芯线绞合的工艺参数计算
芯线绞合国内称为成缆，是大多数多芯电缆生产的重要工序之一，由若干绝缘线芯或单元组绞合成缆芯的过程称芯线绞合;其原理类似如导体绞合(铜线基础知识科普篇)，芯线绞合的一般工艺参数计算及线芯在绞合过程中的变形与绞线相似,芯线绞合根据绞合绝缘线芯直径是否相同分为对称绞合和不对称绞合，因为芯线在绞合过程中有弯曲变形,有些较粗绝缘芯线在绞合过程采用退扭;如USB4/3.1、CAT类网线、HDMI/DP芯线及其它高发泡绝缘芯线;以下分几个方面叙述芯线绞合的工艺参数计算:
认识下绞线工艺
将已完成之绝缘芯线绞合一起称之为集合,集合有绞向之分; 绞向分成左向、右向,所谓左右向是简易称呼,正确应以S绞(右 绞) 、Z 绞(左绞)称呼。Lay Direction(绞向) :导体或芯线绞合之方向,正确看法应以一 定点面向机器看其轴心旋转方向或以绞合的捻合方向(Direction of Lay)来看,其简易看法为取一段完成品直立于目视者前方, 若线材向右顷斜则为右向,反之为左向。但在曲线半成品集合 时,绞向会影响曲线Coil部份之弹性,若Coil为左向(逆时针) 时,集合绞距必须为左向,若方向不一时曲线弹性会有影响。
绞距，如果线材要柔软，就需要将绞距做大，若有摇摆测试要求时 绞距要缩小,在其摇摆时芯线才有伸缩之空间,因为单条芯线 绞距变大时近似成一条直线,已没有伸缩空间,使用时经弯折易 容易造成断线,必须取其平衡点。但在绞合AE线材时要特别注意其绞距,绞距要缩小不可跟一般 AEB线材一样之绞距,因只包铝箔时会包不紧造成押出时外观 不良,绞距又有另外一种简易算法即绞合外径*15~18即其绞距 设定。
排列:一般集合排列客户未指定时,厂内排列为依色码由内而 外逆时针方向排列。客户会指定排列时与其在加工时接线及传 输有关,所以客户指定排列时要注意其排列位置。产品结构内 如同时存在Power与Signal电子线时因会造成干扰,必须将其 分开排列,所以客户在于提供相关讯息及功能时相当重要。客 户焊线加工之方便性,亦是设计排列时必须考虑重点。
填充之目的是为使线材绞圆,使其在押外被时不会因为不圆 而影响外观,若线材有要求摇摆测试时则要考虑到填充之材料 ,一般需要摇摆测试之线材之填充材料会考虑使用棉纱作为填 充材料。填充材料常用有PP带、棉纱、PVC填充条
绞合外径之计算:若为多芯线或者为对线时有简易计算公式 可以套用计算其绞合外径,若为杂线时需利用曲线版或者电脑 绘图画出其排列组合再计算出其绞合外径
绞线工艺计算公式
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常用线缆行业计算公式汇总(2023更新)
对绞外径
对绞线的等效外径: D=1.65d或1.71d (软质用1.65d,硬质用1.71d),sometimes D=1.86d
复对绞线等效外径﹕ D=2.6d
多对数绞线等效外径﹕
对绞节距.
根据对绞组对数,芯线外径选取.
多芯绞合外径:
绞合外径当芯线根数不多时,按正规绞合计算.见下表,芯线排列方式及芯线绞合外径计算可根据下表:
当芯线根数较多并线径较小的情况下,可按束绞近似计算(导体绞合外径计算公式)
绞合节距
一般绞合节距取绞合外径的15~20倍.有时为了改善线材性能,可选择合适的节距.如为了改善线材的弯曲性能降低绞合节距.USB电缆为了减小芯线变形,采用大节距.
有关绞合中的基圆直径.节圆直径.绞合外径基圆直径:对于某一绞线层,绞线前芯线直径称基圆直径.
节圆直径:单线绞合在直径为D0的圆柱体上,以单线轴线至绞线轴线的距离为半径的圆为节圆,其直径为节圆直径.
绞合外径:该层绞线的外接圆直径为绞线外径.
绞入系数:
芯线绞合的绞入系数为1+(圆周率X绞合外径/绞合节距)的二次方.
D----绞合外径.
H----绞合节距.
在绞线过程中,对于多芯并芯线分层的情况,虽然为束绞,各层芯线绞入系数并不相同.为了保守起见,增大安全系数,并且减化计算,所以在上述绞入系数的计算中D采用芯线绞合的绞合外径(理论上,各层的绞合系数应为节圆直径代入上式计算).
建议计算方式举例
绞线填充材料
线缆屏蔽材料的种类及应用
抑制电磁干扰的重要手段——屏蔽!线缆屏蔽材料的种类及应用
实心塑料: 这种填充物的典型是PVC及PE填充条,这种填充物大小可以任意选定,他们多在线材裡面使用。
纸: 这和填充物多在电源线(SJT、SVT...)中使用,因为他们有其耐燃和防潮性。
发泡PP带: 主要用于填充线材的缝隙,也是电脑线中使用最为广泛的一类填充物，可以增加阻抗参数
棉纱和人造纤维，由于具有比较不错的填充效果和较低的成本,这种填充物;是实心塑胶和发泡pp带之间的一种比较不错的折衷选择。
Kevlar防弹丝:价格比较高,主要用于增加线材的强度当对线材的抗张强 度有特殊要求时将可能用到这种填充物Kevlar主要用于光纤中用来提高他的强度和耐衝击性，测试摇摆性能高的必须品。
PP带和PE带: 通常用在多芯线绞在一起的时候,另外有时候它们也会在导体和绝缘线层之间当隔离层来使用。
尼龙和纺织线: 使用尼龙多是为了增加线材的寿命,尼龙和纺织物有时候也会使用在电话线中,用他们在颜色不同的电话线扎起来区分这些线。
审核编辑：汤梓红
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原文标题：线缆绞合有关设计与计算分享
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