Ang tamang de-koryenteng cable winch para sa tuluy-tuloy na cable laying ay tinutukoy ng nito first-layer pull capacity sa 1.5 beses ang maximum cable tension at isang S3 duty cycle rating na hindi bababa sa 40% . Ang isang 3.7 kW na motor na nagmamaneho ng isang planetary gearbox sa pamamagitan ng isang failsafe electromagnetic brake ay mag-spool ng 500 metro ng 35 mm diameter na armored cable sa isang pare-parehong bilis na 8 metro bawat minuto nang hindi umiinit ang mga windings, sa kondisyon na ang diameter ng drum core ay hindi bababa sa 20 beses ang diameter ng cable.
First-Layer Pull at Paano Ito Naiiba sa Lifting Winches
An electrical cable winch ay na-rate sa pamamagitan ng paghila sa unang layer ng lubid sa drum, hindi sa pamamagitan ng suspendido na pagkarga. Ang paglalagay ng cable ay nagsasangkot ng mataas na pahalang na drag, lalo na kapag hinihila ang mga nakabaluti na kable sa ilalim ng dagat sa mga roller. Isang winch na may unang-layer na pull ng 5,000 kg sa isang 300 mm core ay maaaring hawakan ang isang cable pag-igting ng 3,300 kg pagkatapos ng ika-apat na layer ay sugat sa, dahil sa tumaas na epektibong drum diameter pagbabawas ng mekanikal na kalamangan.
Hindi tulad ng nakakataas na winch na nakakakita ng peak load lamang sa lift-off, ang cable winch ay dapat mapanatili ang pull force nang ilang oras. Nangangailangan ito ng isang motor na may kadahilanan ng serbisyo ng 1.25 . Ang isang motor na may rating na 7.5 kW na may SF na 1.25 ay maaaring maghatid 9.4 kW tuluy-tuloy, na sumasaklaw sa thermal reserve na kailangan kapag ang cable ay sumabit sandali sa seabed.
Drum Core Diameter at Cable Bend Radius Protection
Ang drum core ay ang pangunahing kadahilanan na pumipigil sa pinsala sa cable. Karaniwan ang pinakamababang radius ng bend ng isang power o control cable 10 hanggang 15 beses ang panlabas na diameter nito . Samakatuwid, ang isang winch drum ay dapat na may core diameter na hindi mas maliit kaysa sa 20 beses ang diameter ng cable para sa dynamic na spooling sa ilalim ng pag-igting. Para sa isang 40 mm cable, ang core ay dapat na hindi bababa sa 800 mm.
Ang paggamit ng mas maliit na core ay humahantong sa pagdurog sa panloob na layer. Sa isang dokumentadong kaso na kinasasangkutan ng trailing power cable para sa isang stacker reclaimer, isang 600 mm drum na paulit-ulit na nabigo ang isang 38 mm cable sa loob 1,200 spooling cycle . Ang pag-upgrade sa isang 900 mm na core ay ganap na nagtanggal ng crush failure sa isang kasunod 4,500 cycle .
Motor Duty Cycle at Thermal Overload Prevention
Gumagana ang mga cable winch motor sa ilalim ng S3 intermittent periodic duty classification. Isang tipikal na label ang nagbabasa S3-40%, 10 minuto , ibig sabihin ang motor ay maaaring tumakbo sa buong kargada sa loob ng 4 na minuto sa loob ng anumang 10 minutong cycle nang hindi lalampas sa limitasyon ng pagtaas ng temperatura ng klase ng insulasyon nito. Pagpili ng motor na may a 60% duty cycle para sa isang winch na ginagamit sa paulit-ulit na cable trenching ay pumipigil sa istorbo na tripping ng thermal overload relay.
Ang talahanayan sa ibaba ay tumutugma sa lakas ng motor upang hilahin ang puwersa at bilis ng linya para sa mga karaniwang pagpapatakbo ng pag-spooling ng cable, kung ipagpalagay na may S3-40% na rating at isang service factor na 1.0 para sa gearbox.
| Lakas ng Motor (kW) | First-Layer Pull (kg) | Bilis ng Linya sa Buong Pagkarga (m/min) | Karaniwang Cable OD Range (mm) |
|---|---|---|---|
| 1.5 | 500 | 6 | 10 hanggang 15 |
| 3.7 | 1,500 | 8 | 18 hanggang 28 |
| 7.5 | 3,200 | 10 | 30 hanggang 42 |
| 15.0 | 6,500 | 12 | 45 hanggang 65 |
Mga System ng Brake at Static Holding na Kinakailangan
Dapat hawakan ng electrical cable winch ang buong reel ng cable stationary kapag natanggal ang kuryente, kahit na sa isang sandal. Ang pamantayan ay a spring-apply, electrically release DC brake naka-mount nang direkta sa motor end bell. Ang static holding torque ay dapat na hindi bababa sa 1.5 beses ang maximum na drum torque nabuo ng tuktok na layer ng cable sa buong paghila.
Ang isang band brake sa drum flange ay nagsisilbing emergency secondary system. Sa panahon ng pagsubok sa pagtanggap ng 10-toneladang pull winch, nag-iisa ang DC brake 105% ng rated load para sa 30 minuto na may zero drum rotation. Kapag ang band brake ay inilapat pagkatapos ng simulate power failure, ang pinagsamang brake system ay may hawak na static load na 15 tonelada bago dumulas ang cable anchor.
Mga Spooling Gear at Level-Wind Mechanism
Ang random na paikot-ikot ay nagdudulot ng overlap ng cable na pumuputol sa jacket sa panahon ng tensioned payout. Ang isang driven level-wind na mekanismo na dumadaan sa drum sa isang naka-synchronize na bilis ay mahalaga para sa flat cable o kapag spooling papunta sa isang makinis na drum. Ang level-wind pitch ay dapat tumugma sa cable diameter at isang clearance ng 1 mm hanggang 2 mm para maiwasan ang pagkurot.
Para sa 32 mm round cable, isang level-wind na may lead screw pitch ng 33 mm at ang isang bidirectional nut ay nag-aalis ng mga puwang. Ang data ng field mula sa isang cable-laying barge ay nagpakita na ang isang naka-synchronize na level-wind ay nagpababa sa payout jump phenomenon mula sa 3 paglitaw bawat kilometro sa zero, na pumipigil sa matalim na tension spike na dati ay nasira ang insulation resistance ng cable.
Electrical Control at Variable Speed Integration
Ang direktang on-line na pagsisimula ng isang malaking winch motor ay nagpapadala ng mekanikal na shock sa pamamagitan ng gear train. Ang isang variable frequency drive ay nagbibigay-daan sa isang soft-start ramp ng 3 segundo at isang stop ramp ng 2 segundo , binabawasan ang peak inrush current mula sa 6 na beses ang buong pagkarga ng kasalukuyang hanggang 1.5 beses . Pinoprotektahan nito ang cable mula sa isang biglaang haltak na maaaring paghiwalayin ang konduktor mula sa pagkakabukod.
Ang control pendant ay dapat may kasamang emergency stop button na may direktang break contactor. Kapag pinindot ang e-stop, umaandar ang preno at ang VFD ay magpapasimula ng DC injection braking cycle na humihinto sa drum sa loob. 0.5 segundo . Kinukumpirma ng zero-speed sensor sa drum ang paghinto bago ilabas ng brake ang hawak nitong torque.
Load Sensing at Tension Cut-Out
Ang paghila ng cable na may labis na pag-igting ay permanenteng nagpapahaba sa mga konduktor ng tanso, nagpapataas ng paglaban at mga hot spot. Ang isang load pin na naka-install sa sheave axis ay sumusukat ng tensyon sa real time at nagti-trigger ng cut-out kapag ang puwersa ay lumampas sa preset na limitasyon. Para sa isang tipikal na 3-core 35 mm cable, ang maximum na tensyon sa paghila ay hindi dapat lumampas 3,000 kg , na tumutugma sa isang conductor strain ng 0.2% .
Ang isang load cell na konektado sa isang PLC ay magre-record din ng tension log sa buong operasyon ng spooling. Ang data na ito ay ginagamit upang i-verify na ang cable ay hindi na-overstress sa panahon ng pag-install, isang kinakailangan na lalong tinukoy sa mga tuntunin ng warranty para sa mga subsea power cable na may buhay ng disenyo na 25 taon .
Pang-araw-araw na Pre-Start Inspection Points
Ang isang 10 minutong visual at functional na pagsusuri bago ang bawat shift ay nakakakuha ng mga pagkabigo na humahantong sa mga cable runout. Sinasaklaw ng checklist sa ibaba ang mga bahaging may mataas na panganib.
- I-verify na nakatakda ang air gap ng preno 0.3 mm . Ang air gap na higit sa 0.6 mm ay nakakabawas sa spring clamping force at maaaring maging sanhi ng paggapang ng drum sa ilalim ng load.
- Suriin ang antas ng langis sa planetary gearbox. Isang patak ng 15 mm sa ibaba ng salamin sa paningin ay nagpapahiwatig ng pagtagas ng seal na magdudulot ng pag-scoring ng gear sa loob ng isang shift.
- Siyasatin ang cable entry point sa drum flange para sa matalim na gilid. Isang burr na kasing liit 0.5 mm maaaring hatiin ang cable outer sheath sa panahon ng payout.
- Subukan ang emergency stop at obserbahan ang drum stopping distance. Anumang pagtaas ng higit pa 200 mm ng linear cable travel nangangailangan ng pagpapalit ng brake pad.
- Kumpirmahin na ang level-wind chain o lead screw ay walang nakikitang slack. Isang pagod na kadena na may sag ng 10 mm nagpapakilala ng phase lag na nagdudulot ng crossover winding.
