柔性还是僵硬——这是个问题

来源：controlglobal A cable that is intended to be deployed in flexing applications is, by its very nature, a flexible cable - or is it? Actually this is not necessarily true and although many readers may just see this as a simple case of semantics, the truth is that many flexible cables are not actually suited to environments that subject them to constant bending and flexing cycles. 你打算在挠性应用中布置柔性电缆吗？实际上，不一定现实，虽然许多读者仅仅把这视为语义的简单案例，真正的答案是许多柔性电缆实际上并不适应使它们遭受持续的弯曲和挠曲周期的环境。 在现代高度复杂竞争激烈的电子世界中，电缆故障的可能性或任何设备的故障从来不是唯一的选项。没有可接受的停机时间等级，当利润率相当小以及来自世界各地的竞争使你透不过气时，在机器预计寿命周期之前，没有人能供应得起每年都更换昂贵的机器。 问题仍然存在，电缆故障，导致系统停机。为什么呢？ 柔性或挠性？ 远非语义的问题，在柔性和挠性之间有巨大的差别。电缆弯曲以及为建立清洁的和整齐的‘加工完’的安装布局的能力理所当然是极其重要的。电缆的柔性品质使其更容易安装在预制路径的应用中。它也使机柜和电缆槽的故障容易解决。也应注意的是，当提到弯曲电缆并不倾斜到优先的轴弯曲时，采用圆形电缆提供更大的可靠性。考虑到这一点，假设电缆已经路由并安装，路由上的关注应使你选择具有恰当‘挠曲’等级的电缆，然后电缆在其生命周期之内是静态的。如果这是一个案例，从安全上说，具有良好‘挠曲能力’等级的标准电缆将满足这种环境。 然而，在许多制造和物料输送应用中，电缆在其运行中经常弯曲。承受数百万次弯曲的能力比简单的柔性更复杂，自然有其独特的考虑。 因此，你怎样指定恰当挠性的电缆？ 第一步是考虑电缆可能遇到的挠性类型。是单轴、扭轴还是多轴？每种都要求一套电缆属性。例如，单轴控制电缆，要求最大可能的性能（弯曲生命周期高达1400万次）；要求额定柔性电缆制造从而满足连续弯曲运行的要求，还可能需要连续弯曲屏蔽。在不太需要单轴电缆的环境中，采用最小具有100万次弯曲生命周期和挠性制造的电缆即可。 当设计和使用高度挠性的电缆时，要考虑四种常见类型的电缆挠性运动： 转动挠性 弯曲挠性 扭曲挠性 可变/任意运动挠性 根据电缆挠性运动的不同使用不同的电缆制造方法和材料。例如，扭曲电缆和旋转电缆的差别有不同的捻距。使用物理测试数据和统计分析评估电缆的性能从而得到什么是‘挠性生命’和系统总体可靠性的数据。 电缆应用的理解允许设计人员选择恰当的电缆，并可靠地预测电缆的生命周期和性能。在电缆遭受扭曲或变化挠曲（例如，在机器人中）的应用中，指定每米具有±360°扭曲和机器人任意挠曲运行的高级电缆是必须的。 现在的电缆通常要求在难以置信的挠性环境下工作。例如，电缆或‘C’型轨迹安装经历连续挠性-直线运动。 设计用于承受这种艰巨生命的电缆采用独特的制造属性和材料。这是因为挠性环境下电缆故障的关键因素之一是电缆封装材料的破坏，特别是屏蔽层，因为它的内外表面具有不同的弯曲半径的差异。在连续挠性-直线运动的加速条件下没有容易使用的充分量化电缆性能的挠性测试机器，Alpha 电缆公司开发和制造他们自己的测试机器，仍旧用于确保他们的电缆满足极端苛刻的挠性环境。 这种机器有能力提供延长周期内的加速电缆跟踪运动，用于测试大量连续挠性-直线运动的电缆。每分钟固定在17个运行周期，或每月1836个周期，唯一的变量是电缆安装在‘C’型轨迹的弯曲半径。电缆安装有四个轨迹。两个轨迹利用4.5英寸半径，而其他两个有6英寸半径。测试后，每个电缆内的导体在电气上是通过串联方式互相连接的，计算器记录每种电缆完成的挠曲周期的数量。 这持续到电缆中的任意一个导体中断。这也持续到故障，导致样品计数器停止记数。如果电缆护套外部有任何能看见的裂纹，也认为电缆已经故障。 此时，没有方法联系到挠性测试电缆生命的性能，Alpha电缆公司相信：它的最好协议比大多数现实世界见到的 ‘C ’型轨迹安装更严重。也许说明正确指定恰当电缆的重要性的最好方法是使用现实客户应用作为案例。 客户已经建立好汽车装配工厂，已经采购许多喷漆机器人从而自动进行喷漆。当机器人首先在工程性能和使性能运行有效期间进行工作，机器人在最初几天出现故障。根据一些尝试和最近的检查，故障归因于重复性的电缆故障（它们不是Alpha公司的电缆！）。此时，Alpha电缆公司被叫去查看安装周围环境的问题，并讨论这种环境。工程师分析这些故障，评论机器人的运动，咨询相关设备的工厂人员从而确定准确的问题，然后决定电缆要求什么环境才能阻止这些问题的复发。 有许多问题都能确定，但是迄今为止，最大的问题是推荐电缆的使用，但是很明显，机器人制造商没有测试基本的柔性电缆！ 在安装中，电缆很容易围绕机柜拐角步线并整理，它看起来很清洁，从美学上讲，更令人赏心悦目。 然而，电缆不可能在任何平面上一直弯曲，意味着不久就有故障。通过设计和制造定制的挠性电缆来解决这个问题从而满足客户极端应用的特定系统要求。新型电缆安装在用于测试的一个机器人上，然后伸展到系统的其他地方。实际效果是机器人已经运行将近两年半而不需要更换电缆。 结论 准确理解电缆在其生命周期之内要求什么才能使设计人员和系统建造者确定任何系统故障不是由电缆引起的。然而，知道哪种电缆最适合任何特定应用并不总是像看起来那么简单。电缆生产商在开始时需要尽可能容易地通过指定正确的电缆类型去致力于解决这个问题。为了容易地发现正确的电缆，Alpha电缆公司在 www.xtraguard.com提供充分交互式在线‘SeleXion Guide’。在上面，根据运行温度、化学电阻、抗磨损性、挠性要求等，用户能输入环境参数要求。然后，SeleXion Guide推荐准确的XTRA•GUARD电缆类型从而匹配各种应用的极端环境。 总之，从开始时就指定恰当的电缆能降低电缆故障的风险，并确保保护生产率和性能。考虑到这一点，‘柔性或僵硬 ’的问题就变成关键的决定！ 关于作者 David Watson是XTRA•GUARD /Alpha 电缆公司工业产品市场经理。