1 卷筒電纜使用場合
目前卷筒電纜主要用于斗輪機、港機、鋼包車、電動鏟運機等設(shè)備，隨著設(shè)備來回運行，卷筒進行收線、放線運動。電纜在運行過程中承受正拉力與彎曲變形。
斗輪機、港機、鋼包車、電動鏟運機等場合使用的卷筒電纜都相應(yīng)出現(xiàn)了護套起皺、電纜扭曲變形的質(zhì)量問題，造成了設(shè)備無法正常作業(yè)。
通過對使用現(xiàn)場進行勘察，可能造成電纜出現(xiàn)護套起皺、電纜扭曲變形的原因有以下幾點：
（1） 電纜柔軟性及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定不夠。柔軟性不夠，在移動彎曲過程中，電纜變形抗力較大；電纜結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，在彎曲時，電纜結(jié)構(gòu)發(fā)生畸變，纜芯“拱起”，造成電纜彎曲變形。
（2） 卷盤電纜受力分析：電纜卷筒的卷繞力用來克服電纜自重等引起的作用在電纜上的張力、卷筒支座軸承處的摩擦力、起-制動引起的慣性阻力等。
（3） 卷筒進行電纜收放時，從卷盤外圈向內(nèi)圈，電纜與導(dǎo)纜架之間的夾角越來越小，由外層向內(nèi)層電纜受力也逐漸增大。
卷盤內(nèi)層電纜受力與彎曲變形程度較外層要大。如果電纜卷筒的內(nèi)徑太小，再加上電纜卷筒的力矩也調(diào)的很大，那么內(nèi)圈的電纜張力將會大于電纜允許抗拉力，造成電纜受力過大、彎曲變形。
電纜的扭曲變形區(qū)域主要出現(xiàn)在卷盤的次內(nèi)層，在設(shè)計時電纜米數(shù)留有余量，卷盤最內(nèi)層1～3圈電纜始終纏繞在卷盤上，不進行卷繞運動，電纜沒有出現(xiàn)彎曲變形；次內(nèi)層變形嚴重，主要是因為次內(nèi)層較外層受力與彎曲變形程度較大，次內(nèi)層電纜嚴重扭曲變形。
3 改進措施
針對以上原因，相應(yīng)的提出以下改進措施及注意事項：
（1）卷筒電纜，導(dǎo)體采用GB/T 3956-2008標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的6類軟銅導(dǎo)體，成纜節(jié)徑比控制在10～12倍，護套采用TPU、氯化聚乙烯、彈性體等材料，來提高電纜的柔軟性；纜芯分組采用正規(guī)排列絞合結(jié)構(gòu)，纜芯外繞包一層涂膠棉布帶，護套采用雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)外護套之間采用編織高強度纖維抗扭層，來保證電纜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
（2）卷盤筒徑的設(shè)計
（3）導(dǎo)纜架安裝位置設(shè)計
卷盤由外向內(nèi)彎曲變形程度逐漸增大，為了減小電纜彎曲變形的程度，卷盤內(nèi)層電纜與導(dǎo)纜架之間形成的角度不小于60°。同時導(dǎo)纜架半徑不小于電纜彎曲半徑的12倍。
（4）卷盤力矩控制，卷盤力矩采用M1、M2兩個檔位（M1>M2），當(dāng)卷盤上電纜米數(shù)超過電纜總長度的1/2，卷盤力矩為M1；當(dāng)卷盤上電纜米數(shù)小于1/2電纜總長度，電氣控制系統(tǒng)自動將卷盤力矩切換為M2。
（5）現(xiàn)場調(diào)試人員調(diào)節(jié)電纜卷筒力矩大小。實際卷繞過程中，由于卷繞力矩作用，使電纜懸垂一段距離。
（a）力矩太小，電纜過松；（b）力矩太大，電纜過緊；（c）力矩適中，電纜過度平穩(wěn)。
結(jié)語
通過對卷筒電纜結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，及設(shè)備自身的設(shè)計、調(diào)試、電氣控制系統(tǒng)的優(yōu)化改進，卷筒電纜出現(xiàn)外皮起皺、扭曲變形的現(xiàn)象是可以避免的。
目前卷筒電纜主要用于斗輪機、港機、鋼包車、電動鏟運機等設(shè)備，隨著設(shè)備來回運行，卷筒進行收線、放線運動。電纜在運行過程中承受正拉力與彎曲變形。
斗輪機、港機、鋼包車、電動鏟運機等場合使用的卷筒電纜都相應(yīng)出現(xiàn)了護套起皺、電纜扭曲變形的質(zhì)量問題，造成了設(shè)備無法正常作業(yè)。
通過對使用現(xiàn)場進行勘察，可能造成電纜出現(xiàn)護套起皺、電纜扭曲變形的原因有以下幾點：
（1） 電纜柔軟性及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定不夠。柔軟性不夠，在移動彎曲過程中，電纜變形抗力較大；電纜結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，在彎曲時，電纜結(jié)構(gòu)發(fā)生畸變，纜芯“拱起”，造成電纜彎曲變形。
（2） 卷盤電纜受力分析：電纜卷筒的卷繞力用來克服電纜自重等引起的作用在電纜上的張力、卷筒支座軸承處的摩擦力、起-制動引起的慣性阻力等。
（3） 卷筒進行電纜收放時，從卷盤外圈向內(nèi)圈，電纜與導(dǎo)纜架之間的夾角越來越小，由外層向內(nèi)層電纜受力也逐漸增大。
卷盤內(nèi)層電纜受力與彎曲變形程度較外層要大。如果電纜卷筒的內(nèi)徑太小，再加上電纜卷筒的力矩也調(diào)的很大，那么內(nèi)圈的電纜張力將會大于電纜允許抗拉力，造成電纜受力過大、彎曲變形。
電纜的扭曲變形區(qū)域主要出現(xiàn)在卷盤的次內(nèi)層，在設(shè)計時電纜米數(shù)留有余量，卷盤最內(nèi)層1～3圈電纜始終纏繞在卷盤上，不進行卷繞運動，電纜沒有出現(xiàn)彎曲變形；次內(nèi)層變形嚴重，主要是因為次內(nèi)層較外層受力與彎曲變形程度較大，次內(nèi)層電纜嚴重扭曲變形。
3 改進措施
針對以上原因，相應(yīng)的提出以下改進措施及注意事項：
（1）卷筒電纜，導(dǎo)體采用GB/T 3956-2008標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的6類軟銅導(dǎo)體，成纜節(jié)徑比控制在10～12倍，護套采用TPU、氯化聚乙烯、彈性體等材料，來提高電纜的柔軟性；纜芯分組采用正規(guī)排列絞合結(jié)構(gòu)，纜芯外繞包一層涂膠棉布帶，護套采用雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)外護套之間采用編織高強度纖維抗扭層，來保證電纜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
（2）卷盤筒徑的設(shè)計
（3）導(dǎo)纜架安裝位置設(shè)計
卷盤由外向內(nèi)彎曲變形程度逐漸增大，為了減小電纜彎曲變形的程度，卷盤內(nèi)層電纜與導(dǎo)纜架之間形成的角度不小于60°。同時導(dǎo)纜架半徑不小于電纜彎曲半徑的12倍。
（4）卷盤力矩控制，卷盤力矩采用M1、M2兩個檔位（M1>M2），當(dāng)卷盤上電纜米數(shù)超過電纜總長度的1/2，卷盤力矩為M1；當(dāng)卷盤上電纜米數(shù)小于1/2電纜總長度，電氣控制系統(tǒng)自動將卷盤力矩切換為M2。
（5）現(xiàn)場調(diào)試人員調(diào)節(jié)電纜卷筒力矩大小。實際卷繞過程中，由于卷繞力矩作用，使電纜懸垂一段距離。
（a）力矩太小，電纜過松；（b）力矩太大，電纜過緊；（c）力矩適中，電纜過度平穩(wěn)。
結(jié)語
通過對卷筒電纜結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，及設(shè)備自身的設(shè)計、調(diào)試、電氣控制系統(tǒng)的優(yōu)化改進，卷筒電纜出現(xiàn)外皮起皺、扭曲變形的現(xiàn)象是可以避免的。
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