Подробное Описание
Грейферный кран — два двигателя, один кабель
Грейферный кран управляет двумя независимыми группами двигателей через один подвешенный кабель:
- Двигатель механизма подъёма: Поднимает и опускает весь грейферный узел — как правило, более крупный двигатель (50–200 кВт)
- Двигатель открытия/закрытия грейфера: Управляет двухчелюстным или многочелюстным грейфером — открывается для сброса материала, закрывается для захвата
Комбинированный силовой кабель обычно имеет 7 силовых жил (3 подъём + 3 грейфер + 1 PE) или 8 (3 + 3 + 1 PE + 1 дополнительная), плюс 4–24 контрольные жилы для концевых выключателей, датчиков положения и обратной связи о состоянии грейфера.
Почему кабели грейферных кранов выходят из строя быстрее, чем стандартные кабели механизмов подъёма
| Фактор нагрузки | Стандартный кабель механизма подъёма | Кабель грейферного крана |
|---|---|---|
| Циклы изгиба в час | 10–20 | 40–120 |
| Количество питаемых функций | 1 (подъём) | 2 (подъём + грейфер) |
| Количество жил | 4–5 | 11–30+ |
| Динамика кабеля | Линейное движение вверх/вниз | Вверх/вниз + колебания открытия/закрытия грейфера |
| Контакт с материалом | Нет (подвешен) | Пыль сыпучих материалов, кромки металлолома |
Более высокое число жил, более высокая частота циклов и колебания грейферного механизма создают внутреннее движение жил, которое ускоряет износ изоляции. Разделение слоёв полотном PET между силовой и контрольной группами жил имеет важнейшее значение для предотвращения отказов контрольных жил.
Примечания по конструкции кабеля грейфера
- Специальное расположение жил для грейфера: Силовые и контрольные жилы физически разделены слоем полотна PET — предотвращает повреждение контрольных жил соседними силовыми проводниками
- Стандарт жил класса 6: Более тонкая скрутка, чем у класса 5 — дополнительная гибкость необходима для частоты циклов грейферных работ
- Испытан на циклы грейфера: Наш заявленный ресурс основан на испытаниях, имитирующих циклы грейфера — комбинированное движение подъёма и открытия/закрытия, а не только линейная намотка
- Оболочка PUR как стандарт для сыпучих материалов: Уголь, руда, зерно, металлолом — PUR лучше справляется с абразивной пылью, чем CR
Раскладка силовых и контрольных жил
Комбинированный кабель передаёт питание двум группам двигателей и сигналы, которые их координируют. Группа питания использует от 7 и более типичного числа силовых жил: три для двигателя механизма подъёма (U или V или W), три для двигателя грейфера (U или V или W) и одну защитную землю. Группа контроля использует от 4 до 24 жил, сечением от 0,75 до 2,5 мм², передающих обратную связь концевых выключателей и датчиков положения и сигналы состояния грейфера между контроллером крана и механизмом грейфера. Силовые проводники применяют медь класса 6 по IEC 60228 в сечениях от 10 до 120 мм².
Две группы жил не смешиваются произвольно. Они укладываются концентрическими формированиями с полотном PET между силовой и контрольной группами. Этот разделитель функционален: во время цикла грейфера силовые жилы несут коммутационные токи и перемещаются при изгибе кабеля, а без полотна изоляция контрольных жил истиралась бы соседними бо́льшими проводниками. Изоляция жил — этиленпропиленовый каучук для силовых жил и полипропилен для контрольных, оба выбраны за гибкость и стойкость к истиранию при непрерывном циклическом изгибе.
Выбор оболочки и механическая нагрузка
Наружная оболочка — PUR или CR. PUR является стандартом для службы с сыпучими материалами: уголь, руда, зерно и металлолом подвергают кабель абразивной пыли и острым кромкам лома, а компаунд PUR аттестован по истиранию по Таберу 5 мг или менее. Неопрен CR предлагается для тяжёлой службы и, по запросу, с признанием MSHA для горнодобывающих сред. Обе оболочки стойки к маслу и атмосферным воздействиям. PUR аттестован от -40°C до +80°C, а CR — от -25°C до +70°C, поэтому выбор также следует за минимальной температурой окружающей среды на объекте.
Подвешенный вес и динамическая нагрузка грейфера воспринимаются центральным несущим сердечником из оцинкованного стального троса, который препятствует растяжению медных проводников. Опциональная внутренняя оболочка из резины CR может быть наложена поверх сборки жил для дополнительной механической защиты.
Геометрия барабана и ресурс циклов
Кабель спроектирован для моторизованной намотки на барабан при отношении диаметра барабана к диаметру кабеля (D/d) не менее 10:1, рекомендуется 12:1. Бо́льшее D/d уменьшает кривизну изгиба на барабане и является единственным самым значимым фактором продления ресурса изгиба. Номинальный ресурс циклов грейфера превышает 200 000 комбинированных циклов открытия или закрытия и подъёма — цифра, отражающая двойной режим изгиба грейферного крана: кабель изгибается при каждом ходе подъёма и при каждом ходе открытия или закрытия грейфера, с частотой изгиба в несколько раз выше, чем у стандартного однофункционального кабеля механизма подъёма. Номинальное напряжение составляет 0,6 или 1 кВ при испытательном напряжении 3 500 В переменного тока, а оболочка стойка к горению по IEC 60332-1-2.