسطوانة تحكم منفصلة على جسر الرافعة. يمكن تطبيق غلاف داخلي اختياري من CR أو NBR فوق تجميع النوى لحماية ميكانيكية إضافية.
اختيار الغلاف والتصنيف الميكانيكي
الغلاف الخارجي هو نيوبرين CR بسماكة 1.5–2.0 مم باللون الأسود، أو مركب PVC/NBR بسماكة 1.5–2.0 مم باللون الأسود. CR مصنف من -25°C إلى +70°C وPVC أو NBR من -15°C إلى +70°C، لذا يتبع اختيار الغلاف أدنى درجة حرارة محيطة في التركيب. CR أو PVC أو NBR هو المعيار فعال من حيث التكلفة للف الرافعة العلوية داخل المصانع.
قلب الأسلاك الفولاذية المركزي المجلفن مصنف عند 1 770 نيوتن/مم² ويحمل حمل عمل 10–25 كيلونيوتن حسب التطبيق. وظيفته المزدوجة ميكانيكية وكهربائية: فهو يدعم وزن الكابل المعلق ويعمل كموصل أرضي للمعدات (PE)، مما يلغي الحاجة إلى نواة أرضية نحاسية منفصلة ويقلل القطر الخارجي للكابل بحوالي قطر نواة واحدة.
سرعة اللف وعمر الدورة
الكابل مصمم للف على أسطوانة محركة بنسبة قطر الأسطوانة إلى قطر الكابل (D أو d) لا تقل عن 10:1، مع توصية بـ 12:1. الجهد المقنن هو 0.6/1 كيلوفولت مع اختبار 3 500 فولت تيار متردد لمدة 5 دقائق. عند نسبة D أو d الموصى بها 12:1، يُصنف الكابل لأكثر من 80 000 دورة لف — عمر انثناء تحدده انحناء الثني الذي تفرضه الأسطوانة وسرعة اللف التي تصل إلى 30 م/دقيقة، والتي تحدد معدل تراكم الحرارة من الانحناء المتكرر. القطر الخارجي المضغوط يناسب غدد كابلات الرافعة وصناديق التوصيل القياسية دون موصلات خاصة، والغلاف مثبط للهب وفق IEC 60332-1-2.