作者：Jeff Shepard

　　需要由靈活的多芯控制電纜支持的穩(wěn)健連接來確保裝配廠、輸送系統(tǒng)、拾放設(shè)備以及食品和飲料加工等工業(yè)運營的可靠運行。選擇和指定控制電纜可能看起來很簡單，但這是一個復雜的過程，需要考慮大量的應用需求和行業(yè)標準。

　　行業(yè)標準包括UL耐油等級I和II，以及UL 1581垂直燃燒耐火測試;該電纜必須提供 UL 1277 沖擊和擠壓測試中定義的機械保護，并且能夠在 -40°C 至 +90°C 的工作溫度下承受超過 800 萬次的連續(xù)彎曲。為了滿足這些要求，它采用采用特殊配方的 PVC 護套的細絞銅導體電纜，適用于惡劣環(huán)境。屏蔽電纜適用于需要抑制電磁干擾 (EMI) 的應用。

　　本文詳細介紹了高柔性電纜的優(yōu)點以及最適合在耐油、阻燃和機械保護行業(yè)標準的背景下使用這些電纜的應用。然后回顧了工業(yè)應用中經(jīng)歷的運動類型、柔性電纜類別和結(jié)構(gòu)選項，并研究了纜普的?LFLEX FD 890/FD 890 CY多芯電纜的適用范圍。最后以來自纜普的屏蔽和非屏蔽柔性電纜的示例作為結(jié)尾。纜普審查了電纜密封套在標準和 EMI 敏感應用中的使用。

　　耐油性

　　油在各種工業(yè)機器中用作潤滑劑或冷卻劑，它的存在會給柔性電纜的運行和壽命帶來重大危險。并非所有工業(yè)電纜上使用的絕緣材料在有油的情況下都會產(chǎn)生相同的反應。材料的配方是影響它們反應的一個差異因素。絕緣材料的一個關(guān)鍵因素是增塑劑的存在，以支持靈活性并提供抗疲勞性。

　　根據(jù)絕緣材料的不同，油會被吸收，或者增塑劑會滲出。在任何一種情況下，絕緣體的拉伸性能(如柔韌性)都會顯著降低。流程如下(圖1)：

　　首先，當油接觸聚氯乙烯 (PVC) 或聚烯烴絕緣化合物時，它們會與增塑劑發(fā)生相互作用。

　　如果絕緣材料是聚烯烴，油會被吸收，導致膨脹并削弱絕緣性能。

　　如果絕緣材料是 PVC，油會導致增塑劑滲出并導致絕緣層硬化。

　　圖 1：當油接觸電纜絕緣層(左)時，會導致聚烯烴膨脹并變?nèi)?中)，并且可能導致 PVC 失去一些增塑劑材料，從而使電纜變硬(右)。 (圖片來源：萊普)

　　用于連續(xù)彎曲應用的電纜(例如纜普的 ?LFLEX FD 890/FD 890 CY)需要滿足兩個級別的 UL 耐油測試：

　　I 級將電纜置于 100°C 的油中四天。電纜必須保留 50% 的未老化拉伸強度和 50% 的未老化伸長能力。

　　II 級將電纜置于 75°C 的油中 60 天。電纜必須保留 65% 的未老化拉伸強度和 65% 的未老化伸長能力。

　　阻燃性

　　纜普定義了七個阻燃等級：FR-00 至 FR-06。 FR-00表示易燃燃燒的電纜。另一方面，F(xiàn)R-06 表示具有高阻燃性的電纜。 ?LFLEX FD 890/FD 890 CY 連續(xù)柔性電纜的額定值為 FR-02，并使用 UL VW-1 (UL 1581) 垂直燃燒測試進行測試。

　　在該測試中，tirrill 帶式燃燒器可以控制空氣和燃氣流量。對樣品施加指定的火焰 15 秒，然后移開。 15 秒后或當樣品停止燃燒時(以較長者為準)重新施加火焰。該測試包括五次 15 秒的火焰應用。為了通過測試，樣品不得發(fā)出火焰或發(fā)光顆粒，并且燃燒器底部的手術(shù)棉不得被點燃。 IEC 60332-1 與 UL VW-1 相對應，火焰施加時間因電纜直徑而異。

　　機械保護

　　機械保護的要求差異很大。在某些情況下，電纜需要能夠承受意外事故，例如被墜落物體擊中或被叉車或其他車輛碾壓。針對不同級別的防護，有多種沖擊和擠壓測試。 ?LFLEX FD 890/FD 890 CY 連續(xù)柔性電纜的評級為 MP-02，如 UL 1277 沖擊和擠壓測試中所定義(表 1)。

　　表 1：纜普的 ?LFLEX FD 890/FD 890 CY 連續(xù)柔性電纜的機械保護等級為 MP-02。 (表格來源：Lapp)

　　運動類型

　　工業(yè)系統(tǒng)中存在三種基本運動類型(圖 2)：

　　柔性電纜用于經(jīng)歷隨機運動的非自動化應用。典型應用包括機床和便攜式設(shè)備。

　　連續(xù)彎曲電纜在自動化系統(tǒng)中經(jīng)歷持續(xù)的線性運動，并在彎曲過程中經(jīng)歷連續(xù)的力。應用包括水平和垂直 C 型軌道、拖鏈、動力鏈、自動化裝配等。它們可以以超過每秒 5 米的速度來回移動，并承受大于重力加速度五倍的力。

　　扭力電纜在三個維度上承受彎曲和扭轉(zhuǎn)。常見應用包括工業(yè)機器人、拾放機和裝配操作。

　　圖 2：工業(yè)系統(tǒng)中遇到的三種常見運動類型包括隨機彎曲(左)、連續(xù)彎曲(中)和扭轉(zhuǎn)(右)。 (圖片來源：萊普)

　　比較連續(xù)柔性電纜時必須考慮幾個變量，包括彎曲半徑、距離、加速度、速度和重量。電纜規(guī)格需要與特定應用需求相匹配。纜普的 ?LFLEX FD 890/FD 890 CY 連續(xù)柔性電纜的連續(xù)彎曲等級為 CF-02，可承受高達 800 萬次彎曲周期(表 2)。它們的最小彎曲半徑額定值為非屏蔽電纜電纜直徑的 7.5 倍和屏蔽電纜電纜直徑的 10 倍。 ?LFLEX FD 890/FD 890 CY 系列包括多種電纜設(shè)計，具有不同數(shù)量的導線、不同的直徑和不同的重量，以滿足各種應用需求。

　　表 2：纜普的 ?LFLEX FD 890/FD 890 CY 電纜的評級為 CF-02，適合中等連續(xù)彎曲。 (表格來源：Lapp)

　　電纜類別和結(jié)構(gòu)

　　工業(yè)電纜通常以電線的橫截面積而不是直徑來指定。橫截面積是一個有價值的指標，因為它與電線的強度和重量成正比，與其電阻成反比。它還與最大載流能力有關(guān)。但它有其局限性。

　　有些銅的電阻率高于其他銅。如果被檢查的電線使用相同等級的銅，則橫截面積只能用于比較。 VDE 0295 / IEC 60228 通過按電阻而不是物理尺寸對電線進行分類來解決這些挑戰(zhàn)。

　　除了單根電線的特性外，工業(yè)電纜還由導體的數(shù)量和尺寸以及每個導體中的線股數(shù)量來定義。 VDE 0295 根據(jù)靈活性和溫度能力定義了幾類導體，包括：

　　1 類是實心導體。

　　2 類是為固定安裝而設(shè)計的絞合導體。

　　5 類是細絞軟導體。

　　6 類使用超細電線作為非常靈活的導體。纜普的 ?LFLEX FD 890/FD 890 CY 中的導體超出了 6 類的要求。

　　除了基于電纜絞合的靈活性來定義之外，工業(yè)電纜還由其結(jié)構(gòu)來定義。這些電纜的三種最常見的結(jié)構(gòu)是(圖 3)：

　　單絞或絞絞導體以相同捻向和捻距絞合在一起。這些電纜適用于固定應用。

　　同心反螺旋導體由明確的螺旋狀導體層組成。每層具有相反的捻向和增加的捻距。這些電纜適合連續(xù)彎曲設(shè)計。

　　同心單絞線導體被一層或多層螺旋絞線導體包圍，絞線方向相同，并且每個后續(xù)層的絞線長度不斷增加。這些電纜適用于扭轉(zhuǎn)和連續(xù)彎曲應用。

　　圖 3：單層或束狀電纜適合固定應用，同心反螺旋電纜適合連續(xù)彎曲應用，同心單層電纜適合扭轉(zhuǎn)或連續(xù)彎曲應用。 (圖片來源：萊普)

　　連續(xù)柔性電纜

　　纜普的連續(xù)柔性電纜的額定電壓為 600 V，溫度范圍為 -5°C 至 +90°C(固定應用為 -40°C 至 +90°C)。 ?LFLEX FD 890 非屏蔽電纜的尺寸為 20 AWG 至 2 AWG，屏蔽電纜的尺寸為 20 AWG 至 6 AWG。 ?LFLEX FD 890 CY 屏蔽電纜具有整體鍍錫銅編織層，可提供 85% 的覆蓋率，建議在需要抑制 EMI 時使用。 (圖4)。

　　圖 4：纜普提供 ?LFLEX FD 890 非屏蔽連續(xù)柔性電纜(頂部)和屏蔽 ?LFLEX FD 890 CY 連續(xù)柔性電纜(底部)。 (圖片來源：萊普)

　　非屏蔽 ?LFLEX FD 890 電纜的示例包括：

　　8920034，三芯 20 AWG 電纜，外徑為 6.7 毫米，銅重為 10 磅每千英尺 (lbs/mft)，總重量約為 43 lbs/mft

　　8920044，四芯 20 AWG 電纜，外徑 7.4 毫米，銅重 16 磅/mft，總重量約 53 磅/mft

　　屏蔽 ?LFLEX FD 890 CY 電纜示例包括：

　　8918034S，三芯 18 AWG 電纜，外徑 9.5 毫米，銅重 40 磅/米，總重量約 91 磅/米

　　8914044S，四芯 14 AWG 電纜，外徑為 14.0 mm，銅重為 103 lbs/mft，總重量約為 181 lbs/mft

　　8912044S，四芯 12 AWG 電纜，外徑 16.5 mm，銅重 160 lbs/mft，總重量約 302 lbs/mft

　　電纜接頭

　　電纜密封套用于將電纜插入外殼中。它們牢固地密封電纜和外殼，并消除電纜的應力。它們還可以保護外殼內(nèi)部免受灰塵、濕氣和其他污染物的影響，并確保組裝堅固可靠。纜普電纜密封套按照 DIN EN 62444 進行設(shè)計和測試。纜普提供的電纜密封套示例包括以下內(nèi)容(圖 5)：

　　SKINTOP MS-SC 黃銅電纜密封套具有低電阻屏蔽觸點和高導電性、柔性 EMC 觸點，如53112920

　　SKINTOP SL/SLR 聚酰胺電纜密封套，如53015200 — 耐用、不漏液、易于組裝的應力消除電纜密封套(無需 EMI 控制時)

　　圖 5：除了環(huán)境密封和應力消除(左和中)之外，纜普還提供用于 EMI 控制的黃銅電纜密封套以及適用于不需要 EMI 控制的應用的聚酰胺電纜密封套(右)。 (圖片來源：萊普)

　　概括

　　連續(xù)柔性電纜支持裝配操作、輸送機、拾放設(shè)備以及食品和飲料加工等工業(yè)系統(tǒng)。纜普的 ?LFLEX FD 890/FD 890 CY 電纜滿足或超過耐油、阻燃和機械保護的行業(yè)要求，額定彎曲次數(shù)高達 800 萬次。它們有多種尺寸可供選擇，有帶屏蔽和不帶屏蔽的，并且可以與公司的電纜密封套一起使用，以提供環(huán)境堅固的解決方案。