Công nghệ khổng lồ | Tin tức ngành | 22 tháng 4 năm 2025
Trong lĩnh vực công nghiệp hiện đại, các thiết bị di động cỡ lớn như cần cẩu cảng và máy móc khai thác mỏ thường xuyên hoạt động. Cuộn cáp là thiết bị then chốt cung cấp nguồn điện, nguồn điều khiển và truyền tín hiệu cho các thiết bị này. Hiệu suất của chúng ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả sản xuất và an toàn. Vòng trượt xuyên lỗ của Ingiant đã trở thành một trong những nhà cung cấp được các đại lý cuộn cáp lựa chọn nhờ khả năng dẫn điện ổn định và truyền tín hiệu hiệu quả, giải quyết triệt để vấn đề truyền tải điện năng và tín hiệu trong quá trình quay của thiết bị.
1. Cơ chế hoạt động của vòng trượt xuyên tâm trong cuộn cáp
(I) Nguyên tắc hoạt động cơ bản
Vòng trượt xuyên lỗ là loại vòng trượt dẫn điện, chủ yếu bao gồm vòng dẫn điện, chổi than và vỏ. Vòng dẫn điện thường được làm bằng vật liệu kim loại có độ dẫn điện tuyệt vời, chẳng hạn như hợp kim đồng, và chổi than được làm bằng đồng hoặc hợp kim vàng-bạc để đảm bảo độ dẫn điện tốt. Khi tang cuốn cáp hoạt động, các bộ phận quay của thiết bị sẽ dẫn động rôto vòng trượt quay, và các bộ phận cố định được kết nối với stato vòng trượt. Chổi than duy trì tiếp xúc áp suất vừa phải với vòng dẫn điện, sao cho dòng điện được truyền ổn định giữa các bộ phận quay và cố định, đảm bảo nguồn điện và tín hiệu không bị gián đoạn trong quá trình quay liên tục 360 độ của thiết bị.
Ví dụ, trên thiết bị cần cẩu bến cảng của một cảng lớn, một lượng lớn các hoạt động xếp dỡ container cần được hoàn thành mỗi ngày. Trong quá trình quay của tang cáp cần cẩu bến cảng, điện năng từ mặt đất được truyền liên tục đến cơ cấu quay của cần cẩu thông qua vòng trượt xuyên lỗ, và tín hiệu điều khiển từ phòng vận hành được truyền chính xác đến từng bộ phận thực thi. Ngay cả trong thời gian vận hành bận rộn, cũng không có sự gián đoạn hoạt động do các vấn đề truyền động của vòng trượt, điều này đảm bảo hiệu quả hoạt động của cảng.
(II) Quá trình truyền tín hiệu và công suất
Khi tang cuốn cáp hoạt động, nguồn điện tĩnh bên ngoài được kết nối với stato vòng trượt, dòng điện được truyền đến vòng dẫn điện quay thông qua chổi than, sau đó thiết bị di động được cấp nguồn bằng cáp. Nếu có liên quan đến việc truyền tín hiệu, chẳng hạn như tín hiệu điều khiển, tín hiệu dữ liệu, v.v., nó cũng đi theo đường dẫn này và được truyền từ đầu tĩnh đến đầu thiết bị quay để đạt được sự điều khiển chính xác của thiết bị.
Lấy ví dụ máy xúc điện trong khai thác mỏ. Nó không chỉ cần nguồn điện ổn định để vận hành động cơ, mà còn cần tín hiệu điều khiển đáng tin cậy để thực hiện các thao tác lái, nâng hạ và các thao tác khác. Vòng trượt xuyên lỗ trong tang cuốn cáp đảm bảo nguồn điện ổn định cho động cơ, đồng thời cho phép các lệnh điều khiển do người vận hành trong cabin đưa ra được truyền chính xác đến bộ chấp hành tương ứng, ngay cả trong môi trường đường hầm ngầm phức tạp, nó vẫn có thể hoạt động hiệu quả và an toàn.
2. Phương pháp lắp đặt vòng trượt xuyên tâm trong cuộn cáp
(I) Vòng trượt bên trong
Lắp đặt vòng trượt bên trong là một phương pháp phổ biến, phù hợp với việc lắp đặt tang cuốn cáp theo phương ngang. Trong trường hợp này, vòng trượt xuyên lỗ được lắp đặt bên trong trục trung tâm của tang cuốn cáp. Phương pháp này có cấu trúc nhỏ gọn, giúp tiết kiệm không gian hiệu quả và làm cho thiết bị trông đẹp mắt hơn.
Một cần cẩu cầu trục cỡ lớn trong một xưởng sản xuất ô tô sử dụng tang cuốn cáp có vòng trượt bên trong do không gian xưởng hạn chế và yêu cầu về tính thẩm mỹ trong bố trí thiết bị. Sau khi lắp đặt, nó không chỉ đạt được khả năng truyền tải điện ổn định và đáp ứng nhu cầu vận hành nâng hạ thường xuyên của cần cẩu, mà còn tiết kiệm không gian cho việc bố trí các thiết bị khác trong xưởng và thao tác của nhân công. Tuy nhiên, độ đồng tâm giữa vòng trượt và trục trung tâm phải được đảm bảo nghiêm ngặt trong quá trình lắp đặt, nếu không sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất của vòng trượt.
(II) Vòng trượt ngoài
Vòng trượt ngoài thích hợp cho các trường hợp cần thay đổi thông số kỹ thuật cáp thường xuyên hoặc nhiều cáp dùng chung một tang cuốn. Vòng trượt được lắp đặt theo trục dọc bên hông tang cuốn cáp và được trang bị vỏ bảo vệ bên ngoài, giúp bảo vệ vòng trượt và tạo điều kiện thuận lợi cho việc thay thế và bảo trì.
Tại các công trường xây dựng tàu điện ngầm đô thị, nhu cầu về cáp liên tục thay đổi do các giai đoạn thi công khác nhau, và thường xuyên cần phải thay thế các loại cáp có thông số kỹ thuật khác nhau. Với việc sử dụng cuộn cáp ngoài có vòng trượt, công nhân xây dựng có thể nhanh chóng tháo dỡ vỏ bảo vệ và thay thế cáp, giúp nâng cao hiệu quả thi công đáng kể. Trong quá trình lắp đặt, cần chú ý đến việc cố định chắc chắn vỏ bảo vệ và làm kín mối nối giữa vòng trượt và cuộn cáp để tránh các yếu tố bên ngoài ảnh hưởng đến hiệu suất của vòng trượt.
(III) Loại đòn bẩy vòng trượt
Trong cấu trúc giá đỡ dạng đòn bẩy có vòng trượt, vòng trượt dẫn điện được lắp đặt ở đế và bố trí theo trục, còn cuộn dây được đặt ở vị trí giá đỡ. Cấu trúc này phù hợp với những không gian rộng và cần cuộn các loại cáp dài và nặng. Nó thường được sử dụng trong thiết bị cần cẩu trên cao tại các cảng lớn.
Cần cẩu giàn khổng lồ tại một cảng biển được sử dụng để nâng hàng hóa trên các tàu container lớn và cần cuộn hàng trăm mét cáp nặng. Việc sử dụng các cuộn cáp kiểu tay đòn có vòng trượt, với khả năng chịu lực và cuộn cáp tốt, đảm bảo truyền tải điện năng và tín hiệu ổn định trong quá trình nâng hạ của cần cẩu giàn. Trong quá trình lắp đặt, cần đảm bảo đế vững chắc và khả năng chịu tải của tay đòn đáp ứng các tiêu chuẩn để tránh biến dạng kết cấu ảnh hưởng đến hoạt động của thiết bị.
3. Các biện pháp phòng ngừa khi lắp đặt và sử dụng vòng trượt xuyên tâm
(I) Những điểm cần lưu ý trong quá trình lắp đặt
a. Điều chỉnh độ đồng tâm: Khi lắp đặt vòng trượt xuyên lỗ, độ đồng tâm của rôto và stato là rất quan trọng. Khi vòng trượt quay ở tốc độ cao, độ lệch đồng tâm sẽ gây ra sự tiếp xúc không đều giữa chổi than và vòng dẫn điện, làm tăng tốc độ mài mòn và ảnh hưởng đến hiệu suất truyền động. Ví dụ, khi một nhà máy lắp đặt vòng trượt, họ không kiểm soát chặt chẽ độ đồng tâm. Sau khi thiết bị hoạt động một thời gian, vòng trượt gặp các vấn đề như nóng bất thường và truyền tín hiệu không ổn định. Cuối cùng, phải dừng lại và điều chỉnh lại việc lắp đặt, gây ra sự chậm trễ sản xuất và tổn thất kinh tế. Do đó, trong quá trình lắp đặt, cần sử dụng các dụng cụ chuyên nghiệp như đồng hồ đo độ lệch để điều chỉnh cẩn thận vị trí của vòng trượt nhằm kiểm soát sai số đồng tâm trong phạm vi rất nhỏ.
b. Lựa chọn phương pháp cố định: Thông thường, 4 vít định vị được sử dụng để cố định vòng trượt trên trục quay. Trước khi siết chặt các vít, cần xoay vòng trượt bằng tay để tự động tìm vị trí trục chính xác trước khi khóa lại nhằm tránh lực tác động không đều lên cấu trúc bên trong của vòng trượt. Đồng thời, khi cố định chi tiết quay của thanh chống xoay, cần đảm bảo nó chuyển động tự do, nếu không vòng trượt sẽ bị hư hỏng.
c. Bảo vệ dây dẫn: Dây dẫn của vòng trượt cần được bảo vệ cẩn thận trong quá trình lắp đặt để tránh làm hỏng lớp cách điện và gây đoản mạch. Ngoài ra, cần lập kế hoạch đi dây hợp lý, với dây stato cách xa trục quay và dây rôto cách xa bộ phận cố định. Do không bảo vệ dây dẫn đúng cách tại công trường, dây dẫn có thể bị các bộ phận quay làm xước trong quá trình vận hành thiết bị, gây ra sự cố đoản mạch và ảnh hưởng đến tiến độ thi công. Vì vậy, có thể sử dụng máng và ống dẫn dây để bảo vệ và sắp xếp dây dẫn.
(II) Các biện pháp phòng ngừa khi sử dụng và bảo trì
a. Tránh vận hành quá tải: Vòng trượt xuyên lỗ có dòng điện, điện áp và các thông số khác được định mức, và việc vận hành quá tải bị nghiêm cấm tuyệt đối. Quá tải sẽ khiến vòng trượt nóng lên nghiêm trọng, đẩy nhanh quá trình mài mòn linh kiện, thậm chí gây ra tai nạn mất an toàn. Thiết bị của một công ty nọ đã sử dụng vòng trượt trong thời gian dài do quá tải, dẫn đến vòng dẫn điện bị cháy nghiêm trọng. Không chỉ chi phí thay thế vòng trượt cao, mà còn khiến thiết bị phải ngừng hoạt động trong thời gian dài, gây thiệt hại lớn cho sản xuất. Do đó, cần phải lựa chọn loại vòng trượt phù hợp theo tải trọng thực tế và theo dõi các thông số vận hành trong thời gian thực.
b. Vệ sinh và kiểm tra định kỳ: Vệ sinh và kiểm tra định kỳ vòng trượt là chìa khóa để đảm bảo hoạt động ổn định của nó. Trong quá trình hoạt động, vòng trượt sẽ hấp thụ các tạp chất như bụi và dầu, ảnh hưởng đến hiệu quả tiếp xúc. Nên lau vòng trượt bằng vải khô, sạch không phải cotton mỗi tuần hoặc mỗi tháng tùy theo môi trường và tần suất sử dụng thiết bị, kiểm tra độ mòn của vòng dẫn điện, độ mòn của chổi than và độ lỏng của các bộ phận kết nối, và sửa chữa hoặc thay thế các bộ phận kịp thời.
c. Các yếu tố môi trường: Môi trường làm việc của vòng trượt có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất và tuổi thọ của nó. Cần tránh lắp đặt vòng trượt trong môi trường có nhiệt độ cao, độ ẩm cao, nhiễu điện từ mạnh hoặc khí ăn mòn. Nếu không thể tránh khỏi, phải thực hiện các biện pháp bảo vệ. Ví dụ, thêm bộ tản nhiệt trong môi trường nhiệt độ cao, bịt kín và hút ẩm trong môi trường độ ẩm cao, sử dụng vòng trượt có lớp chắn trong môi trường nhiễu điện từ mạnh, và chọn vòng trượt làm bằng vật liệu chống ăn mòn trong môi trường khí ăn mòn và tăng cường lớp phủ bảo vệ.
Vòng trượt xuyên tâm đóng vai trò truyền động cốt lõi trong các thiết bị cuốn cáp. Bằng cách hiểu rõ cơ chế hoạt động của chúng, lựa chọn phương pháp lắp đặt hợp lý và tuân thủ nghiêm ngặt các biện pháp phòng ngừa khi lắp đặt và sử dụng, có thể đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu quả của các thiết bị cuốn cáp và các thiết bị liên quan, hỗ trợ đáng tin cậy cho sản xuất công nghiệp.
Thời gian đăng bài: 22/04/2025