如何實現(xiàn)運動電纜的長使用壽命

在自動化領域，客戶所需要的高品質能量供應系統(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 80 年代早期開始，工業(yè)自動化令能量供應系統(tǒng)經常超負荷運作，導致電纜無法正常工作，在某些嚴重的情況下，電纜的“ 起旋” 和斷裂導致了整個生產線的停產，造成了巨大的經濟損失。

為了幫助客戶找到解決問題的方法，易格斯決定開發(fā)新產品——高柔性電纜。當時易格斯已經是全球性的跨國公司，具有完整的拖鏈系統(tǒng)產品線。拖鏈和 Chainflex? 系列電纜都來自同一個生產地，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和嚴格的測試。電纜設計理念不斷更新?，F(xiàn)在，我們的目標就是致力于幫助全世界所有廠家的機器都能無故障地持續(xù)運行。

如何預防“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向電纜及運動電纜造成的永久性變形，而這種變形隨即便會導致芯線的斷裂。那么要如何預防“起旋”呢？除了整個拖鏈系統(tǒng)的合理設計，另外一個重要的因素就是電纜結構。從結構設計上看，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，當起旋導致整個系統(tǒng)無法運行時，當初廉價的誘惑就會轉化為高價的錯誤，那么，這些問題究竟是如何產生的呢？讓我們先來看一下這種電纜的結構，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套。在屏蔽電纜中，芯線被羊毛織物或箔金材料包裹。那么，當這樣的一根12芯的電纜進行常規(guī)運行時，會發(fā)生什么情況呢？

當電纜彎曲受力時，電纜的內徑受壓而外徑受拉。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致永久變形。經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)象就產生了。大多數(shù)情況下，電纜會很快斷裂。

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

多束成纜電纜的內部結構是精密的編織結構，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，使得電纜的內部結構具有可靠的穩(wěn)定性，從而使電纜在經受最大彎曲力時，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：

1.保護電纜不受外部干擾

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重損害系統(tǒng)本身或外部系統(tǒng)，所以屏蔽的兩個任務同等重要。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，這些問題是如何產生的呢？

從電纜的內部構造中，我們能夠再次找到答案：電纜的屏蔽是否是為運動著的電纜而設計的呢？

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" 的電纜內部結構中，中間束層由箔金或羊毛織物包裹。我們假設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，但對于運動電纜來說，往往束手無策。電纜運動時羊毛織物或箔金無法在束線層、屏蔽層和護套之間建立聯(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：外露的屏蔽層在運動時屏蔽效果有限，而且運動和材料的膨脹會進一步降低這種效果?？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% 以上的光學屏蔽電纜中，我們通過優(yōu)化內部結構有效降低了這些弱點。實際上所有的 Chainflex? 屏蔽電纜，都在絞線結構外部添加了強力擠壓成型的內護套。這第二層護套完成了兩個任務：

它保持了絞線的緊密，像管槽一樣引導不同的芯線。

為緊密的屏蔽層提供了穩(wěn)固的圓形基礎。

屏蔽電纜的損壞和預防方法

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載必須被考慮進去。不合理的屏蔽層編織角度會進一步增加張力負載，導致屏蔽層的破損。由此會造成屏蔽效果減弱，當鋒利的電纜尾部戳穿羊毛織物或箔金材料接觸到芯線時，甚至會造成短路。在此，我們推薦您一個有用的小訣竅：如果將絕緣層剝去，就能夠很容易地將屏蔽層推回到護套內，但這樣的屏蔽層無法適用于能源供應系統(tǒng)中，運動著的高柔性電纜。當然，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)定的內護套，屏蔽層不會松弛失效。

在絞線結構中，屏蔽層本身就具有抗扭轉性能。

護套磨損或破損

任何內部結構的缺陷都很難從外部察覺，但護套的問題肉眼可以直接觀察到。護套是電纜精密內部結構的第一層保護。這就是為什么破裂、磨損和膨脹變形的護套是非常嚴重的質量問題。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套，供客戶根據(jù)其機械的相應工作環(huán)境進行選擇。

甲胄式擠壓成型護套

制造工藝和材料同樣是決定產品質量的重要因素。在一些所謂的適用于拖鏈的電纜中，護套通常成管狀型，因此無法在長期的彎曲過程中，提供絞線結構必要的支持，從而使絞線結構易于分裂。

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套。

這種護套可確保電纜在運動時，其芯線不會松開。原因是該護套是通過特別大的壓力擠壓而成，它就像是一個導向槽，對芯線的運動起到了導向作用，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量保證：

中心去應力設計

多束成纜結構

屏蔽電纜中采用甲胄式擠壓成型的內護套

全屏蔽絕緣編織網

優(yōu)化的屏蔽編織角度

甲胄式擠壓成型的護套