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使用动力拖链实现自动化

伴有明显移动的系统


当听到自动化这个词时,每个人都会同意:需要尽可能精确、可靠和快速的流程,这些流程可以是周期性的,也可以是全天候的。无一例外。动力拖链系统是过程自动化不可或缺的一部分,因为几乎每个生产现场都有需要为机器部件持续供电、提供数据或介质如空气和水的应用。在本页中,您将了解到动力拖链的确切含义、使用时间、动力拖链的材料、排列和安装方式,以及在选择合适的拖链电缆时需要注意的事项。

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用于未组装的电缆拖链:


用于预装配的动力拖链:


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什么是拖链,它执行什么任务?


拖链是一种机械系统,用于保护、运输和引导永久移动机器应用中的电缆和介质软管。

电缆拖链中的运动是以受控方式进行的,因此电缆或介质软管上的永久作用力不会过早损坏或失效。电缆和介质软管最终会在拖链的移动距离上承受数百万次的弯曲运动。

动力拖链的主要功能是什么?

它能以简单经济的方式实现线性运动中两点之间的电气、光学、液压或气动连接。某些动力拖链的旋转角度可达 540°,因此可进行机器人应用所需的三维运动。

它以受控方式引导和支撑电缆和软管,同时遵守最小弯曲半径。

它为电缆和软管提供机械保护,如果电缆和软管有保护罩,甚至还能将它们与化学环境影响隔离开。

这不仅减少了电缆和软管的维护周期,还延长了其使用寿命。

动力拖链是如何构造的?


动力拖链由许多相互连接的链节组成,这些链节的两侧短边是封闭的。链节大小取决于电缆的数量和尺寸。 

单个链节由以下要素组成:

  • 侧带
  • 各个边带链节通过连接插针相互连接。
  • 框架支撑杆有多种型号可供选择。除了开放式型号外,还有带塑料、铝、钢、不锈钢保护盖的型号,以在必要时保护电缆不受环境条件的影响。
  • 分离器则可确保电缆和软管在动力拖链中的正确定位和分离。它们垂直连接到框架支撑上。
  • 连接元件:为确保动力拖链两端都能连接到系统或机器上,连接元件可用于各种安装位置。

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与电缆滑车系统相比,拖链有哪些优势?


与传统系统(如导体杆、悬挂装置和电缆滑车系统)相比,拖链的竞争优势在于:

  • 它们得到青睐,是因为能够承载不同类型的公用设施(电源、信号和数据电缆以及液压和保护管套),
  • 它们可以无条件地用于每天大气中可能存在灰尘、湿气、化学物质和腐蚀性物质的环境中。
  • 它们可以承受高速和加速度。
  • 电缆可以安装、更换或日后安装。
  • 还可以实现水平、垂直、对角线和圆形移动距离。
  • 维修工作很容易进行,但维修强度一般较低。
  • 由于介质在拖链中是线性的,而不是下垂的,因此在相同的传输距离下,它们所需的介质长度要短得多。

动力轨道跟随电缆拖链

这是什么意思?
拖链用于保护和引导安装在电缆拖链上的柔性电缆和软管。因此,必须始终根据电缆/软管的特性来设计拖链,而不是相反!所用电缆/软管的定义越精确越好。

电缆在拖链中如何排列?


为确保动力拖链平稳运行,避免对介质造成任何可能的损害,在选择动力拖链之前,应全面评估需要路由的电缆和软管,这些电缆和软管与拖链尺寸和部件组成相关。

仅举几例,请确保:

  • 电缆/软管松散有序的放置在拖链中。应尽量使用分隔符将它们分开。
  • 电缆/软管的重量和尺寸对称安装。直径和重量较大的在外侧,直径和重量较小的在内侧。它们也可以按从内到外的大小顺序排列。在没有架子的情况下,避免将电缆排列在彼此上方。
  • 在一个部分中,只使用具有相同外护套的介质,以避免不必要的摩擦。
  • 根据介质保证电缆/导管和分离器之间的间隙,使电缆/导管可以自由移动,并允许介质相互之间以及与拖链电缆之间相对移动。

拖链用哪种电缆?


适用于拖链的电缆和软管有时会受到非常强烈和持续的弯曲。因此,它们长期暴露在拖链弯曲运动产生的应力下。与三维扭转运动不同的是,这种弯曲运动始终是线性和单向的。

电缆的柔韧性对其弯曲半径有直接影响,弯曲半径表示电缆在不影响其功能的情况下可弯曲的程度。

弯曲半径越小,电缆承受的压力就越大,也就越难达到所需的长使用寿命。

因此,对电缆和软管柔韧性的要求可定义如下

电缆内的导体应至少为细线,即符合导体等级 5。
铺设长度越短,即芯线绞合长度越短,整个绞合组件就越灵活。 
当然,这些都应符合拖链应用的要求和当时的环境条件。
只有在特殊情况下,拖链电缆的芯数才会超过 25 芯。这就避免了许多芯线打结然后断裂的风险。
最终,拖链不仅要承受自身的重量,还要承受放置在其中的电缆和介质软管长达数米的重量。 

进一步了解用于连续运动应用的高柔性电缆和电线的出色弯曲特性。

LAPP 的动力轨道电缆

选择动力拖链时还有哪些其他的重要因素?


在配置动力拖链时,许多因素都非常重要。除了指定拖链电缆和考虑应用环境外,还必须确定动力拖链的长度、速度、加速度和运行时间以及电缆的重量。
同样重要的是,在规划中应包括后续安排、安装类型和动力拖链材料。

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有哪些可能的拖链配置?


自支撑结构主要适用于较小尺寸的拖链。与滑动结构相比,它们不易磨损,因为运行时拖链上部和下部之间没有摩擦。然而,拖链的自承重长度是有限的。

随着行进距离的增加,电缆拖链的净重以及放置在其中的电缆和软管的重量会对应用造成压力,从而使电缆拖链在无支撑区域下垂。下垂不一定是负值,但会降低电缆拖链可能的速度和加速度值。

如果超过最大允许垂度值,我们建议支撑拖链或选择移动应用。如果要克服行进距离超过 10 m 的距离,拖链的选择通常取决于带有导向通道的滑动布置。特殊的设计解决方案(例如滑靴)最大限度地减少了拖链部件之间的摩擦效应。滑动装置允许行驶距离达 100 m 或更长。

有哪些装配选项?


水平装配的应用主要使用拖链应用 。将拖链平放在稳定的表面上。

 侧面安装应用意味着拖链在其侧面安装工作。如果上部空间有限,而拖链的正常装配又需要太多空间,则有必要采用这种配置。当公用设施的额外载荷超过拖链的最大自承能力,但由于某些原因无法使用滑动配置时,也有必要使用滑动配置。


可提供以下选项:支持拖链在地面、导槽内移动的应用,例如长距离移动应用。或悬挂式应用,例如在机床中,拖链不从底部支撑。

垂直装配是指运动方向垂直,拖链半径弧线不接触地面或天花板。在垂直装配时,拖链可以悬挂或站立运行。


电缆/软管的两端必须使用相应的附件固定,且不得接触拖链。

拖链由什么材料制成?


LAPP 用于制造拖链的所有材料均符合环保要求(RoHS 和 WEEE)。 拖链的区别在于链节和横架所用的材料。

因此,缆普将这些拖链分为:

塑料动力拖链这种拖链适用于大多数环境中的通用标准应用(包括室外),也可用于增加拖链在潮湿和油性环境中的负载或用于长行进距离。塑料动力拖链可实现最快的速度和加速度值。塑料拖链可用于自支撑和滑动应用,也可应用于圆周运动。它们由聚酰胺化合物 (Brylon 6) 制成,有开放式和全封闭式两种。


顺便说一句:LAPP 还提供混合动力拖链。在混合系统中,框架支撑和保护盖为铝制。塑料和铝的组合有助于提高拖链的硬度/稳定性,并抵御严苛的环境。混合动力拖链有开放式和全封闭式两种。

钢制动力拖链:这些拖链的应用范围很广,尤其适用于塑料耐用性不足的环境。例如,在极端正负温度的环境中就会出现这种情况。与塑料拖链相比,这是钢制拖链具有明显优势的地方。

拖链的配置选项


大多数拖链系统都配有单链。不过,它们也可以以同样的方式拥有多条拖链。如果拖链数大于 1,则拖链直接相邻、环形或分层排列。通常,拖链有一个恒定的线性运动方向,即所谓的位移。但在许多应用中,还需要在拖链内进行旋转,有时旋转角度可达 600°,在这种情况下,只能采用多链配置。此外,还有更多拖链配置选项可用于组合运动,即位移和旋转。

用于二维直线运动的拖链电缆

电缆朝一个方向弯曲。

经典动力拖链

用于三维扭转运动的拖链电缆

专为工业机器人设计,旋转角度可达 540°。

机器人动力拖链