Enroladores de Cabos - Contrapeso Sistemas de Recuperação
As figuras acima ilustram os tipos de acionamento a contrapeso. Na figura 7a temos o acionamento direto, na 7b , o acionamento direto através de uma roldana e na 7c, o acionamento indireto através de uma roldana tipo "F".
Resta esclarecer:
• Contrapeso... G2 = 2xG1
• Caminho do Contrapeso... H1=2xH2
• Os contrapesos estão excluídos de nosso fornecimento
• Todos os valores de contrapeso (G1 e G2) e das alturas das correntes (H1 e H2), serão fornecidos ao cliente
Recomendações
1. Ajustar perfeitamente os contrapesos quando da montagem; 2. Utilizar os trilhos-guia para evitar os movimentos não controláveis;
3. Utilizar roldana dupla guia-cabo para equipamentos móveis que não andam sobre trilhos.
Enroladores de Cabos - Mola
I - Sistema de Recuperação em 1 ou em 2 Direções
a) Recuperação do cabo para um lado do percurso (tomada lateral), cabo horizontal sobre leito, alimentação em uma das extremidades do percurso, enrolador instalado no equipamento móvel ou em uma base fixa.
b) Recuperação do cabo para dois lados do percurso (tomada central), alimentação no meio do percurso. Neste caso, para evitar flexão excessiva na passagem sobre o ponto de alimentação, o enrolador deverá ser montado a uma determinada altura acima do leito do cabo.
A medida que a máquina se afasta em uma das direções do ponto central de alimentação, dá-se o dedá-senrolamento; quando a máquina dá-se aproxima do ponto de alimentação, ocorre o enrolamento. No caso de recuperação para ambos os lados do percurso, há a vantagem de o comprimento do cabo ser metade do percurso, mais 2 espiras de reserva, que permanecerão no tambor.
No desenrolamento horizontal, há dois tipos de fixação do enrolador:
01. Enrolador fixado na máquina móvel: o cabo é içado
suavemente do leito, não havendo desgaste do cabo por atrito.
02. Enrolador montado em um ponto fixo, em um dos lados ou no centro do percurso. Neste caso, como o cabo se arrasta sobre o leito quando é recolhido, haverá atrito. Para minimizar o atrito e prolongar a vida útil do cabo, recomenda-se a utilização de roletes, com redução da tração necessária, permitindo o emprego de motor ou molas de menor dimensionamento.
II - Sistema de Recuperação Horizontal com Roldanas de Desvio
Os enroladores a mola deste catálogo foram projetados para uma altura de montagem de 1,5m entre o centro do enrolador e o leito do cabo. Quando houver nessecidade de uma altura maior, utilizaremos um dispositivo de desvio e uma mola mais potente.
III - Sistema de recuperação com cabo horizontal suspenso
a) Com enrolador instalado no equipamento móvel, para velocidade de enrolamento de V max. = 40 m/min.
b) Com enrolador instalado em ponto fixo, para velocidade e enrolamento de V max.= 40 m/min.
Este sistema só se aplica a cabos de comprimento reduzido, pois a força necessária para enrolar o cabo pode exceder a resistência mecânica do mesmo. Neste caso, favor informar a
flecha máxima do cabo para que possamos avaliar a viabilidade técnica do projeto do enrolador.
IV - Sistema de recuperação vertical com enrolamento para cima Para velocidade de enrolamento V max. = 20 m/min
Nesta configuração, o acionamento do enrolador deve ser dimensionado para levantar o peso total do cabo suspenso e enrolá-lo.
Comprimento a enrolar = L. Este dado determina o tamanho do corpo do enrolador. Se houver um excedente de cabo pendurado (H - L) favor indicá-lo para dimensionamento adequado do acionamento.
V - Sistema de Recuperação Vertical com enrolamento para baixo Para velocidade de enrolamento Vmax. = 40 m/min.
Nesta alternativa, o acionamento do enrolador só precisa de força suficiente para enrolar o cabo, podendo-se desconsiderar o peso do cabo pendurado. Para determinar o tipo, consultar as tabelas de enrolamento horizontal sobre leito neste catálogo.
Os enroladores acionados a mola podem ser aplicados em: • Mangueira para ar comprimido (pressão máx. = 10,7 kg/cm²) • Para água (pressão máx. = 54 kg/cm²)
• Para óleo hidráulico (pressão máx. = 214 kg/cm²)
O dimensionamento poderá ser feito através das tabelas deste catálogo, considerando o 0 externo da mangueira, o peso por metro da mesma e o peso do fluído em seu interior. Pressões de trabalhos maiores podem ser fornecidas mediante consulta.
Enroladores de Cabos - Motorizados Aplicação
Os enroladores de cabo motorizados são aplicados na transmissão de energia (força, comando ou sinal) para máquinas móveis em geral que utilizam cabos flexíveis em sua eletrificação. Como exemplo temos entre outros equipamentos que utilizam os enroladores de cabo motorizados: guindastes, pórticos, carregadores e descarregadores de navios, máquinas de pátio em mineração como empilhadeiras, retomadoras, etc.
Esta transmissão de energia a máquina móvel requer um sistema que controle
permanentemente o enrolamento e a liberação do cabo durante todo o seu percurso de forma a trabalhar em perfeito sincronismo evitando assim danos no cabo. Os enroladores de cabo motorizados da Stemmann possuem todos os requisitos que garantem este perfeito sincronismo entre o movimento da máquina móvel com o enrolamento/liberação do cabo.
Definição
A definição do tipo do enrolador, como acionamento e acessórios necessários são determinados pelas diversas variáveis da aplicação: tipo de máquina, cabo, velocidade e aceleração de translação, comprimento, tensão e corrente de trabalho, etc.
Os enroladores de cabo são basicamente compostos de quatro sub-conjuntos:
• Corpo do enrolador: onde o cabo elétrico é acomodado (enrolado), podendo ser tipo espiral ou cilíndrico (tambor);
• Acionamento: conjunto que irá movimentar o corpo do enrolador para enrolar/liberar o cabo em sincronismo com a máquina móvel.
Destacamos que em nenhum momento é necessário inverter a rotação durante todo o percurso da máquina;
• Conjunto de anéis: onde é feita a transmissão da energia entre o cabo móvel e o cabo fixo; • Acessórios: sinos e roldanas guia cabo, painéis elétricos, conectores rotativos de fibra ótica, etc.
Os dados e as características da aplicação definem o melhor tipo de enrolador. Por exemplo, máquinas em grandes velocidades de translação devem ter o acionamento adequado para manter o sincronismo entre o enrolamento do cabo e a translação da máquina.
O departamento de engenharia da Stemmann definirá o melhor tipo de acionamento: assim como o corpo mais adequado para aplicação do enrolador de cabo.
Corpo do Enroladorados
Características especiais dos corpos de enrolador Stemmann: • Monoespiral com braços paralelos ou cónicos.
• Corpo galvanizado, feito em aço inoxidável (sob encomenda) ou pintado (padrão Stemmann ou especial).
• Parafusos de aço inoxidável (opcional).
-A troca do sentido no enrolamento pode ser facilmente feita movendo segmentos e recolocando o grampo de cabo.
• Corpos maiores de 3400mm são divididos em dois segmentos de 180° cada para entrega. • A largura de enrolamento no corpo em espiral de aço é ajustada ao diâmetro do cabo (+2 -3mm) na distribuição. Pode
ser aumentada no máximo 10mm colocando discos espaçadores.
Acionamento
Os enroladores de cabo da Stemmann destacam-se pela robustez, pelo desenho modular e pelos diversos tipos de acionamento. O tipo mais adequado é definido em função da aplicação ou conforme solicitado pelo cliente. Basicamente os acionamentos podem ser dos seguintes tipos:
• Motor de indução magnética, motor de alto escorregamento (de gaiola ou anéis). Este acionamento é recomendado para velocidades de translação da máquina entre 0 a 80m/min, torque motor, pequenos comprimentos, cabos leves/médios.
• Motor de corrente alternada controlado por inversor de freqüência. Este tipo é recomendado para velocidades de translação entre 0 e 240m/min. Pode ser utilizado em qualquer aplicação. • Acoplamento magnético permanente. Este tipo é recomendado para velocidades entre 40 a 120m/min.
Alternativamente aos acionamentos acima mencionados podemos também fornecer com motores tipo hidráulico ou pneumático.
O acionamento dos enroladores de cabo consiste basicamente de um motoredutor de engrenagens em banho de óleo com eixo de saída oco. O motoredutor pode ser instalado na posição vertical ou horizontal em relação ao redutor.
Tipos de Acionamento -1
O enrolador de cabo está dimensionado para recuperar / desenrolar automaticamente o cabo elétrico que irá fornecer a energia para a máquina móvel, em total sincronismo com esta. Um CLP em conjunto com um inversor de freqüência, fornecerá ao motor elétrico o controle de torque variável.
No enrolador teremos os seguintes sinais:
• 01 sinal fornecido por um sensor analógico instalado na chave fim-de-curso rotativa (HGE - S), informações para referencia de torque variável, em função da posição do enrolador ao longo de todo o caminho de rolamento da máquina;
• 01 gerador de pulsos (encoder) instalado no eixo do motor do enrolador; o qual permite que o sistema trabalhe em "malha fechada".
• 01 chave de alavanca instalada no sino guia-cabo com sensores indutivos informará ao enrolador os seguintes sinais: torque adicional, "cabo frouxo", "cabo esticado" e a posição do sino.
Durante a movimentação teremos o controle e a supervisão do torque por todo o percurso da máquina. Caso o cabo do enrolador não esteja recuperando-o adequadamente um sinal de torque adicional será ativado para correção do mesmo.
A parada total da máquina se dará quando ocorrer situações de cabo frouxo ou esticado poderá ser regulada conforme a característica do fabricante do cabo.
Tipos de Acionamento - II
02. Motor de Alto Escorregamento (Torque Motor)
Neste tipo de acionamento temos o motor fornecendo um torque constante ao longo de todo o percurso.
Acionamento por motor de Alto Escorregamento
O acionamento por motor de indução magnética pode ser fornecido nas seguintes versões: • Motor com rotor de anéis
• Motor com rotor de gaiola
Para ambos os tipos de motores o torque pode ser aumentado utilizando-se de ventilação externa forçada. Um aumento no torque pode também ser alcançado através de um regime de serviço inferior a 100% (por exemplo: 60%, 40% ou 25% ED).
E consequentemente, torques idênticos estão sendo gerados com motores menores, economizando espaço e dinheiro.
Características
Os motores são fornecidos basicamente com as seguintes características: • Total proteção com ventilação externa ou para regime menor que 100%. • Isolação classe F.
• Proteção IP 55.
• Freio a disco incorporado.
Opcionalmente ou então alternativamente os seguintes itens podem ser acrescidos: • Aquecimento no enrolamento e no freio.
• Voltagem e freqüência especiais. • Chaves para controle de freio.
O valor real do torque dos motores na velocidade de trabalho pode ser obtido através do gráfico (tipos de acionamentos II), tanto para motores de gaiola quanto de anéis.
Tipos de Acionamento - III
Conjunto de Acionamento por acoplamento magnético permanente
O torque do acoplamento é transmitido sem contato mecânico através de um campo magnético permanente. O torque pode ser ajustado através da variação de distância entre o primário e o secundário no acoplamento.
A descrição do ajuste da folga é fornecida com cada acoplamento.
Para facilitar o trabalho dos clientes, nós ajustamos o torque necessário antes de entregar o acoplamento magnético.
O acoplamento magnético é montado com o secundário no lado do redutor e o primário no lado do motor.
Enroladores de Cabo Cilíndrico com dispositivo de guia do enrolamento
Para longos comprimentos de cabo a serem enrolados, como por exemplo, em minerações, o uso de enroladores cilíndricos com dispositivos de guia de enrolamento é recomendado. Estes podem ser produzidos em diferentes formas, conforme segue:
• Com estrutura do enrolador independente e tomada do cabo paralelo ao eixo do enrolador, para 1 ou 2 direções:
• Sem estrutura de enrolador, considerando que todo o conjunto do enrolador está instalado diretamente na estrutura da máquina.
• Com estrutura do enrolador e tomada do cabo transversal ao eixo do enrolador, em 1 ou 2 direções.
A tomada do cabo é feita verticalmente ao eixo do enrolador. A transmissão do conjunto de acionamento ao corpo do enrolador é feito diretamente (sem corrente). Somente no dispositivo guia cabo ao longo do tambor para distribuir uniformemente o cabo, temos a transmissão por correntes. O controle de torque é feito ao longo de todo o percurso com supervisão pelo sino para as situações de "cabo estirado" e "cabo frouxo" se necessário.
Conjuntos de anéis coletores podem ser fornecidos em todas as variações. Mais detalhes no capítulo "Conjunto de anéis coletores para enroladores motorizados" deste catálogo
Conjunto de Anéis Coletores -1
Os conjuntos de anéis coletores são usados quando é necessária a transmissão da energia de um ponto fixo para um equipamento giratório (por exemplo, enroladores de cabo).
Os conjuntos de anéis da Stemmann são normalmente montados de forma robusta, com baixa manutenção e sistema modular. Estes podem ser distinguidos basicamente nas seguintes variedades:
1. Para transmissão de média voltagem (até 35 KV a 400 A) 2. Para transmissão de corrente principal (até 600 V a 600 A)
3. Para transmissão de corrente de controle, dados de medição e sinais por fibra ótica. 4. Especiais sob encomenda.
Em condições ambientais especiais tais como alta umidade, os conjuntos de anéis coletores podem ser equipados com aquecimento. Este aquecimento também pode ser fornecido para condições normais de temperatura e umidade, se solicitado.
Conjunto de Anéis Coletores - II
A proteção da caixa dos anéis normalmente é IP 55. Proteção superior deve ser solicitada. A caixa dos anéis coletores prensa-cabos no tamanho adequado ao cabo que está enrolado. Caso necessário, um tamanho diferente ou então um prensa-cabo adicional com tamanho especificado deverá ser solicitado.
A caixa dos anéis coletores pode ser totalmente removida para tensões de trabalho menor que 1 KV. Acima desta tensão, esta é equipada com sistema de dobradiças, com abertura pela parte superior. Versões especiais podem ser fornecidas conforme especificação e necessidade do cliente, como por exemplo, janela de inspeção para manutenção.
Os conjuntos de anéis coletores podem também ser fornecidos como produto independente do enrolador de cabo, conforme aplicação especifica. Se necessário peça os catálogos especiais "Conjuntos de Anéis Coletores".
A Stemmann também fornece conector rotativo de fibra óptica Acessórios
O funcionamento perfeito dos enroladores de cabo depende: • Do correto dimensionamento do conjunto de acionamento;
• Do correto dimensionamento do corpo de enrolador, adequado ao comprimento e ao cabo a ser enrolado;
• Do correto uso dos acessórios.
Os acessórios nos enroladores de cabo têm basicamente as seguintes funções: • desviar, segurar, extinguir, centralizar, distribuir, conectar, etc.:
• preservar os componentes do enrolador, evitar paradas e aumentar a vida útil do cabo a ser enrolado.
Estes são apenas alguns exemplos porque recomendamos o uso dos acessórios nos enroladores de cabo.
Os principais acessórios para enroladores de cabo são: 01. Parafusos e fixações em inox
02. Sinos ou roldanas guias
03. Funis de ancoragem com caixa de terminais 04. Chaves fim-de-curso 05. Curva de roletes 06. Guia de roletes 07. painel elétrico 08. caixa de resistências Sinos
O acessório mais utilizado é o sino. Normalmente é instalado em enrolador monoespiral e abaixo do enrolador.
Os sinos curvam os cabos durante a passagem no ponto de alimentação, centralizando o cabo no canal do corpo do enrolador e na canaleta de depósito no piso. Os sinos podem ser
equipados com ou sem controle de torque do cabo. Sinos com controle de tração
Este tipo de sino é recomendado quando: • São usados cabos de média voltagem; • Baixa tensão do cabo;
• Alta velocidade de translação;
• Máquinas móveis com alta freqüência de operação (por exemplo, operação em 2 turnos) Através do controle de tensão, um esforço muito grande ou muito fraco no cabo é controlado. Para isso o cabo é conduzido através de um pêndulo que está conectado a uma chave limite por um sistema de alavanca. Em operação normal, o pêndulo com o cabo estão em repouso na curva de roletes do sino. Se a tensão no cabo é muito forte o sino todo inclina o pêndulo para direita ou
esquerda, empurrando-o contra um conjunto de mola.
Esta mola está ajustada de forma que um aumento na força de tração controla o esticamento do cabo que acionará a chave limite , que desligará a máquina móvel. Se a tensão no cabo é muito fraca o pêndulo ficará na posição vertical e o contato de cabo frouxo na chave limite acionará a emergência.
Tabelas Dimensionais
Tabela dimensional para Tipo 4 Ktz 154.1
Tipo R A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 I 400 1200 620 550 1000 1140 50 100 II 760 1400 740 910 1420 1340 30 100 III 910 1600 720 1060 1600 1540 30 140 IV 1100 1600 740 1255 1800 1540 30 140 B3 B4 B5 C1 C2 C3 C4 0A 0E 260 400 1200 620 550 1000 1140 50 100 285 760 1400 740 910 1420 1340 30 100 285 910 1600 720 1060 1600 1540 30 140 370 1100 1600 740 1255 1800 1540 30 140
Tabela dimensional para Tipo 4 Ktz 169.4
Tipo R A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 I 400 1000 620 550 1000 940 50 100 II 760 1100 740 910 1420 1040 30 100 III 910 1100 720 1060 1600 1040 30 140 IV 1100 1100 740 1255 1800 1040 30 140 B3 B4 B5 C1 C2 C3 C4 0A 0E 360 700 840 380 152 222 262 13 50 385 1140 1255 380 202 272 312 13 80 425 1320 1395 430 202 284 334 17 80 510 1580 1570 430 202 284 334 17 80
Terminação do sino guia-cabo conforme norma DIN 57298 parte 3/VDE parte 3
R Ø Máximo do Cabo
Tensão nominal até 1 KV Tensão nominal acima de 1 KV
400 53 26
760 101 50
910 121 60
1100 - 73
Sinos com controle de tração
O sino com controle de tração é normalmente equipado com os seguintes acessórios: • Corpo com roletes: ajustam a curva do cabo durante a situação de Emergência e previne, quer o cabo saia dos roletes numa situação extrema.
• Conjunto de mola: trabalha com a pressão ou tensão do cabo. É especialmente ajustado para o tipo de cabo a condição de trabalho.
• Chave limite com 05 contatos, sendo: 1 contato para controle do cabo esticado. 1 contato para controle de cabo frouxo
1 contato para direção de translação esquerda 1 contato para direção de translação direita 1 contato para nível de aceleração
Os seguintes itens podem ser fornecidos e instalados posteriormente:
• Um absorvedor de choque (amortecedor): para velocidades superiores a 45m/min., para evitar choques muito fortes pelo amortecedor.
• Roletes defletores para entrada do cabo no sino.
• Um segundo amortecedor a mola p/ altas tensões do cabo.
• Guias roletes para levantar proteção de borracha para a cobertura do canal. • Botão de reset para iniciar operação caso tenha ocorrido algum problema. Sinos sem controle de tração
São basicamente usados para guiar o cabo. Eles garantem que o cabo seja enrolado e desenrolado em qualquer tempo e posição de forma controlada e a guiada.
São recomendados quando:
• As alturas de montagem superiores a 2 m;
• O corpo do enrolador com diâmetro externo superior a 3 m; • Existe cantos vivos;
• O cabo é disposto e, uma calha ou canaleta.; • Ou houver necessidade técnica.
Curva de roletes
Tem por finalidade conduzir o cabo da posição horizontal para a vertical (ou vice-versa). Indicados para cantos ou curvas, sempre reduzindo ao máximo o raio de curvatura do cabo.São fornecidos normalmente em ângulos de 45 e 90 graus.
Ângulos diferentes podem ser solicitados. Guia de roletes
São usados para guiar o cabo durante trabalho na vertical, evitando movimentos descontrolados. Aplicados para cabos com diâmetro externo de até 80 mm.
Outros diâmetros externos sob consulta. Roletes guia-cabos
São fabricados com rodas flangeadas e usados para evitar o arraste do cabo através do piso. Normalmente fornecidos para diâmetros de cabo de 63 a 80mm. Guias para cabos maiores ou menores sob consulta.
Funil com ou sem tambor de alívio de tensão
Somente são necessários para aplicações onde a alimentação é central. O funil garante uma perfeita deflexão do cabo no ponto de alimentação.
O raio de curvatura é definido em função do raio do cabo. Quando usado o tambor para alívio de tensão do cabo tem-se como grande vantagem o aumento da vida do cabo.
Sem este tambor, o cabo é seguro apenas por um grampo. Camisa de cabo com ou sem mola
São usados nos cabos nos pontos finais de alimentação ou para enrolamentos verticais na extremidade do cabo. Trabalham como uma proteção mecânica para o cabo.
Podem ser fornecidos com ou sem alívio de tensão por mola com 1 ou 2 terminais.
A versão Standard é galvanizada, mas se necessário pode ser fornecido em aço inox (extras sob encomenda).
Caixa de ligação (terminal)
Na caixa de ligação é conectado o cabo fixo ao cabo a ser enrolado. Podem ser fornecidas para tensão de até 24 KV.
Aversão Standard tem grau de proteção IP 55. Proteções superiores mediante consulta. A configuração dos terminais dentro do quadro depende do cabo e será definida de acordo com o trabalho.
Cabos para enroladores motorizados
Enroladores de cão motorizados são dimensionados de acordo com a quantidade de cabo a ser enrolado. O cabo já deve estar previamente definido e sempre observar que nem todos os cabos podem ser enrolador por um enrolador.
Caso haja alguma dúvida consultar o fabricante do cabo ou então informar o departamento de engenharia da Stemmann.
Assegure-se que a carga/tensão contínua no cabo é de no mínimo 20 N/mm2 (conforme VDE 0298, part.3).
Ao calcular o cabo, leve em conta que é necessário mais do que o comprimento real do percurso de sua máquina.
1. O enrolador é montado na máquina móvel. O enrolador é horizontal.
2. O enrolador é instalado em uma estrutura fixa e o enrolador é vertical (para cima ou para baixo).
3. O enrolador é instalado em uma estrutura fixa e o enrolamento é feito com o cabo suspenso.
4. O enrolador é instalado em uma estrutura fixa ou então na máquina, com o cabo apoiado em roletes guia.
5. O enrolador é instalado na máquina móvel, com o enrolamento guiado através de sino. O sino conduz o cabo por um canal.
