如何实现运动电缆的长使用寿命

在自动化领域，客户所需要的高品质能量供应系统要求长时间稳定可靠地工作，因此，它需要系统中所有的元件都具有可靠性，包括用于该系统中的电缆。从上世纪 80 年代早期开始，工业自动化令能量供应系统经常超负荷运作，导致电缆无法正常工作，在某些严重的情况下，电缆的“ 起旋” 和断裂导致了整个生产线的停产，造成了巨大的经济损失。

为了帮助客户找到解决问题的方法，易格斯决定开发新产品——高柔性电缆。当时易格斯已经是全球性的跨国公司，具有完整的拖链系统产品线。拖链和 Chainflex? 系列电缆都来自同一个生产地，并且有根据实际工作环境提供的系统保证，凭借 1989 年以来不断积累的技术和严格的测试。电缆设计理念不断更新。现在，我们的目标就是致力于帮助全世界所有厂家的机器都能无故障地持续运行。

如何预防“起旋”现象？

这里的“corkscrews”并非指品酒师手里有用的器具，它是指过度的拉伸对导向电缆及运动电缆造成的永久性变形，而这种变形随即便会导致芯线的断裂。那么要如何预防“起旋”呢？除了整个拖链系统的合理设计，另外一个重要的因素就是电缆结构。从结构设计上看，分层芯线和成束芯线电缆具有明显的差异。

分层成缆电缆的特点

分层成缆的电缆易于制造，是所谓的“适用于拖链”的低价电缆。但是，当起旋导致整个系统无法运行时，当初廉价的诱惑就会转化为高价的错误，那么，这些问题究竟是如何产生的呢？让我们先来看一下这种电缆的结构，见图 1。

在分层成缆的电缆中，电缆的芯线大多围绕中心线被紧紧围绞成几层，外面则包裹着管状护套。在屏蔽电缆中，芯线被羊毛织物或箔金材料包裹。那么，当这样的一根12芯的电缆进行常规运行时，会发生什么情况呢？

当电缆弯曲受力时，电缆的内径受压而外径受拉。起初由于材料的弹性，电缆能正常工作，但不久之后，材料就会因为过度受力而导致永久变形。经过这种特殊的挤压过程，电缆的芯线形成不同的受压和拉伸区域。起旋现象就产生了。大多数情况下，电缆会很快断裂。

我们从1989年起花费巨额资金对多束成缆的电缆进行了数百万次的有效测试。

多束成缆电缆的内部结构是精密的编织结构，从而基本解决了前面提到的问题。这里的litz电缆先是由一种特殊的沥青绞合成缆，再将芯线单独编绞成束。下一步是将芯线围绕一个抗拉材料做的中心编绞成束，从而制成了真正的中央芯线，见图 2。

多亏了这种多重合绞成束的工艺，芯线可以多次改变弯曲电缆的内径和外径。此外，高度紧拉的中心线周围的拉力和压力彼此平衡，使得电缆的内部结构具有可靠的稳定性，从而使电缆在经受最大弯曲力时，也能保持稳定，见图 3。

什么是EMC问题和屏蔽线破损?

原则上，电缆屏蔽必须完成两个任务：

1.保护电缆不受外部干扰

2.在把干扰传送到外部之前，将干扰屏蔽

由于错误的干扰会严重损害系统本身或外部系统，所以屏蔽的两个任务同等重要。此外，更重要的问题是，不正确的屏蔽从外观无法察觉，这使故障检修系统的工作变得非常困难。那么，这些问题是如何产生的呢？

从电缆的内部构造中，我们能够再次找到答案：电缆的屏蔽是否是为运动着的电缆而设计的呢？

屏蔽静止的电缆十分简单，但是要确保有效屏蔽持续运动着的电缆就会困难很多。在一些所谓的“适合拖链" 的电缆内部结构中，中间束层由箔金或羊毛织物包裹。我们假设这种束层能将芯线和屏蔽带隔离，然而，对于静止电缆，它或许行之有效，但对于运动电缆来说，往往束手无策。电缆运动时羊毛织物或箔金无法在束线层、屏蔽层和护套之间建立联系，而在压力下还会分裂成片。由此利用金属屏蔽、橡胶绝缘芯线屏蔽漏电的方法开始逐渐被采纳。

但是这些屏蔽层的制造非常费时而且成本又高，于是制造商又改用外部屏蔽编织带或者简易的电线包裹。这种方法的缺点非常明显：外露的屏蔽层在运动时屏蔽效果有限，而且运动和材料的膨胀会进一步降低这种效果。可见，屏蔽层的种类是十分重要的，然而在一些产品目录中甚至都没有提到。

在易格斯大约 70% 以上的线屏蔽和 90% 以上的光学屏蔽电缆中，我们通过优化内部结构有效降低了这些弱点。实际上所有的 Chainflex? 屏蔽电缆，都在绞线结构外部添加了强力挤压成型的内护套。这第二层护套完成了两个任务：

它保持了绞线的紧密，像管槽一样引导不同的芯线。

为紧密的屏蔽层提供了稳固的圆形基础。

屏蔽电缆的损坏和预防方法

在屏蔽层的制造过程中，有许多的正确或不正确的工艺。其中很重要的一个参数就是屏蔽层的编织角度。

在用于拖链的电缆中，电缆外径的屏蔽层所承受的负载必须被考虑进去。不合理的屏蔽层编织角度会进一步增加张力负载，导致屏蔽层的破损。由此会造成屏蔽效果减弱，当锋利的电缆尾部戳穿羊毛织物或箔金材料接触到芯线时，甚至会造成短路。在此，我们推荐您一个有用的小诀窍：如果将绝缘层剥去，就能够很容易地将屏蔽层推回到护套内，但这样的屏蔽层无法适用于能源供应系统中，运动着的高柔性电缆。当然，易格斯能够提供这些问题的直接解决方案：度能够有效地抵消张力，因而非常适用于拖链。

由于稳定的内护套，屏蔽层不会松弛失效。

在绞线结构中，屏蔽层本身就具有抗扭转性能。

护套磨损或破损

任何内部结构的缺陷都很难从外部察觉，但护套的问题肉眼可以直接观察到。护套是电缆精密内部结构的第一层保护。这就是为什么破裂、磨损和膨胀变形的护套是非常严重的质量问题。为了避免这样的问题，易格斯提供了七种不同材料的电缆护套，供客户根据其机械的相应工作环境进行选择。

甲胄式挤压成型护套

制造工艺和材料同样是决定产品质量的重要因素。在一些所谓的适用于拖链的电缆中，护套通常成管状型，因此无法在长期的弯曲过程中，提供绞线结构必要的支持，从而使绞线结构易于分裂。

易格斯作为拖链系统的首家制造商，因此而研发了一种甲胄式挤压成型护套。

这种护套可确保电缆在运动时，其芯线不会松开。原因是该护套是通过特别大的压力挤压而成，它就像是一个导向槽，对芯线的运动起到了导向作用，同时还起到了支撑作用。因而非常适用于拖链。

适用于拖链的高柔性电缆的质量保证：

中心去应力设计

多束成缆结构

屏蔽电缆中采用甲胄式挤压成型的内护套

全屏蔽绝缘编织网

优化的屏蔽编织角度

甲胄式挤压成型的护套