电线押出.docx

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1. 电线电缆简介
在一般人印象中,电线电缆是个简洁的概念,只是外包一层塑料的金属线而已。作为现代电气产品之讯号传播媒介,电线电缆远比上述概念来得简单。从家用线,大哥大充电器线到办公所用计算机线,
扫描线,甚至到如今的铁氟龙线,功能更超多样化和简单化。
查找电线电缆的根源,可追溯到历史上不少科学家。公元1831年,英国科学家法拉第觉察了“电磁
感应法则”,为电线电缆的有用进展奠定了扎实的根底,1879年,美国的爱迪生制造了电灯,电灯配线因
此有了宽阔的前景,1881年,美国的哥尔屯,制造了“沟通发电机”。伴随着这些直接影响人类工作、生活的制造消灭,电线电缆的进展也日超讯速。1830年,法拉第制成了卷线〔漆包线〕。1889年,美国的佛朗第制造了油浸纸绝缘电力电缆,此为目前所用的其本型高压电力电缆。
电线电缆的进展,主要涉及绝缘材料与导体的进展。绝缘材料由最原始的裸线→漆包线→橡胶线→塑料线→合成材料线,进步到目前的各类线缆。导体也相继有白金→铜→铝→光缆等等
随着科技的进展,计算机等科技产品的消灭,电线、电缆之间距离也渐渐拉开,简而言之,电线系指构造简洁而且芯数较少的传电线材。电缆系指多重绞合,制造工艺简单,或芯数较多的传电线材二者区
分并不严格,通俗地讲,只要能传送电力或信号的有形物体,都可以称之为电线电缆。
性能释记:
硬铜线:经伸线冷加工而成,具有较高的抗张强度,适用于架空输电电缆,配电线及建筑之导体。软铜线:硬铜线加热去除冷加工所生产之剩余应力而成,富松软性及弯曲性,并且有较高之导电率,
用于制造通讯及电力线缆之导体、电气机械及各种家用电器之导线。
加外还有:半硬铜线、平角铜线、镀锡铜线、无氧铜线、电子零件用线等。导体电阻:导体之电阻与其长度成正比,与其截面积成反比。
公式:R=P×L/S 〔此公式适用于26℃〕
式中: P…为导体之电阻系数,L…为长度,S…为截面积。如在20℃以下,便用以下公式:R=P×L/S×。
导电率:以20℃时,长度1M,截面积为1m㎡之标准软铜线之电阻1/58欧〔〕为其准,称为100﹪,两者成反比.
拉断力:抗张试验时,试样而使其断裂之最大荷重之力。
抗张强度:抗张试验时,使其试样断裂,以单位面积表示之拉断力。
伸长率:于规定之标称距离,试样经过伸长至断裂后所增加之长度与原来长度之比率。
绞线之绞向:分为左绞〔Z〕和右绞〔S〕,指观看者沿着导体或芯线之轴由远向近观向时,导体或
芯线之单线沿导体或芯线之侧面绕卷,其绕卷之方向即为绞向。
绞线之绞距:即导体或芯线之单线依螺旋一圈时之轴向长度。
耐弯曲折性:单线一端固定,另一端加上重量使垂向下,然后来回180度地弯曲折直线断为止,弯
折次数愈多表示耐弯折性愈强。
电线印字之含义:
E300956 AWM1332 22AWG200℃300VDONGGUANHUAKUN
ELECTRIC CO.,LTD VW-1
E300956…华坤公司在UL的档案号。
…美国认证标示。
AWM…电线的名称代号,〔UL758内部线〕。一般仅用于工厂安装布线。
1332…电线分类名称号。
22AWG…电线之规格。
200℃…电线额定温度。
300V…额定电压。
DONGGUANHUAKUNELECTRIC CO.,LTD…东莞市华坤电线实业
VW-1…〔垂直试样〕燃烧测试。
二、电线电缆的分类
依日本电线工业协会1977年对电线电缆的分类为:
1、裸线
2、卷线
3、通讯电缆
4、电力电缆
5、被覆线
1、裸线…顾名思义,不具绝缘材料,主要传导材料为:金、银、铝、铂等等。
2、卷线…类似手柄曲线。
3、通讯电缆…主要用在通讯方面的电线电缆,线明显是个最明显的例子。我们举一
例子面言。
外被绝缘铜导体包带
如上图线截面图,就是圆形线的一个典型例子。我们从里到外逐一剖析,可分为:导体、
绝缘、包带、外被。
导体如图中示,起传导讯号作用。目前,所用到的材料为:铜、镀锡铜、镀镍铜、镀银铜。一般而言,一条导体是由假设干股细铜丝组成,而较少是单一条铜丝组成。这假设干股细铜丝彼此之间还要绞合。
绞合设及绞距、绞向等概念,这在以后的产品设计中会谈到。
绝缘导体之间要有绝缘材料隔离。否则,此线材就不能使用了。如上图个标示阴影的小圈圈,就是绝缘截面。绝缘材料主要是塑料类,PP〔聚丙烯〕,SR-PVC(乙烯聚合物的氯化物),PE〔聚乙烯〕,FEP(聚全氟乙烯),PFA〔可熔性聚四氟乙烯〕,ETFE〔乙烯--四氟乙烯共聚物〕,ECTFE〔三氟
氯乙烯〕,PVDF〔聚偏二氟乙烯〕TPU等等。这些绝缘材料的选择与客户要求,材料价格有关。
包带这是应客户要求而设的一道工序。材料主要是铝箔麦拉带,PT油纸带等。一般而言,包带有防止芯线松散、遮挡外界信号的作用。包带方式有斜包、卷包、纵包等方式。具体见后面详述。
外被作为产品外观而倍受客户的重视。图中半椭圆形外被是一个典型例子。外被材料也较多不同的材料依不同的比例组成不同的配方,可以让你眼花缭乱。其中TFL,PVC是常常用到的。目前,我
们厂将外被的外外表分为如下二种特征:亮面、半亮雾、光泽依次降低。其中TFL全为亮面。
4电力电缆——一般为高压传电线。
被覆线——一般为低压传电线。
电线电缆大致可以分为上述五大类。但依据具体的材料、外形、构造、用途的不同又可以分为74类。例如圆线、纸卷线、市内纸绝缘通讯电缆、警报用电线等等,详见有关资料。
二、电线电缆的制作过程简介
缠绕 印字 色带 集合 印字 裁条
炼铜→伸铜→伸线→绞线→绝缘→ 成缆→ → → 编织→ → 成卷
编织 外被 填充 地线 外被 轴装
炼铜目前工业应用阴极电解铜法炼铜。
伸铜,伸线有三种方法:
三个阶段:粗伸〔>〕,中伸(>),细伸(>)
镀锡退火:电线电缆导体两端镀锡目的。
避开与O2接触,发生氧化。
焊接便利,易于操作。
镀锡的两种方法:
。使用导体铜外表干净,无油渍。
,导体电镀锡后外表光滑,品质好,外表薄。
绞线,绝缘,缠绕〔编织〕,外被〔印字〕,集合〔包带、填充、地线〕,编织,外被,裁条〔成卷、轴装〕不过,并非全部线材都必需有上面过程,有的线材制作过程简洁得多。
二、电线电缆的设计
一、导体
(一).导体线径、股数、
能够导电的物体称之为导体。相反,不能导电的物体称之为绝缘体。在大自然中,铜的导电力量较强,电阻〔Restistance〕低。实际上,我们常常用到的是合金导体。例如,
镍、铬、铜线,又称之为电阻线,能产生大量的热。由于各金属成分不一样,则电阻大小也不一样。镀锡铜和镀镍铜是常常用到的,镀锡铜导电性能好,价格比镀镍铜低。但是相对锡而言更易氧化。镀镍铜
它更比镀锡铜耐腐蚀,但本钱高。因此,我们通常选用镀锡铜线或镀锡绞线。
我们应当还记得下面这个公式:
LR=P
A
R为电阻;P为导电率;L为线长;A为截面积;
在工厂格外简洁看到如此规格1332 20AWG〔19/〕导体线材。我们来分析一下
1332 20AWG (19 / TS)A B C D E
A…1332表示型号(AWG美国线规)数,20AWG其中一种.
B…19表示此导体由19股细铜丝组成.
C…“/”表示19股细铜丝是绞合在一起,我们厂全部线材都要绞合除单根之外.
D…。
E…T表示镀锡铜线,S表示铜线为绞合。

我们用到的线材导体直径一般比较小,。使用线径小的导体,可以保证线材的松软度,我们用细铜绞线代替单一粗铜导体也就是这个道理。由于有线径大小的区分,就有了铜条、铜
线、铜丝的不同称呼,他们的线径依次减小。固然下面的简洁公式将的出导风光积:
A=πr2=
〔二〕导体相关计算
绞距〔Pitch〕、掺入率的概念
绞合有两种方式:同心绞和束绞。在了解他们之前,我们先了解一下绞距之概念。学过工科的同仁清楚螺杆中有螺距的概念,学过理科的同仁清楚波长之概念,绞距与螺距、波长相像,在平面上也是具有
一样性质两点之距离。如以下图标
明显,一样长度之导体,绞合之细铜丝要比直放之细铜丝长。这种就存在掺入率的概念。用导体之长度乘上一个系数〔K〕,就得到绞线的实际长度。通过下面图标可以推出一个公式:
P…绞距.
L…绞距范围内芯线实际长度。D1… 层心径。
L
从而推出:λ= -1 ;
K=1+λ K为掺入系数。
导体重量计算公式
这里的重量严格来说区分与我们以前的概念,由于它的单位是KG/KM,而不是单独的KG或G即它
是单位长度线材的重量。
W=d2××n×k1×c×k2×p×k3 W=d2×n×××
式中:d┉为单股铜线直径; N…股数 K1…铜线掺入率;C…芯数 P…芯线对数 K2…芯线集合掺入数;
K3…对型线缆集合掺入率(芯线无对绞,K3=1);
上面公式消灭了芯线掺入率、芯线对数,这是由于我们设计的线缆的芯线同样具有绞合、绞距等等
概念。

我们设计线缆包括线材外被是用量的计算,这对一个工厂来说是格外重要的。因此,导体绞合外径的计算就有必要了。无论是导体还是芯线都存在两种绞合:同心绞、束绞。
名副其实,同心绞是指以一条或多条铜单线为中心,在其四周各层以左右交互之方向绞合。每层的单线总数均比其内一层多6条。束绞是叫全部单线,依同一方向绞合。其它还有复合绞等等。
当导体股数〔芯线条数〕为7、19、37、61、95并胶合时,为同心绞;其余股数〔芯数〕为束绞。
导体胶合外径的计算公式如下:同心绞胶合外径D=(1+2n)*d
n为导体自内到外的层数;束绞胶合外径 D=√N××d
D为绞合外径;N为导体股数。
芯线胶合外径则可参考《电子线材用量设计应用公式标准》。
前面还提到“对型线缆集合掺入率”,所谓对型即导体〔芯线〕两两绞合在一起,之后全部导体〔芯线〕再一起总绞〔也可以不总绞〕。这一般是应用在要求较高电器性能的线材上。值得一提的是,芯线绞与导
体绞是一样原理,但芯线绞我们称之为芯线集合层心径的概念,如以下图:
二、绝缘材料与绝缘相关计算
塑料材料的两种特性:
热可塑性〔THERMO-PLASTIC〕;
热固性〔THERMO-SETTING〕;
常用到的绝缘材料
有:PP〔Polyproplene〕材料—般较亮,较硬,燃烧平稳,无太多的烟尘,有下滴现象。价格较
低。
SR-RVC(SR-Polyvinylchloride)材料—较暗,较软,燃烧有大量的烟尘。价格较贵FEP耐油、耐磨、电气性能好等特点。
PE(PolyEthyleneResin)材料—很亮,很软,较难加工,无下滴现象。价格较贵。
对塑料材料而言,无论绝缘材料还是线材外被材料都有一些重要的机械特性、化学特性等等。这可以参考《电线用塑料材料特性表》。比重在电线电缆设计中也很重要,例如报价。比重概念中,有一个加
权平均比重的概念。表示入下公式:
n1×ρ1+n2×ρ2ρ平均=
n1+n2
其中:n1ρ1…为第一种材料的比例、比重;其中:n2ρ2…为其次种材料的比例、比重。

重量〔KG/KM〕:〔工厂适用〕
W=[πρt(D+t)+K4d2ρ]×C×K2×P×K3 W=(D2-d2)××P
式中:π…圆周率〔〕, ρ…比重, D…导体绞合外径(mm),
t…绝缘厚度;K4…押入系数, d…单线线径; C芯数; K2…芯线掺入率;P…
对数; K3…对型电缆集合掺入率。
重量〔KG/KM〕:〔业务适用〕
W=[D2-Nd2]××ρ×C×K2×P×K3
式中:D…绝缘外径〔mm〕,N…导体总股数,d…单线径(mm).…π/4
绝缘外径〔mm〕
D=2×t+d
式中:t…绝缘厚度,d…导体绞合外径〔mm〕。二、对绞、集合之绞线眼模之设计与选用
一个例子:3C×㎜2+PVC电源线(地线为裸铜).
㎜2(19/)×2C+19/
ID=; >
试问其绞合外径是多少?选用多大的绞线眼模?
求出总截面积:A=××2+××2
近似求绞合外径:D=√(A/)≈(D=)
在集合盘上应按如下摆线法:
这样才不简洁消灭前左图中的极限现象。因此D什还要加上一个阅历值,。
四、包带、包带材料及相关计算
选用包带之缘由
使线材成圆柱状〔有的芯线不需要总绞,外面只包一层包带〕;
防止线材松散;
遮挡,使信号不受干扰;
;
包带材料
1. AL-mylar(ρ=≈)
一般用单面,遮挡面积小,遮挡电阻大。线材包带有两种方式:
Facc-in:铝箔向内,用在没有线材不再经过编制或缠绕的线材场合,也起遮挡作用;
Facc-out铝箔相对铜箔而言,铝箔软且廉价,因此使用特别广泛。
〔ρ=〕
“海翠尔Hytrel〕,依次,
电缆场合.
〔ρ=〕
棉纸带,起圆滑、松软、绝缘作用。例如用在鼠标线场合。此外还有铜箔〔ρ=〕,PE带〔ρ=〕,发泡PP带等等。
包带机
目前有两种,,适用于宽包带;
,适用于较小包带;
包带方式
包带方式分纵包和横包,横包又分卷包和斜包两种方式,如以下图所示:
纵包用在扁平线材和芯线不需要总绞的场合,不要求松软度;斜包速度快;卷包松软度好。选择带宽:卷包时W=3D,斜包时W=4~5D,并可以参考公司选购之包带材料宽度〔w为带宽,D为包带前线
材外径,又称包带下径〕。
包带重叠度取决于线材直径,一般来说,不超过1/4圆弧长。
包带所用的眼模〔包带进入束绞机须通过的模具〕选用不行过大或过下,一般取包带后的外径
〔D+〕mm。
包带局部的计算
〔KG/KM〕:〔适用卷包或斜包〕
W=〔N/N-1〕×π×ρ×t×(D+t1)
式中:N…重叠度之倒数,π…圆周率〔〕,ρ…包带材料之比重,t…包带材料之厚度,D…芯线集合外径,t1…卷包之厚度(mm)
〔mm〕:
D=d+4t
式中:d…芯线集合外径〔mm〕,t…包带材料之厚度〔mm〕。
五、放线轴、卷取轴于卷取长度之关系
放线轴、卷取轴之概念
如以下图标,这种轴在工厂应当看到得较多。本厂各类成品、半成品线材在生产过程中要收集在线轴或卷取轴上。例如芯线押出,铜绞,编织,缠绕等等工艺过程。

L=N×n×π×(d+K2×φ×n)×103M
式中:L…线轴可包装之线缆总长度。
N=K1×W/φ…线轴内宽可排放之线行数。〔舍去两位小数点〕。K1…横排系数,:W…线轴内宽〔mm〕;φ…线缆直径〔mm〕
n=H/〔K2×φ〕…线轴空间可置放之线层数。D…线轴筒径;H=(D-d-2g)/2…线轴有效卷取高度〔mm〕;D…线轴直径。
G…卷空尺寸〔mm〕皆以mm表示。
K2…纵系数,
六、缠绕与编织
前面已经提到过缠绕与编织的共同作用是遮挡,对外界电磁波产生隔离作用;保证内部信号的不受干扰,同时假设缠绕与编织接地的话,内部信号也不会泄漏,您到工厂押出就可以觉察缠绕机上放线轴较小,因此缠绕后的线材都要经过倒轴〔线材从一个放线轴转到令一个卷取轴〕。由于加工的要求,缠
绕线假设不倒轴,在外被押出引取时会消灭松脱,堵在眼模口,引起断线。
缠绕所需条数〔N〕:
N=(D1×π/d)-3={[D1+d×π]/d}-3
式中:D1…层心径(mm),d…缠绕铜线直径(mm),D1…缠绕下径,3是阅历值,保证缠绕后的线材外表美观,否则由于缠绕铜线挨得比较严密而简洁消灭穿插现象,导致押出的线材外外表消灭疙瘩,起伏不平.
重量〔KG/KM〕: