Cáp tang cuốn, cáp cuộn và cáp kéo lê chịu kéo, chịu mài mòn cho cẩu cảng và mỏ: NSHTÖU, (N)SHTÖU-V, NGFLGÖU, PUR, (N)TSCGEWÖU – con số nào quyết định khi chọn, và thiết kế của FeiChun
Bài viết đi từ câu hỏi thực tế của kỹ sư cảng và mỏ: cáp tang cuốn (cáp cuộn, reeling cable, drum cable) hỏng vì đâu – lực kéo lên ruột đồng, xoắn, mài mòn hay uốn lặp – rồi đối chiếu datasheet công khai của LAPP, HELUKABEL và Prysmian/Faber để chỉ ra con số nào thật sự phân biệt các họ cáp: H07RN-F, NSHTÖU, (N)SHTÖU-V, NGFLGÖU, cáp PUR và (N)TSCGEWÖU 3,6/6 đến 6/10 kV. Bài có sơ đồ mặt cắt, ví dụ tính lực kéo, đường kính tang, tốc độ vòng quay, ảnh minh họa tang, festoon, xích dẫn cáp, kéo lê và đổi hướng chữ S, sau đó nêu thiết kế đã được FeiChun công bố (ruột cấp 5, phần tử chịu kéo aramid, bện chống xoắn, vỏ PUR polyether, ba lớp ép đồng thời) cùng bộ chứng nhận.
1. Tên gọi và các họ cáp
Trên thị trường Việt Nam, cùng một nhóm cáp có nhiều tên: cáp cuộn, cáp tang cuốn, cáp quấn tang, reeling cable và drum cable. Trong catalog châu Âu, tên gọi thực chất là kiểu chuyển động: cuốn nhả trên tang (reeling), treo vòng trên xe đỡ (festoon), chạy trong xích dẫn (chain), kéo lê trên mặt đất (trailing). Mỗi kiểu đặt một tổ hợp tải khác nhau lên cùng một sợi cáp, vì vậy tiêu chuẩn VDE 0250 chia thành các phần riêng: -809 cho cáp dẹt neoprene, -812 cho NSSHÖU, -813 cho cáp kéo lê và tang trung thế[18], -814 cho cáp tang hạ áp[1][4].
| Từ khóa tìm kiếm | Tương đương tiếng Anh | Nghĩa kỹ thuật |
|---|---|---|
| cáp cuộn, cáp quấn tang | reeling cable, drum cable | cáp cuốn nhả liên tục trên tang mô-tơ hoặc tang lò xo; chịu kéo, uốn và xoắn |
| cáp festoon, cáp treo vòng | festoon cable | cáp (thường dẹt) treo thành vòng trên xe đỡ chạy dọc ray; uốn một mặt phẳng |
| cáp xích dẫn, cáp kéo xích | drag chain / energy chain cable | cáp uốn lặp trong xích dẫn cáp; không chịu lực kéo dọc |
| cáp kéo lê, cáp mỏ | trailing cable, mining cable | cáp kéo trên mặt đá phía sau máy xúc; chịu mài mòn, cắt, xoắn |
| cáp tang cuốn trung thế | MV reeling cable | 3,6/6 đến 18/30 kV; có lớp bán dẫn, ruột PE chia ba |
| Họ cáp | Quy cách ví dụ | Điện áp | Chuẩn | Điểm kỹ thuật chính | Ứng dụng điển hình |
|---|---|---|---|---|---|
| H07RN-F / 07RN-F | 2×2,5; 3G2,5; 4G4; 4G16; 4G35; 4G95 mm² | 450/750 V | EN 50525-2-21; HD 22.4[9] | ruột cấp 5, vỏ CR; ruột 60 °C khi di động; LAPP không cho phép dùng liên tục trên tang hoặc kéo trên 15 N/mm²[8][9] | công trường, máy phát, bơm, tang tay hoặc lò xo tải nhẹ |
| NSHTÖU / NSHTOEU | 3G6; 4G10; 4G16; 4G25; 4G50; 4G95 mm² | 0,6/1 kV | DIN VDE 0250-814[1][4] | ruột FS mạ thiếc, bện polyester giữa hai vỏ; kéo 15 đến 30 N/mm² tùy hãng[1][4][5] | cẩu, băng tải, stacker-reclaimer, thiết bị cảng, máy xây dựng |
| (N)SHTÖU-V | 4G16; 4G25; 4G50; 4G70 mm² | 0,6/1 kV | tham chiếu VDE 0250-814[3][6] | phần tử chịu kéo trung tâm (aramid/Kevlar), bện chống xoắn; tang dọc[2][3][6] | tang dọc, spreader STS, thang nâng, treo thẳng đứng |
| NGFLGÖU / PLANOFLEX / ÖLFLEX CRANE F | 4G1,5; 5G2,5; 7G2,5; 10G1,5; 12G4 mm² | 300/500 V hoặc 0,6/1 kV | DIN VDE 0250-809[15][18] | dẹt, các lõi song song, uốn một mặt phẳng; festoon đến 160 đến 180 m/phút[15] | festoon, cẩu cổng, cầu trục, xe goòng, hệ xích một chiều |
| Cáp PUR cho tang | 3G6; 4G10; 4G16; 4G25; 4G35 mm² | 0,6/1 kV | tham chiếu VDE 0250-814 (theo hãng) | vỏ PUR: mài mòn, dầu, UV; mỏng nhẹ hơn vỏ cao su cùng cấp[20][21] | ngoài trời, cảng, mỏ cần chống mài mòn và dầu |
| Cáp tang trung thế (N)TSCGEWÖU | 3×25+3×25/3E; 3×50+3×25/3E; 3×95+3×50/3E; 3×120+3×70/3E | 3,6/6 và 6/10 kV | DIN VDE 0250-813[12][17][18] | bán dẫn trong và ngoài, ruột PE chia ba, xoắn ±25°/m, kéo 20 đến 30 N/mm²[11][12][24] | cẩu container bờ, cẩu lớn, máy xúc, thiết bị mỏ, nhà máy nhiệt điện |
| NSSHÖU-J/O (cáp mỏ hạ áp) | 3×50+1×25; 3×95+1×50 mm² và các cỡ khác | 0,6/1 kV | DIN VDE 0250-812[17][18] | cao su siêu bền chống va đập, không phải cáp tang; không dùng cho tang chịu kéo[23] | mỏ, hầm, bơm, công trường; kéo lê hạ áp |
Cách đọc ký hiệu (theo bài FeiChun). Mã VDE đọc từ ruột ra vỏ: (N) là kiểu theo chuẩn quốc gia, T là cáp tang hoặc cáp kéo lê, SC là màn bán dẫn, GE là ruột đất đặt trên cách điện, W là bện polyester chống xoắn, Ö là vỏ chịu dầu, U là vỏ đàn hồi, K là lõi tăng cường aramid, LWL là sợi quang, H là không halogen[23]. Các chữ cái là cách ghi nhận dạng; yêu cầu thực của từng mã nằm trong điều khoản của chuẩn và datasheet của hãng.
2. Chọn nhanh theo kiểu chuyển động
Lỗi chọn cáp phổ biến nhất không nằm ở tiết diện mà ở kiểu chuyển động: một cáp tốt cho xích có thể hỏng nhanh trên tang vì nó không có cơ cấu quản lý lực kéo và xoắn. Bảng dưới gom bốn kiểu chuyển động và loại cáp phù hợp theo datasheet công khai.
| Kiểu chuyển động | Tải chính lên cáp | Họ cáp phù hợp | Không nên dùng |
|---|---|---|---|
| Tang mô-tơ nằm ngang (RTG, stacker-reclaimer, cổng trục) | kéo, uốn lặp, xoắn khi nhiều lớp, nhiệt theo lớp | NSHTÖU / cáp PUR cùng cấp (0,6/1 kV); (N)TSCGEWÖU (6/10 kV)[1][11][12] | H07RN-F trên tang mô-tơ[8]; NSSHÖU chịu kéo bền vững[23] |
| Tang dọc, cáp treo tự do (spreader STS, thang nâng, tời) | lực treo w·g·H, nâng hạ tốc độ cao, xoắn | (N)SHTÖU-V có phần tử chịu kéo trung tâm[2][3][6] | NSHTÖU không có phần tử chịu kéo cho chiều cao lớn |
| Festoon trên ray | uốn một mặt phẳng, gia tốc, cọ xát giữa các vòng | NGFLGÖU / PLANOFLEX dẹt[15][16] | cáp tròn có phần tử chịu kéo; cáp một lõi |
| Xích dẫn cáp | uốn lặp một chiều, mài mòn trong rãnh xích | cáp chuyên dụng cho xích (PUR, ruột cấp 6); một số cỡ nhỏ NSHTÖU theo datasheet[5] | cáp có aramid trung tâm, cáp Ø lớn |
| Kéo lê mặt mỏ, trên đá | mài mòn, cắt, xoắn khi máy quay | (N)TSCGEWÖU vỏ 5GM5 hoặc PUR; hạ áp NSSHÖU[13][23] | cáp tang vỏ mỏng; cáp festoon |
| Phân phối cố định dọc băng tải trong mỏ | tĩnh, thỉnh thoảng dịch chuyển | (N)TSCGEWOEU MT MIN F PLUS[14] | dùng như cáp tang cuốn |
Từ khóa kỹ sư cảng thường gõ và mục trả lời nhanh:
| Câu hỏi | Trả lời ngắn | Mục |
|---|---|---|
| cáp cho tang cẩu RTG dùng loại nào? | NSHTÖU hoặc cáp PUR 0,6/1 kV; tính lực kéo F = σ × S và đường kính tang theo mục 5 | 4, 5, 7 |
| cáp spreader STS 24G2,5 hay 12G2,5 cần gì? | (N)SHTÖU-V có phần tử chịu kéo trung tâm; kiểm tra chiều cao treo | 4, 8 |
| cáp tang cuốn 6/10 kV 3×50+3×25/3E? | (N)TSCGEWÖU theo VDE 0250-813; lực kéo 20 đến 30 N/mm² trên ba ruột pha | 4, 5 |
| H07RN-F có dùng cho tang được không? | chỉ tải rất nhẹ, tang lò xo tải thấp; không cho tang mô-tơ | 1, 4 |
| vỏ PUR hay cao su? | xem bảng vật liệu và khí hậu nóng ẩm | 6 |
| xích dẫn cáp có dùng NSHTÖU được không? | chỉ cỡ nhỏ theo datasheet, kiểm tra R xích | 9 |
3. Cấu tạo: ba mặt cắt cho ba kiểu chuyển động
Cáp tang cuốn khác cáp cố định ở chỗ mọi lớp đều phục vụ ba việc: cho đồng sống sót sau hàng triệu chu kỳ uốn, đưa lực kéo vào chỗ không phải là đồng, và giữ ba hoặc bốn lõi không bị xoắn ốc khi cuốn nhiều lớp. Ba sơ đồ sau cho thấy cách ba họ cáp giải quyết bài toán đó.
Hạ áp có phần tử chịu kéo. Cordaflex (N)SHTOEU-V-S dùng phần tử aramid tự chịu lực với tải phá hủy 5 kN, ruột cấp FS, bện polyester chống xoắn[2]. LAPP mô tả cùng nguyên lý cho ÖLFLEX CRANE VS: phần tử chịu kéo ở giữa nhận lực khi cuốn, nhả và dẫn hướng cáp treo tự do trên khoảng cách lớn, bện tích hợp ngăn xoắn và hiện tượng xoắn ốc[6].
Trung thế. Mỗi lõi pha có lớp bán dẫn trong, cách điện EPR 3GI3 và lớp bán dẫn ngoài; các ruột PE chia làm ba nằm ở khe ngoài giữa các lõi; bện polyester chống xoắn nằm giữa hai lớp vỏ[12][24]. Vỏ ngoài là cao su CR 5GM5 cho tang và kéo lê hoặc PUR khi cần chống mài mòn[12][13][23].
Cáp dẹt. Các lõi đặt song song nên cáp uốn rất tốt trong một mặt phẳng nhưng không chịu uốn theo phương rộng; Helukabel ghi bán kính uốn tối thiểu 10× chiều dày và cảnh báo tiết diện nhỏ dưới 2,5 mm² có độ bền kéo thấp[16], còn Faber ghi 5×Ø cho cáp PLANOFLEX festoon[15]. Hai giá trị lệch nhau vì định nghĩa Ø khác nhau, nên hãy dùng giá trị của đúng mã cáp.
4. Lực kéo: con số N/mm² và cách tính
Cáp tang cuốn hỏng sớm nhất khi lực kéo dồn lên các sợi đồng mảnh: ruột bị giãn, giảm tiết diện, đứt từng sợi rồi nóng cục bộ. Datasheet đưa giới hạn dưới dạng ứng suất trên tiết diện ruột đồng (N/mm²). Con số này khác nhau rõ rệt giữa các họ cáp:
Nguồn của từng thanh: H07RN-F[8]; NSHTÖU Van Egmond[4]; BiTmining TR[13]; LAPP NSHTÖU, trong đó datasheet ghi không dùng khi kéo trên 20 N/mm² còn hướng dẫn lắp đặt ghi tải kéo tĩnh liên tục không quá 15 N/mm²[5][7]; Letronic[26]; Prysmian MV tròn (25 hoặc 30 N/mm² tùy dòng)[11]; Cordaflex SMK[1][10]; Rheyfirm RTS[12].
Trong tính toán dưới đây, tổng tiết diện đồng của mã hạ áp 4G tính cả ruột đất (ví dụ 4G16 là 64 mm², khớp với 960 N = 15 × 64 trong bảng lực kéo khi lắp đặt của datasheet H07RN-F 4G16[27]); với mã trung thế tính ba ruột pha như bảng dữ liệu FeiChun cho 3×25+3×25/3 (20 × 75 = 1 500 N; 30 × 75 = 2 250 N)[24]. Cách tính của từng hãng có thể khác, hãy xác nhận trong datasheet.
| Mã | ΣS, mm² | σ = 15 N/mm² | σ = 20 N/mm² | σ = 30 N/mm² |
|---|---|---|---|---|
| 4G16 (0,6/1 kV) | 64 | 960 N | 1 280 N | 1 920 N |
| 4G25 (0,6/1 kV) | 100 | 1 500 N | 2 000 N | 3 000 N |
| 4G35 (0,6/1 kV) | 140 | 2 100 N | 2 800 N | 4 200 N |
| 4G50 (0,6/1 kV) | 200 | 3 000 N | 4 000 N | 6 000 N |
| 4G95 (0,6/1 kV) | 380 | 5 700 N | 7 600 N | 11 400 N |
| 3×25+3×25/3E (6/10 kV) | 75 (ba ruột pha) | 1 125 N | 1 500 N | 2 250 N |
| 3×50+3×25/3E (6/10 kV) | 150 (ba ruột pha) | 2 250 N | 3 000 N | 4 500 N |
| 3×95+3×50/3E (6/10 kV) | 285 (ba ruột pha) | 4 275 N | 5 700 N | 8 550 N |
| 3×120+3×70/3E (6/10 kV) | 360 (ba ruột pha) | 5 400 N | 7 200 N | 10 800 N |
Cách dùng bảng. Dòng 15 N/mm² là giới hạn tĩnh liên tục phổ biến cho tang ngang; 20 N/mm² là ngưỡng tối đa của nhiều NSHTÖU; 30 N/mm² chỉ áp dụng với thiết kế có gia cường (Cordaflex SMK, Rheyfirm RTS) và đúng điều kiện trong datasheet. Ví dụ NSHTÖU 4G35 có ΣS = 140 mm², giới hạn 20 N/mm² là 2 800 N, còn ở 15 N/mm² là 2 100 N.
Ví dụ cáp treo tự do. LAPP ÖLFLEX CRANE VS 12G2,5 nặng 1 150 kg/km và có lực kéo 2 000 N[6]. Khi treo thẳng đứng, chiều dài tối đa theo tải tĩnh L = 2 000 / (1,15 × 9,81) ≈ 177 m; ở chiều cao treo 30 m, lực tĩnh chỉ khoảng 338 N (17 % giá trị 2 000 N). Kết quả này chưa tính hệ số động khi nâng hạ và gia tốc; hệ số an toàn theo hướng dẫn của hãng.
5. Xoắn và uốn: chống xoắn ốc, đường kính tang, đổi hướng chữ S
Xoắn ốc (corkscrew). Khi cáp cuốn nhiều lớp, mỗi lớp thêm một góc xoắn nhỏ; tích lũy lại, cáp biến dạng thành đường xoắn ốc, kẹt trên tang và đứt ruột. Giải pháp trong thiết kế VDE 0250 là bện polyester ở giữa hai lớp vỏ, bước bện ngắn, lõi bện cân bằng và phần tử chịu kéo trung tâm ở cáp dọc[6][23]. Các hãng công bố mức xoắn cho phép khác nhau:
| Cáp | Xoắn cho phép | Bện chống xoắn | Nguồn |
|---|---|---|---|
| Cordaflex (N)SHTOEU (SMK), 0,6/1 kV | ±50°/m | bện polyester | [1] |
| Rheyfirm RTS R-(N)TSCGEWOEUS, MV | ±25°/m | bện polyester | [12] |
| BiTmining (N)TSCGEWOEU-TR, kéo lê | ±100°/m | có | [13] |
| PROTOLON(SMK) 6/10 kV 3×25+3×25/3 (bảng FeiChun) | ±25°/m | bện polyester lưu hóa | [24] |
Cáp kéo lê cho phép xoắn lớn hơn vì máy quay trên nền, còn cáp tang MV bị khống chế chặt hơn vì ba lõi pha phải giữ hình học cho cách điện và bán dẫn. Cordaflex SMK còn bổ sung thử uốn ngược, thử uốn con lăn và thử xoắn[1].
Đường kính tang và đổi hướng chữ S. LAPP đặt đường kính uốn trong tối thiểu 10×D cho NSHTÖU có Ø đến 21,5 mm, 12,5×D cho Ø lớn hơn, và 15×D cho ÖLFLEX CRANE VS và PUR; khoảng cách giữa hai trục con lăn khi đổi hướng chữ S tối thiểu 20×D (Ø đến 21,5 mm) hoặc 25×D (Ø lớn hơn); rãnh dẫn rộng hơn Ø cáp 10 đến 15 %[7]. Với cáp trung thế, Faber ghi bán kính uốn động 12×Ø cho Rheyfirm RTS[12] và 15×Ø cho cáp phân phối cố định MT MIN F PLUS[14]; bảng FeiChun cho 3×25+3×25/3 ghi 408 mm với Ø tối đa 40,8 mm (10×D)[24], khác với 12×D của nhà phân phối nên nên chọn giá trị an toàn khi thiết kế tang.
| D cáp, mm | NSHTÖU LAPP (10×D hoặc 12,5×D) | VS / PUR LAPP (15×D) | MV Rheyfirm (R = 12×Ø nên Dc = 24×Ø) | Đổi hướng chữ S L (20×D hoặc 25×D) |
|---|---|---|---|---|
| 20 | 200 | 300 | 480 | 400 |
| 30 | 375 | 450 | 720 | 750 |
| 40 | 500 | 600 | 960 | 1000 |
| 50 | 625 | 750 | 1200 | 1250 |
6. Mài mòn và vật liệu vỏ: CR, PUR, CPE
Ở cảng, mài mòn đến từ rãnh dẫn, con lăn, bụi container và cọ xát giữa các lớp cuốn; ở mỏ, từ nền đá và va đập. Tài liệu sáng chế về vỏ cáp mỏ nêu: trong thực tế công nghiệp, vỏ thường làm từ TPU, CPE hoặc cao su polychloroprene (CR); TPU có độ bền mài mòn và xé rách rất tốt nhưng đắt, còn CPE và CR chứa halogen và phải lưu hóa sau khi ép[19]. Bảng giá trị điển hình của tài liệu đó (chỉ số mài mòn theo ISO 4649, số càng nhỏ càng bền):
| Chỉ tiêu | CPE | Hypalon (CSM) | TPU (polyurethane) | Cao su thiên nhiên |
|---|---|---|---|---|
| Độ bền kéo | 2 900 psi ≈ 20,0 MPa | 3 000 psi ≈ 20,7 MPa | 5 000 psi ≈ 34,5 MPa | 3 800 psi ≈ 26,2 MPa |
| Độ giãn dài khi đứt | 500 % | 500 % | 500 % | 480 % |
| Độ bền xé rách | 50 lb/in ≈ 8,8 kN/m | 50 lb/in ≈ 8,8 kN/m | 120 lb/in ≈ 21,0 kN/m | 86 lb/in ≈ 15,1 kN/m |
| Chỉ số mài mòn ISO 4649 | 70 | 74 | 15 | 56 |
Bảng trên không có CR (neoprene) vì tài liệu không liệt kê; vỏ CR 5GM5 theo VDE 0207 phần 21 là tiêu chuẩn của cáp mỏ và cáp tang, với độ bền kéo tối thiểu 15 N/mm² và độ giãn dài tối thiểu 300 % theo bài của FeiChun[23]. Về phía PUR: Friesland Kabel xác nhận PUR bền mài mòn hơn PVC, có độ bền kéo và độ bền mỏi uốn cao, dùng cho cẩu và bến bốc xếp tại cảng[21]; Nexans giới thiệu Buflex X’Prem với vỏ PUR mỏng nhẹ, tốc độ đến 150 m/phút, cho phép dùng tang nhỏ hơn với hiệu suất tương đương cáp vỏ cao su[20]; Prysmian công bố cáp PUR không halogen cho mỏ và hầm[22].
| Tiêu chí | CR (5GM3 / 5GM5) | PUR polyether | CPE |
|---|---|---|---|
| Mài mòn | tốt, tiêu chuẩn VDE 0250[23] | rất tốt: chỉ số ISO 4649 thấp nhất trong bảng[19] | trung bình (chỉ số 70)[19] |
| Bền kéo và xé | 5GM5: bền kéo ≥ 15 N/mm² theo FeiChun[23]; phương pháp thử khác bảng trên nên không so trực tiếp | xé rách gấp khoảng 2,4 lần CPE trong bảng[19] | thấp hơn PUR trong bảng[19] |
| Nhiệt độ thấp | −35 °C khi di động (Cordaflex, Rheyfirm, BiTmining)[1][12][13] | PUR dẻo đến −50 °C (TENAX-PUR theo FeiChun[23]) | theo hãng |
| Halogen | chứa halogen, độc tính khói cao hơn[19] | có bản không halogen[22] | chứa halogen[19] |
| Thủy phân (khí hậu nóng ẩm) | hấp thụ ẩm cao hơn theo bài FeiChun[23] | polyether chống thủy phân; polyester kém hơn[23] | theo hãng |
| Giá | thấp hơn | cao hơn[19] | thấp |
7. Tang cuốn: tốc độ, dòng theo lớp, nhiệt
Ví dụ tính (tác giả): lõi tang 800 mm, cáp Ø 30 mm, cuốn chồng lớp. Tốc độ vòng quay giảm khi lên lớp ngoài vì đường kính lớp lớn hơn:
| Lớp | D lớp, mm | 60 m/phút | 120 m/phút | 180 m/phút | 240 m/phút |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 830 | 23.0 | 46.0 | 69.0 | 92.0 |
| 2 | 890 | 21.5 | 42.9 | 64.4 | 85.8 |
| 3 | 950 | 20.1 | 40.2 | 60.3 | 80.4 |
| 4 | 1010 | 18.9 | 37.8 | 56.7 | 75.6 |
Nhiệt độ ruột tăng khi cuốn nhiều lớp vì lớp trong bị bao kín. Catalog tang lò xo Vahle (trích dẫn trong bài của FeiChun) dùng hệ số 0,61 / 0,49 / 0,42 cho 2 / 3 / 4 lớp[24]; ví dụ dòng danh định 131 A của 3×25+3×25/3 còn khoảng 80 / 64 / 55 A[24]. Đây là hệ số của một catalog, không áp dụng chung cho mọi cáp.
| Cáp | Tốc độ công bố | Điều kiện | Nguồn |
|---|---|---|---|
| Cordaflex (SMK) (N)SHTOEU | 240 m/phút | tang và festoon | [1] |
| Cordaflex (N)SHTOEU-V-S | 240 m/phút | tang dọc | [2] |
| Helukabel (N)SHTÖU-V | 180 m/phút | tang dọc | [3] |
| PLANOFLEX NGFLGOEU | 160 m/phút (không động cơ); 180 m/phút (có động cơ) | festoon | [15] |
| Nexans Buflex X’Prem (PUR) | đến 150 m/phút | cẩu tốc độ cao | [20] |
| BUFLEX-M (FeiChun) | festoon 200 m/phút; tang 60 m/phút | theo bài FeiChun công bố | [23] |
8. Ứng dụng tại cảng và mỏ
| Kịch bản | Tải chính | Cần kiểm tra |
|---|---|---|
| Tang cuốn cẩu RTG, RMG | uốn lặp, kéo, nhiệt theo lớp | D lõi tang theo bảng mục 5; số lớp, hệ số dòng; vỏ chịu dầu, UV; tốc độ |
| Spreader STS: tang dọc | lực treo, nâng hạ tốc độ cao, xoắn | chiều cao H, w·g·H so với lực kéo; phần tử chịu kéo; rãnh dẫn |
| Festoon trên cẩu cổng, cầu trục | uốn một mặt phẳng, gia tốc | R uốn; khoảng cách xe đỡ; loại dẹt có màn chắn nếu cần EMC[15] |
| Máy xếp dỡ liệu, stacker-reclaimer | tang ngang 0,6/1 kV hoặc 3,6/6 kV; tải kéo và xoắn | ΣS và F; xoắn ±25°/m trở lên; MV có bán dẫn |
| Máy xúc, mỏ lộ thiên | kéo lê, cắt, xoắn | (N)TSCGEWÖU vỏ 5GM5 hoặc PUR; xoắn đến ±100°/m[13] |
| Cẩu trung thế bờ (STS 6/10 kV) | tang MV, nhiều lớp | (N)TSCGEWÖU; điện áp thử 20 kV AC theo bảng FeiChun[24]; bán dẫn; bóc nguội |
9. Xích dẫn cáp, kéo lê, đổi hướng chữ S
LAPP nêu ÖLFLEX CRANE NSHTÖU dùng được cho tang, kéo lê và cả xích dẫn cáp, nhưng với giới hạn kéo 20 N/mm² và bán kính uốn 5×D (Ø nhỏ hơn 21,5 mm) hoặc 6,25×D (Ø lớn hơn)[5]. Cho xích, hãy kiểm tra bán kính xích so với bán kính uốn động của cáp và hỏi hãng xích về Ø tối đa. Cáp kéo lê (BiTmining TR) cho phép xoắn đến ±100°/m nhưng kéo chỉ 15 N/mm²[13], vì vậy không dùng cáp kéo lê cho tang chịu lực kéo cao.
| Chế độ | Uốn | Kéo | Xoắn | Mài mòn | Họ cáp |
|---|---|---|---|---|---|
| Tang ngang | cao (theo lớp) | trung bình đến cao | cao khi nhiều lớp | trung bình | NSHTÖU, PUR, (N)TSCGEWÖU |
| Tang dọc | trung bình | cao (lực treo) | trung bình | trung bình | (N)SHTÖU-V |
| Festoon | cao, một mặt phẳng | thấp | thấp | thấp (cọ giữa vòng) | NGFLGÖU / PLANOFLEX |
| Xích dẫn cáp | rất cao, một chiều | rất thấp | thấp | trung bình (rãnh xích) | cáp xích chuyên dụng |
| Kéo lê | thấp | cao do ma sát | cao khi máy quay | rất cao | (N)TSCGEWÖU 5GM5/PUR, NSSHÖU |
10. Lắp đặt và vận hành
Hướng dẫn của LAPP cho ÖLFLEX CRANE gồm các điểm sau[7]; trong thực tế nên đối chiếu với hướng dẫn của đúng hãng cáp và hãng tang:
- Đưa tang cáp đến sát vị trí lắp, tránh lăn tang không cần thiết; thả cáp bằng giá đỡ hoặc cơ cấu mở tang, không kéo cáp qua mép sắc.
- Trải toàn bộ chiều dài cáp trước khi lắp; không cuốn lại trực tiếp từ tang giao hàng lên tang cẩu; tránh đổi hướng chữ S khi trải.
- Cáp không nên có nhiệt độ dưới +5 °C khi thả, theo khuyến nghị của LAPP[28].
- Khi cố định đầu cáp, đặt một đến hai vòng cáp trên tang để chia lực kéo, dùng kẹp chịu kéo phù hợp.
- Khi nhả hết cáp, còn ít nhất hai vòng trên tang.
- Rãnh dẫn rộng hơn Ø cáp 10 đến 15 %; tải kéo tĩnh liên tục không quá 15 N/mm² tiết diện ruột theo hướng dẫn LAPP.
- Kiểm tra định kỳ vỏ ngoài, bện lộ, điểm cọ xát ở rãnh dẫn và con lăn; thay cáp khi vỏ mòn thấy lớp bện.
11. Thiết kế và công nghệ của FeiChun
FeiChun (Anhui FeiChun Special Cable) công bố các dòng cáp VDE 0250 gồm BUFLEX-M, NSHTÖU, NSSHÖU, (N)TSCGEWÖU và TENAX-PUR[23], cùng bảng dữ liệu cho PROTOLON(SMK) (N)TSCGEWÖU 6/10 kV 3×25+3×25/3: kéo 20 N/mm² (1 500 N), tăng tốc đến 30 N/mm² (2 250 N), xoắn ±25°/m, bán kính 408 mm với Ø tối đa 40,8 mm[24]. Các tuyên bố thiết kế sau lấy từ bài của FeiChun, và là tuyên bố của nhà sản xuất, cần đối chiếu với biên bản thử.
| Yêu cầu | Giải pháp FeiChun công bố | Dữ liệu đi kèm | Cần xác minh |
|---|---|---|---|
| Chịu kéo | phần tử aramid (Kevlar) ở tâm; lõi cradle aramid ở loại K; bện polyester | kéo 20 N/mm², tăng tốc 30 N/mm² cho mã MV 3×25[24] | bảng dữ liệu theo mã và lô |
| Chống xoắn | bện tổng hợp nhúng, FeiChun thiết kế theo bước bện từng cấu hình; bốn cơ cấu chống xoắn kết hợp | xoắn ±25°/m cho MV[24] | biên bản thử xoắn |
| Chịu mài mòn, thủy phân | vỏ PUR polyether tự pha chế (BUFLEX-M); polyether chống thủy phân hơn polyester[23] | FeiChun nêu hấp thụ ẩm dưới 0,8 % so với 1,5 đến 3 % của 5GM3[23] | báo cáo thử hấp thụ ẩm, thử mài mòn |
| Uốn lặp | ruột đồng mạ thiếc cấp 5 / FS xoắn bước ngắn | BUFLEX-M: 6×D cố định, 8×D động; FeiChun nêu trên 1 triệu chu kỳ uốn[23] | báo cáo số vòng thử |
| Trung thế | ba lớp ép đồng thời (inner SC, EPR, outer SC), đo đường kính và độ lệch tâm vòng kín[23] | điện áp thử 20 kV AC cho 6/10 kV[24] | biên bản PD và thử điện áp |
| Lạnh cực đoan | TENAX-PUR đến −50 °C; tùy chọn vỏ phát sáng LED[23] | 6/10 kV, theo DIN VDE 0250-813[23] | biên bản thử lạnh |
| Nước axit mỏ | biến thể vỏ CPE chịu axit pH 2,5, thêm phụ gia chống nấm[23] | — | báo cáo chống axit |
| Dữ liệu quang | tích hợp sợi quang (LWL) trong cáp tang dẹt hoặc tròn[23][24] | — | quỹ suy hao quang theo datasheet |
Các bài kỹ thuật liên quan của FeiChun (cùng một dự án cảng hoặc mỏ):
| Chủ đề | Bài FeiChun |
|---|---|
| Giải mã VDE 0250, BUFLEX-M, NSHTÖU, NSSHÖU, TENAX-PUR | What Is Feichun VDE 0250 Reeling Cable? |
| Cáp tang cuốn trung thế 6/10 kV | PROTOLON(SMK) (N)TSCGEWÖU 6/10 kV 3×25+3×25/3 |
| Cáp tang cuốn dẹt trung thế tích hợp sợi quang | PROTOLON(FL)-LWL (N)TSFLCGEWÖU |
| Cáp tang cuốn hạ áp 4×35 mm² | (N)SHTÖU / NSHTOEU-J 0,6/1 kV 4×35 mm² |
| Cáp cao su hạng nặng kéo lê, thiết bị cảng | NSSHÖU-J 3×240+1×150 0,6/1 kV |
| Cáp ngầm trung thế 22 kV cố định | Cu/XLPE/PVC/DSTA/PVC 22 kV 3×240 mm² |
12. Dữ liệu cần yêu cầu khi đặt hàng
| Dữ liệu | Vì sao cần |
|---|---|
| Kiểu chuyển động: tang ngang, tang dọc, festoon, xích, kéo lê; tốc độ, gia tốc, số lần chu trình mỗi ngày | chọn họ cáp và kiểm tra tốc độ công bố |
| Điện áp hệ thống: 0,6/1 kV, 3,6/6 kV, 6/10 kV; kiểu nối đất | chọn cấp điện áp và ruột PE |
| Chiều dài cáp, chiều cao treo H, khối lượng trên mét, số lớp, D lõi tang | tính lực kéo F = σ·S, w·g·H, tốc độ vòng quay |
| Bảng dữ liệu theo lô: Ø, khối lượng, điện trở ruột, lực kéo, bán kính uốn, xoắn | xác nhận số liệu thực của lô hàng |
| Cấu tạo chịu kéo: phần tử aramid, bện, loại K | kéo cao hoặc treo thẳng đứng |
| Vật liệu vỏ: CR 5GM5, PUR polyether, CPE; yêu cầu không halogen | mài mòn, nhiệt đới, hóa chất, an toàn cháy |
| Biên bản thử: uốn ngược, uốn con lăn, xoắn, điện áp thử (3,5 kV hoặc 20 kV) | nghiệm thu |
| Môi trường: nhiệt độ thấp nhất, độ ẩm, muối, dầu, UV | chọn vỏ và dải nhiệt |
| Chứng nhận theo mã cáp, phạm vi và thời hạn hiệu lực | hồ sơ dự án |
13. Chứng nhận của FeiChun
Yêu cầu kỹ thuật và dự án: [email protected]
+86 13855123218
Hỏi đáp
Cáp cuộn, cáp tang cuốn, reeling cable và drum cable khác nhau thế nào?
Đây là các tên gọi của cùng một nhóm: cáp được cuốn và nhả liên tục trên tang. Trong catalog châu Âu, cấu tạo thay đổi theo kiểu chuyển động: NSHTÖU cho tang ngang hạ áp 0,6/1 kV, (N)SHTÖU-V cho tang dọc có phần tử chịu kéo trung tâm, NGFLGÖU cho festoon dẹt, (N)TSCGEWÖU cho tang và kéo lê trung thế 3,6/6 đến 18/30 kV.
H07RN-F có dùng được cho tang cuốn không?
Chỉ trong điều kiện hẹp. Datasheet của LAPP nêu không cho phép chuyển động liên tục, dùng trên tang cuốn hoặc con lăn, hay kéo trên 15 N/mm² tiết diện ruột; điện áp danh định chỉ 450/750 V và ruột chạy tối đa 60 °C khi di động. Tang mô-tơ trên cẩu cảng cần NSHTÖU, (N)SHTÖU-V hoặc cáp PUR cùng cấp.
NSHTÖU khác NSSHÖU ở điểm nào?
NSHTÖU theo DIN VDE 0250-814 có bện chống xoắn và thiết kế cho tang cuốn. NSSHÖU theo DIN VDE 0250-812 là cáp cao su siêu bền cho mỏ, hầm và công trường; bài của FeiChun nhấn mạnh không dùng NSSHÖU cho tang chịu kéo bền vững, vì vỏ dày bảo vệ chống va đập chứ không quản lý lực kéo và xoắn.
Lực kéo cho phép trên cáp tang cuốn là bao nhiêu?
Không có một con số chung. Các datasheet công khai đi từ 15 N/mm² (NSHTÖU của Van Egmond, BiTmining TR) đến 20 N/mm² (LAPP NSHTÖU, (N)SHTÖU-J) và 30 N/mm² (Cordaflex SMK, Rheyfirm RTS). Lực kéo tính bằng F = σ × tổng tiết diện ruột đồng; ví dụ 4G35 (140 mm²) ở 20 N/mm² là 2 800 N. Dùng giá trị trong datasheet của đúng mã cáp.
Khi nào cần (N)SHTÖU-V thay vì NSHTÖU?
Khi cáp treo thẳng đứng hoặc nhả tự do trên chiều cao lớn, như tang dọc của spreader, thang nâng, tời. Phần tử chịu kéo ở tâm (aramid hoặc sợi tổng hợp) nhận lực treo thay cho đồng. Ví dụ Cordaflex (N)SHTOEU-V-S ghi tải phá hủy 5 kN của phần tử này và tốc độ tang dọc 240 m/phút, còn Helukabel (N)SHTÖU-V ghi đến 180 m/phút.
Chọn vỏ cao su CR hay PUR?
CR (5GM3, 5GM5) là vật liệu tiêu chuẩn của VDE 0250, bền cắt và quen thuộc ở mỏ. PUR có chỉ số mài mòn ISO 4649 thấp hơn nhiều (TPU điển hình 15 so với 56 của cao su thiên nhiên, 70 đến 74 của CPE và Hypalon), độ bền xé khoảng 2,4 lần CPE và 1,4 lần cao su thiên nhiên trong bảng đó, nhưng đắt hơn và cần chọn loại polyether nếu dùng ở khí hậu nóng ẩm. Chọn theo kiểu mài mòn thực tế và nhiệt độ vận hành.
Tốc độ tối đa của cáp tang cuốn là bao nhiêu?
Phụ thuộc mã cáp và kiểu lắp: Cordaflex (SMK) ghi 240 m/phút, (N)SHTÖU-V ghi 180 m/phút, cáp dẹt PLANOFLEX festoon 160 m/phút (không động cơ) và 180 m/phút (có động cơ), cáp PUR Nexans Buflex X’Prem đến 150 m/phút. Bảng dữ liệu BUFLEX-M của FeiChun nêu festoon 200 m/phút và tang 60 m/phút; cần xác nhận cấp tốc độ theo chu trình của thiết bị.
Cáp tang cuốn trung thế 6/10 kV dùng ở đâu?
Cho tang cuốn cẩu container, RTG, cẩu lớn, máy xúc, máy xếp dỡ liệu và thiết bị mỏ ở 3,6/6 và 6/10 kV theo DIN VDE 0250-813. Cấu tạo thêm lớp bán dẫn, ruột PE chia ba trong khe ngoài và điện áp thử cao (20 kV AC theo bảng dữ liệu FeiChun cho mã 6/10 kV).
Có thể dùng cáp tang cuốn làm cáp xích dẫn cáp không?
Một số datasheet (ví dụ LAPP ÖLFLEX CRANE NSHTÖU) cho phép dùng trong xích, nhưng chỉ với cỡ nhỏ và đúng bán kính uốn. Cáp tang cuốn lớn có phần tử chịu kéo hoặc bện nặng không phù hợp với xích; cần cáp chuyên dụng cho xích và xác nhận với hãng xích.
Chứng nhận của FeiChun gồm những gì?
Theo thông tin của FeiChun: CE, UKCA, VDE, EAC, ATEX, IECEx và chứng nhận an toàn cháy của Nga. Với từng dự án cần xin bản sao chứng nhận và biên bản thử đúng mã cáp, dải điện áp và tiết diện.
Nguồn
- Faber Kabel (Prysmian), Cordaflex (N)SHTOEU (SMK): ruột FS mạ thiếc, bện polyester chống xoắn, xoắn ±50°/m, kéo đến 30 N/mm², 240 m/phút, thử uốn ngược, uốn con lăn, thử xoắn [liên kết]
- Faber Kabel (Prysmian), Cordaflex (N)SHTOEU (SMK)-V-S: phần tử chịu kéo aramid, tải phá hủy 5 kN, R uốn động 6×Ø, tang dọc 240 m/phút [liên kết]
- HELUKABEL, (N)SHTÖU-V: cáp tang cuốn dọc, lõi chịu kéo Kevlar, tốc độ đến 180 m/phút [liên kết]
- Van Egmond, NSHTÖU: cáp tang theo DIN VDE 0250-814 cho tang ngang, ứng suất kéo trên ruột không vượt 15 N/mm² [liên kết]
- LAPP, ÖLFLEX CRANE NSHTÖU: datasheet (không dùng khi kéo trên 20 N/mm²; dùng cho tang, kéo lê và xích dẫn; R uốn 5×D / 6,25×D) [liên kết]
- LAPP, ÖLFLEX CRANE VS (N)SHTÖU: phần tử chịu kéo trung tâm, bện chống xoắn, bảng lực kéo và khối lượng [liên kết]
- LAPP, hướng dẫn lắp đặt ÖLFLEX CRANE (đường kính uốn, đổi hướng chữ S, rãnh dẫn, số vòng còn lại trên tang) [liên kết]
- LAPP, datasheet H07RN-F (không cho phép chuyển động liên tục, tang cuốn hoặc con lăn, kéo trên 15 N/mm²) [liên kết]
- Nexans, H07RN-F (EN 50525-2-21; HD 22.4; IEC 60245-4 type 66; ruột 60 °C khi di động) [liên kết]
- Prysmian, Cordaflex (SMK) (N)SHTOEU hạ áp (DIN VDE 0250-814, kéo đến 30 N/mm², thử 3,5 kV 5 phút, khai thác lộ thiên và hầm lò) [liên kết]
- Prysmian, cáp tang cuốn trung thế tiết diện tròn theo DIN VDE 0250-813 (lực kéo 25 hoặc 30 N/mm² tùy dòng) [liên kết]
- Faber Kabel (Prysmian), Rheyfirm RTS R-(N)TSCGEWOEUS: xoắn ±25°/m, kéo 30 N/mm², R uốn động 12×Ø, dùng trong nhà, ngoài trời, dưới nước, mỏ [liên kết]
- Faber Kabel, BiTmining (N)TSCGEWOEU-TR: cáp kéo lê khai thác lộ thiên, vỏ 5GM5, xoắn ±100°/m, kéo 15 N/mm² [liên kết]
- Faber Kabel, (N)TSCGEWOEU MT MIN F PLUS: cáp trung thế cho tuyến phân phối cố định trong mỏ, R uốn động 15×Ø [liên kết]
- Faber Kabel (Prysmian), PLANOFLEX NGFLGOEU: cáp dẹt festoon theo DIN VDE 0250-809, 160/180 m/phút, 5×Ø khi uốn [liên kết]
- HELUKABEL, NEO-Flat (N)GFLGÖU: cáp dẹt neoprene, bán kính uốn tối thiểu 10× chiều dày [liên kết]
- Power and Cables, danh mục cáp mỏ BiTmining: dải điện áp 3,6/6 đến 18/30 kV theo DIN VDE 0250-813; NSSHOEU theo 0250-812 [liên kết]
- DIN, danh mục tham chiếu: DIN VDE 0250-809 (cáp dẹt neoprene), -812 (NSSHÖU), -813 (cáp kéo lê) [liên kết]
- Bằng sáng chế US 10,214,645, bảng giá trị điển hình của vỏ cáp mỏ: độ bền kéo, xé rách, chỉ số mài mòn ISO 4649 (CPE, Hypalon, TPU, cao su thiên nhiên) [liên kết]
- Crane Briefing, Nexans Buflex X’Prem: vỏ PUR mỏng nhẹ, đến 150 m/phút, đường kính nhỏ hơn cáp vỏ cao su thông thường [liên kết]
- Computer&AUTOMATION, Friesland Kabel: vỏ PUR bền mài mòn hơn PVC, dùng cho cẩu và bến bốc xếp tại cảng [liên kết]
- Prysmian, (N)SSHOEU-PUR: vỏ PUR không halogen cho mỏ, hầm, bơm (thông tin thương mại của nhà sản xuất) [liên kết]
- FeiChun, What Is Feichun VDE 0250 Reeling Cable? (hệ ký hiệu, BUFLEX-M, NSHTÖU, (N)TSCGEWÖU, TENAX-PUR, R&D polyme) [liên kết]
- FeiChun, PROTOLON(SMK) (N)TSCGEWÖU 6/10 kV 3×25+3×25/3: cáp tang cuốn trung thế cho cẩu container, festoon và thiết bị di động lớn [liên kết]
- FeiChun Cable: thông tin về chứng nhận của công ty.
- Letronic, (N)SHTÖU-J 3×70+3G35/3 0,6/1 kV (kéo tối đa 20 N/mm², R uốn động 6×D, bện textile giữa hai lớp vỏ) [liên kết]
- Faber Kabel, H07RN-F: bảng lực kéo khi lắp đặt (ví dụ 04G16: 960 N = 15 N/mm² × 64 mm²), khối lượng, bán kính uốn theo EN 50565-1 [liên kết]
- LAPP, hướng dẫn lắp đặt ÖLFLEX CRANE (bản tiếng Hà Lan): nhiệt độ cáp khi thả không dưới +5 °C [liên kết]
Tên tiêu chuẩn và thương hiệu của bên thứ ba chỉ dùng để nhận diện kỹ thuật, không hàm ý liên kết. Số liệu các nguồn có thể khác nhau; hãy đối chiếu với phiên bản tiêu chuẩn hiện hành và bảng dữ liệu của FeiChun cho đúng mã và lô hàng.
[…] Cáp tang cuốn, cáp cuộn và cáp kéo lê […]