Poddane ostatecznej próbie – część 2: Testy zginania wróć

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

W dynamicznych zastosowaniach, które są typowe dla inżynierii mechanicznej i przemysłowej oraz technologii napędów i automatyki, kable i przewody są często narażone na mechaniczne naprężenia zginające. Chociaż podobne naprężenia występują również w instalacjach statycznych, są one znacznie większe w przypadku zastosowań dynamicznych, ponieważ siła i kierunek ruchu nieustannie się zmieniają. Takie warunki stanowią duże obciążenie dla kabli. Przewody, izolacja żył oraz materiał powłoki są poddawane ściskaniu od wewnątrz i rozciąganiu od zewnątrz, co może spowodować przerwanie kabla. Pogarszający się stan kabli, w tym ich uszkadzanie, z czasem prowadzi do awarii i nieprawidłowego działania.

Aby zagwarantować, że nasze kable i przewody sprostają codziennym wyzwaniom, poddajemy je testom zginania w naszych laboratoriach badawczych. Próby te są zazwyczaj określone w specyfikacjach dostarczanych przez klientów oraz w normach wydawanych m.in. przez instytut VDE. Żeby sprawdzić wytrzymałość mechaniczną kabla, nasze wyposażenie badawcze symuluje naprężenia zginające o różnorodnej sile i promieniu zgięcia. Nasze metody badawcze obejmują naprzemienne testy zginania z użyciem dwóch rolek (zgodnie z normą DIN EN 50396 6.2) oraz trzech rolek (zgodnie z normą DIN EN 50396 6.3). Parametry takie jak prędkość, przyspieszenie i ścieżka przemieszczania mogą być łatwo modyfikowane, dzięki czemu testy odbywają się w warunkach odzwierciedlających różnorodność zastosowań.

Każdy opracowywany przez nas kabel musi pomyślnie przejść rygorystyczne testy. Stan miedzianych przewodów, materiału izolacji i materiału powłoki nie może ulec pogorszeniu wskutek testu. Ponadto cały układ skręcania żył, a także oplot i skręcone pary muszą zachować swoją oryginalną formę. Tylko w ten sposób możliwe jest zagwarantowanie niezawodności kabla w codziennej eksploatacji, nawet po milionach cykli zginania.

Co więcej, opracowaliśmy specjalne testy na potrzeby kabli wykorzystywanych w prowadnikach. Więcej na ten temat przeczytasz w kolejnej części naszego cyklu.

Zapytaj eksperta

Czym jest minimalny promień zgięcia i o czym informuje ten parametr?

Minimalny promień zgięcia jest najmniejszym możliwym promieniem, do którego kabel może zostać wygięty bez uszkodzenia. Jest wyrażany jako wielokrotność średnicy kabla. Im mniejsza jest ta wartość, tym bardziej elastyczny jest kabel. Minimalne promienie zgięcia poszczególnych typów kabli zostały określone w szeregu norm branżowych. Wartości różnią się znacząco w zależności od tego, czy kabel będzie wykorzystywany nieruchomo, czy ruchomo. Na przykład kabel MULTIFLEX 512-C-PUR UL/CSA do użytku w prowadnikach ma minimalny promień zgięcia wynoszący 4-krotność średnicy w przypadku zastosowań nieruchomych, natomiast dla zastosowań ruchomych współczynnik ten rośnie do 7,5-krotności. Przyczyną tej różnicy są znacznie większe naprężenia zginające, którym poddawany jest kabel znajdujący się w ciągłym ruchu, a co za tym idzie – nieustanne zmiany kierunku i siły zginania. W związku z tym odpowiedni minimalny promień zginania jest ważnym kryterium doboru kabli i przewodów.

W jaki sposób można poprawić elastyczność kabla?

Elastyczność można poprawić na wiele sposobów, począwszy od zastosowania najlepszych materiałów. W większości przypadków wystarczająco elastyczne są miedziane przewody wykonane z gęsto lub bardzo gęsto skręconego drutu. W przypadku niektórych niestandardowych zastosowań możliwe są również stopy metali. Nie należy zapominać, że materiały izolacji i powłoki muszą być równie elastyczne. Dobór materiałów ma kluczowe znaczenie, w szczególności dla zastosowań w skrajnych temperaturach. Powłoka z PUR lub TPE sprawdza się w niskich temperaturach, ponieważ jest mniej podatna na sztywnienie. Również średnica i struktura mają duży wpływ na giętkość kabli. Im mniejsza jest długość skoku skrętu, tzn. im ciaśniej jest skręcona żyła, tym bardziej elastyczny jest kabel.

O autorze

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