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　　如何實現(xiàn)運(yùn)動電纜的長使用壽命

在自動化領(lǐng)域，客戶所需要的高品質(zhì)能量供應(yīng)系統(tǒng)要求長時間穩(wěn)定可靠地工作，因此，它需要系統(tǒng)中所有的元件都具有可靠性，包括用于該系統(tǒng)中的電纜。從上世紀(jì) 80 年代早期開始，工業(yè)自動化令能量供應(yīng)系統(tǒng)經(jīng)常超負(fù)荷運(yùn)作，導(dǎo)致電纜無法正常工作，在某些嚴(yán)重的情況下，電纜的“ 起旋” 和斷裂導(dǎo)致了整個生產(chǎn)線的停產(chǎn)，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

為了幫助客戶找到解決問題的方法，易格斯決定開發(fā)新產(chǎn)品——高柔性電纜。當(dāng)時易格斯已經(jīng)是全球性的跨國公司，具有完整的拖鏈系統(tǒng)產(chǎn)品線。拖鏈和 Chainflex? 系列電纜都來自同一個生產(chǎn)地，并且有根據(jù)實際工作環(huán)境提供的系統(tǒng)保證，憑借 1989 年以來不斷積累的技術(shù)和嚴(yán)格的測試。電纜設(shè)計理念不斷更新?，F(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)器都能無故障地持續(xù)運(yùn)行。

如何預(yù)防“起旋”現(xiàn)象？

這里的“corkscrews”并非指品酒師手里有用的器具，它是指過度的拉伸對導(dǎo)向電纜及運(yùn)動電纜造成的永久性變形，而這種變形隨即便會導(dǎo)致芯線的斷裂。那么要如何預(yù)防“起旋”呢？除了整個拖鏈系統(tǒng)的合理設(shè)計，另外一個重要的因素就是電纜結(jié)構(gòu)。從結(jié)構(gòu)設(shè)計上看，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

分層成纜的電纜易于制造，是所謂的“適用于拖鏈”的低價電纜。但是，當(dāng)起旋導(dǎo)致整個系統(tǒng)無法運(yùn)行時，當(dāng)初廉價的誘惑就會轉(zhuǎn)化為高價的錯誤，那么，這些問題究竟是如何產(chǎn)生的呢？讓我們先來看一下這種電纜的結(jié)構(gòu)，見圖 1。

在分層成纜的電纜中，電纜的芯線大多圍繞中心線被緊緊圍絞成幾層，外面則包裹著管狀護(hù)套。在屏蔽電纜中，芯線被羊毛織物或箔金材料包裹。那么，當(dāng)這樣的一根12芯的電纜進(jìn)行常規(guī)運(yùn)行時，會發(fā)生什么情況呢？

當(dāng)電纜彎曲受力時，電纜的內(nèi)徑受壓而外徑受拉。起初由于材料的彈性，電纜能正常工作，但不久之后，材料就會因為過度受力而導(dǎo)致永久變形。經(jīng)過這種特殊的擠壓過程，電纜的芯線形成不同的受壓和拉伸區(qū)域。起旋現(xiàn)象就產(chǎn)生了。大多數(shù)情況下，電纜會很快斷裂。

我們從1989年起花費(fèi)巨額資金對多束成纜的電纜進(jìn)行了數(shù)百萬次的有效測試。

多束成纜電纜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是精密的編織結(jié)構(gòu)，從而基本解決了前面提到的問題。這里的litz電纜先是由一種特殊的瀝青絞合成纜，再將芯線單獨編絞成束。下一步是將芯線圍繞一個抗拉材料做的中心編絞成束，從而制成了真正的中央芯線，見圖 2。

多虧了這種多重合絞成束的工藝，芯線可以多次改變彎曲電纜的內(nèi)徑和外徑。此外，高度緊拉的中心線周圍的拉力和壓力彼此平衡，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，也能保持穩(wěn)定，見圖 3。

什么是EMC問題和屏蔽線破損?

原則上，電纜屏蔽必須完成兩個任務(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，將干擾屏蔽

由于錯誤的干擾會嚴(yán)重?fù)p害系統(tǒng)本身或外部系統(tǒng)，所以屏蔽的兩個任務(wù)同等重要。此外，更重要的問題是，不正確的屏蔽從外觀無法察覺，這使故障檢修系統(tǒng)的工作變得非常困難。那么，這些問題是如何產(chǎn)生的呢？

從電纜的內(nèi)部構(gòu)造中，我們能夠再次找到答案：電纜的屏蔽是否是為運(yùn)動著的電纜而設(shè)計的呢？

屏蔽靜止的電纜十分簡單，但是要確保有效屏蔽持續(xù)運(yùn)動著的電纜就會困難很多。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。我們假設(shè)這種束層能將芯線和屏蔽帶隔離，然而，對于靜止電纜，它或許行之有效，但對于運(yùn)動電纜來說，往往束手無策。電纜運(yùn)動時羊毛織物或箔金無法在束線層、屏蔽層和護(hù)套之間建立聯(lián)系，而在壓力下還會分裂成片。由此利用金屬屏蔽、橡膠絕緣芯線屏蔽漏電的方法開始逐漸被采納。

但是這些屏蔽層的制造非常費(fèi)時而且成本又高，于是制造商又改用外部屏蔽編織帶或者簡易的電線包裹。這種方法的缺點非常明顯：外露的屏蔽層在運(yùn)動時屏蔽效果有限，而且運(yùn)動和材料的膨脹會進(jìn)一步降低這種效果?？梢?，屏蔽層的種類是十分重要的，然而在一些產(chǎn)品目錄中甚至都沒有提到。

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，我們通過優(yōu)化內(nèi)部結(jié)構(gòu)有效降低了這些弱點。實際上所有的 Chainflex? 屏蔽電纜，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)套完成了兩個任務(wù)：

它保持了絞線的緊密，像管槽一樣引導(dǎo)不同的芯線。

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

在屏蔽層的制造過程中，有許多的正確或不正確的工藝。其中很重要的一個參數(shù)就是屏蔽層的編織角度。

在用于拖鏈的電纜中，電纜外徑的屏蔽層所承受的負(fù)載必須被考慮進(jìn)去。不合理的屏蔽層編織角度會進(jìn)一步增加張力負(fù)載，導(dǎo)致屏蔽層的破損。由此會造成屏蔽效果減弱，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，甚至?xí)斐啥搪?。在此，我們推薦您一個有用的小訣竅：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)，但這樣的屏蔽層無法適用于能源供應(yīng)系統(tǒng)中，運(yùn)動著的高柔性電纜。當(dāng)然，易格斯能夠提供這些問題的直接解決方案：度能夠有效地抵消張力，因而非常適用于拖鏈。

由于穩(wěn)定的內(nèi)護(hù)套，屏蔽層不會松弛失效。

在絞線結(jié)構(gòu)中，屏蔽層本身就具有抗扭轉(zhuǎn)性能。

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，但護(hù)套的問題肉眼可以直接觀察到。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、磨損和膨脹變形的護(hù)套是非常嚴(yán)重的質(zhì)量問題。為了避免這樣的問題，易格斯提供了七種不同材料的電纜護(hù)套，供客戶根據(jù)其機(jī)械的相應(yīng)工作環(huán)境進(jìn)行選擇。

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，護(hù)套通常成管狀型，因此無法在長期的彎曲過程中，提供絞線結(jié)構(gòu)必要的支持，從而使絞線結(jié)構(gòu)易于分裂。

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。

這種護(hù)套可確保電纜在運(yùn)動時，其芯線不會松開。原因是該護(hù)套是通過特別大的壓力擠壓而成，它就像是一個導(dǎo)向槽，對芯線的運(yùn)動起到了導(dǎo)向作用，同時還起到了支撐作用。因而非常適用于拖鏈。

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

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