Un tambur de furtun funcționează prin înfășurarea unui furtun flexibil în jurul unui tambur rotativ și controlând modul în care furtunul este desfășurat, depozitat și retras. Deși principiul de funcționare este relativ simplu, o bobină industrială pentru furtun este un ansamblu mecanic coordonat care implică tamburul, arborele, rulmenții, pivotul, furtunul, mecanismul de rebobinare, ghidajul furtunului și structura de montare.
Tamburul trebuie să permită mișcarea furtunului, menținând o conexiune continuă la alimentarea cu fluid sau gaz. În același timp, trebuie să controleze îndoirea furtunului, mișcarea de rotație și forța de retragere.
Diferitele bobine de furtun realizează acest lucru prin diferite mecanisme de antrenare. Bobinele acţionate cu arc-, cu manivela-manevă, cu motor-şi acţionate hidraulic, toate folosesc acelaşi concept de bază de tambur-şi-furtun, dar modul în care generează şi controlează rotaţia tamburului este diferit.
Înțelegerea modului în care funcționează un tambur pentru furtun este importantă atunci când selectați echipamente pentru aer comprimat, apă, ulei hidraulic, grăsime, combustibil, fluide de curățare și alte aplicații industriale.
1. Care este principiul de bază de lucru al unui tambur pentru furtun?
Principiul fundamental de funcționare este stocarea rotativă.
În loc să lăsați un furtun liber pe podea sau să-l bobineți manual, furtunul este înfășurat în jurul unui tambur cilindric. Tamburul se rotește în jurul unui arbore central, permițând scoaterea sau înfăşurarea furtunului înapoi.
Ciclul de funcționare poate fi împărțit în trei etape:
Operatorul trage capătul liber al furtunului. Forța de tragere rotește tamburul în direcția plății.
În timp ce furtunul este extins, fluidul curge de la linia staționară de alimentare prin conexiunea rotativă a bobinei și în furtun.
După utilizare, mecanismul de rebobinare rotește tamburul în direcția opusă, returnând furtunul în tambur.
Problema cheie de inginerie este că tamburul se rotește în timp ce conexiunea de alimentare rămâne staționară. Acesta este motivul pentru care ansamblul pivotant este o parte critică a unui tambur de furtun industrial.
2. Ce se întâmplă în interiorul unui tambur pentru furtun?
Un tambur de furtun industrial tipic poate fi înțeles ca mai multe sisteme mecanice care lucrează împreună.
| Componentă | Funcția primară |
|---|---|
| Tambur | Stochează furtunul și se rotește în timpul desfășurării/retragerii |
| Arbore | Suportă și transferă sarcinile de rotație |
| Rulmenți | Permite rotația controlată a tamburului |
| Rotire | Menține conexiunea fluidului în timp ce tamburul se rotește |
| Mecanism de derulare înapoi | Oferă forță pentru retragerea furtunului |
| Ghid pentru furtun | Controlează intrarea furtunului și direcția de înfășurare |
| Opritor pentru furtun | Definește poziția finală a furtunului |
| Cadru | Suportă ansamblul complet al bobinei |
| Suport de montare | Conectează bobina la structura de instalare |
Configurația precisă variază în funcție de dimensiunea furtunului, presiune, mediu, poziția de instalare și metoda de derulare.
3. Cum se rotește tamburul?
Tamburul este montat pe un arbore susținut de rulmenți sau alte suporturi rotative.
Când furtunul este tras în afară, forța aplicată furtunului creează un moment de rotație în jurul axei tamburului.
Cuplu=Forță × Raza efectivă
Pe măsură ce furtunul este tras, tamburul se rotește și eliberează furtunul suplimentar.
Când furtunul este retras, sensul de rotație a tamburului se inversează.
Cuplul necesar nu este constant pe parcursul întregului proces de înfășurare. Pe măsură ce furtunul se acumulează pe tambur, raza efectivă de înfășurare crește. În consecință, relația dintre tensiunea furtunului și cuplul tamburului se modifică odată cu cantitatea de furtun rămasă pe tambur.
Acest lucru este deosebit de important pentru bobinele-acționate cu arc, deoarece arcul trebuie să furnizeze un cuplu adecvat pe întreaga lungime a furtunului.
4. Cum rămâne furtunul conectat în timp ce tamburul se rotește?
Acesta este rolul articulației pivotante.
O parte a tamburului de furtun este conectată la linia staționară de alimentare. Cealaltă parte se rotește cu tamburul. O conexiune rigidă convențională s-ar răsuci pe măsură ce tamburul se rotește.
Un pivot permite mișcarea de rotație, menținând în același timp un pasaj etanș pentru mediul de lucru.
O cale de curgere simplificată este:
Prin urmare, pivotul îndeplinește două funcții simultan:
- ■Permite mișcarea de rotație.
- ■Menține traseul fluidului care conține presiunea-.
Pentru aplicații industriale, pivotul trebuie selectat în funcție de presiunea de lucru, temperatură, compatibilitatea fluidelor, dimensiunea conexiunii și performanța de rotație necesară.
Presiunea maximă a unei bobine nu trebuie determinată numai din structura tamburului. Furtunul, pivotul, fitingurile, garniturile și alte componente-lagărului de presiune trebuie luate în considerare împreună.
5. Cum funcționează un tambur de furtun cu arc-?
Un tambur de furtun antrenat cu arc-utiliză energia mecanică stocată pentru a retrage furtunul.
În interiorul mulinetei este un arc preîncărcat conectat la tambur.
Când operatorul trage furtunul spre exterior:
Când operatorul permite întoarcerea furtunului:
Acesta este motivul pentru care mulinetele cu arc pot returna automat furtunul fără o sursă externă de energie electrică sau hidraulică.
Arcul nu pur și simplu „trage furtunul”
Arcul produce un cuplu de rotație la tambur. Acest cuplu este transformat în retragerea liniară a furtunului prin circumferința tamburului.
Caracteristicile necesare arcului depind de:
- ✔Lungimea furtunului
- ✔Diametrul furtunului
- ✔Greutatea furtunului
- ✔Diametrul tamburului
- ✔Orientare la instalare
- ✔Frecare
- ✔Forța de retragere dorită
Un arc prea slab poate să nu retragă complet furtunul. Un arc excesiv de puternic poate face dificilă desfășurarea furtunului și poate provoca retragere agresivă.
6. Cum funcționează un tambur de furtun cu manivela de mână-?
O bobină-manevă înlocuiește retragerea automată a arcului cu o acționare mecanică acționată manual.
Manivela este conectată la tambur printr-un arbore sau un aranjament de viteze.
Când operatorul rotește manivela:
Pentru a deschide furtunul, operatorul trage furtunul din tambur, permițând tamburului să se rotească în direcția opusă.
Sistemele-manevela oferă control direct asupra procesului de bobinare.
Sunt utile în special atunci când:
- ✔Furtunul este lung.
- ✔Furtunul este greu.
- ✔Retragerea nu trebuie să fie automată.
- ✔Operatorul are nevoie de un control precis al înfășurării.
- ✔Mulineta este instalată pe echipamente mobile.
Un mecanism cu manivelă poate oferi, de asemenea, un avantaj mecanic, reducând forța manuală necesară pentru a gestiona un furtun greu.
7. Cum funcționează un tambur de furtun cu motor-?
Tamburele de furtun cu motor-utiliză o sursă de alimentare externă pentru a roti tamburul.
În funcție de aplicație, unitatea poate fi:
- ■Electric
- ■Hidraulic
- ■Pneumatic
Secvența operațională de bază este:
Configurația acționată cu motor-este luată în considerare în general atunci când furtunul este prea lung sau prea greu pentru o operare practică cu arc sau manual, sau când este necesară retragerea automată frecventă.
De exemplu, un tambur de furtun hidraulic montat pe un vehicul de service poate utiliza un motor hidraulic conectat la sistemul hidraulic al vehiculului.
Sistemele motorizate introduc considerații suplimentare de inginerie, inclusiv:
- Cuplul motorului
- Viteza de rotație
- Reducerea vitezei
- Frânare
- Sistem de control
- Sursa de alimentare
- Tensiunea furtunului
- Oprire de urgență
8. Cum funcționează un ghidaj pentru furtun?
Ghidul furtunului controlează modul în care furtunul intră și iese din tambur.
Fără un ghidaj adecvat, furtunul se poate apropia de tambur într-un unghi nefavorabil, producând încărcare laterală și înfășurare neuniformă.
Un ghid poate folosi role sau alte suprafețe cu frecare redusă-pentru a controla mișcarea furtunului.
În timpul funcționării:
În timpul retragerii:
Un ghidaj proiectat corespunzător ajută la distribuirea furtunului pe tambur în loc să îi permită să se acumuleze într-o singură locație.
Acest lucru devine din ce în ce mai important atunci când operatorul trage furtunul în unghiuri diferite.
9. Cum se înfășoară furtunul pe tambur?
Înfășurarea furtunului este mai mult decât simpla rotire a tamburului.
Pentru multe role, furtunul trebuie distribuit pe lățimea tamburului pentru a menține depozitarea organizată.
Dacă furtunul intră în mod repetat în același punct, se pot acumula mai multe straturi la nivel local. Aceasta poate crea:
- ■Înfăşurare neuniformă
- ■Diametru local crescut
- ■Sarcini laterale mai mari
- ■Capacitate redusă a furtunului disponibil
- ■Frecare mai mare
- ■Implementare dificilă
Prin urmare, unele modele de bobine încorporează un mecanism de ghidare care mișcă furtunul lateral pe măsură ce tamburul se rotește.
Modelul de înfășurare depinde de:
- Diametrul exterior al furtunului
- Lățimea tamburului
- Diametrul tamburului
- Rigiditatea furtunului
- Aranjament ghid
- Numărul de straturi de furtun
Pentru bobinele de-capacitate mare, acești factori devin deosebit de importanți deoarece mai multe straturi pot modifica semnificativ raza efectivă a tamburului.
10. De ce contează diametrul tamburului?
Diametrul tamburului afectează direct îndoirea impusă furtunului.
Când un furtun este înfășurat în jurul unui tambur, acesta are o curbură. Dacă tamburul este prea mic pentru furtun, înfășurarea repetată poate supune furtunul la îndoire excesivă.
Acesta este motivul pentru care raza minimă de îndoire specificată pentru furtun trebuie luată în considerare atunci când alegeți o bobină.
Problema este deosebit de importantă pentru:
- ✔Furtunuri hidraulice
- ✔Furtunuri de{0}}înaltă presiune
- ✔Furtunuri ranforsate
- ✔Furtunuri cu diametru mare{0}
- ✔Furtunuri supuse ciclismului frecvent
O bobină adecvată trebuie să asigure un diametru de înfășurare compatibil cu raza de îndoire admisă a furtunului.
11. Ce determină forța de retragere a tamburului furtunului?
Pentru rolele automate, forța de retragere este un parametru critic de performanță.
Mulineta trebuie să învingă mai multe rezistențe:
Forța de retragere necesară ≈ greutatea furtunului + frecarea + rezistența la înfășurare + efectele de instalare
Comportamentul real depinde de proiectarea bobinei și de poziția de operare.
De exemplu, o bobină montată vertical poate avea cerințe diferite de tensiune a furtunului față de un sistem montat orizontal, deoarece gravitația afectează furtunul.
Într-o bobină-acționată cu arc, cuplul disponibil se modifică și în funcție de starea arcului.
Prin urmare, specificarea unei bobine cu arc pe baza lungimii furtunului nu este suficientă. Greutatea furtunului și diametrul exterior al furtunului sunt la fel de importante.
12. Cum funcționează capacitatea tamburului de furtun?
Capacitatea bobinei se referă la cantitatea de furtun care poate fi depozitată pe un anumit tambur.
Capacitatea depinde în primul rând de:
- Diametrul tamburului
- Lățimea tamburului
- Diametrul exterior al furtunului
- Numărul de straturi de înfăşurare
- Volumul de stocare disponibil
Diametrul exterior al furtunului este deosebit de important.
De exemplu, un furtun de 20 m cu un diametru exterior mic poate ocupa un volum semnificativ mai mic al tamburului decât un furtun de 20 m cu un diametru exterior mare.
Aceasta înseamnă că selectarea bobinei ar trebui să utilizeze diametrul exterior real al furtunului, mai degrabă decât numai lungimea furtunului sau diametrul interior.
13. Ce se întâmplă în timpul unui ciclu complet de funcționare a tamburului de furtun?
O bobină industrială tipică-acționată cu arc poate fi descrisă prin următorul ciclu.
Etapa 1 - Poziție stocată
Furtunul este înfășurat în jurul tamburului, iar capătul liber rămâne accesibil operatorului.
Etapa 2 - Implementarea furtunului
Operatorul trage furtunul. Tamburul se rotește și arcul stochează energie mecanică suplimentară.
Etapa 3 - Poziția de lucru
Lungimea necesară a furtunului este desfășurată. În funcție de designul bobinei, un clichet sau un mecanism de blocare poate ține furtunul într-o poziție selectată.
Etapa 4 - Retragere
Mecanismul de blocare este eliberat sau operatorul inițiază retragerea. Arcul rotește tamburul în sens opus.
Etapa 5 - Înfășurare controlată
Furtunul trece prin ghidaj și se întoarce la tambur.
Etapa 6 - Poziție complet retrasă
Opritorul furtunului sau racordul de capăt ajunge la poziția desemnată, lăsând tamburul pregătit pentru următorul ciclu de funcționare.
Acest ciclu repetitiv este motivul pentru care durata de viață a ciclului este un aspect important pentru rolele industriale utilizate de mai multe ori pe zi.
14. Care este rolul unui opritor de furtun?
Opritorul furtunului determină cât de departe se retrage furtunul.
Pe un tambur automat, previne dispariția completă a capătului furtunului în ansamblul tamburului.
De asemenea, stabilește un punct de prindere convenabil pentru următoarea operație.
Opritorul trebuie să fie compatibil cu diametrul furtunului și configurația tamburului. Poziția sa poate afecta, de asemenea, cantitatea de furtun disponibilă în afara bobinei atunci când este complet retras.
15. Cum se compară diferitele mecanisme de bobine de furtun?
| Tip de derulare înapoi | Principiul de funcționare | Utilizare tipică |
|---|---|---|
| Acționat-de primăvară | Cuplul arcului stocat rotește tamburul | Desfăşurare manuală frecventă a furtunului |
| -Manivelă | Operatorul rotește manivela | Furtunuri lungi/grele, înfășurare controlată |
| Motor electric | Motorul electric antrenează tamburul | Funcționare automată sau frecventă |
| Motor hidraulic | Sistemul hidraulic antrenează tamburul | Mașini mobile și echipamente de service |
| Motor pneumatic | Tamburul de antrenare a aerului comprimat | Anumite medii industriale |
Mecanismul corect depinde de mai mult decât de comoditate. Greutatea furtunului, lungimea, frecvența de operare, puterea disponibilă, mediul de instalare și controlul necesar trebuie evaluate.
16. Cum funcționează o bobină de furtun cu diferite furtunuri industriale?
Principiul de funcționare rămâne similar, dar configurația tamburului se modifică în funcție de aplicația furtunului.
Tambur pentru furtun de aer
Un tambur pentru furtun de aer livrează aer comprimat dintr-o rețea fixă de aer către unelte pneumatice sau stații de lucru.
Presiunea nominală și ID-ul furtunului sunt deosebit de importante deoarece furtunul trebuie să mențină un debit adecvat către echipamentul conectat.
Tambur pentru furtun de apă
Mulinetele de apă sunt utilizate frecvent pentru curățarea echipamentelor, spălarea industrială și întreținerea.
Pentru aplicațiile cu apă caldă-, rezistența la temperatură trebuie luată în considerare în plus față de presiune.
Tambur hidraulic pentru furtun
Aplicațiile hidraulice necesită o luare în considerare atentă a presiunii, armăturii furtunului, razei de curbură, fitingurilor și protecției mecanice.
Tamburul în sine nu trebuie să impună condiții de îndoire care depășesc specificațiile producătorului furtunului.
Tambur pentru furtun de grăsime
Bobinele de grăsime pot funcționa la presiuni considerabil mai mari decât serviciul obișnuit de apă sau aer.
Prin urmare, ansamblul pivot, furtunul, fitingurile și bobina trebuie să aibă o presiune adecvată-.
17. De ce tamburele de furtun folosesc împreună pivotante, rulmenți și etanșări?
Aceste componente îndeplinesc diferite funcții.
Rulmențisusține tamburul rotativ și reduce rezistența la rotație.
Pivoaremenține legătura fluidă dintre componentele staționare și cele rotative.
Sigiliiîmpiedică scăparea mediului transportat prin interfața rotativă.
Cele trei sisteme trebuie să lucreze împreună.
O bobină poate avea un tambur robust mecanic, dar dacă pivotul este selectat incorect pentru presiune sau mediu, ansamblul complet poate fi încă nepotrivit pentru aplicație.
Acesta este motivul pentru care proiectarea tamburului de furtun industrial este în esență o problemă de inginerie a sistemului, mai degrabă decât o simplă problemă de depozitare a furtunului.
18. Ce cauzează probleme în timpul funcționării tamburului de furtun?
Problemele obișnuite de funcționare pot fi adesea urmărite la selecția, instalarea sau întreținerea incorecte.
| Problemă | Cauza posibila |
|---|---|
| Furtunul nu se retrage complet | Cuplu arcului insuficient, greutate excesivă a furtunului, frecare |
| Retragerea este prea agresivă | Forță excesivă a arcului sau control slab al vitezei |
| Furtunul se vântează neuniform | Alinierea incorectă a ghidajului sau unghiul de tragere al operatorului |
| Furtunul este greu de tras | Tensiune excesivă a arcului, rezistență mecanică |
| Scurgeri la admisie | Sigiliu pivotant sau problemă de conectare |
| Deteriorarea furtunului în apropierea tamburului | Îndoire excesivă, aliniere slabă a ghidajului, tambur nepotrivit |
| Mișcarea bobinei în timpul funcționării | Montare inadecvată |
| Capacitate redusă a furtunului | Diametrul exterior al furtunului mai mare decât specificația de proiectare a bobinei |
Prin urmare, depanarea ar trebui să înceapă cu sistemul de operare complet, mai degrabă decât cu înlocuirea componentelor individuale fără a identifica cauza de bază.
19. Ce parametri ar trebui verificați înainte de a alege un tambur pentru furtun?
O selecție adecvată din punct de vedere tehnic ar trebui să includă cel puțin următorii parametri:
| Parametru | De ce contează |
|---|---|
| Lungimea furtunului | Determină capacitatea de stocare necesară |
| ID furtun | Influențează fluxul și dimensiunea conexiunii |
| OD furtun | Determină capacitatea tamburului |
| Greutatea furtunului | Determină cuplul de derulare |
| Presiunea de lucru | Determină presiunea nominală |
| Temperatura de lucru | Determină adecvarea materialului |
| Mediu fluid | Determină compatibilitatea materialului |
| Raza de curbură minimă | Determină diametrul tamburului adecvat |
| Metoda de derulare înapoi | Stabilește mecanismul de funcționare |
| Poziția de montare | Influențează tensiunea furtunului și structura bobinei |
| Frecvența de funcționare | Influențează cerințele de durabilitate |
| Condiții de mediu | Stabilește cerințele materiale și de protecție |
Bobina ar trebui să fie selectată din condițiile reale de funcționare, mai degrabă decât dintr-o dimensiune generică a bobinei.
20. Tambur pentru furtun industrial: un sistem mecanic, nu doar un dispozitiv de depozitare
Cel mai simplu mod de a înțelege un tambur pentru furtun este:
Dar aplicațiile industriale necesită mult mai multă inginerie în spatele acestei secvențe simple.
- ■Tamburul gestionează depozitarea furtunului.
- ■Arborele și rulmenții suportă rotația.
- ■Rotitorul menține traseul fluidului în timpul rotației.
- ■Mecanismul de rebobinare asigură forța de retragere.
- ■Ghidul controlează mișcarea furtunului.
- ■Cadrul și sistemul de montare rezistă la sarcini operaționale.
Atunci când aceste componente sunt potrivite corect cu lungimea furtunului, diametrul, presiunea, temperatură, mediu, raza de îndoire și frecvența de operare, bobina poate asigura desfășurarea controlată a furtunului și stocarea repetabilă pe mai multe cicluri de operare.
Din acest motiv, selectarea unui tambur de furtun industrial ar trebui să înceapă cu o întrebare fundamentală:
Odată ce acești parametri sunt stabiliți, capacitatea tamburului adecvată, specificația de pivotare, mecanismul de rebobinare, configurația de montare și construcția bobinei pot fi determinate sistematic.
