Prowadniki kablowe – dobór, montaż, zastosowanie

8 września 2020 0

Autor:

Prowadniki kablowe pozwalają na to, by w ruchomych częściach maszyn kable i przewody nie plątały się i nie gięły. Jak zmontować całe urządzenie żeby wszystko działało poprawnie? Jak najlepiej dobrać prowadnik przewodu, żeby spełniał swoje funkcje najlepiej i wykorzystać jego możliwości maksymalnie?

W niniejszym artykule dowiesz się co to są prowadnice do kabli, jak poprawnie dokonać doboru prowadnika w wybranej aplikacji, a następnie jak zamontować taki prowadnik kablowy poprawnie. Jeśli szukasz informacji o prowadnicach łańcuchowych lub prowadnikach kablowych, łańcuchach kablowych lub e-prowadnikach, to dobrze trafiłeś. To inne nazwy prowadników przewodów jakie można znaleźć w sieci, w zależności od producenta.

Prowadnice do kabli co to jest?

Prowadnice do kabli to konstrukcje zaprojektowane do otaczania i prowadzenia elastycznych kabli elektrycznych i rur hydraulicznych lub pneumatycznych, części ruchomych zautomatyzowanych maszyn. Miniaturyzują zużycie i naprężenia kabli i węży, ograniczają plątanie i poprawiają bezpieczeństwo operatora. Prowadniki kablowe można przystosować do ruchów poziomych, pionowych, obrotowych i trójwymiarowych.

Budowa prowadników kablowych

Prowadniki kablowe zbudowane są podobnie jak łańcuch rowerowy – zbudowane z powtarzalnych ogniw, które mogą być wyginane w jednej lub dwóch płaszczyznach. Ogniwa takie mogą występować jako otwarte lub zamknięte (niezbędne tam, gdzie występuje duże zanieczyszczenie np. wiórami lub innymi sypkimi materiałami). Dla separacji poszczególnych przewodów w prowadniku stosuje się odpowiednie mocowania i separatory, gdyż cieńsze przewody mają tendencję do przesuwania się i zakleszczania między grubszymi. Prowadniki kablowe wykonuje się ze stali, aluminium lub tworzyw sztucznych, które zyskują coraz większą popularność.

Zanim zabierzesz się za dobór odpowiednich prowadników kablowych do swoich rozwiązań, proszę zwróć uwagę, że w artykule zamieściliśmy informacje dotyczące montażu. Możesz dobrać dobrze prowadnik, lecz ten wraz z układem przewodów i węży będzie działał bezpiecznie i bezawaryjnie szczególnie wówczas, gdy montaż zostanie wykonany poprawnie.

Dobór prowadników kabli

Dobór odpowiednich prowadników do kabli przeprowadza się z uwzględnieniem kilkunastu parametrów. Zapewniamy jednak, że to nie będzie nic skomplikowanego, jeśli wyjaśnimy sobie kilka pojęć.

Na stronach producentów prowadnic przewodów możesz znaleźć wzory, a często nawet gotowe kalkulatory pozwalające dobrać odpowiedni układ w przekroju i rozmiar prowadnika. Znane muszą być następujące wartości: długość toru jazdy, działające przyspieszenia i prędkości przejazdu, średnice poprowadzonych kabli i rodzaje kabli (elektryczne, hydrauliczne, pneumatyczne itd.), ponieważ od tego zależy bezpośrednio promień prowadnika do kabli.

Podsumowując, dobór prowadnika kabli przeprowadza się najskuteczniej uwzględniając poniższe sześć kroków:
1. Zasięg pracy – do obliczenia długości prowadnika przewodów/ ilości elementów,
2. Ilość przewodów lub węży oraz ich średnice zewnętrzne, aby dobrać wewnętrzne wymiary prowadnika (Hi oraz Bi na rysunku), promienie gięcia przewodów lub węży, aby dobrać promień prowadnika R kabli
3. Całkowity ciężar przewodów, potrzebny do doboru zwisu prowadnika przewodów
4. Separatory
5. Mocowanie
6. Środowisko pracy – czy występuje zapylenie, czy prowadnik będzie wystawiony na warunki zewnętrzne, jak śnieg, wiatr, deszcz

Poniżej szerzej omówimy każdy z kroków.

Krok I – Określ wymiary prowadnika przewodu, a w tym zasięg jego pracy

Zasięg toru pracy określa się poprzez dane toru po jakim będzie poruszał się prowadnik do kabli. Musisz znać oczekiwane prędkości pracy i przyspieszenia. Dane te są niezbędne do obliczenia długości prowadnika kabli oraz parametrów dla wybranej aplikacji. Wszystko po to, aby najlepiej dobrać prowadnice kabli, tak aby spełniał swoje funkcje najlepiej przez najdłuższy czas, wykorzystując jego możliwości maksymalnie. Skąd pozyskać dane? Zazwyczaj dane otrzymasz w specyfikacji maszyny/urządzenia na której ma pracować prowadnica.

 

 

Aby uniknąć jednego z podstawowych błędów warto wiedzieć, że gdy w prowadniku jest jeden przewód o małej średnicy, ale długość toru jazdy wynosi kilkadziesiąt metrów, to prowadnik powinien być dobrany do długości toru jazy, a nie do przewodu.

 

 

Krok IIInformacje na temat potrzebnych przewodów i innych mediów jakie chcemy umieścić w prowadnicy

 

Dane o wielkościach mechanicznych i zdolności do pracy danego przewodu czy grupy przewodów są niezbędne do właściwego typowania prowadnicy. Zły rozmiar prowadnika lub zbyt ciasno ułożone przewody mogą powodować rozpinanie prowadnika podczas pracy.

 

 

 

 

Istnieje pewna naczelna zasada luzu przewodów w ogniwie prowadnicy:

10% i nie mniej niż 1.2 mm
Bez pomijania grubości separatorów

 

 

 

 

Eksperci twierdzą, że dodatkowa przestrzeń dla przewodów hydraulicznych powinna wynosić 20% średnicy. Następnie kalkuluje się promień gięcia prowadnika R, który z reguły wynosi minimum 10d, gdzie d to średnica największego kabla.

Znając średnicę przewodów zatem można dokonać wstępnego doboru typu prowadnicy kablowej. Wykonaj symulację ułożenia przewodów wewnątrz prowadnicy. Wynik określi maksymalne powierzchnie potrzebne do pracy układu.

Będą potrzebne do właściwego doboru przewodów i innych elementów mających konstrukcyjne obostrzenia co do maksymalnego toru pracy w układzie ruchomym a także ilość cykli zginania przewodu

Dzięki temu określimy stopień wypełnienia i ciężar (z karty produktu) dla projektowanej prowadnicy. Wynikiem tego będą równolegle parametry promienia gięcia [R] przewodu / węża i jego średnica d [mm].

Krok III – Długość samonośna a może układ ślizgowy

Zależność stopnia wypełnienia i ciężar konstrukcji zależy od doboru rodzaju prowadnicy kablowej i jego konstrukcji.

Klienci popełniają błąd już podczas wyboru typu prowadnika. Trzeba pamiętać, że każdy typ prowadników kabli ma dopuszczalne obciążenie uzależnione od długości swobodnego przejazdu prowadnika.

Aplikacje „samonośne” są najbardziej popularnymi. Prowadniki kablowe zastosowane w tego typu aplikacjach umożliwiają pracę z bardzo dużą dynamiką przemieszczeń i zapewniają bardzo długi okres żywotności. Maksymalna samonośna długość jest uzależniona od ciężaru wypełnienia i od typu prowadnika kabli. W wyniku tego, rozróżniamy trzy typy samonośnej długości:

Rodzaje samonośnej długości

1. Aplikacja Samonośna —Prosty górny odcinek prowadnika (FLG na powyższym rysunku).
Prowadnik przewodów na powyższym rysunku oznaczony jako FLG stosowany jest jeżeli górne ramię prowadnika jest odcinkiem prostym z wygięciem lub posiada maksymalne ugięcie 10-15 mm w zależności od rozmiaru. Instalacja prowadnika przewodu w aplikacji typu FLG jest zawsze polecanym wariantem. Prowadniki przewodu pracują wtedy cicho i bez dodatkowych wibracji.

2. Samonośna ze zwisem (oznaczony jako FLB na powyższym rysunku)
Prowadnik przewodów na powyższym rysunku oznaczony jako FLB stosowany jest jeżeli jego zwis wynosi więcej niż 10-15 mm (w zależności od rodzaju prowadnika przewodów) i mniej niż zdefiniowany maksymalny zwis. Zwis maksymalny zależy od rodzaju prowadnika przewodów. Wariant FLB jest technicznie dopuszczalny dla wielu rozwiązań. Problemy mogą wystąpić w przypadku, gdy przyspieszenie i częstotliwość przesuwu jest za wysoka.

3. Zwis krytyczny
Jeżeli zwis jest większy. niż dopuszczalne FLB to mówimy o “krytycznym zwisie”. Należy bezwzględnie unikać instalacji ze “krytycznym zwisem”, które są dopuszczalne tylko w wyjątkowych instalacjach.

Istnieją aplikacje, które po bardzo długim okresie użytkowania, osiągną stadium „krytycznego zwisu”. W takim momencie prowadnik przewodów musi zostać wymieniony.

Układy ślizgowe – kiedy je stosować?

W bardzo długich przesuwach najlepszym rozwiązaniem jest zastosowanie prowadnika do kabli w aplikacji ślizgowej. W tej aplikacji łańcuch kablowy górny ślizga się po dolnej części łańcucha kablowego. Aby prowadniki przewodów mogły poprawnie pracować w aplikacji ślizgowej trzeba zastosować rynnę prowadzącą prowadniki kablowe. Rynna wykonana jest najczęściej ze stali, aluminium lub może być wykonana ze stali nierdzewnej. Rynny takie wyposażone są w elementy ślizgowe na bokach i pośrodku. Elementy te wykonane są z tworzywa, które posiada najlepsze właściwości ślizgowe we współpracy z prowadnikami przewodów. Wysokość rynny powinna być co najmniej równa podwójnej wysokości prowadnika przewodu. Szerokość rynny powinna być większa o 5mm od szerokości prowadnicy kabla.

Obliczenie długości prowadnika do kabli

Najlepiej jak prowadnik przewodów jest zaczepiony pośrodku całości przesuwu liniowego. Takie umieszczenie nieruchomego punktu prowadnika przewodu pozwala na zmniejszenie długości prowadnika przewodów. Poniższe przykłady pokazują jak obliczyć długość prowadnika przewodów jeżeli punkt stały jest na środku oraz gdy jest na końcu prowadnika przewodów.

Obliczenie długości prowadnika w aplikacji ślizgowej wykonuje się według powyższego rysunku i wzoru:
Lk = S/2 + K, gdzie:

S – Długość przesuwu,
K – współczynnik, wartość tą bierze się z danych technicznych prowadnika przewodu.

K = π x R + zabezpieczenie, gdzie:

R – promień gięcia prowadnika przewodów,
HRi – wysokość wewnętrzna rynny,
HF – Wymagana wysokość wbudowania,
K2 – Dodatek, jeżeli punkt podłączenia ruchomej końcówki został obniżony,
D2 – Nadmiar dla długości przesuwu poślizg.

Krok IV – Podział wewnętrzny – separatory

 

Większość prowadników przewodów ma prostokątny przekrój, wewnątrz którego leżą kable. Poprzeczki na całej długości prowadnika przewodu można otworzyć od zewnątrz, dzięki czemu można łatwo włożyć kable i podłączyć wtyki. Wewnętrzne separatory w prowadnikach oddzielają kable. Kable mogą być również utrzymywane na miejscu dzięki zintegrowanemu odciążeniu naciągu. Wsporniki montażowe mocują końce prowadnika przewodu do maszyny.

W przypadku stosowania przewodów o dużych średnicach musimy uwzględnić ich ułożenie na krańcach okna prowadnicy kablowej. Pamiętajmy jednak, iż ciężar w ogniwie musi być rozmieszczony równomiernie – co będzie gwarantowało sukces bezawaryjnej pracy układu. Przewody ułożone w prowadniku nie mogą się plątać ani krzyżować.

 

 

 

 

Krok V – Mocowanie – układ startowy

Znając parametry pracy, należy dobrać system mocowania. W naszej ofercie występują dwa zasadnicze typy – mocowanie w układzie płaskim oraz do płaszczyzn poziomych.

Prowadnice kabli w sklepie EBMIA to systemy wraz z konstrukcją startową do mocowania przewodów głownie w układzie płaskim (sprawdź tu i tu). Często stosowanym rozwiązaniem jest uchwyt czołowy dający możliwość mocowania również do płaszczyzn poziomych (sprawdź tu i tu). W ofercie również prowadniki z mocowaniem zbieżnym i rozbieżnym w wariantach z mocowaniem metalowym, zależne od dalszego układu pracy prowadnicy i przewodów.

Krok VI – Środowisko pracy

Bardzo istotnym elementem składowym naszego wyboru jest środowisko pracy całej aplikacji. Zapylenie, wilgotność, obecność czynników chemicznych czy też zaistniałe strefy zagrożenia wybuchem – będą tymi warunkami, które mają decydujący wpływ na rodzaj materiału izolacji zewnętrznej przewodów oraz użytego tworzywa dla naszej prowadnicy.

Prowadnice do kabli z oferty firmowej EBMIA wykonane są z tworzyw sztucznych, które zyskały największą popularność. Ponieważ prowadniki kablowe nie pracują pod dużymi obciążeniami, to odpowiednie dobrane tworzywo może z powodzeniem zastąpić stale lub aluminium przy jednoczesnym istotnym zmniejszeniu wagi. Co ciekawe – im lżejszy sam prowadnik, tym cięższe przewody może przenosić, gdyż wymaga to mniejszego wsparcia własnej masy.

Dobór prowadnic do kabli – najczęściej popełniane błędy

A teraz w dziesięciu punktach przedstawimy najczęściej popełniane błędy przy zakupie prowadników przewodów.

1. Źle dobrany rozmiar prowadnika lub za ciasno ułożone kable powodujące rozpinanie prowadnika podczas pracy.
2. Zastosowanie prowadnika bez możliwości dostania się do przewodów z już założonymi wtyczkami – to uniemożliwia ich przełożenie.
3. Zapominanie o tym, że każdy prowadnik kablowy ma ustalone dopuszczalne obciążenie uzależnione od długości swobodnego przejazdu.
4. Koncentrowanie się jedynie na gabarycie (czyli ile miejsca potrzebujemy na przewody), bez uwzględniania wytrzymałości prowadnika, czyli jego parametrów mechanicznych.
5. Pomijanie akcesoriów i pomijanie stosowania separatorów między kablami. Tymczasem organizacja przestrzeni wewnątrz prowadnika jest bardzo ważna.
6. Stosowanie w prowadniku przewodów dedykowanych do pracy statycznej, np. niepodatnego na zginanie, bardzo twardego drutu
7. Źle dobrany promień prowadnika w stosunku do średnic przewodów może powodować uszkodzenie prowadnika lub przewodów
8. Zbyt mały przekrój prowadnika kablowego w stosunku do liczby przewodów grozi uszkodzeniem prowadnika, rozerwaniem poprzeczek.
9. Zbyt krótki prowadnik kabli w stosunku do toru jazdy.
10. Zastosowanie standardowych prowadnic na kable w strefach zagrożonych wybuchem .

Posiadając konkretną wiedzę związaną z doborem przewodów i prowadnic kablowych jesteśmy w stanie określić elementy składowe układu, a teraz zając się montażem prowadnic kablowych.

Montaż prowadnic kablowych

EBMiA dostarcza zamawiane prowadnice wraz z separatorami czy innymi elementami jako elementy do montażu samodzielnego.

W pierwszej kolejności należy ułożyć na równej powierzchni całą prowadnicę dokonując montażu we właściwej pozycji mocowania

Następnie, przygotowujemy punkty mocowania w konstrukcji stałej i ruchomej – o ile nie dokonaliśmy tego w czasie obróbki mechanicznej / ślusarskiej urządzenia.
Kolejnym krokiem jest montaż prowadnicy kablowej na urządzeniu – dla układu samonośnego czy w rynnie ślizgowej stanowiącej miejsce posadowienia i pracy prowadnicy. W trakcie montażu możemy dokonać korekty ułożenia lub długości prowadnicy.

Warunkiem koniecznym jest rozwijanie przewodów i układanie zgodnie z kierunkiem pracy prowadnicy. Niedopuszczalne jest rozwijanie metodą zdejmowania kolejnych zwojów ze szpuli tworząc tzw. „korkociąg”.

 

 

O ile ciężar i gabaryt prowadnicy są nieduże – możemy montować prowadnicę również dopiero po wypełnieniu jej przewodami

 

 

Montaż Przewodów

Gwarancję bezawaryjnej pracy zespołu, prowadnicy kablowej wraz z przewodami czy wężami, daje właściwe ułożenie przewodów wewnątrz prowadnicy. Pamiętajmy tu o symetrycznym rozłożeniu przewodów pod kątem ich ciężaru, zarazem zachowując odstęp 10% średnicy (nie mniej).

Należy zwrócić szczególną uwagę, aby przewody i węże o różnych powłokach zewnętrznych nie stykały się. Generalną zasadą jest– brak możliwości krzyżowania czy splatania przewodów.

 

 

Zalecamy oddzielenie przewodów/węży separatorami

 

 

 

Efektem takiego działania może być odkształcenie wewnętrznej konstrukcji – kierunku skrętu żył w przewodzie. A w efekcie uszkodzenie izolacji żył. Innym skutkiem niewłaściwego układania przewodów jest przeniesienie środka ciężkości przewodów wewnątrz prowadnicy co w efekcie może spowodować zmianę toru pracy (największe niebezpieczeństwo występuje w układach samonośnych).

Taki montaż powoduje utratę gwarancji na cały zespół i zastosowane przewody.

 

Aspekty układania przewodów i węży w prowadnicy kablowej są tym ważniejsze im większa jest prędkość i ilość cykli pracy. Zalecamy skorzystanie z konsultacji z działem osprzętu kablowego.

 

 

 

Po dokonaniu montażu prowadników kabli i wstępnej kontroli ułożenia, dokonujemy zamknięcia pokryw, sprawdzając posadowienie separatorów i ich właściwe położenie.

W fazie końcowej mocujemy początek i koniec przewodu do uchwytów grzebieniowych – w mocowaniach z tworzyw stanowią integralną część mocowania, zaś w przypadku uchwytów metalowych do dobranego uchwytu odciążeniowego.

Prowadniki kablowe serwis

Dzięki temu artykułowi dowiedziałeś się jak zmontować prowadniki kablowe, unikając najczęściej popełnianych błędów. Wierzymy, że będziesz mógł najlepiej dobrać prowadnik przewodu żeby spełniał swoje funkcje, wykorzystując maksymalnie jego możliwości.

Każde urządzenie, napęd, układ obrotowy wymagają kontroli okresowej w zakresie poprawności działania. Takiej kontroli podlegają także prowadniki kablowe. Należy po raz pierwszy, możliwie po krótkim okresie pracy (zależnie od wykonanych cykli od momentu uruchomienia) skontrolować mocowania uchwytów, posadowienie separatorów a także mocowanie przewodów na końcach prowadnicy.

Eksperci z EBMiA służą pomocą w zakresie doboru odpowiednich prowadników do kabli. Dzięki współpracy z renomowanymi producentami jesteśmy w stanie dostarczać najwyższej jakości elementy i akcesoria. Wystarczy w tej sprawie oraz w przypadku każdej innej wątpliwości lub pytania skonsultować się z naszymi doświadczonymi doradcami handlowymi, którzy chętnie udzielą Państwu niezbędnych informacji.

Zapraszamy do przeczytania artykułu:

Rodzaje przewodów i kabli w automatyce

 

UdostępnijShare on FacebookShare on Google+Tweet about this on Twitter

Powiązane produkty

Newsletter
Bądź na bieżąco