Nejjednodušším kabelem je pevný drát s plastovým pláštěm. Lze jej ohnout a tento ohyb vydrží, pokud se to nebude dělat příliš často, jinak se drát zlomí. Takové jednoduché kabely se vyskytují v domácích instalacích. Jakmile je kabel položen, zůstane na svém místě po celá desetiletí. Takové plné dráty nejsou vhodné pro mnoho dalších aplikací, kde musí být kabely pružné a elastické.
Zjistěte, co jsou flexibilní a vysoce flexibilní kabely, jak se liší, jak jsou konstruovány, jaké mají vlastnosti a kdy a kde se používají.
Co jsou flexibilní a vysoce flexibilní kabely?
Absolutní většina všech napájecích, ovládacích a datových kabelů LAPP je flexibilní. Stupeň flexibility, tj. stupeň pohyblivosti a ohybu kabelu, však závisí na konstrukci a vlastnostech materiálu. Některé kabely umožňují pouze příležitostný ohyb, zatímco jiné umožňují i více než milion ohybů. Některé kabely jsou navíc optimalizované pro namáhání axiálním pohybem, tzv. zkrutem.
Objevte baleríny mezi kabely!
Věděli jste to?
Jak se pohybují flexibilní a vysoce flexibilní kabely a kde se používají?
Pokud kabely zůstanou v poloze, ve které byly také instalovány, mluvíme o pevném uložení a statickém použití. Tyto kabely pro pevné uložení, které se typicky používají pro instalaci v budovách, se pohybují pouze při údržbě, opravách nebo renovacích. Výsledkem je, že tyto kabely nejsou vystaveny prakticky žádnému pohybu a především žádnému trvalému pohybovému zatížení.
V průmyslovém prostředí je mnohem častější, že se kabely pohybují téměř vždy a všude: na pohyblivých částech strojů nebo obráběcích stanicích výrobních linek, ve vlečných řetězech, na robotech, ve větrných elektrárnách a na ropných plošinách, ve vozidlech a motorech, na jeřábech a užitkových vozidlech – i v aplikacích, kde se vyskytují vibrace.
Podívejme se na typické namáhání pohybem, kterému mohou být vystaveny kabely navržené pro flexibilní použití nebo vysoce flexibilní použití:
Flexibilní vedení kabelů
Kabely jsou při tom vystaveny podmínkám příležitostného, nevynuceného pohybu.
Typické aplikace
Obráběcí stroje, ruční elektrické přístroje, přenosné elektrické přístroje, časté navíjení a odvíjení kabelových bubnů atd.
Ohýbání (lineární pohyb)
Kabely jsou trvale vystaveny zatížení, které vyplývá z ohybového namáhání.
Typické aplikace
V horizontálních a vertikálních vlečných řetězech automatizovaných aplikací – jedno z nejvíce namáhaných míst pro kabel.
Napájecí, servo a datové kabely zde leží blízko sebe a pohybují se tam a zpět v pracovním cyklu stroje. Někdy i rychleji než pět metrů za sekundu při více než pětinásobném gravitačním zrychlení. (5x 9,81 m/s²). Kabely jsou uloženy ve vlečném řetězu tak, aby byly ohýbány pouze v jednom směru.
Torze (trojrozměrný pohyb)
Kabely jsou trvale vystaveny zátěži vyplývající z torzního pohybu.
Typické aplikace
V smyčce mezi gondolou a věží větrné elektrárny dochází k mírnému, pomalému kroucení.
Naproti tomu mnoho průmyslových robotů je mnohem dynamičtějších a rychlejších. Zde se kabely otáčejí kolem sebe s velkými torzními úhly a jsou rovněž vystaveny vysokým rychlostem otáčení a intenzivnímu ohýbání. Kabely jsou určeny pro 3D pohyby.
Co přesně je torze?
Pod pojmem torze není míněno ohýbání kabelu, tj. ohnutí nebo zakřivení, nýbrž podélné otáčení kabelu v určitém torzním úhlu kolem sebe. Tento torzní úhel je specifikován ve stupních na metr délky kabelu. Typická hodnota je 360°/m. Takový kabel lze zkroutit jednou kolem své osy na metr délky, aniž by došlo k jeho poškození – a to v obou směrech. To platí pro kabely bez stínění; se stíněním je tato hodnota obvykle 180° nebo půl otáčky na metr.
Pohybové namáhání zkrutem může působit na kabel buď pouze axiálně, ale to se stává zřídka, nebo, a to je mnohem častější případ, jde o kombinaci současného ohýbání a kroucení.
V trvale pohyblivých aplikacích působí na kabely často silné síly. Musí být připraveny na velká zrychlení, prudká brzdění a rychlé změny směru.
Jak jsou konstruovány vysoce flexibilní kabely?
Vysoce flexibilní (datové) kabely jsou obvykle určeny buď pro lineární namáhaní, které se vyskytuje ve vlečných řetězech, nebo pro torzní namáhání, které je způsobeno převážně průmyslovými roboty. Existuje jen málo kabelů, které odolávají jak ohybu, tak i torznímu namáhání po celou dobu své životnosti. Můžete je identifikovat na adrese LAPP pomocí názvu produktu ROBOT.
Které vlastnosti jsou životně důležité pro kabely do vlečných řetězů?
Aby kabely mohly být považovány za vhodné pro použití ve vlečných řetězech, musí splňovat řadu požadavků:
Jednotlivé žíly kabelů pro vlečné řetězy jsou stočeny s různými délkami zkrutu, v závislosti na požadované flexibilitě.
Jednotlivé dráty i žíly jsou stočeny, protože to zlepšuje flexibilitu. Pokud by všechny dráty a žíly vedly paralelně, při každém ohybu kabelu by se dráty a žíly na vnější straně natáhly a dráty a žíly na vnitřní straně by se stlačily. Kabel by byl velmi tuhý, jednotlivé vodiče by mohly prasknout, případně by se mohly posunout celé vrstvy žil a dojít k předčasnému selhání v důsledku vzniku deformace ve tvaru vývrtky. Platí následující zásada:
čím kratší délka zkrutu, tzn. stočení žil, tím ohebnější je kabel
Která konstrukce kabelu dominuje v robotických a torzních kabelech?
Za předpokladu, že to poloměry ohybu dovolují, mohou být ve vlečných řetězech použity speciální robotické kabely stejně jako vysoce flexibilní kabely, kde působí na kabely lineární nepřetržité ohybové pohyby s pevně definovanými parametry. Naopak kabely do vlečných řetězů nelze použít v trojrozměrném provozu robota. To je způsobeno konstrukcí a lze to zjednodušeně vysvětlit pohledem na základní konstrukci kabelů do vlečných řetězů a kabelů pro roboty.
U kabelů do vlečných řetězů platí následující zásada: čím kratší je délka zkrutu, tj. stočení žil, tím ohebnější je stočený svazek. Právě naopak je tomu u kabelů pro roboty, neboť čím větší délka zkrutu, tím šetrněji mohou být zkruty absorbovány. Je-li totiž délka zkrutu příliš krátká, může se žíla během trojrozměrných pohybů zlomit.
Kabely pro roboty mají na vnější vrstvě a v některých případech také mezi vrstvami kluzné fólie, aby se svazek žil pod pláštěm mohl při zkrutu snadno pohybovat.
Kromě toho se vnější plášť obvykle vyrábí jako hadicové vytlačování, a ne jako tlakové vytlačování, aby se usnadnilo otáčení svazku žil.
Které parametry aplikace musí být dodrženy?
Výše uvedené vlastnosti mají významný vliv na následující parametry aplikace, které je třeba vzít v úvahu při výběru kabelu.
Poznámka: vlečný řetěz musí být vždy navržen v souladu s vlastnostmi kabelu/hadice a nikdy naopak. Avšak životnost kabelů ve vlečném řetězu do značné míry závisí na správné instalaci ve vlečném řetězu, typu řetězu a kvalitě řetězu.
Relevantní pro vlečné řetězy
Do jaké míry lze kabel ohýbat? Poloměr ohybu má rozhodující vliv na životnost: čím menší je poloměr ohybu, tím větší je zatížení kabelu.
Relevantní pro vlečné řetězy
Délka pojezdu udává délku v metrech, ve které může být kabel do vlečného řetězu instalován vodorovně nebo svisle zavěšený.
Relevantní pro vlečné řetězy
Jakou rychlostí je kabel v energetickém řetězu vystaven? Připojovací a ovládací kabely a také datové kabely jsou obvykle vhodné pro rychlosti do 10 m/s.
Jakému zrychlení je kabel vystaven?
Datové kabely se obecně zrychlují až do 10 m/s2. U připojovacích a ovládacích kabelů je možné zrychlení až 80 m/s2.
Relevantní pro vlečné řetězy
Kolika cyklům ohybu odolá kabel vlečného řetězu ve vlečném řetězu? To znamená, jak často jej lze ohýbat, aniž by byly patrné poruchy funkce Naše kabely do vlečných řetězů jsou testovány na několik miliónů cyklů ohybu. Skutečný počet do značné míry závisí na použitých parametrech řetězu a převažujících místních podmínkách prostředí.
Kolika cyklům ohybu odolá kabel vlečného řetězu ve vlečném řetězu? To znamená, jak často jej lze ohýbat, aniž by byly patrné poruchy funkce Naše kabely do vlečných řetězů jsou testovány na několik miliónů cyklů ohybu. Skutečný počet do značné míry závisí na použitých parametrech řetězu a převažujících místních podmínkách prostředí.
Relevantní pro torzní aplikace
Kolik torzních cyklů zvládne torzní kabel v dané aplikaci? To znamená, kolikrát lze kabel otáčet v axiálním směru v uvedeném úhlu, aniž by došlo k poruše funkce. Naše torzní kabely jsou testovány na několik miliónů torzních cyklů. Skutečný počet do značné míry závisí na převažujících místních podmínkách prostředí.
- Jaké teploty převažují v aplikaci?
- Jaké vlhkosti je kabel vystaven?
- Bude se kabel používat uvnitř nebo venku?
- Jsou přítomny oleje nebo chemické látky?
- Jaký je převládající stupeň znečištění?
Jak flexibilní jsou optické kabely?
Optické kabely jsou první volbou pro velmi vysoké rychlosti přenosu dat na dlouhé vzdálenosti. Jsou vyrobeny z plastových optických vláken (POF) pro kratší vzdálenosti do 70 metrů, skleněných vláken potažených plastem (PCF) pro vzdálenosti do 100 metrů a skleněných vláken pro ještě větší vzdálenosti a aplikace vyžadující nejvyšší rychlosti přenosu dat. V zásadě jsou všechny typy vláken vhodné pro pohyblivé použití, pokud jsou dodržovány doporučené poloměry ohybu. Pak se nemusíte bát, že by se skleněné vlákno mohlo štěpit. Pro dosažení co nejvyššího přenosového výkonu by však měl být poloměr ohybu u optických kabelů minimálně 15násobně větší než jejich průměr. Při menším poloměru ohybu se sice kabel nezlomí, ale zvyšuje se útlum, což znamená, že se světlo v malém rádiusu ztrácí a tím trpí kvalita signálu. To, jak dobře kabel z optických vláken odolává pohybu, závisí do značné míry na materiálech, které vlákno obklopují. Často se jedná o aramidy, tedy textilní vlákna, která dodávají neprůstřelným vestám nebo plastům vyztuženým vlákny jejich speciální vlastnosti. Pokud je optický kabel natahován, textilní pouzdro absorbuje tahovou sílu a zabraňuje tak jeho protažení.
Jak jsou testovány vysoce flexibilní datové kabely?
Rozhodující není to, co je na papíře, nýbrž to, co se stane za reálných podmínek. „V testovacím středisku LAPP se proto testy provádějí tak, aby se výsledky vztahovaly na mnoho reálných aplikací a my nemuseli dělat falešné sliby.“
Naše vysoce flexibilní kabely – výběr
S vysoce flexibilními kabely LAPP můžete zajistit produktivitu svých strojů a zařízení.
V pohyblivých aplikacích a konkrétně tam, kde k pohybu nakonec dochází, je nutné, aby každá nejmenší součást byla pohyblivá. Namáhání nesmí v žádném případě způsobit poškození. Neboť jen když všechny komponenty dostatečně dlouho odolávají až do doby nezbytné údržby, tzn. že jsou k dispozici a poskytují žádanou funkci, lze docílit vysoké efektivity celého zařízení.
Vysoce flexibilní připojovací a ovládací kabely naší značkové řady produktů ÖLFLEX®
Proud? - Základní síla, bez níž by stroj vůbec nefungoval.
Signály? – Tvůrci rozhodnutí, kteří určují, jak stroj funguje.
Vysoce flexibilní ethernetové datové kabely naší značkové řady produktů ETHERLINE®
Extrémně odolné, vysoce flexibilní nebo pozoruhodně zatížitelné na zkrut – to jsou naše datové kabely ETHERLINE® s různými přenosovými vlastnostmi (výkon podle kategorie kabelů „CAT“). Rozhodující vliv na následnou oblast použití má konkrétní konstrukce kabelu (2 nebo 4 páry, fólie nad svazkem žil, s nebo bez křížového separátoru, mnohé s konstrukcí „Fast Connect“ a vnitřním pláštěm, materiál pláště PVC nebo PUR).
Vysoce flexibilní sběrnicové datové kabely naší značkové řady produktů UNITRONIC®
Také sběrnicové systémy vyžadují dynamické použití kabelů. Vysoká odolnost proti elektromagnetickému rušení je samozřejmostí. Aby se zabránilo chybám při přenosu signálu, je nutné vždy zvolit správné kabely. Následující tabulka poskytuje stručný přehled vysoce flexibilních datových kabelů pro sběrnicové systémy PROFIBUS a CAN.
Vysoce flexibilní optické kabely naší značkové žady produktů HITRONIC®
Aby optické kabely odolávaly náročnému ohybovému namáhání, je nutné používat výrobky, které jsou obzvláště elastické a mechanicky odolné. Pro tento účel jsou ideální optické kabely s plastovým pláštěm a vysoce kvalitním vnějším pláštěm z PUR. Velké poloměry ohybu umožňují použití ve vlečném řetězu bez obav z optických ztrát při přenosu dat. Níže najdete naše nejlepší doporučení: