وینچ کابل برق: انواع، اجزا و راهنمای انتخاب

چیست وینچ کابل برق ?

وینچ کابل برقی یک وسیله کششی و بلند کردن موتوری است که از یک طناب سیم فولادی یا کابل مصنوعی که بر روی یک درام قرقره شده و توسط یک موتور الکتریکی از طریق گیربکس هدایت می‌شود، استفاده می‌کند تا بارهای سنگین را در فواصل بیش از آنچه سیستم‌های دستی یا هیدرولیک می‌توانند از نظر اقتصادی مدیریت کنند، منتقل می‌کند. بر خلاف وینچ های هیدرولیک که به مدار سیال تحت فشار یا مدل های پنوماتیکی نیاز دارند که به منبع هوای فشرده وابسته هستند، وینچ های کابلی برقی برق را مستقیماً از یک سیستم باتری DC یا منبع تغذیه برق AC می گیرند و آنها را به همه کاره ترین و پرکاربردترین نوع وینچ در صنایع مختلف تبدیل می کند.

مزیت تعیین کننده وینچ کابل برق استقلال آن از یک زیرساخت قدرت جداگانه است. یک واحد مستقل در یک وسیله نقلیه، کشتی یا قاب قابل حمل فقط به یک اتصال باتری نیاز دارد تا کاملاً عملیاتی شود - بدون پمپ هیدرولیک، بدون کمپرسور، بدون نیروگاه خارجی. این خودکفایی وینچ های الکتریکی را به انتخاب استاندارد برای عملیات بازیابی، جابجایی لنگر و بلند کردن سایت از راه دور در هر جایی که زیرساخت محدود یا وجود ندارد، تبدیل می کند.

اجزای اصلی و نحوه کار آنها

درک معماری مکانیکی و الکتریکی یک وینچ برای انتخاب، کارکرد و نگهداری صحیح وینچ ضروری است. هر وینچ کابل برق، بدون در نظر گرفتن ظرفیت نامی، مونتاژ اساسی یکسانی دارد.

موتور الکتریکی

اکثر وینچ‌های قابل حمل و سوار بر خودرو از یک موتور DC با پیچ سری استفاده می‌کنند، زیرا این نوع موتور حداکثر گشتاور را در حالت توقف ارائه می‌کند - دقیقاً شرایطی که در شروع یک کشش سنگین وجود دارد، زمانی که کابل کشیده شده است و بار هنوز حرکت نمی‌کند. موتورهای سری سیم پیچ اضافه بارهای کوتاه را به خوبی تحمل می کنند، اما نباید به طور مداوم در بار کامل کار کنند زیرا فاقد جرم حرارتی برای دفع گرما در چرخه های کاری طولانی مدت هستند. وینچ های الکتریکی صنعتی و دریایی به طور فزاینده ای از موتورهای AC با آهنربای دائم DC یا سه فاز استفاده می کنند که کنترل سرعت بهتر، راندمان بالاتر و رفتار حرارتی قابل پیش بینی بیشتری را تحت بارهای پایدار ارائه می دهند.

گیربکس

موتور الکتریکی با سرعت 3000 تا 6000 دور در دقیقه می چرخد، اما درام برای کشیدن بار باید به آرامی و با گشتاور بالا بچرخد. یک گیربکس سیاره ای - استاندارد اکثر وینچ ها - سرعت موتور را با نسبت 100:1 به 250:1 کاهش می دهد در حالی که گشتاور را به طور متناسب ضرب می کند. گیربکس های سیاره ای جمع و جور هستند، بسیار کارآمد هستند (92-96%)، و بار را در چند چرخ دنده سیاره ای به طور همزمان توزیع می کنند و نسبت قدرت به اندازه مطلوب را به آنها می دهد. گیربکس های کرم در برخی از وینچ های کندتر استفاده می شود. آنها تحت بار خود قفل می شوند (یک مزیت ایمنی) اما کارایی کمتری دارند - معمولاً 50 تا 75٪ - در طول کشش های پایدار گرمای بیشتری تولید می کنند.

درام و کابل

درام یک قرقره استوانه ای است که طناب سیم یا کابل مصنوعی تحت کشش روی آن پیچیده می شود. قطر و طول درام ظرفیت کابل را تعیین می کند. اکثر سازندگان کشش خطی را در اولین لایه کابل روی درام مشخص می کنند، زیرا هر لایه اضافی از کابل سیم پیچ شعاع موثر درام را افزایش می دهد و مزیت مکانیکی موتور و گیربکس را کاهش می دهد. کشش خط در بیرونی ترین لایه یک درام با بارگذاری کامل ممکن است 40 تا 60 درصد کمتر از رتبه بندی لایه اول باشد. - یک واقعیت مهم هنگام اندازه‌گیری وینچ برای برنامه‌ای که در آن از طول کامل کابل استفاده می‌شود.

سیم طناب فولادی انتخاب کابلی سنتی است: در برابر سایش مقاوم است، در برابر اشعه ماوراء بنفش پایدار است و گرما را به خوبی تحمل می کند، اما انرژی الاستیک را تحت کشش ذخیره می کند و در صورت شکست در زیر بار می تواند با نیروی کشنده به عقب برگردد. طناب مصنوعی (UHMWPE که معمولاً با نام Dyneema یا Spectra فروخته می‌شود) جایگزین سیم فولادی در بسیاری از وینچ‌های آفرود و دریایی شده است، زیرا سبک‌تر است، انرژی قابل ارتجاعی را ذخیره نمی‌کند، حمل آن با دست خالی امن‌تر است و در آب شناور می‌شود – اگرچه نسبت به فولاد در برابر سایش و تخریب UV حساس‌تر است.

سیستم ترمز

ترمز مکانیکی بار را در زمانی که موتور برق ندارد ثابت نگه می دارد. بیشتر وینچ‌ها از ترمز مکانیکی خودکار ادغام شده در جعبه دنده استفاده می‌کنند - وقتی گشتاور موتور حذف می‌شود، ترمز به طور خودکار درگیر می‌شود و از باز شدن درام تحت بار جلوگیری می‌کند. ترمز ایمن در مواردی که افت کنترل نشده بار خطرناک است، غیرقابل مذاکره است. بررسی کنید که وینچی که انتخاب می‌کنید از ترمز مکانیکی استفاده می‌کند، نه اینکه تنها به نگه داشتن الکترومغناطیسی پشتی موتور یا شیر برقی تکیه کند.

انواع وینچ کابل برق

وینچ های کابل برق در انواع متفاوتی تولید می شوند که برای محدوده بار، چرخه کاری و شرایط محیطی کاربرد هدفشان بهینه شده اند.

وینچ های بازیابی خودرو

وینچ های برقی نصب شده روی وسیله نقلیه با وزن کشش 2000 تا 20000 پوند (تقریباً 900 تا 9000 کیلوگرم) برای کار متناوب طراحی شده اند: کشش های کوتاه و پرقدرت برای بیرون آوردن یک وسیله نقلیه گیر کرده و به دنبال آن دوره های خنک کننده طولانی مدت. آنها بر روی سیستم الکتریکی 12 ولت یا 24 ولت DC خودرو کار می کنند و روی سپر جلو یا عقب، لغزنده سنگی یا صفحه وینچ اختصاصی نصب می شوند. چرخه کار معمولاً 10 تا 15٪ است (یک تا دو دقیقه کشیدن در هر ده دقیقه استراحت)، و حفاظت حرارتی معمولاً به جای خنک کردن فعال، یک قطع حرارتی تنظیم مجدد دستی است.

وینچ های صنعتی و ساختمانی

وینچ های کابل برق صنعتی با برق AC سه فاز در ولتاژ 380-480 ولت کار می کنند و برای سیکل های کار پیوسته بسیار بالاتر - تا 60٪ یا پیوسته (کلاس وظیفه S6 تا S1 بر اساس IEC 60034) رتبه بندی می شوند. ظرفیت ها از 500 کیلوگرم تا بیش از 50 تن است. این وینچ ها برای کشیدن کابل ها از طریق مجرا، کشش سیم های گای، بلند کردن سازه های فولادی، سیستم های تجهیز مرحله عملیاتی، و کنترل بار در سایت های ساختمانی شیب دار استفاده می شوند. درایوهای فرکانس متغیر (VFD) به طور فزاینده ای با موتورهای وینچ صنعتی جفت می شوند تا کنترل دقیق سرعت، محدود کردن جریان شروع نرم و ترمز احیا کننده در بارهای نزولی را فراهم کنند.

وینچ های دریایی

وینچ های الکتریکی دریایی - بادگیرهای لنگر، وینچ های پهلوگیری و وینچ های عرشه - باید در برابر پاشش نمک مداوم، غوطه ور شدن، و بارهای شوک دینامیکی ناشی از حرکت کشتی در امواج مقاومت کنند. آنها با استاندارد IP56 یا بالاتر ساخته شده اند، از فولاد ضد زنگ یا اجزای ساختاری گالوانیزه گرم استفاده می کنند و با گریس بازدارنده خوردگی درجه دریایی آب بندی می شوند. بادگیرهای لنگر به طور خاص برای انجام کشیدن افقی (بالا بردن زنجیر لنگر از بستر دریا) و بلند کردن عمودی (انباشته شدن زنجیره در قفسه زنجیر) طراحی شده اند که نیاز به چیدمان کولی و درام دو کاره دارد.

وینچ های قابل حمل و ATV

وینچ های الکتریکی جمع و جور در محدوده 500 تا 3500 پوند برای ATV ها، UTV ها، قایق های کوچک و استفاده قابل حمل با باتری مستقل طراحی شده اند. محفظه‌های آلومینیومی سبک وزن و گیربکس‌های ساده‌شده آن‌ها، بسته‌بندی را به عملکرد پایدار ترجیح می‌دهند. بسیاری از آنها شامل کنترل از راه دور بی‌سیم هستند که به اپراتور اجازه می‌دهد در حین کشیدن کابل از کابل فاصله بگیرد - بهبود ایمنی قابل توجهی نسبت به کنترل آویز سیمی در موقعیت‌های بازیابی میدانی.

مشخصات کلیدی برای درک

مشخصات وینچ اغلب به روشی ارائه می شود که می تواند خریداران ناآشنا با قراردادها را گمراه کند. تفسیر صحیح آنها هم از کم حجم شدن و هم از خرج کردن غیر ضروری جلوگیری می کند.

کشش خط رتبه بندی شده

کشش نامی خط حداکثر باری است که وینچ می تواند روی اولین بسته بندی کابل روی یک درام لخت حرکت کند. همانطور که در بالا توضیح داده شد، این رقم با هر لایه کابل اضافی کاهش می یابد. یک قاعده عمومی رایج این است که اندازه وینچ را در آن اندازه بگیرید 1.5 برابر حداکثر بار مورد انتظار برای محاسبه کاهش نیروی کشش در یک درام جزئی یا کامل در شرایط عملیاتی واقعی.

ظرفیت کابل

ظرفیت کابل حداکثر طول و قطر کابلی را که درام می تواند نگه دارد مشخص می کند. این دو بعد به هم مرتبط هستند - یک درام طراحی شده برای 30 متر طناب سیم 10 میلی متری اگر طناب با قطر بزرگتر جایگزین شود، کمتر نگه می دارد. همیشه بررسی کنید که طول کابل عملیاتی مورد نیاز روی درام در قطر کابل مورد نظر قرار می گیرد و حداقل سه چرخش در حداکثر امتداد روی درام باقی می ماند تا یکپارچگی اتصال لنگر حفظ شود.

سرعت خط

سرعت خط - بر حسب متر در دقیقه در بار نامی بیان می شود - مدت زمان کشش را تعیین می کند. سرعت خط بالاتر در برنامه‌هایی که شامل کشش‌های مکرر مکرر هستند (عملیات پهلوگیری دریایی، نصب کابل) ارزشمند است، اما به ندرت معیار اصلی انتخاب در برنامه‌های بازیابی است که کشش خود هدف است. توجه داشته باشید که سرعت خط بدون بار به طور قابل توجهی بیشتر از سرعت بار است. رقم سرعت بدون باری که در برخی از مواد بازاریابی یافت می شود نشان دهنده عملکرد کاری نیست.

رتبه بندی IP و حفاظت از محفظه

برای محیط های بیرونی، دریایی، و محیط های شستشو، درجه IP (محافظت از نفوذ) موتور و کنتاکتور کنترل بسیار مهم است. IP44 (ضد پاشش) حداقل برای استفاده در فضای باز است. IP65 (ضد گرد و غبار، ضد جت کم فشار) برای اکثر برنامه های کاربردی در فضای باز و سبک دریایی مناسب است. IP67 یا IP68 برای غوطه ور شدن موقت یا مداوم مورد نیاز است. کنترل ها و شیر برقی ها باید دارای رتبه IP یکسان یا بالاتر با موتور باشند، زیرا معمولاً در برابر نفوذ رطوبت آسیب پذیرتر هستند.

ملاحظات نصب، سیم کشی و منبع تغذیه

وینچ کابل برق فقط به اندازه منبع تغذیه توانمند است که آن را تغذیه کند. سیم کشی کم اندازه، اتصالات ضعیف باتری یا منبع تغذیه ناکافی عملکرد را محدود می کند، باعث آسیب موتور ناشی از افت ولتاژ می شود و خطر آتش سوزی ایجاد می کند.

• اندازه کابل: یک وینچ 12 ولتی 9500 پوندی 400 تا 500 آمپر در اوج بار استال می کشد. کابل های برق از باتری به شیر برقی وینچ باید اندازه مناسبی داشته باشند—معمولاً 2/0 AWG (67 میلی متر مربع) یا بزرگتر برای دویدن تا 3 متر، و مسیر کابل تا حد امکان کوتاه باشد تا تلفات مقاومتی به حداقل برسد. استفاده از کابل کم اندازه باعث افت ولتاژ می شود که گشتاور موجود را کاهش می دهد و کابل را به میزان قابل توجهی تحت بار پایدار گرم می کند.
• ظرفیت باتری: وینچ های بازیابی خودرو در حالت ایده آل باید مستقیماً با یک فیوز با جریان بالا یا قطع کننده مدار در ترمینال باتری به باتری اصلی خودرو متصل شوند. سیستم دو باتری با رله ایزوله برای وینچ هایی که به طور مکرر استفاده می شوند توصیه می شود، بنابراین بارهای وینچینگ خطر تخلیه باتری راه اندازی را ندارند.
• یکپارچگی نصب: ساختار نصب باید برای بارهایی حداقل برابر با کشش خطی وینچ در هر دو حالت کشش (کشش) و فشار (کابل بسته شدن) درجه بندی شود. خرابی صفحه نصب یا سپر تحت بار، کل نیرو را به شاسی خودرو منتقل می کند. اطمینان حاصل کنید که مسیرهای بار مهندسی شده اند، نه بداهه.
• سیم کشی کنترل از راه دور: سیستم های بی سیم از راه دور خطر سفر را از بین می برند و اپراتور را از کابل تحت کشش دور نگه می دارند. اگر از آویز سیمی استفاده می‌شود، مطمئن شوید که کابل کنترل به اندازه‌ای بلند است که به اپراتور اجازه می‌دهد تا از ناحیه بالقوه اتصال کابل فاصله داشته باشد - حداقل 3 متر تا کنار خط کابل.

نگهداری و عمر سرویس

یک وینچ کابل الکتریکی که به درستی نگهداری می شود، به طور قابل اعتمادی از وینچ کابلی که سه تا پنج در چرخه های عملیاتی نادیده گرفته می شود، دوام می آورد. الزامات نگهداری ساده است و نیازی به ابزار تخصصی ندارد.

• بازرسی کابل: قبل از هر بار استفاده، کابل را به طور کامل خارج کنید و آن را در تمام طول آن از نظر پیچ خوردگی، قفسه پرنده، سیم های شکسته و خوردگی بررسی کنید. یک سیم طناب با بیش از دو سیم شکسته در هر طول شش قطر باید بازنشسته شود. طناب مصنوعی باید از نظر سایش هسته، سفید شدن اشعه ماوراء بنفش و وضعیت اتصال انتهایی بررسی شود.
• قرقره شدن تحت تنش: همیشه کابل را تحت بار سبک دوباره بچرخانید به جای اینکه آن را آزادانه روی درام برگردانید. کابل به طور شل بر روی یک درام با کشش بارگذاری شده بعدی به داخل له می شود و باعث قطع شدن سیم داخلی و خستگی سریع می شود. اگر کابلی بدون قرقره به عقب برگشته است، قبل از بازگشت به سرویس، آن را با کشیدن آرام روی یک لنگر ثابت، منقبض کنید.
• گیربکس lubrication: بیشتر گیربکس‌های سیاره‌ای مهر و موم شده برای تمام عمر در کارخانه روغن‌کاری می‌شوند، اما واحدهایی که در سرویس‌های صنعتی با چرخه کاری بالا استفاده می‌شوند باید روغن گیربکس آن‌ها را در بازه زمانی سازنده بررسی و تعویض کنند - معمولاً هر 500 تا 1000 ساعت کارکرد.
• بازرسی اتصالات برق: اتصالات ترمینال باتری را هر سال تمیز کنید و یا اگر وینچ عملکرد ضعیف یا گرمای غیرمعمول در هر نقطه اتصال از خود نشان داد، فوراً آن را تمیز کنید. اتصالات اکسید شده یا شل در مدار منبع تغذیه با جریان بالا تنها شایع ترین علت کاهش عملکرد در وینچ های الکتریکی نصب شده در خودرو است.
• تست ترمز: ترمز نگهدارنده را هر سال با اعمال بار مشخص و بررسی اینکه در هنگام خاموش شدن موتور نمی خزد، ترمز نگهدارنده را آزمایش کنید. ترمزی که زیر بار می لغزد باید قبل از بازگشت وینچ به کار سرویس شود، به ویژه در هر برنامه ای که شامل بارهای سربار یا معلق باشد.