T+T
T e c h n i k a a t r h
4 / 2 0 1 6
Požadavky
na kabely rostou
d
Energetické řetězy se používají stále čas-
těji v závislosti na tom, jak se zvyšuje au-
tomatizace v průmyslové výrobě. Rostou
tak požadavky na kabely, které zásobují
pohyblivé části stroje energií, přenáší data
a média. Současně jsou kladeny stále vyšší
požadavky na zvyšování rychlosti a akcele-
raci. Rozpětí pohybů je od jednoduchých
horizontálních a vertikálních zdvihů až po
vícenásobné, komplexní rotační pohyby
pro šestiosé robotické aplikace. Bez ohledu
na aplikace, jak řetězová tak kabelová uchy-
cení musí provádět specifické pohyby.
Není proto náhodou, že je systém někdy
označován jako „pupeční šňůra stroje“.
Nicméně, to znamená, že spolehlivost a ži-
votnost kabelu může být limitující prvek,
který ovlivní spolehlivost celého systému.
Materiál a konstrukce kabelu musí být
přizpůsobeny energetickému řetězu, aby
kabely odolaly mechanickému zatížení mi-
lionu cyklů bez toho, aniž by selhaly kvůli
opotřebení z důvodu nechvalně známého
vývrtkového efektu po několika tisících vy-
konaných pohybech.
Můžeme předvídat životnost?
d
Nicméně provozní zkušenosti ukazují,
že i vysoce flexibilní kabely rychle do-
sáhnou svého limitního zatížení v po-
hybu při použití v energetickém řetě-
zu. To nevyhnutelně vede k následující
otázce: Lze předvídat životnost? Běžné
standardní testy prováděné společnost-
mi VDE, IEC a UL, nedokáží uspokojivě
odpovědět. Existuje několik známých
testovacích společností a normalizač-
ních institutů. Nicméně tyto společnosti
aplikují testované kabely příliš obecně
a nezahrnují specifické požadavky kla-
dené na soustavný pohyb v řetězu. Ani
únavové zkoušky ohybem jako u VDE
ani standardní zkouška opotřebení ne-
uspokojuje požadavky pro kombinaci
řetězu a kabelu. Při únavové zkoušce
ohybem je známo, že sekvence pohybů
je úplně jiná, než je sekvence pohybů
kabelu umístěného v energetickém řetě-
zu. Zkušenosti firmy igus
®
nám ukázaly,
že mnoho kabelových konstrukcí, které
snadno odpovídaly požadavkům, skon-
čily neúspěšně při testech prováděných
ve skutečných podmínkách.
I standardní zkoušku opotřebení, při
které se používá brusný papír, jehly
nebo ostří, lze použít jen pro obecné
srovnání. Test není vhodný zejména
pro určení životnosti materiálu pláště
v energetickém řetězu. Nás však zají-
má opotřebení materiálu v případě, kdy
jsou oba komponenty – materiál kabelu
a materiál řetězu – testovány společně
a následně jsou sobě přizpůsobeny.
U těchto typů testů se materiál pláště
kabelů tře o materiál řetězu ve snaze
zjistit stupeň opotřebení. Kabely s mo-
derními materiály pláště jako je PVC,
PUR a TPE byly vyvinuty právě na zákla-
dě výsledků těchto testů. Tyto materiály
se vyznačují minimálním opotřebením
v porovnání se standardními PVC kabe-
ly a poskytují optimální výkon při pou-
žití v energetickém řetězu.
Kromě množství různých materiálů se
v průběhu času značně změnila i kon-
strukce kabelů pro pohyblivé aplikace.
Toto vedlo například k vývoji kabelů sple-
tených do svazků, což byl vždy případ
ocelových kabelů. V celkovém procesu
jsou vlákna spletená do jednotlivých svaz-
ků, které obsahují tři, čtyři nebo pět vlá-
ken, jež jsou spletena do sebe. Pro velké
kabelové konstrukce se toto uskutečňuje
kolem jádra pro odlehčení tahu. Výsled-
kem je kabel, který je sestaven pro pohyb
a je ideální pro použití v energetickém
řetězu. Na rozdíl od kabelu s vrstvenými
oplety se každé z vláken v energetickém
řetězu v tomto případě pohybuje stejnou
měrou na vnitřním i vnějším poloměru.
60
komponenty
I
materiály
I
plasty
TESTY KABELŮ
Bez reálných podmínek to nejde
Kabely jsou vystaveny zvýšenému pnutí, zvláště
pokud se používají v pohyblivých aplikacích. Tento
fakt je obzvláště umocněn, pokud jsou kabely
instalovány do energetického řetězu. Běžné
standardní testy pro určování životnosti často neberou
v úvahu provozní zkušenosti.
Autor: Rainer Rössel, vedoucí divize chainflex Cables společnosti igus,
kterou v Česku výhradně zastupuje společnost HENNLICH
Dva na pohled identické produkty. Tyrkysové kabely podlehly opotřebení po méně než 2,5 milionech cyklů
s extrémním opotřebením pláště a dokonce i s jeho zlomením, zdroj: igus
Pohled v průřezu opletu ve svazcích. Stejně jako
v kovových konstrukcích kabelu i tady jsou všechna
vlákna namáhána stejně, zdroj: igus
