如何實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)電纜的長(zhǎng)使用壽命
在自動(dòng)化領(lǐng)域谷饿,客戶所需要的高品質(zhì)能量供應(yīng)系統(tǒng)要求長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定可靠地工作未荒,因此,它需要系統(tǒng)中所有的元件都具有可靠性接箫,包括用于該系統(tǒng)中的電纜。從上世紀(jì) 80 年代早期開(kāi)始朵诫,工業(yè)自動(dòng)化令能量供應(yīng)系統(tǒng)經(jīng)常超負(fù)荷運(yùn)作辛友,導(dǎo)致電纜無(wú)法正常工作,在某些嚴(yán)重的情況下剪返,電纜的“ 起旋” 和斷裂導(dǎo)致了整個(gè)生產(chǎn)線的停產(chǎn)废累,造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
為了幫助客戶找到解決問(wèn)題的方法脱盲,易格斯決定開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品——高柔性電纜邑滨。當(dāng)時(shí)易格斯已經(jīng)是全球性的跨國(guó)公司,具有完整的拖鏈系統(tǒng)產(chǎn)品線钱反。拖鏈和 Chainflex? 系列電纜都來(lái)自同一個(gè)生產(chǎn)地掖看,并且有根據(jù)實(shí)際工作環(huán)境提供的系統(tǒng)保證,憑借 1989 年以來(lái)不斷積累的技術(shù)和嚴(yán)格的測(cè)試冷泵。電纜設(shè)計(jì)理念不斷更新∧侔疲現(xiàn)在,我們的目標(biāo)就是致力于幫助全世界所有廠家的機(jī)器都能無(wú)故障地持續(xù)運(yùn)行。
如何預(yù)防“起旋”現(xiàn)象往蚕?
這里的“corkscrews”并非指品酒師手里有用的器具自凛,它是指過(guò)度的拉伸對(duì)導(dǎo)向電纜及運(yùn)動(dòng)電纜造成的永久性變形,而這種變形隨即便會(huì)導(dǎo)致芯線的斷裂纱栓。那么要如何預(yù)防“起旋”呢费抚?除了整個(gè)拖鏈系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì),另外一個(gè)重要的因素就是電纜結(jié)構(gòu)韭惧。從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上看斟拘,分層芯線和成束芯線電纜具有明顯的差異。
分層成纜電纜的特點(diǎn)
分層成纜的電纜易于制造林狈,是所謂的“適用于拖鏈”的低價(jià)電纜暑赏。但是,當(dāng)起旋導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行時(shí)菜碌,當(dāng)初廉價(jià)的誘惑就會(huì)轉(zhuǎn)化為高價(jià)的錯(cuò)誤贼穆,那么,這些問(wèn)題究竟是如何產(chǎn)生的呢兰粉?讓我們先來(lái)看一下這種電纜的結(jié)構(gòu)故痊,見(jiàn)圖 1。
在分層成纜的電纜中玖姑,電纜的芯線大多圍繞中心線被緊緊圍絞成幾層愕秫,外面則包裹著管狀護(hù)套。在屏蔽電纜中焰络,芯線被羊毛織物或箔金材料包裹戴甩。那么,當(dāng)這樣的一根12芯的電纜進(jìn)行常規(guī)運(yùn)行時(shí)闪彼,會(huì)發(fā)生什么情況呢甜孤?
當(dāng)電纜彎曲受力時(shí),電纜的內(nèi)徑受壓而外徑受拉畏腕。起初由于材料的彈性缴川,電纜能正常工作,但不久之后描馅,材料就會(huì)因?yàn)檫^(guò)度受力而導(dǎo)致永久變形把夸。經(jīng)過(guò)這種特殊的擠壓過(guò)程,電纜的芯線形成不同的受壓和拉伸區(qū)域脸夸。起旋現(xiàn)象就產(chǎn)生了尉武。大多數(shù)情況下,電纜會(huì)很快斷裂期油。
我們從1989年起花費(fèi)巨額資金對(duì)多束成纜的電纜進(jìn)行了數(shù)百萬(wàn)次的有效測(cè)試
多束成纜電纜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是精密的編織結(jié)構(gòu)僧憾,從而基本解決了前面提到的問(wèn)題奈株。這里的litz電纜先是由一種特殊的瀝青絞合成纜,再將芯線單獨(dú)編絞成束荐呵。下一步是將芯線圍繞一個(gè)抗拉材料做的中心編絞成束稿焚,從而制成了真正的中央芯線,見(jiàn)圖 2蔬聚。
多虧了這種多重合絞成束的工藝用动,芯線可以多次改變彎曲電纜的內(nèi)徑和外徑。此外墙违,高度緊拉的中心線周圍的拉力和壓力彼此平衡征蜻,使得電纜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有可靠的穩(wěn)定性,從而使電纜在經(jīng)受最大彎曲力時(shí)诽表,也能保持穩(wěn)定唉锌,見(jiàn)圖 3。
什么是EMC問(wèn)題和屏蔽線破損?
原則上竿奏,電纜屏蔽必須完成兩個(gè)任務(wù):
1.保護(hù)電纜不受外部干擾
2.在把干擾傳送到外部之前袄简,將干擾屏蔽
由于錯(cuò)誤的干擾會(huì)嚴(yán)重?fù)p害系統(tǒng)本身或外部系統(tǒng),所以屏蔽的兩個(gè)任務(wù)同等重要泛啸。此外绿语,更重要的問(wèn)題是,不正確的屏蔽從外觀無(wú)法察覺(jué)候址,這使故障檢修系統(tǒng)的工作變得非常困難吕粹。那么,這些問(wèn)題是如何產(chǎn)生的呢岗仑?
從電纜的內(nèi)部構(gòu)造中匹耕,我們能夠再次找到答案:電纜的屏蔽是否是為運(yùn)動(dòng)著的電纜而設(shè)計(jì)的呢?
屏蔽靜止的電纜十分簡(jiǎn)單荠雕,但是要確保有效屏蔽持續(xù)運(yùn)動(dòng)著的電纜就會(huì)困難很多泌神。在一些所謂的“適合拖鏈" 的電纜內(nèi)部結(jié)構(gòu)中,中間束層由箔金或羊毛織物包裹库樊。我們假設(shè)這種束層能將芯線和屏蔽帶隔離,然而忆和,對(duì)于靜止電纜数壤,它或許行之有效,但對(duì)于運(yùn)動(dòng)電纜來(lái)說(shuō)龟聊,往往束手無(wú)策趣闻。電纜運(yùn)動(dòng)時(shí)羊毛織物或箔金無(wú)法在束線層、屏蔽層和護(hù)套之間建立聯(lián)系暑吹,而在壓力下還會(huì)分裂成片存学。由此利用金屬屏蔽码承、橡膠絕緣芯線屏蔽漏電的方法開(kāi)始逐漸被采納。
但是這些屏蔽層的制造非常費(fèi)時(shí)而且成本又高优生,于是制造商又改用外部屏蔽編織帶或者簡(jiǎn)易的電線包裹城离。這種方法的缺點(diǎn)非常明顯:外露的屏蔽層在運(yùn)動(dòng)時(shí)屏蔽效果有限,而且運(yùn)動(dòng)和材料的膨脹會(huì)進(jìn)一步降低這種效果泪确∧仁常可見(jiàn),屏蔽層的種類是十分重要的敞峭,然而在一些產(chǎn)品目錄中甚至都沒(méi)有提到踊谋。
在易格斯大約 70% 以上的線屏蔽和 90% 以上的光學(xué)屏蔽電纜中,我們通過(guò)優(yōu)化內(nèi)部結(jié)構(gòu)有效降低了這些弱點(diǎn)旋讹。實(shí)際上所有的 Chainflex? 屏蔽電纜殖蚕,都在絞線結(jié)構(gòu)外部添加了強(qiáng)力擠壓成型的內(nèi)護(hù)套。這第二層護(hù)套完成了兩個(gè)任務(wù):
它保持了絞線的緊密沉迹,像管槽一樣引導(dǎo)不同的芯線睦疫。
為緊密的屏蔽層提供了穩(wěn)固的圓形基礎(chǔ)。
屏蔽電纜的損壞和預(yù)防方法
在屏蔽層的制造過(guò)程中胚股,有許多的正確或不正確的工藝笼痛。其中很重要的一個(gè)參數(shù)就是屏蔽層的編織角度。
在用于拖鏈的電纜中琅拌,電纜外徑的屏蔽層所承受的負(fù)載必須被考慮進(jìn)去缨伊。不合理的屏蔽層編織角度會(huì)進(jìn)一步增加張力負(fù)載,導(dǎo)致屏蔽層的破損进宝。由此會(huì)造成屏蔽效果減弱刻坊,當(dāng)鋒利的電纜尾部戳穿羊毛織物或箔金材料接觸到芯線時(shí),甚至?xí)斐啥搪放遴帧T诖艘鬃妫覀兺扑]您一個(gè)有用的小訣竅:如果將絕緣層剝?nèi)ィ湍軌蚝苋菀椎貙⑵帘螌油苹氐阶o(hù)套內(nèi)沫杜,但這樣的屏蔽層無(wú)法適用于能源供應(yīng)系統(tǒng)中悍写,運(yùn)動(dòng)著的高柔性電纜。當(dāng)然垛岛,易格斯能夠提供這些問(wèn)題的直接解決方案:
通過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)所決定的屏蔽層編織角度能夠有效地抵消張力暴艘,因而非常適用于拖鏈。
由于穩(wěn)定的內(nèi)護(hù)套限剩,屏蔽層不會(huì)松弛失效柬沾。
在絞線結(jié)構(gòu)中,屏蔽層本身就具有抗扭轉(zhuǎn)性能魂麦。
護(hù)套磨損或破損
任何內(nèi)部結(jié)構(gòu)的缺陷都很難從外部察覺(jué)住秉,但護(hù)套的問(wèn)題肉眼可以直接觀察到假却。護(hù)套是電纜精密內(nèi)部結(jié)構(gòu)的第一層保護(hù)。這就是為什么破裂睹傻、磨損和膨脹變形的護(hù)套是非常嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題夏跷。為了避免這樣的問(wèn)題,易格斯提供了七種不同材料的電纜護(hù)套桩砰,供客戶根據(jù)其機(jī)械的相應(yīng)工作環(huán)境進(jìn)行選擇拓春。
甲胄式擠壓成型護(hù)套
制造工藝和材料同樣是決定產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素。在一些所謂的適用于拖鏈的電纜中亚隅,護(hù)套通常成管狀型硼莽,因此無(wú)法在長(zhǎng)期的彎曲過(guò)程中,提供絞線結(jié)構(gòu)必要的支持煮纵,從而使絞線結(jié)構(gòu)易于分裂懂鸵。
易格斯作為拖鏈系統(tǒng)的首家制造商,因此而研發(fā)了一種甲胄式擠壓成型護(hù)套行疏。
這種護(hù)套可確保電纜在運(yùn)動(dòng)時(shí)匆光,其芯線不會(huì)松開(kāi)。原因是該護(hù)套是通過(guò)特別大的壓力擠壓而成酿联,它就像是一個(gè)導(dǎo)向槽终息,對(duì)芯線的運(yùn)動(dòng)起到了導(dǎo)向作用,同時(shí)還起到了支撐作用贞让。因而非常適用于拖鏈艺滑。
適用于拖鏈的高柔性電纜的質(zhì)量保證:
中心去應(yīng)力設(shè)計(jì)
多束成纜結(jié)構(gòu)
屏蔽電纜中采用甲胄式擠壓成型的內(nèi)護(hù)套
全屏蔽絕緣編織網(wǎng)
優(yōu)化的屏蔽編織角度
甲胄式擠壓成型的護(hù)套
分層成纜拖鏈電纜的特點(diǎn)
易格斯電纜的芯線編織結(jié)構(gòu)
圍繞中間芯的多束式電纜
“igus" , "Chainflex", “Easy Chain”, “E-Chain”, “Energy Chain”, “Energy Chain System”, “ReadyChain”, “Triflex”, “iglidur”, “igubal”, “DryLin” 和 “Polysorb” 是聯(lián)邦德國(guó)法律保護(hù)商標(biāo),同時(shí)在其它一些國(guó)家也受到當(dāng)?shù)胤杀Wo(hù)砰染。
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