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      [成纜工序 ] 芯線絞合有關設計與計算

      P: 2019-08-22 13:36:13

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      芯線絞合國內稱為成纜,是大多數多芯電纜生產的重要工序之一,由若干絕緣線芯或單元組絞合成纜芯的過程稱芯線絞合

      其原理類似如導體絞合,芯線絞合的一般工藝參數計算及線芯在絞合過程中的變形與絞線相似,芯線絞合根據絞合絕緣線芯直徑是否相同分為對稱絞合和不對稱絞合,因為芯線在絞合過程中有彎曲變形,有些較粗絕緣芯線在絞合過程采用退扭;如USB3.1CAT.7HDMI芯線及其它高發泡絕緣芯線;以下分幾個方面敘述芯線絞合的工藝參數計算:

      基本概念認識絞線

      將已完成之絕緣芯線絞合一起稱之為集合,集合有絞向之分; 絞向分成左向、右向,所謂左右向是簡易稱呼,正確應以S絞(右 絞) 、Z 絞(左絞)稱呼。

      Lay Direction(絞向) :導體或芯線絞合之方向,正確看法應以一 定點面向機器看其軸心旋轉方向或以絞合的捻合方向(Direction of Lay)來看,其簡易看法為取一段完成品直立于目視者前方, 若線材向右頃斜則為右向,反之為左向。但在曲線半成品集合 時,絞向會影響曲線Coil部份之彈性,若Coil為左向(逆時針) 時,集合絞距必須為左向,若方向不一時曲線彈性會有影響。

      絞線工序最重要的五點分布

      ??絞距,如果線材要柔軟,就需要將絞距做大,若有搖擺測試要求時 絞距要縮小,在其搖擺時芯線才有伸縮之空間,因為單條芯線 絞距變大時近似成一條直線,已沒有伸縮空間,使用時經彎折易 容易造成斷線,必須取其平衡點。 但在絞合AE線材時要特別注意其絞距,絞距要縮小不可跟一般 AEB線材一樣之絞距,因只包鋁箔時會包不緊造成押出時外觀 不良,絞距又有另外一種簡易算法即絞合外徑*15~18即其絞距 設定。

      排列:一般集合排列客戶未指定時,廠內排列為依色碼由內而 外逆時針方向排列。客戶會指定排列時與其在加工時接線及傳 輸有關,所以客戶指定排列時要注意其排列位置。產品結構內 如同時存在Power與Signal電子線時因會造成干擾,必須將其 分開排列,所以客戶在于提供相關訊息及功能時相當重要。客 戶焊線加工之方便性,亦是設計排列時必須考慮重點。

      填充之目的是為使線材絞圓,使其在押外被時不會因為不圓 而影響外觀,若線材有要求搖擺測試時則要考慮到填充之材料 ,一般需要搖擺測試之線材之填充材料會考慮使用棉紗作為填 充材料。填充材料常用有PP帶、棉紗、PVC填充條

      絞合外徑之計算:若為多芯線或者為對線時有簡易計算公式 可以套用計算其絞合外徑,若為雜線時需利用曲線版或者電腦 繪圖畫出其排列組合再計算出其絞合外徑

      對絞外徑

      對絞線的等效外徑:  D=1.65d或1.71d   (軟質用1.65d,硬質用1.71d),sometimes D=1.86d

      復對絞線等效外徑﹕ D=2.6d  

      多對數絞線等效外徑﹕ 

       對絞節距. 

       根據對絞組對數,芯線外徑選取. 


      多芯絞合外徑: 

      絞合外徑當芯線根數不多時,按正規絞合計算.見下表,芯線排列方式及芯線絞合外徑計算可根據下表: 

      當芯線根數較多并線徑較小的情況下,可按束絞近似計算(導體絞合外徑計算公式)

      絞合節距

      一般絞合節距取絞合外徑的15~20倍.有時為了改善線材性能,可選擇合適的節距.如為了改善線材的彎曲性能降低絞合節距.USB電纜為了減小芯線變形,采用大節距. 

      有關絞合中的基圓直徑.節圓直徑.絞合外徑基圓直徑:對于某一絞線層,絞線前芯線直徑稱基圓直徑. 

      節圓直徑:單線絞合在直徑為D0的圓柱體上,以單線軸線至絞線軸線的距離為半徑的圓為節圓,其直徑為節圓直徑. 

      絞合外徑:該層絞線的外接圓直徑為絞線外徑. 

      絞入系數

      芯線絞合的絞入系數為1+(圓周率X絞合外徑/絞合節距)的二次方. 

       D----絞合外徑. 

       H----絞合節距.      

      在絞線過程中,對于多芯并芯線分層的情況,雖然為束絞,各層芯線絞入系數并不相同.為了保守起見,增大安全系數,并且減化計算,所以在上述絞入系數的計算中D采用芯線絞合的絞合外徑(理論上,各層的絞合系數應為節圓直徑代入上式計算).

      建議計算方式舉例

      絞線常用填充物類型

      實心塑料: 這種填充物的典型是PVC及PE填充條,這種填充物大小可以任意選定,他們多在線材裡面使用。

      : 這和填充物多在電源線(SJT、SVT...)中使用,因為他們有其耐燃和防潮性。

      發泡PP帶: 主要用于填充線材的縫隙,也是電腦線中使用最為廣泛的一類填充物,可以增加阻抗參數

      棉紗和人造纖維,由于具有比較不錯的填充效果和較低的成本,這種填充物;是實心塑膠和發泡pp帶之間的一種比較不錯的折衷選擇。

      Kevlar防彈絲:價格比較高,主要用于增加線材的強度當對線材的抗張強 度有特殊要求時將可能用到這種填充物Kevlar主要用于光纖中用來提高他的強度和耐衝擊性,測試搖擺性能高的必須品。

      PP帶和PE帶: 通常用在多芯線絞在一起的時候,另外有時候它們也會在導體和絕緣線層之間當隔離層來使用。

      尼龍和紡織線: 使用尼龍多是為了增加線材的壽命,尼龍和紡織物有時候會使用在電話線中,用他們在顏色不同的電話線扎起來區分這些線


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      P: 2019-08-23 17:20:51

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      電纜設計基礎

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