Prowadniki mają za zadanie zapewnienie ochrony kabli przed uszkodzeniami, które mogą powstać podczas ruchu maszyny. Stąd też są niezbędne w maszynach i urządzeniach, gdzie wymaga się przesyłu zarówno energii elektrycznej, jak i sygnałów do elementów ruchomych.
„Możliwości zastosowania prowadników przewodów są niemalże uniwersalne“ – Harald Nehring, prokurent ds. systemów zasilania w firmie igus, źródło: igus
W nowoczesnych prowadnikach do przewodów niejednokrotnie uwzględnia się systemy zatrzaskowe dla ułatwienia montażu i demontażu poszczególnych elementów. Przydatne rozwiązanie stanowi możliwość łączenia ogniw bocznych lub poprzeczek poprzez zatrzaśnięcie. Montaż nie wymaga więc użycia dodatkowych narzędzi. Dla zapewnienia bezpieczeństwa użytkowania każde ogniwo boczne jest zabezpieczone z zewnątrz w punktach osiowych blokadą zatrzaskową. Podobne zabezpieczenie przewiduje się dla poprzeczek. Zabezpieczenia zatrzaskowe zapewniają również właściwy montaż, bowiem jeżeli wykonano go nieprawidłowo, zablokowanie nie jest możliwe.
Przydatne rozwiązanie stanowi układ półek, który ma za zadanie precyzyjne oddzielenie kabli. Zyskuje się więc wyeliminowanie ich obsuwania, nakładania i skręcania. Zaletą takiego rozwiązania jest zapobieganie nadmiernemu tarciu przy małych promieniach gięcia. Nie bez znaczenia pozostaje zapewnienie bezpieczeństwa elektrycznego, bowiem kable są zawsze w takich samym odstępach. W niektórych modelach przewidziano zintegrowane odciążenie naciągu uzyskane za pomocą listwy odciążenia zainstalowanej w prowadniku łańcuchowym lub na maszynie. Przewody są mocowane za pomocą specjalnych opasek montażowych po obu stronach listwy odciążenia naciągu. Kable o znacznej masie instaluje się za pomocą obejm kablowych.
Pamiętać należy o odpowiednich prowadnikach do stref zagrożonych wybuchem. Prowadniki tego typu cechują się właściwościami rozładowującymi, stąd też są uwalniane zgromadzone niekorzystne ładunki. Materiałem, z którego są wykonane, niejednokrotnie jest zmodyfikowany, krystaliczny poliamid z domieszką włókien węglowych.
Co na rynku
Podstawę w zakresie prowadników do kabli stanowią modele wykonane z tworzywa sztucznego. Elementy tego typu sprawdzają się w aplikacjach, które nie wymagają dużych obciążeń. W niektórych modelach przewidziano zintegrowaną końcówkę z tworzywa sztucznego, dzięki czemu prowadnik w całości może być wykonany z jednego rodzaju materiału. Nabyć można prowadniki, w których projektanci postawili na walory estetyczne. Przydatne rozwiązanie stanowi możliwość łatwego skracania i wydłużania.
O 30% wyższa efektywność w zadaniach typu podnieś-przenieś dzięki wszechstronnemu przenośnikowi pikchain firmy igus, źródło: igus
Powyżej przedstawiony przenośnik taśmowy pikchain od igus to inteligentny prowadnik w ciągłym ruchu obrotowym z zintegrowanym zasilaniem w energię i dane, co widocznie redukuje czas przemieszczania produktów. W przeciwieństwie do konwencjonalnych zastosowań, pracuje on bez niepotrzebnych przesuwów w górę i w dół, czyli bez pustych przebiegów. Dzięki temu cały czas może wykonywać zadania, na przykład, ładowanie, rozładowanie, układanie, klejenie, wiercenie, odwracanie i wiele więcej.
Odpowiednie prowadniki są oferowane do maszyn pracujących w trudnych warunkach, gdzie jest konieczna ochrona przewodów na niewielkich długościach. Roboty spawające czy maszyny do obróbki skrawaniem to podstawowe przykłady w tym zakresie.
Osobną grupę stanowią prowadniki stalowe, niejednokrotnie wykonane z nierdzewnej stali hartowanej. Sprawdzają się one przy ochronie przewodów hydraulicznych. Specjalne prowadniki są przeznaczone do przejazdów na długości powyżej 200 m.
Przydatnym rozwiązaniem są separatory kabli. Elementy tego typu zapewniają ochronę przewodów nawet przy dużych prędkościach przejazdów prowadników. Wkładki z tworzywa sztucznego gwarantują pewność pracy kabla w prowadniku. Niektóre modele separatorów są wykonane z pianki i sprawdzają się w przypadku prowadników, gdzie ilość miejsca jest ograniczona. Zastosować można także separatory pionowe i poziome, pozwalające na dowolny podział przestrzeni w prowadniku. Podczas instalowania przewodów należy pamiętać o symetrycznym rozłożeniu masy instalowanych kabli.
Prowadniki ze stali
Używane w przemyśle prowadniki stalowe niejednokrotnie bazują na dwóch lub większej liczbie łańcuchów. Składają się one z płytek stalowych. Te z kolei są łączone przy użyciu aluminiowych poprzeczek. Za pomocą aluminiowych pokryw zyskuje się dodatkową ochronę kabli. Systemy stalowe pozwalają na osadzenie przewodów o znacznym przekroju dzięki odporności na duże obciążenia. Stal stosowana do produkcji prowadników tego typu jest odporna na korozję i działanie kwasów. Jest również możliwe stosowanie w warunkach, gdzie występuje działanie skrajnych czynników atmosferycznych. Należy podkreślić, że prowadniki stalowe osiągają większe rozmiary w porównaniu do modeli wykonanych z tworzyw sztucznych. Specjalne pokrywy pozwalają na zamknięcie prowadnika. W niektórych modelach przewidziano konstrukcję płytek, dzięki którym jest możliwe wykonanie prowadnika o dowolnej długości. Dodatkowo zastosować można również taśmy ze stali nierdzewnej. To właśnie dzięki nim zyskuje się ochronę kabli oraz łatwe czyszczenie prowadnika w promieniu wewnętrznym i zewnętrznym prowadnika. Taśmy mają zaokrąglone krawędzie.
Na przykład firma Mercator oferuje stalowe prowadniki typu SLE. Są one wykonane z nierdzewnej, hartowanej stali. Do elementów dobrać można separatory z metalu, pianki lub tworzywa sztucznego. Prowadniki typu SLE sprawdzają się przy zapewnieniu ochrony przewodów hydraulicznych o znacznej masie.
Giętkie przewody
Wybierając prowadniki, warto zadbać o odpowiednie kable. Są one nieodzownym elementem maszyn, robotów oraz innych aplikacji, gdzie wymaga się od kabla giętkości. Przewody są dobierane w zależności od obciążenia mechanicznego. Niejednokrotnie przewiduje się w nich poliuretanową oponę zewnętrzną, która zapewnia odporność na działanie czynników atmosferycznych. Zyskuje się także odporność na ścieranie, rozrywanie i działanie olejów. W budowie kabla uwzględnia się oplot z włókniny. W przypadku kabli sygnałowych bardzo często ekran miedziany jest pobielany z uwzględnieniem techniki pozwalającej na połączenie splotu z włóknem syntetycznym. W razie potrzeby warto uwzględnić modele warunkowo odporne na chłodziwa hydrauliczne, alkalia i ług.
W razie potrzeby warto zastosować kabel odporny na mikroby. Przewody tego typu są nieodzownym elementem instalacji sterujących i zasilających w oczyszczalniach ścieków, składowiskach i sortowniach odpadów, kompostowniach czy szklarniach. Również i w tym przypadku odpowiedni kabel jest dobierany w zależności od obciążenia i poziomu wilgotności oraz działania czynników atmosferycznych. Dobre właściwości w zakresie giętkości zapewniają szybką i łatwą instalację kabla. W niektórych modelach przewidziano dodatkowo zagęszczony ekran.
Przewód SUPERTRONIC-PURÖ firmy Helukabel zaprojektowano z myślą o pracy w prowadnikach łańcuchowych, zgodnie z normą DIN VDE 0281 cz.13. Elastycznie kabel może pracować w temperaturach mieszczących się pomiędzy 5°C a 70°C, zaś stacjonarnie zakres temperatur wynosi od –40°C do 70°C. Napięcie pracy osiąga 350 V przy napięciu przebicia min. 3000 V. Przy pracy elastycznej kabel cechuje się minimalnym promieniem gięcia wynoszącym pięciokrotną wartość średnicy. W przypadku ułożenia na stałe wartość ta wynosi 3 x Ø kabla. Produkt ten cechuje się odpornością na promieniowanie do 100×106 cJ/kg (do 100 Mrad). Dla zoptymalizowania EMV zaleca się obustronny, rozległy kontakt oplotu miedzianego z zaciskami (np. dławikami kablowymi).
Co na rynku
Firma igus oferuje uniwersalne systemy zasilania w postaci polimerowych prowadników przewodów wraz z elastycznymi kablami do każdego ruchu. Łańcuchy kablowe od igus są odpowiednie do pracy w każdych warunkach otoczenia, od dużego zapylenia, zabrudzenia i gorących wiórów po aplikacje w pomieszczeniach czystych. Firma w swojej ofercie posiada również prowadniki kablowe, np. triflex® R, specjalnie opracowane na potrzeby zastosowań z zaawansowanymi robotami sześcioosiowymi w trudnych warunkach przemysłowych, które są łatwe w otwieraniu, co umożliwia szybkie wypełnianie przewodami nawet o dużych średnicach. Ponadto, dostępne w wersjach otwartych i całkowicie zamkniętych systemy prowadnikowe mogą pracować w wariancie samonośnym na dystansach do kilku metrów przesuwu, np. w obrabiarkach, maszynach pakujących, ploterach, a w wariancie ślizgowym nawet do kilkuset metrów, np. przy zasilaniu i sterowaniu suwnic. W prowadnikach firmy igus mogą pracować nie tylko przewody elektryczne, ale także węże pneumatyczne i hydrauliczne.
Prowadniki Robotrax firmy Kabelschlepp powstały z myślą o wielopłaszczyznowym prowadzeniu przewodów energetycznych. Warto podkreślić, że w produktach tego typu można umieścić całe wiązki przewodów poprzez ich wsunięcie do wnętrza. Tym sposobem zyskuje się szybki montaż i wymianę kabli. Prowadniki Robotrax zapewniają określony, minimalny promień gięcia. Producent podaje, że elementy tego typu szczególnie sprawdzają się przy zapewnieniu ochrony kabli przy ruchach ramion robotów przemysłowych. Szybko otwierające się kabłąki mocujące zapewniają prosty montaż i demontaż prowadnika. Produkty tego typu można nabyć w pięciu przedziałach średnic w zakresie od 40 do 100 mm.
Firma Nowimex do najprostszych zastosowań oferuje prowadniki nylonowe, zgrupowane w sześciu typoszeregach. Wybrać można odpowiedni produkt do obciążeń lekkich, średnich i ciężkich w zakresie standardowych zastosowań liniowych. Modele typu Protection uwzględnia się z kolei w aplikacjach wymagających pełnego zamknięcia. Typ ślizgowy sprawdza się przy zasięgach do 400 m, a model Robot warto uwzględnić przy aplikacjach obrotowych. Z oferty firmy Nowimex wybrać można również elastyczne osłony Reiku (poliamidowe), które w połączeniu z prowadnikami zapewnią kompleksową dynamiczną ochronę kabli przed działaniem czynników mechanicznych, termicznych i chemicznych.
Każdy prowadnik ESD/ATEX firmy igus jest przed wysyłką kontrolowany pod względem nieprzerwanej, stuprocentowej przewodności. Dopiero wtedy prowadnik zostaje opatrzony pieczęcią kontrolną, źródło: igus
Poprzeczki ogniw prowadników z oferty firmy Pol-technik można nabyć jako elementy wykonane z tworzywa sztucznego lub aluminium. Wersje wykonane z tworzywa sztucznego mają ustalone szerokości, zaś modele aluminiowe są dostarczane w dowolnym wymiarze. Elementy tego typu szczególnie sprawdzają się w aplikacjach o szerokościach przekraczających 550 mm lub w miejscach ograniczonej przestrzeni dla pracy prowadnika. Separatory są zatrzaskiwane w poprzeczkach ramki. Zachowują więc swoje pierwotne pozycje niezależnie od typu instalacji i wpływu innych mechanizmów.
Prowadniki kabla typu 0650 Fabryki Aparatury Fanina są elementami samonośnymi o konstrukcji stalowej. Produkty tego typu sprawdzają się przy zabezpieczaniu przewodów energetycznych lub sygnałowych przed przetarciem i zerwaniem oraz innymi uszkodzeniami podczas pracy w ruchomych podzespołach maszyn. Budowa typowego prowadnika bazuje na łańcuchu stalowym i jarzmach aluminiowych, w których umieszcza się przewody. Tym sposobem kable przemieszczają się w dozwolonym promieniu zakrzywienia przy zachowaniu określonej odległości między sobą.
Podstawę w zakresie prowadników z tworzyw sztucznych stanowią elementy nylonowe. Wybrać można pomiędzy modelami lekkimi, średnimi i ciężkimi. Są one używane w standardowych zastosowaniach liniowych oraz w aplikacjach wymagających pełnego zamknięcia. Producenci oferują również modele ślizgowe oraz pracujące w zastosowaniach obrotowych. W miejscach wymagających szczególnej ochrony uwzględnia się prowadniki stalowe. Przydatne rozwiązanie stanowią modele z aluminiowymi poprzeczkami.
Jednak dla zapewnienia maksymalnej pewności pracy maszyny należy dobrać do prowadników odpowiednie kable. Powinny być one elastyczne i wytrzymałe. W miejscach narażonych na działanie czynników zewnętrznych ważna pozostaje odporność na skrajne temperatury. Przydatne rozwiązanie stanowią osłony elastyczne. Są one uzupełnieniem dynamicznej ochrony kabli i przewodów.
Autor: Damian Żabicki
