电缆卷筒的选型

电缆卷筒的选型

电缆卷筒又称电缆卷盘或电缆卷线器，以其安装空间小、维护方便、使用可靠及成本低等特点取代滑触线而成为移动传输领域（动力、数据及流体介质）的主流解决方案。

一、卷筒的分类

电缆卷筒根据驱动形式分为非电动式和电动式两大类；按电缆排列方式分为轴向单排和轴向多排两种；按集电滑环位置分为滑环内装式和滑环外装式两种形式；按卷绕材料分为电缆卷筒和软管卷筒。其中非电动式包括：弹力（TA）式、重锤（ZC）式、磁耦合式（JQC）；电动式包括：磁耦合式（JQD）、力矩电机式（KDO）、磁滞式（CZ）和变频控制式（BP）。

二、卷筒设计参数

电缆卷筒的技术难点是要保证卷绕速度与设备移动速度的同步，同时还要保证卷绕过程中电缆所受拉力适中。因此，电缆卷筒设计时应综合考虑以下因素：1、电缆规格及种类：

电缆截面积从1.0~240mm2，电缆外径直接影响卷盘的轴向尺寸及动力需求。电缆截面超过35 mm2时不应选择非电动式卷筒（配重式可放宽至50

mm2），扁电缆只能选用轴向单排的卷盘。电缆应选择YCW型（动力电缆）和CEFR 型（控制信号电缆）等，较柔软且有一定的抗拉强度。电缆的外径和单重力求准确。

2、卷绕长度：

影响卷盘的径向尺寸及动力需求，长度越长，对动力要求越高。非电动式电缆卷筒难以完成大行程的卷绕。地面电源锚位也直接影响电缆卷筒的选型，常见的电源锚位有端部供电和中点供电两种。中点供电不能选择非电动磁耦合式（JQC 系列）。

3、设备移动速度

影响电动式电缆卷筒的电动机功率和传动比。当设备移动速度超过60米/分时，应选择变频控制式（BP系列）。

4、装机高度

影响电动式电缆卷筒的电动机功率，安装高度越高，对动力需求越大。安装时不能超过设计要求。

以上4个参数是电缆卷筒设计选型的依据，应综合考虑，还应电缆卷筒的结构与布置方式，以满足实际工况需求。

三、卷筒原理、性能及应用范围

1、弹力式（TA系列）

a. 工作原理：

弹力式电缆卷筒的工作原理与钢卷尺相似，利用蜗卷弹簧为动力来收卷电缆。当电缆被拉出时，收紧蜗卷弹簧而储能，当外力撤消时，弹簧释能，卷筒将自动收卷电缆。

b. 性能及特点：

安装简单，同步性能好，电缆张力小，但弹簧易疲劳，使用寿命短。

c. 适用范围：

适用电缆：截面积35mm2以下的动力电缆和24芯以下的信号电缆；

卷绕长度：不超过30m；

适用设备：如电磁吸盘、抓斗、电动台车等。

2、重锤式（ZC系列）

a. 工作原理：

重锤式电缆卷线筒是利用重锤被提升而储能的原理，自动卷取电缆的机械装置。当拉出电缆时，带动电缆卷盘旋转，从而带动与电缆卷筒同轴相联的钢丝绳卷筒转动，提升重锤而储存势能。当卷筒需卷取电缆时，重锤下降释放势能，在钢丝绳张力作用下，带动与钢丝绳卷筒同轴相联的电缆卷盘转动，同步卷取电缆。

b. 性能及特点：

结构简单，性能稳定可靠，安装维护方便。

c. 适用范围：

适用电缆：截面积25~50 mm2电缆；

卷绕长度：小于50m；

适用设备：特别适用于恶劣工况，如各种钢包车、铁水车、渣盘车等冶金车辆和矿山车辆。

3、磁耦合式（JQC、JQD系列）

a. 工作原理：

永磁耦合器为差速调整机构，向电缆卷盘输出恒定转矩。超出额定转矩时，耦合器打滑。当设备驶向地面电缆锚位时，动力经永磁耦合器驱动卷盘收卷电缆，耦合器向卷盘输出的转矩大小可调，从而保证收缆的线速度与大车运行速度同步。

当设备驶离地面电缆锚位时，由于卷筒上的单向离合链轮，动力不能传给电缆卷筒，大车运行时拖拽电缆，使卷盘产生大于系统阻力（放缆磁滞器）的转矩，同步释放出电缆。

根据实际工况，可选择选择移动设备传动系统中的行走轮轴（JQC系列）或电动机（JQD系列）为动力输出，

b. 性能及特点：

永磁技术用于卷筒传动系统的末级，转速低，无发热现象；电缆张力大小可调，保护电缆，但不宜采用轴向单排，以免出现燥音过大的现象。

c．适用范围

JQC-I：

适用电缆：截面积25 mm2及以下动力电缆及多芯信号电缆；

卷绕长度：当行程超过100m时，为了保证电缆排列效果，应加装同步排缆器。

适用设备：各种电动平车，台车、过跨车等各种电动车辆，

JQC-II：

适用电缆：截面积10~35 mm2动力电缆；

卷绕长度：小于300米；

适用设备：小吨位的各种门式起重机、水电站坝顶门机等。

JQD：

适用电缆：多芯控制信号电缆（需配有钢芯）；

卷绕长度：垂直方向小于100米；

适用设备：特别适用于水电站坝顶门机的主副起升、液压抓梁和清污机抓斗

等。

电气要求：收缆时电机工作，放缆时电机停电。

4、力矩电机式（KDO系列）

a. 工作原理

从力矩电机的机械特性曲线可以看出，力矩电机为变转矩输

出。在低转速时输出大转矩；高转速时输出小转矩，此特性非常

合电缆卷筒的机械性能要求。

设备驶向地面电缆锚位时，力矩电机通电工作，经减速机放

大转矩后带动卷盘旋转收卷电缆。随着卷绕直径的增大,

力矩电机自动降低转速，并增大输出转矩，从而保证收缆的

线速度与大车运行速度同步，并保持收缆张力恒定。

设备驶离地面电缆锚位时，力矩电机的电动势方向不变，大车运行时拖拽电缆，使产生大于电机正向转矩的反向转矩，同步释放出电缆。

b.控制方式及特点

力转电机具有长期堵转的特性，与大车控制系统相对独立，只需从设备总电源开关（或总接触器）引出电源即可。电气控制简单、可靠。

大车上电后，卷筒电机通电，卷盘工作，无论大车正转、反转还是停车，力矩电机始终通电且相序不变；大车断电后，电机断电，卷盘制动。

c、适用范围

适用电缆：截面积从10~185mm2电缆；

卷绕长度：800米以下；

适用设备：门式、桥式、门座式起重机、堵取料机、坝顶门机、集装箱岸桥、场桥、装卸船机、冶金机械、水工机械和矿山机械等大型轨行设备。

5、磁滞式（CZ系列）

a.工作原理

由三相异步电动机和磁滞联轴器组成电缆卷筒的动力调速系统。设备驶向电缆锚位时，电动机通电工作，通过减速机放大力矩后驱动卷盘旋转收卷电缆。此过程中由磁滞驱动器进行差速调整，保证收缆过程与大车运行同步；设备驶离电缆锚