Cykl artykułów o procedurach testowych: Część 1 – Testy skręcania wróć

Poddane ostatecznej próbie – część 1: Testy skręcania

Podczas projektowania kabli i przewodów każdy produkt poddajemy rygorystycznym próbom w naszych laboratoriach badawczych. W pierwszej części naszego cyklu przedstawimy wprowadzenie do testów skręcania.

Kable oraz przewody wykorzystywane w robotach przemysłowych i innych ruchomych częściach maszyn często muszą być odporne na bardzo duże obciążenia spowodowane skręcaniem. Nieustanne, powtarzające się ruchy stanowią poważne wyzwanie dla materiałów. Jednocześnie operatorzy oczekują od komponentów sprawnego i niezawodnego działania przez cały okres eksploatacyjny i nie tolerują przestojów, zakłóceń ani zagrożeń dla bezpieczeństwa.

Z tego powodu HELUKABEL przeprowadza w swoim obiekcie w Windsbach we Frankonii symulacje intensywnych, ciągłych obciążeń skręcających w prawdziwych warunkach eksploatacyjnych, wykorzystując zaawansowane urządzenia badawcze. Ponieważ testy skręcania wykonywane dla niektórych klientów, np. z branży automotive, muszą przebiegać według bardzo precyzyjnych specyfikacji, wykorzystujemy różne rodzaje aparatów. Jak wynika z przeprowadzonych prób, nasze kable i przewody są odporne na prędkości do 1000°/s, przyspieszenia do 2000°/s² i kąty skręcania do 720°. W ten sposób upewniamy się, że każdy produkt spełnia rygorystyczne wymagania zamawiającego, a dostarczane rozwiązania cechują się najwyższą jakością, jakiej klienci oczekują od wiodącego producenta kabli, przewodów i akcesoriów z ponad 40-letnim doświadczeniem na rynku.

Na czym polega skręcanie?

O skręcaniu mówimy, kiedy kabel jest obracany wokół jego wzdłużnej osi. Problem skręcania często dotyczy systemów zrobotyzowanych, inżynierii mechanicznej i przemysłowej, a także elektrowni wiatrowych. Wygenerowany moment obrotowy powoduje odkształcanie kabli. Zjawisko to można porównać do wyżymania mokrego ręcznika. Przewód jest rozciągany w niektórych miejscach, a w innych – miażdżony, przy czym działające na niego siły nieustannie się zmieniają. Naprężenia skrętne rosną liniowo od środka kabla w kierunku powierzchni jego płaszcza, gdzie odkształcenia i obciążenia są największe. Aby zapewnić odporność kabli i przewodów na skręcanie, należy zastosować specjalną konstrukcję i wykorzystać odpowiednie materiały.

Zapytajmy eksperta:

Panie Meyer, jakie są oznaki długotrwałego skręcania?

Ciągłe poddawanie skręcaniu znacznie przyspiesza starzenie się kabli i przewodów. Na przykład powłoka zewnętrzna zużywa się szybciej, co jest bardziej widoczne w przypadku stosowania taniej gumy zamiast lepszych materiałów, takich jak zmodyfikowane tworzywa PVC lub PUR. Również miedziane przewody znajdujące się wewnątrz kabla są poddawane rozmaitym siłom, co z czasem może powodować przerwanie. Równie istotne są punkty mocowania kabli: na przykład proste zaciski nie radzą sobie z przenoszeniem sił skręcających, przez co są narażone na duże siły ścinające. Są to siły działające równolegle do siebie, ale w przeciwnych kierunkach, które mogą powodować przerwanie kabla.

Jeśli wymagane są ekranowane kable do systemów zrobotyzowanych, które zapewniają lepszą kompatybilność elektromagnetyczną (EMC), projektanci wybierają specjalny typ ekranu o nazwie D-screen. Jaka jest różnica między ekranami C-screen i D-screen?

C-screen jest oplotem wykonanym z wielu miedzianych drutów ułożonych jeden obok drugiego. Jest to najpopularniejszy rodzaj ekranowania kabli. Znajduje zastosowanie m.in. w kablach do prowadników. Ekran C-screen jest odpowiedni do zastosowań, które wiążą się z siłami zginającymi, ale nie ze skręcaniem. Jest tak dlatego, że oplot skręcony wokół osi wzdłużnej nie powraca do oryginalnego kształtu. Właśnie dlatego w kablach odpornych na skręcanie stosujemy tzw. ekran taśmowy, czyli D-screen. Taka miedziana taśma jest bardzo elastyczna, ponieważ nie ma krzyżujących się drutów. Kabel lepiej przenosi siły skręcające i może być obracany wokół osi wzdłużnej bez ryzyka uszkodzenia.

O autorze

Günter Meyer jest kierownikiem testów dynamicznych w zakładzie produkcyjnym HELUKABEL w Windsbach

Ilustracja 1: Kable i przewody są obracane wokół osi wzdłużnej za pomocą naszych urządzeń testowych.

Ilustracja 2: Wykonanie szeregu różnych testów gwarantuje zgodność ze specyfikacjami klientów.