中國(guó)電(diàn)能(néng)认证和國(guó)际知名的KEMA、DNV、UL等认证
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Flex应用(yòng)中的電(diàn)缆应力和故障。最新(xīn)的过程自动化机器设计為(wèi)比前几代产品更快地运行，并结合了视觉和众多(duō)传感器。这种新(xīn)的操作环境可(kě)能(néng)会使電(diàn)缆和電(diàn)缆管理(lǐ)设备超出设计能(néng)力。電(diàn)缆应力直接影响自动化设备的可(kě)靠性。了解导致高弯曲应用(yòng)中電(diàn)缆失效的原因使我们能(néng)够在设计阶段采取适当的预防措施，以优化系统的可(kě)靠性。

布線(xiàn)受到物(wù)理(lǐ)限制在操作环境中，電(diàn)缆经受滚动，嘀嗒，扭转和随机弯曲。

電(diàn)缆在图1所示的四种基本运动中的一种或多(duō)种中弯曲。每次電(diàn)缆弯曲或弯曲时，其铜导體(tǐ)和屏蔽都受到应力。即使应力保持在15％伸長(cháng)率的最终屈服点以下，铜对重复应力的抵抗力也很(hěn)差。铜还具有(yǒu)非常低的抗剪切应力，即使应力低于塑性屈服点也会变形。

為(wèi)了减少铜导體(tǐ)和屏蔽层的疲劳，从而消除断線(xiàn)，電(diàn)缆的弯曲半径应尽可(kě)能(néng)大，電(diàn)缆的直径应尽可(kě)能(néng)小(xiǎo)。

失败的原因任何受弯曲的電(diàn)缆有(yǒu)三种失败的基本原因：1.電(diàn)缆和导體(tǐ)绝缘层的退化2.柔性區(qū)域中导體(tǐ)和屏蔽层的疲劳3.终端处导體(tǐ)和屏蔽层的疲劳電(diàn)缆和导體(tǐ)绝缘的退化電(diàn)缆护套和绝缘失效的一个原因是電(diàn)缆通过其他(tā)電(diàn)缆，软管和電(diàn)缆管理(lǐ)硬件（如電(diàn)缆轨道）不断磨损。金属或塑料芯片，溶剂和润滑剂会侵蚀和降解電(diàn)缆护套和绝缘层。電(diàn)缆护套也易受极端温度和低气压（真空）的影响，这会使护套材料变弱或变脆。

除了这些环境因素外，导體(tǐ)绝缘还必须能(néng)够抵抗破碎。当電(diàn)缆在電(diàn)缆轨道中与其他(tā)電(diàn)缆或软管夹紧或弯曲时，典型圆形電(diàn)缆中的导體(tǐ)可(kě)能(néng)承受高压缩力。

当電(diàn)缆护套发生故障时，電(diàn)缆内部露出。如果存在液體(tǐ)，它会进入電(diàn)缆并最终导致导體(tǐ)之间的短路。磨料颗粒会侵蚀导體(tǐ)绝缘层，导致失效。如果電(diàn)缆具有(yǒu)整體(tǐ)屏蔽，则它对地开放。

柔性區(qū)域中导體(tǐ)和屏蔽层的疲劳最常见的電(diàn)缆 - 柔性失效类型是屏蔽和/或导體(tǐ)在弯曲區(qū)域中的最终破裂。如果屏蔽首先失效，则导體(tǐ)继续工作，但電(diàn)缆易受EMI / RFI干扰和发射的影响。这会产生错误和错误信号，其来源非常难以识别。

要了解导體(tǐ)和屏蔽失效的机理(lǐ)，我们必须回顾应力分(fēn)析的基本概念。刚體(tǐ)对弯曲的抵抗力取决于材料，形状，横截面的面积和弯曲的曲率半径。这在数學(xué)上通过身體(tǐ)的压力来表示，σ，由下式给出：σ=MC/IM =弯矩c =从主體(tǐ)的中性轴到横截面中的任何纤维的距离I=横截面的惯性矩σ=距离為(wèi)c的光纤应力对于典型的柔性電(diàn)缆应用(yòng)，弯曲的几何形状通过考虑因素（包括机械设计约束和封装布局）来确定，因此设计人员必须在这些约束条件下工作，并最大限度地减少导體(tǐ)应力，从而减少弯曲寿命。

确定挠曲疲劳寿命的最重要因素是電(diàn)缆任何部分(fēn)的最大应力。假设弯曲半径不低于最小(xiǎo)值R min，该最大应力由下式给出：σ =Ecmax/RminE =模数psi的弹性（ETP铜為(wèi)17,000,000）C max =从中性轴到任何光纤的最大距离R min =弯曲半径屏蔽扁平電(diàn)缆是自支撑的，可(kě)用(yòng)于大多(duō)数滚动，扭转和嘀嗒弯曲应用(yòng)。

请注意，这种关系适用(yòng)于任何横截面，因為(wèi)惯性矩|不会出现。

通过减小(xiǎo)電(diàn)缆厚度或直径，C max或通过增加弯曲半径R min可(kě)以使应力最小(xiǎo)化。通过选择具有(yǒu)比铜更高拉伸强度的导體(tǐ)和屏蔽材料，也可(kě)以最小(xiǎo)化应力的影响。

弯曲测试表明，铜导體(tǐ)和屏蔽层的電(diàn)阻随着金属在弯曲下更加努力地工作而增加。金属加工越硬，变得越脆。更快的设备循环速率会在铜中产生更高的温度。较小(xiǎo)的弯曲半径也会产生较高的温度，以及较高的疲劳程度。温度升高会产生绝缘软化，从而改变绝缘材料的物(wù)理(lǐ)性能(néng)，降低耐磨性，降低抗切割性和降低抗拉强度。所有(yǒu)这些变化都可(kě)能(néng)导致電(diàn)缆过早失效。

终端处导體(tǐ)和屏蔽层的疲劳移动電(diàn)缆产生的弯曲应力和振动会导致连接器和压接和焊接的電(diàn)缆终端断裂。由于连接器接口处的疲劳，不支持的電(diàn)缆会过早失效。

電(diàn)缆可(kě)能(néng)会受到快速移动托架的鞭打伤，导致電(diàn)缆快速改变方向并卡扣。在所有(yǒu)高速弯曲应用(yòng)中，静電(diàn)電(diàn)缆比跛行電(diàn)缆具有(yǒu)更好的抗弯曲和弯曲性能(néng)。

電(diàn)缆设计可(kě)防止故障為(wèi)了提高柔性应用(yòng)中電(diàn)缆的可(kě)靠性，请关注基本電(diàn)缆材料和结构。電(diàn)缆尺寸是增加弯曲寿命时要考虑的最重要因素。当弯曲半径保持恒定时，减小(xiǎo)電(diàn)缆的直径导致弯曲寿命的指数增加。

使用(yòng)标准铜导線(xiàn)并减小(xiǎo)電(diàn)缆的尺寸和重量可(kě)以延長(cháng)弯曲寿命（可(kě)靠性）并最大限度地降低成本。首先使用(yòng)尽可(kě)能(néng)薄的导體(tǐ)绝缘层，并具有(yǒu)高介電(diàn)强度和良好的抗撕裂特性。减小(xiǎo)导體(tǐ)绝缘厚度会降低成品電(diàn)缆的总直径，并使其不易受到与弯曲相关的应力。戈尔MIL-ENE绝缘材料*比同类材料薄50％，额定電(diàn)压為(wèi)300 V RMS，壁厚為(wèi)0.004英寸。

電(diàn)缆敷设和导體(tǐ)敷设对于延長(cháng)圆形電(diàn)缆的弯曲寿命至关重要。您可(kě)以调整電(diàn)缆敷设，每英寸导體(tǐ)的捻数和导體(tǐ)敷设，以优化各种柔性应用(yòng)的電(diàn)缆可(kě)靠性。这种优化不会增加電(diàn)缆的成本，但如果正确完成，它会对可(kě)靠性产生重大影响。

電(diàn)缆屏蔽通常是第一个失效的部件，因為(wèi)它距离電(diàn)缆的中性轴最遠(yuǎn)，因此可(kě)以看到最大的应力。需要两个设计元素来解决此问题。

首先，使用(yòng)双层電(diàn)線(xiàn)屏蔽替换标准编织屏蔽，针对弯曲寿命和屏蔽效果进行了优化。其次，将屏蔽层与导體(tǐ)和外护套隔离，以减少摩擦，从而产生热量并缩短弯曲寿命。使用(yòng)摩擦系数低的材料，包括静态和动态。

戈尔膨胀聚四氟乙烯**具有(yǒu)任何電(diàn)缆材料的最低摩擦系数。它已被用(yòng)于从同轴電(diàn)介质到柔软万向节電(diàn)缆上的加固外护套的应用(yòng)。

電(diàn)缆护套保护屏蔽和导體(tǐ)免受环境影响。如果電(diàn)缆被正确夹紧和端接，护套还可(kě)以增加電(diàn)缆的拉力和弯曲寿命。

最好的护套材料很(hěn)薄，具有(yǒu)高抗拉强度和抗撕裂性，液压油，切削液和溶剂。聚氨酯是電(diàn)缆护套的绝佳材料。它具有(yǒu)阻燃性，可(kě)抵抗大多(duō)数工业流體(tǐ)，并具有(yǒu)优异的耐磨性。

電(diàn)缆管理(lǐ)技术可(kě)提高机器性能(néng)高速自动化设备中的Flex应用(yòng)可(kě)能(néng)导致最高质量的圆形電(diàn)缆发生故障。随着周期时间的减少，電(diàn)缆和電(diàn)缆管理(lǐ)系统的重量成為(wèi)限制因素。

在这些应用(yòng)中，带状電(diàn)力電(diàn)缆比标准電(diàn)力電(diàn)缆更耐用(yòng)。带状電(diàn)缆的弯曲寿命是圆形電(diàn)缆的100倍，带状電(diàn)缆是圆形電(diàn)缆重量的四分(fēn)之一。带状電(diàn)缆可(kě)减少移动電(diàn)缆束的质量，从而实现更大的加速度，更小(xiǎo)的振动和振动，并减少磨损。

带状電(diàn)缆通常可(kě)以在不使用(yòng)電(diàn)缆链的情况下弯曲和移动。带状電(diàn)缆是自支撑的，通过适当的夹具和导向装置，可(kě)用(yòng)于大多(duō)数滚动，扭转和嘀嗒弯曲应用(yòng)。它可(kě)以包括模制在夹克上的安装支架。这大大节省了安装人工和成本。

结论工业设备应用(yòng)中使用(yòng)的传统電(diàn)缆并非旨在提供新(xīn)设备设计所需的可(kě)靠性和性能(néng)。通过使用(yòng)在军事和汽車(chē)应用(yòng)等相关环境中具有(yǒu)可(kě)靠性的材料，并通过改进電(diàn)缆的基本设计 - 低成本，可(kě)以设计出可(kě)靠的電(diàn)缆，以满足工厂自动化设备的需求。