Кабельные цепи для движущихся систем: выбор, расчет и монтаж

Гибкие решения для защиты и управления кабелями в движущихся системах

Кабельную цепь выбирают по радиусу изгиба, размерам и массе кабелей, ходу, скорости, ускорению и условиям работы оборудования. Правильно подобранная система не просто удерживает коммуникации рядом с подвижным узлом, а задает им контролируемую траекторию и снижает риск перегибов, натяжения, истирания и взаимного повреждения.

В промышленном оборудовании внутри одной цепи могут одновременно проходить силовые и сервокабели, кабели управления, линии связи, пневматические и гидравлические шланги. Поэтому кабельную цепь нельзя выбирать только по ее ширине или максимальному диаметру одного кабеля.

Подбор выполняют как для единой динамической системы:

Кабели и шланги -> допустимые радиусы изгиба -> размеры и масса заполнения -> ход оборудования -> режим движения -> скорость и ускорение -> конструкция цепи -> внутреннее разделение и крепление.

В каталоге ООО «НПП «Нобис»» представлены кабельные цепи Weyer различных размеров и конструкций, включая открытые, закрытые, компактные и расширяемые серии.

Содержание
  1. Когда нужна кабельная цепь
  2. Какие исходные данные нужны для подбора кабельной цепи
  3. Как выбрать радиус изгиба кабельной цепи
  4. Почему слишком маленький радиус опасен
  5. Как определить внутреннюю высоту и ширину цепи
  6. Как размещать кабели и шланги внутри цепи
  7. Кабели должны лежать свободно
  8. Крупные и тяжелые компоненты нужно учитывать отдельно
  9. Кабели и шланги желательно разделять
  10. Нельзя допускать перекрещивания
  11. Почему кабелю нужна разгрузка от натяжения
  12. Какой кабель нужен для кабельной цепи
  13. Как учитывать массу заполнения
  14. Свободнонесущая и скользящая схема
  15. Свободнонесущая цепь
  16. Скользящая цепь
  17. Как определить длину кабельной цепи
  18. Пример предварительного подбора
  19. Шаг 1. Определяем радиус
  20. Шаг 2. Определяем внутреннюю высоту
  21. Шаг 3. Определяем ширину
  22. Шаг 4. Проверяем массу
  23. Шаг 5. Проверяем ход и предварительную длину цепи
  24. Шаг 6. Проверяем динамику и среду
  25. Как скорость и ускорение влияют на выбор
  26. Открытая или закрытая кабельная цепь
  27. Открытая цепь
  28. Закрытая цепь
  29. Как выбрать серию кабельной цепи Weyer
  30. Как условия промышленной среды влияют на выбор
  31. Масла и СОЖ
  32. Стружка
  33. Пыль
  34. Температура
  35. Наружная эксплуатация
  36. Реальный пример: автоматическая загрузка обрабатывающих центров
  37. Реальный пример: кабельная система металлургического крана
  38. Где применяются кабельные цепи
  39. Станки и обрабатывающие центры
  40. Портальные системы и роботизированные линии
  41. Краны и грузоподъемное оборудование
  42. Автоматизированные склады
  43. Металлургическое и горнодобывающее оборудование
  44. Конвейерные и упаковочные машины
  45. Типичные ошибки при подборе кабельной цепи
  46. Выбирать цепь только по наружному диаметру самого большого кабеля
  47. Выбирать минимально возможный радиус
  48. Использовать обычный гибкий кабель
  49. Плотно заполнять внутреннее пространство
  50. Не использовать разделители
  51. Не учитывать массу
  52. Не предусматривать разгрузку натяжения
  53. Использовать свободнонесущую схему на слишком длинном ходе
  54. Считать закрытую цепь герметичной
  55. Ориентироваться только на максимальную паспортную скорость
  56. Не учитывать изменение системы после модернизации
  57. Что проверить после монтажа
  58. Что нужно контролировать при эксплуатации
  59. Нормативные документы и техническая документация
  60. Чек-лист для подбора кабельной цепи
  61. Движение
  62. Кабели
  63. Шланги и трубки
  64. Условия эксплуатации
  65. Требования к конструкции

Когда нужна кабельная цепь

Кабельная цепь применяется там, где кабели, шланги или другие коммуникации должны многократно перемещаться вместе с рабочим органом машины.

Типичные задачи:

  • Перемещение шпиндельной группы или суппорта станка;
  • Линейное движение портала;
  • Перемещение каретки автоматизированной линии;
  • Подача энергии и сигналов на манипулятор;
  • Перемещение крановой тележки;
  • Работа автоматического склада;
  • Движение упаковочного или транспортного оборудования;
  • Перемещение гидравлических и пневматических коммуникаций вместе с механизмом.

При стационарной прокладке кабеля применять кабельную цепь обычно нет смысла. Для таких трасс используются другие решения, включая трубы, металлорукава, короба и лотки.

Главная задача цепи возникает именно при повторяющемся движении: сохранить заданную геометрию кабелей и шлангов на протяжении большого числа рабочих циклов.

Какие исходные данные нужны для подбора кабельной цепи

Подбор следует начинать не с каталога цепей, а с параметров оборудования.

Нужно определить:

  • Тип движения;
  • Полный ход подвижного узла;
  • Направление движения;
  • Скорость;
  • Ускорение;
  • Частоту рабочих циклов;
  • Наружные диаметры всех кабелей;
  • Минимально допустимые радиусы изгиба всех кабелей;
  • Диаметры и минимальные радиусы шлангов;
  • Массу каждого компонента на метр;
  • Рабочую температуру;
  • Наличие масел, СОЖ, воды, пыли, стружки и других загрязнений;
  • Доступное монтажное пространство;
  • Требования к обслуживанию;
  • Необходимость внутреннего разделения коммуникаций;
  • Требования к открытой или закрытой конструкции.
Какие параметры исходной системы влияют на выбор кабельной цепи
Исходные данные На что влияют
Максимальный наружный диаметр кабеля или шланга Минимальная внутренняя высота цепи
Количество и диаметры всех коммуникаций Внутренняя ширина и схема разделения
Минимальные радиусы изгиба кабелей и шлангов Радиус изгиба цепи R
Масса заполнения на метр Допустимая нагрузка и свободнонесущая длина
Полный ход оборудования Длина цепи и схема ее работы
Скорость и ускорение Допустимость применения конкретной серии и ресурс системы
Стружка, пыль и другие загрязнения Выбор открытого или закрытого исполнения и организация защиты
Температура и технологические жидкости Материал цепи, кабелей и шлангов, а также допустимость конкретного исполнения

Такой порядок позволяет избежать распространенной ошибки, когда сначала выбирают цепь подходящего внешнего размера, а затем пытаются приспособить к ней уже имеющиеся кабели.

Как выбрать радиус изгиба кабельной цепи

Радиус изгиба цепи выбирают по коммуникациям, которые будут находиться внутри нее.

Если в системе проложены несколько кабелей и шлангов с разными минимальными радиусами, ориентируются на компонент с наибольшим допустимым радиусом изгиба.

Например:

  • Силовой кабель допускает радиус не менее 150 мм;
  • Кабель энкодера — не менее 80 мм;
  • Пневматический шланг — не менее 75 мм.

Для такой системы цепь с R = 100 мм уже не подходит, даже если ее размеры позволяют физически разместить все три компонента. Предварительно требуется R не менее 150 мм.

При этом значение берется именно для динамического режима, если производитель кабеля отдельно указывает радиусы для стационарной и подвижной прокладки.

Гибкий кабель нельзя без проверки считать пригодным для постоянных циклических изгибов.

Почему слишком маленький радиус опасен

При движении кабеля внешняя сторона изгиба растягивается, а внутренняя сжимается. Чем меньше радиус, тем выше механическая нагрузка на жилы, изоляцию, экран и оболочку.

Для специально разработанного динамического кабеля допустимый радиус может быть сравнительно небольшим, но это свойство конкретной конструкции.

Поэтому принцип должен быть таким:

Сначала определяется минимально допустимый динамический радиус всех коммуникаций, затем подбирается цепь с соответствующим или большим R.

Не наоборот.

Как определить внутреннюю высоту и ширину цепи

Внутренняя высота должна обеспечивать размещение самого крупного кабеля или шланга без зажатия между элементами цепи.

Например, если максимальный наружный диаметр составляет 30 мм, серия с предельным диаметром кабеля 23 мм не подходит независимо от ее ширины.

Ширину определяют уже по совокупности коммуникаций.

Нужно учитывать:

  • Количество кабелей;
  • Их диаметры;
  • Пневматические и гидравлические шланги;
  • Разделители;
  • Необходимый свободный ход внутри секций;
  • Возможность обслуживания и замены.

Кабели не должны быть плотно зажаты внутри цепи.

Им необходимо пространство для движения относительно цепи при прохождении изгиба.

Как размещать кабели и шланги внутри цепи

Правильная внутренняя раскладка влияет на ресурс не меньше, чем размер самой цепи.

Не следует складывать все коммуникации в одну камеру без учета их размеров и назначения.

Кабели должны лежать свободно

При изгибе кабель не остается абсолютно неподвижным относительно звена цепи. Если он зажат соседними коммуникациями или стенками, возникают дополнительные силы трения и натяжения.

Крупные и тяжелые компоненты нужно учитывать отдельно

Силовой кабель большого сечения и тонкий сигнальный кабель создают принципиально разные нагрузки.

Не следует допускать, чтобы тяжелый кабель постоянно давил на более тонкий.

Кабели и шланги желательно разделять

Особенно это важно при сочетании:

  • Силовых и сигнальных кабелей;
  • Кабелей существенно разных диаметров;
  • Электрических кабелей и гидравлических рукавов;
  • Электрических кабелей и пневматических линий.

Для этого применяются вертикальные разделители и другие элементы внутреннего разделения.

У ряда кабельных цепей Weyer, включая серии 26, 35, 45, 60 и 80, предусмотрены соответствующие сепараторы.

Нельзя допускать перекрещивания

Кабели не должны менять свое положение и перекрещиваться между собой при каждом цикле.

Их размещение внутри цепи должно оставаться воспроизводимым.

Почему кабелю нужна разгрузка от натяжения

Кабельная цепь управляет траекторией, но кабель не должен становиться тяговым элементом механизма.

Если при движении каретки кабель натягивается от точки подключения, нагрузка передается на:

  • Жилы;
  • Экран;
  • Разъем;
  • Кабельный ввод;
  • Клеммы;
  • Другие элементы подключения.

Поэтому на концах динамической системы предусматривают разгрузку от натяжения в соответствии с конструкцией оборудования и рекомендациями производителя компонентов.

Правильно установленный кабель должен перемещаться внутри цепи в предусмотренной геометрии, а не вытягиваться подвижным узлом.

Какой кабель нужен для кабельной цепи

Обычный гибкий кабель и кабель для постоянной работы в цепи — не одно и то же.

Для многократных возвратно-поступательных движений используются специальные динамические конструкции.

При их выборе проверяют:

  • Допустимый динамический радиус изгиба;
  • Максимальную скорость движения;
  • Допустимое ускорение;
  • Расчетное количество циклов;
  • Максимальную длину хода;
  • Температурный диапазон;
  • Стойкость оболочки к маслам и другим средам;
  • Конструкцию жил;
  • Конструкцию скрутки;
  • Экран, если он предусмотрен;
  • Допустимость наружной эксплуатации.

В специализированных кабелях для цепей применяются конструкции с тонкопроволочными или особо гибкими жилами, оптимизированной скруткой и оболочками, рассчитанными на многократный изгиб.

Например, для одной из промышленных серий HELUCHAIN MULTIFLEX 512-PUR производитель прямо указывает применение в постоянно движущихся частях машин и радиус динамического изгиба от 5 наружных диаметров для соответствующих исполнений.

Это не означает, что значение 5D можно использовать для любого динамического кабеля. Для другого семейства допустимый радиус может быть 7,5D, 10D, 15D или иметь дополнительные ограничения по длине хода.

Поэтому значение всегда берется из документации конкретной марки.

Как учитывать массу заполнения

При выборе цепи необходимо знать не только размеры, но и массу всех кабелей и шлангов на метр.

Масса заполнения складывается из:

  • Силовых кабелей;
  • Сервокабелей;
  • Кабелей управления;
  • Линий связи;
  • Пневматических трубок;
  • Гидравлических рукавов;
  • Других коммуникаций.

Для гидравлических линий при необходимости учитывается фактическая масса рабочей системы, а не только пустого рукава.

Чем больше масса, тем выше нагрузка на цепь.

Особенно важен этот параметр для свободнонесущего участка, где верхняя ветвь не имеет постоянной опоры.

Поэтому размер цепи, который подходит по внутреннему пространству, еще не обязательно подходит по механической нагрузке.

Свободнонесущая и скользящая схема

Для разных длин хода применяются разные схемы работы.

Свободнонесущая цепь

Верхняя ветвь цепи между точками опоры не лежит на нижней и удерживает собственную массу вместе с заполнением.

Такой режим удобен при относительно небольших ходах и правильно подобранной нагрузке.

Допустимая свободнонесущая длина зависит от:

  • Серии цепи;
  • Массы заполнения;
  • Радиуса;
  • Монтажного положения;
  • Динамики оборудования.

Ее нельзя определять только по внешнему размеру цепи.

Скользящая цепь

При больших ходах верхняя ветвь может перемещаться по нижней ветви или по специально предусмотренной направляющей системе.

В этом случае появляются дополнительные факторы:

  • Трение;
  • Износ;
  • Геометрия направляющего желоба;
  • Положение фиксированной точки;
  • Требования к скользящим поверхностям;
  • Загрязнение трассы.

Поэтому цепь, пригодная для короткой свободнонесущей системы, нельзя автоматически использовать на длинном ходе только за счет увеличения ее общей длины.

Как определить длину кабельной цепи

Для стандартной линейной схемы, когда неподвижная точка расположена примерно в середине полного хода, Weyer приводит следующую формулу расчета длины цепи:

L=S/2+πR+KL = S / 2 + πR + K

где:

  • L — требуемая длина кабельной цепи;
  • S / 2 — половина полного хода подвижного узла;
  • πR — длина полукруглого участка цепи, где π ≈ 3,14, а R — выбранный радиус изгиба цепи;
  • K — дополнительная длина, учитываемая по конструкции и схеме монтажа выбранной серии.

Например, при полном ходе S = 4 м и радиусе изгиба R = 150 мм:

S / 2 = 4 / 2 = 2 м

πR = 3,14 × 0,15 ≈ 0,47 м

До учета параметра K расчетная длина составляет:

2 + 0,47 = 2,47 м

После этого к полученному значению добавляется K в соответствии с техническими данными выбранной серии Weyer.

Эта формула относится к стандартной схеме расположения цепи. Если неподвижная точка смещена относительно середины хода, применяется скользящая система, цепь работает вертикально или траектория отличается от стандартной, длину необходимо определять по соответствующей схеме производителя.

Пример предварительного подбора

Рассмотрим условную промышленную линейную ось с ходом 4 м.

В цепи необходимо провести:

  • Силовой кабель диаметром 24 мм с минимальным динамическим радиусом 150 мм;
  • Сервокабель диаметром 18 мм с минимальным радиусом 120 мм;
  • Кабель обратной связи диаметром 10 мм с минимальным радиусом 80 мм;
  • Пневматический шланг диаметром 12 мм с минимальным радиусом 75 мм.

Шаг 1. Определяем радиус

Наиболее жесткое ограничение имеет силовой кабель:

Rmin = 150 мм.

Значит цепи с радиусом 75, 100 или 125 мм для этой комплектации исключаются.

Шаг 2. Определяем внутреннюю высоту

Самый крупный компонент имеет наружный диаметр 24 мм.

Например, Weyer 26 рассчитана на кабели диаметром до 23 мм, поэтому эта серия исключается уже по высоте.

Серия Weyer 35 имеет внутреннюю высоту 35 мм и допускает кабели диаметром до 32 мм, поэтому по этому параметру она становится возможным кандидатом.

Шаг 3. Определяем ширину

Сумма наружных диаметров сама по себе составляет:

24 + 18 + 10 + 12 = 64 мм.

Но цепь шириной ровно 64 мм выбирать нельзя, поскольку необходимо оставить пространство между компонентами и предусмотреть разделение.

Поэтому далее подбирается соответствующее исполнение Weyer 35 по внутренней ширине и проверяется размещение всех коммуникаций.

Шаг 4. Проверяем массу

После выбора предварительного размера рассчитывается суммарная масса кабелей и шланга на метр.

По ней проверяется допустимая нагрузка и свободнонесущая длина.

Шаг 5. Проверяем ход и предварительную длину цепи

Полный ход оборудования составляет S = 4 м. Для стандартной схемы с неподвижной точкой примерно в середине хода сначала определяем две основные составляющие длины:

S / 2 = 4 / 2 = 2 м

При выбранном радиусе R = 150 мм:

πR = 3,14 × 0,15 ≈ 0,47 м

Получаем:

S / 2 + πR = 2 + 0,47 = 2,47 м

Это еще не окончательная длина цепи. К полученному значению необходимо добавить параметр K, предусмотренный техническими данными выбранной серии Weyer:

L = 2,47 м + K

После определения K по документации конкретного исполнения получают требуемую расчетную длину цепи. Затем значение согласуют с шагом звена и доступными вариантами поставки выбранной серии.

Шаг 6. Проверяем динамику и среду

До окончательного выбора остаются:

  • Скорость;
  • Ускорение;
  • Частота циклов;
  • Температура;
  • Масла или СОЖ;
  • Конструкция кабелей;
  • Крепление;
  • Разгрузка натяжения.

Поэтому даже после определения R, высоты и ширины подбор еще нельзя считать завершенным.

Как скорость и ускорение влияют на выбор

Высокая скорость увеличивает динамические нагрузки на цепь и ее содержимое.

Ускорение особенно важно в оборудовании с коротким, но интенсивным циклом:

  • Обрабатывающих центрах;
  • Портальных роботах;
  • Автоматических загрузчиках;
  • Упаковочных машинах;
  • Высокоскоростных складских системах.

Для кабельных цепей Weyer в общей технической информации указаны максимальная скорость до 5 м/с и ускорение до 5 м/с².

Эти значения нельзя воспринимать как универсально допустимый режим для любой собранной системы.

Фактическая применимость зависит от:

  • Серии;
  • Радиуса;
  • Длины;
  • Массы заполнения;
  • Способа монтажа;
  • Условий среды;
  • Состояния направляющих;
  • Характеристик самих кабелей.

То же относится к указанному производителем ресурсу до 5 миллионов возвратно-поступательных движений. Это характеристика при соответствующих условиях работы, а не гарантированное число циклов для любой установки.

Открытая или закрытая кабельная цепь

Открытая и закрытая цепи решают разные задачи.

Открытая цепь

Удобна, когда важны:

  • Быстрый доступ к кабелям;
  • Осмотр;
  • Замена коммуникаций;
  • Простое обслуживание;
  • Отвод загрязнений в зависимости от положения системы.

В ассортименте Weyer представлены открытые серии 26, 35, 45, 60 и 80, а также более компактные исполнения.

Закрытая цепь

Закрытая конструкция может быть предпочтительна, когда требуется уменьшить прямое попадание на коммуникации:

  • Стружки;
  • Крупных частиц;
  • Производственных загрязнений;
  • Других внешних предметов.

В ассортименте ООО «НПП «Нобис»» представлены открытые и закрытые кабельные цепи Weyer различных типоразмеров. Для задач, где требуется уменьшить прямое попадание стружки и других производственных загрязнений на проложенные коммуникации, доступны закрытые серии 26C, 35C, 45C и 60C.

При этом закрытая кабельная цепь не является автоматически герметичным коробом.

Она уменьшает прямое воздействие определенных загрязнений, но требования к воде, мелкодисперсной пыли или химической среде необходимо оценивать отдельно.

Как выбрать серию кабельной цепи Weyer

У Weyer номер крупной серии хорошо связан с ее внутренней высотой. Это упрощает предварительный выбор, но окончательно серия определяется по совокупности параметров.

Основные размеры кабельных цепей Weyer
Серия Внутренняя высота Максимальный наружный диаметр кабеля Доступные радиусы R Типичная задача предварительного выбора
26 26 мм 23 мм 60, 75, 100, 125, 150, 200, 250 мм Компактные системы с кабелями небольшого и среднего диаметра
35 35 мм 32 мм 75, 100, 125, 150, 200, 250, 300 мм Средние по размеру промышленные трассы с несколькими коммуникациями
45 45 мм 42 мм 75, 100, 125, 150, 200, 250, 300 мм Системы с более крупными силовыми кабелями и шлангами
60 60 мм 56 мм 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400 мм Крупные промышленные коммуникации и тяжелое заполнение
80 80 мм 74 мм 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 500 мм Крупногабаритные силовые кабели, шланги и комплексные промышленные системы

Таблица предназначена для первичного отбора серии.

После нее необходимо выбрать:

  • Внутреннюю ширину;
  • Радиус;
  • Открытое или закрытое исполнение;
  • Разделители;
  • Крепежные элементы;
  • Схему движения;
  • Длину;
  • Допустимую нагрузку.

ООО «НПП «Нобис»» также поставляет расширяемые серии 60 и 80 для систем, которым требуется существенно большая внутренняя ширина.

Посмотреть доступные исполнения и артикулы можно в разделе кабельных цепей Weyer.

Как условия промышленной среды влияют на выбор

Даже правильно рассчитанная геометрия не гарантирует работоспособность системы, если не учтена среда.

Масла и СОЖ

Для станков и металлообрабатывающего оборудования необходимо проверять стойкость:

  • Материала цепи;
  • Оболочек кабелей;
  • Пневматических трубок;
  • Шлангов;
  • Элементов крепления.

Нельзя распространять заявленную маслостойкость одного компонента на всю систему.

Стружка

Горячая или острая металлическая стружка может создавать риск для открытых кабелей.

В таких условиях рассматривают закрытые исполнения или дополнительную организацию защитной зоны в зависимости от характера загрязнения.

Пыль

Для цементного, горнодобывающего, металлургического и другого пыльного производства нужно учитывать не только попадание пыли внутрь, но и ее накопление на направляющих и скользящих поверхностях.

Температура

Рабочий диапазон цепи должен согласовываться с кабелями и шлангами.

Предельно допустимая температура всей системы определяется не самым термостойким, а наиболее ограниченным компонентом.

Наружная эксплуатация

Нужно учитывать:

  • Температуру;
  • Осадки;
  • УФ;
  • Обледенение;
  • Загрязнение;
  • Фактическую стойкость всех коммуникаций.

Подробный выбор средств защиты по воде, химическим веществам, температуре и другим воздействиям рассмотрен в статье «Защита проводов и кабелей на промышленных объектах».

Реальный пример: автоматическая загрузка обрабатывающих центров

Показательный промышленный пример связан с системой MH HEIDI компании SEMA Maschinenbau.

Для автоматической загрузки станков используется компактный телескопический механизм, способный выдвигаться в обе стороны. Система предъявляла одновременно требования к:

  • Малому монтажному пространству;
  • Малому радиусу изгиба;
  • Высокой динамике;
  • Низкой массе;
  • Надежному перемещению коммуникаций.

Первоначально выбранные кабели оказались несовместимы с малым радиусом цепи.

Проблему пришлось решать заменой не цепи отдельно и не кабелей отдельно, а согласованием обоих элементов системы.

Этот пример демонстрирует главный принцип динамической прокладки:

Радиус цепи должен соответствовать кабелю, а кабель должен быть рассчитан на требуемый режим движения.

Физическая возможность уложить кабель в цепь еще не означает, что система будет надежно работать.

Реальный пример: кабельная система металлургического крана

Еще более тяжелый режим встречается в металлургии.

На горячем прокатном производстве ThyssenKrupp в Дуйсбурге кабельная система используется на кране для перемещения горячих слябов.

Условия включают:

  • Сильное загрязнение пылью;
  • Температуру возле потолка до 70 °C;
  • Значительную массу кабелей;
  • Длинное перемещение;
  • Постоянную работу грузоподъемного оборудования.

В реализованной системе масса перемещаемых кабелей составляла около 13 кг/м, а участок перемещения цепи — около 15,5 м.

Для такой задачи потребовались специальная heavy-duty цепь и динамические кабели, соответствующие повышенной температуре.

Практический вывод здесь важнее конкретной марки оборудования: с ростом длины, массы и тяжести среды кабельная цепь перестает быть простым пластиковым держателем и становится расчетным узлом машины.

Где применяются кабельные цепи

Кабельные цепи используются во многих типах промышленного оборудования, но принцип выбора остается одинаковым.

Станки и обрабатывающие центры

Цепи направляют кабели приводов, датчиков, систем управления и коммуникации подвижных осей.

Портальные системы и роботизированные линии

Применяются на линейных осях, загрузчиках, манипуляторах и автоматизированных производственных комплексах.

Краны и грузоподъемное оборудование

Используются для подвода питания и сигналов к перемещающимся тележкам и другим узлам.

Автоматизированные склады

Применяются в штабелерах, подъемных механизмах и других системах хранения и транспортировки.

Металлургическое и горнодобывающее оборудование

Здесь к динамическим нагрузкам добавляются пыль, высокая температура и тяжелые коммуникации.

Конвейерные и упаковочные машины

Цепи применяются там, где рабочий модуль, захват, каретка или другой механизм регулярно перемещается относительно основной рамы машины.

Отрасль сама по себе не определяет тип цепи. В каждом случае необходимы реальные параметры движения и заполнения.

Типичные ошибки при подборе кабельной цепи

Выбирать цепь только по наружному диаметру самого большого кабеля

Высота — лишь один параметр. Нужно учитывать все коммуникации, ширину, массу, радиус и динамику.

Выбирать минимально возможный радиус

Малый R уменьшает габариты системы, но повышает требования к кабелям и шлангам.

Радиус определяется допустимым изгибом содержимого.

Использовать обычный гибкий кабель

Кабель может хорошо переносить монтажные изгибы и при этом не быть рассчитан на миллионы повторяющихся циклов.

Плотно заполнять внутреннее пространство

Это ограничивает свободное движение кабелей и увеличивает взаимное трение.

Не использовать разделители

При разном диаметре и массе коммуникаций это может привести к их взаимному давлению и нарушению положения.

Не учитывать массу

Цепь, подходящая по размеру, может оказаться перегруженной.

Не предусматривать разгрузку натяжения

В этом случае движение передается на кабельные вводы, разъемы и соединения.

Использовать свободнонесущую схему на слишком длинном ходе

При превышении допустимой длины требуется другая схема работы.

Считать закрытую цепь герметичной

Закрытые крышки уменьшают прямое попадание загрязнений, но не превращают конструкцию в герметичную систему.

Ориентироваться только на максимальную паспортную скорость

Максимальная скорость не означает допустимость такого режима при любой длине, массе и радиусе.

Не учитывать изменение системы после модернизации

Добавление нового силового кабеля или шланга меняет:

  • Массу;
  • Заполнение;
  • Минимальный требуемый радиус;
  • Внутреннюю раскладку;
  • Динамические характеристики.

Поэтому модернизацию существующей цепи нужно проверять так же, как первоначальный подбор.

Что проверить после монтажа

После сборки систему необходимо проверить в реальном диапазоне движения.

Следует убедиться, что:

  • Цепь проходит полный ход без препятствий;
  • Кабели нигде не натягиваются;
  • Коммуникации не зажаты;
  • Кабели не перекрещиваются;
  • Нет чрезмерного контакта со стенками и соседними компонентами;
  • Радиус изгиба сохраняется;
  • Концы кабелей правильно разгружены;
  • Цепь не цепляет элементы машины;
  • Свободнонесущий участок работает в предусмотренной геометрии;
  • Скользящая система правильно входит в направляющую;
  • Кабели не выходят из предусмотренных камер;
  • Пневматические и гидравлические линии не пережимаются;
  • При максимальной скорости нет ударов и нештатных колебаний.

Первую оценку лучше проводить на пониженной скорости, после чего проверять систему в рабочем режиме в соответствии с процедурой ввода оборудования в эксплуатацию.

Что нужно контролировать при эксплуатации

Кабельная цепь является изнашиваемым механическим узлом и требует периодического осмотра.

Следует контролировать:

  • Состояние звеньев;
  • Шарнирные соединения;
  • Крепления;
  • Разделители;
  • Направляющие;
  • Скользящие поверхности;
  • Наличие посторонних предметов;
  • Состояние кабельных оболочек;
  • Следы истирания;
  • Смещение кабелей;
  • Натяжение в конечных точках;
  • Повреждения шлангов;
  • Необычный шум;
  • Изменение траектории движения.

Особое внимание требуется после модернизации оборудования, аварийной остановки, механического удара или замены одного из компонентов цепи.

Нормативные документы и техническая документация

Документы, которые нужно учитывать при проектировании динамической кабельной системы
Документ Роль
ГОСТ IEC 60204-1-2020 Общие требования к электрооборудованию машин и механизмов в пределах области применения стандарта
Стандарты на конкретный вид машины Могут устанавливать дополнительные требования для кранов, станков и другого оборудования
Размеры, радиусы, допустимые нагрузки, схема расчета длины, крепление, скорость и другие параметры конкретной серии
Документация производителя кабеля Минимальный динамический радиус, скорость, ускорение, количество циклов, температурный диапазон и условия применения
Документация производителя шлангов Минимальный радиус изгиба, рабочее давление, температура и допустимость динамической эксплуатации

Для самой геометрии кабельных цепей нет смысла искать один универсальный ГОСТ с радиусами и размерами для всех производителей.

Значения R, внутренние размеры, допустимая нагрузка, длина и схема установки относятся к конструкции конкретной серии и должны проверяться по ее технической документации.

Чек-лист для подбора кабельной цепи

Перед подбором подготовьте следующие данные.

Движение

  • Укажите полный ход.
  • Укажите направление движения.
  • Укажите горизонтальное, вертикальное или другое положение.
  • Укажите скорость.
  • Укажите ускорение.
  • Укажите количество циклов или интенсивность работы.
  • Укажите доступное пространство.

Кабели

Для каждого кабеля укажите:

  • Назначение;
  • Марку;
  • Наружный диаметр;
  • Массу на метр;
  • Минимальный радиус в динамическом режиме;
  • Рабочую температуру;
  • Допустимость работы в кабельной цепи.

Шланги и трубки

Для каждой линии укажите:

  • Назначение;
  • Наружный диаметр;
  • Массу;
  • Минимальный радиус;
  • Рабочее давление;
  • Рабочую среду;
  • Температуру.

Условия эксплуатации

  • Укажите температуру.
  • Укажите наличие масла и СОЖ.
  • Укажите наличие пыли.
  • Укажите наличие стружки.
  • Укажите воздействие воды.
  • Укажите наружную эксплуатацию.
  • Укажите другие химические или механические воздействия.

Требования к конструкции

  • Укажите желаемое открытое или закрытое исполнение.
  • Определите необходимость разделителей.
  • Определите способ крепления.
  • Определите необходимость направляющего желоба.
  • Укажите ограничения по ширине и высоте.

После этого уже можно выбирать конкретную серию и исполнение.

ООО «НПП «Нобис»» поставляет кабельные цепи Weyer с внутренней высотой от компактных исполнений до серии 80, открытые и закрытые модели, серии с различными радиусами изгиба и решения для широких комплексных трасс.

Правильный подбор начинается не с номера цепи, а с кабелей, шлангов и параметров оборудования. Когда радиус, размеры, масса, ход и динамика рассчитаны как единая система, кабельная цепь выполняет свою основную функцию — обеспечивает повторяемое движение коммуникаций без недопустимых изгибов, натяжения и хаотичного перемещения.


ООО «НПП «Нобис»»