設 計 資 料
(三). 芯 線 絞 合 部 分
(三).芯線絞合有關設計與計算:
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.如部分UL2919,CAT.5,IEEE1394芯線及其它高發泡絕緣芯線. 以下分几個方面敘述芯線絞合的工藝參數計算: 1.對絞:
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﹕ D?N*1.9*d 對絞節距.
根據對絞組對數,芯線外徑選取. 2. 多芯絞合:
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: 芯數 芯線排列 外徑比(M=D/d) 中芯空隙面積Xd2 外層空隙面積Xd2 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 5 6 1+6 1+7 1+8 2+8 3+8 3+9 4+9 4+10 2 2.154 2.414 2.7 3 3 3.3 3.7 4 4.154 4.154 4.414 4.414 0 0.04 0.215 0.543 1.025 0 0 0 0 0.04 0.04 0.215 0.215 1.571 1.248 1.22 1.259 1.329 1.329 1.39 1.679 2.276 2.593 2.039 2.553 2.025
15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 44 45 48 5+10 5+11 6+11 6+12 1+6+12 1+6+13 1+7+13 1+8+13 2+8+13 2+8+14 3+8+14 3+9+14 3+9+15 4+9+15 4+9+16 4+10+16 5+10+16 5+11+16 5+11+17 6+11+17 6+12+17 6+12+18 1+6+12+18 1+7+12+18 2+6+12+18 2+7+12+19 2+7+13+19 2+8+13+19 2+8+14+20 3+8+14+20 3+9+15+21 4.7 4.7 5 5 5 5.154 5.3 5.7 6 6 6.154 6.154 6.154 6.414 6.414 6.414 6.7 6.7 6.7 7 7 7 7 7.3 8 8 8 8 8 8.154 8.154 0.543 0.543 1.025 1.025 0 0 0 0 0 0 0.04 0.04 0.04 0.215 0.215 0.215 0.543 0.543 0.543 1.025 1.025 1.025 0 0 0 0 0 0 0 0.04 0.04 2.578 2.071 2.641 2.137 2.137 1.944 2.257 4.442 3.598 2.975 3.285 3.285 2.801 3.282 2.806 2.806 3.319 3.319 2.864 3.398 3.398 2.927 2.927 3.458 4.705 4.254 4.254 4.254 3.774 4.042 2.867 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.
3. 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.
設 計 資 料
(三). 芯 線 絞 合 部 分
圖示說明如下:
圖中對于第三層絞合: 基圓直徑為D0(即第二層(1+6)絞合的絞合外徑) 節圓直徑為D’ D’=D0+d 絞合外徑為D D=D’+d
4.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.
?*D2 ??1?()
H 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).
設 計 資 料
(四). 斜 包 部 分
(四).斜包有關的設計與計算
斜包在線材中主要起屏蔽作用,有時作為同軸電纜的外導體.
屏蔽目的是將外界干撓消除.對于同軸電纜,由于有屏蔽層而使阻抗得以匹配,降低信號或傳輸能量之損失.
從屏蔽效果來講,斜包不如編織,其屏蔽效果具有方向性,彎曲時屏蔽特性發生變化但其具有完成外徑小.線材柔軟.價格也比較低特點.適用于低頻屏蔽.
以下從几個方面敘述斜包結構設計:
1.斜包的銅線根數近似計算:
?*D整數部分 d D-----斜包前外徑.
d------斜包銅線的直徑.
如果是二.三芯絞合,絞合後不圓整,D(斜包前)外徑為等效外徑.
此設計中的D斜包前外徑,相當絞線中基圓直徑.從理論計算上講,要達到100%斜包D應采用節圓直徑,但為了防止有時因節距選取較少及其它因素而產生過滿(容易起股).所以D采用斜包前外徑(基圓直徑).在實際生產中,因斜包銅絲一般為0.10mm,0.12mm的細線,其值在上述計算中忽略影響不大.采用上面公式計算,其斜包滿度可達90%以上,對線材的性能影響很少.
N?
2.斜包節距的選擇:
斜包節距根據斜包前外徑大小選擇,一般按下面優化節距選取(此優化節距考慮到成本,附著力,外觀等方面,并通過長時間生產驗證).
成品外徑 斜包節距 d<1.0mm 15.5mm左右 1.0<=d<1.2mm 18mm左右 1.2<=d<2.0mm 22mm左右 2.0<=d<2.2mm 25mm左右 2.2<=d<2.4mm 27mm左右 2.4<=d<3.0mm 32mm左右 3.0<=d<3.5mm 36mm左右 3.絞入系數:
斜包的絞入系數為1+(圓周率X斜包後外徑/斜包節距)的二次方.
?*D2 ??1?()
H D----斜包後外徑.
設 計 資 料
(四). 斜 包 部 分
H----斜包節距.
4.斜包銅線的用量: W?*?*N*? 4 d----斜包導體直徑
?*d2 ρ—斜包導體密度 N----斜包導體根數 λ---斜包導體絞入系數
5.斜包方向選擇.
斜包一般采用與成纜的反方向:斜包線材生產過程中,斜包銅絲與斜包前線材轉動方向相反,如果斜包方向與成纜方向相同時,斜包過程中會先把成纜線材先反扭, 使線材松散,以致斜包易出現不良. 不過采用反方向斜包線材相對較硬, 彎曲性能差. 對于那些成纜芯線少,芯線線徑較大,沒有隔離層的線材只能采用與成纜反方向.
6.斜包線材外被押出:
斜包線材在外被押出前需通過倒軸, 防止斷絲在過押出眼模時引起斷線.