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1.型線的截面和重量計(jì)算
1)裸扁線的截面和重量計(jì)算
(1) 截面 F=a*b - f=a*b-[(2R)2-πR2]
= a*b - 0.358 R2 (mm2)
(2) 周長 C=2(a+b) - L=2(a+b)-(8R-2πR) =2(a+b) - 1.72R (mm)
(3) 重量 W1=F*r (kg/km)
a—扁線厚度 mm b—扁線寬度 mm
R—扁線的圓角半徑 mm r—方角一圓角截面的差數(shù) mm2
L—方欠與圓角周長的差數(shù) mm F—扁線截面積 mm2
C—扁線的周長 mm r—所用材料比重 g/cm3
雙溝形電車線截面和重量計(jì)算
雙溝形是車線截面可用作圖法分塊計(jì)算,然后相加而得,或使用求積儀測(cè)得。但在計(jì)算重量時(shí)可用標(biāo)稱截面計(jì)算。
(1) 銅電車線
W=F*8.89 （kg/km) F—標(biāo)稱截面 mm2
(2) 鋁合金電車線
W=F*r (kg/km) r—鋁合金比重 g/cm3
(3) 鋼鋁電車線
W=W銅+W鋁=F鋼*r鋼+F鋁*r鋁 (kg/km)
(參照電線電纜手冊(cè)第二冊(cè)709頁 表12—5)
3)高壓電纜用型線芯重量計(jì)算
(1) 空心絞合線芯直徑D
D=D0+2(tz+t弓) (mm)
(2) 重量
W=(FZnZ+F弓n弓)*r*K (kg/km)
tz、t弓—Z形及弓形線厚度 mm D0 —油道直徑 mm
FZ、F弓—Z形及弓形線厚度 mm nZ、n弓—Z形及弓形線根數(shù)
r —所用材料比重 g/cm3 K—線芯絞入系數(shù)
山東電纜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與物料用量計(jì)算 電纜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是把線材各組成部分參數(shù)書面化.在設(shè)計(jì)過程中,主要是根據(jù)線材的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合本廠的生產(chǎn)能力,盡量滿足客戶要求.并把結(jié)果以書面形式表達(dá)出來,為生產(chǎn)提供依據(jù). 物料用量計(jì)算是根據(jù)設(shè)計(jì)線材時(shí)選用的材料及結(jié)構(gòu)參數(shù),計(jì)算出各種材料的用量,為會(huì)計(jì)部計(jì)算成本及倉儲(chǔ)發(fā)料提供依據(jù).
導(dǎo)體部分有關(guān)設(shè)計(jì)與計(jì)算:
導(dǎo)體在結(jié)構(gòu)上有實(shí)心及絞線兩種,而其成份方面有純金屬.合金.鍍層及漆包線等.在設(shè)計(jì)過程中,對(duì)于不同的線材選用這些導(dǎo)體材料時(shí),基于下面幾個(gè)方面:
1.線材的使用場(chǎng)所及后序加工方式.
2.導(dǎo)體材料的性能:導(dǎo)電率,耐熱性.抗張強(qiáng)度.加工性.彈性系數(shù)等.
1.導(dǎo)體絞合節(jié)距設(shè)計(jì): 絞線中絞合節(jié)距大小一般根據(jù)絞合導(dǎo)體線規(guī)選取(主要針對(duì)UL電子線系列, 電源線,UL444系列,CSA TR-4系列對(duì)導(dǎo)體的節(jié)距有要求,需根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)),有時(shí)為了改善某種性能可選其它的節(jié)距.如通信線材為了降衰減選用小節(jié)距,為了提供好的彎曲性能選用較小的節(jié)距.
2.多根絞合導(dǎo)體絞合外徑計(jì)算:導(dǎo)體絞合采用束絞方式進(jìn)行,絞合外徑采用下面兩種方法計(jì)算: 方法1: 方法2: d----單根導(dǎo)體的直徑 D---絞合后絞合導(dǎo)體外徑 N---導(dǎo)體根數(shù) 上述兩種方法中,方法2比較適合束絞方式導(dǎo)體絞合外徑計(jì)算：
3.導(dǎo)體用量計(jì)算: 1.單根導(dǎo)體 2.絞合導(dǎo)體 d----單根導(dǎo)體直徑 ρ—導(dǎo)體密度 N---導(dǎo)體絞合根數(shù) λ---導(dǎo)體絞入系數(shù) 注:用量計(jì)算為單芯時(shí)導(dǎo)體用量,當(dāng)多芯時(shí)須考慮芯線絞合時(shí)的絞入系數(shù). 4.導(dǎo)體防氧化. 為防止導(dǎo)體氧化, 可在導(dǎo)體絞合時(shí), 加BAT或DOP油（如電源線，透明線）。 擠出部分有關(guān)的設(shè)計(jì)與計(jì)算: 押出部分包括絕緣押出.內(nèi)被押出及外被押出,在押出過程中,因?qū)€材要求不同采用押出方式不同.一般情況下,絕緣押出采用擠壓式,內(nèi)護(hù)層與外護(hù)層采用半擠管式.有時(shí)為了滿足性能要求采用擠管式.其具體選擇方法,
參照押出技術(shù).
1.押出料的選擇: 設(shè)計(jì)過程中押出料的選擇主要根據(jù)膠料的用途、耐溫等級(jí)、光澤性、軟硬度、可塑劑耐遷移性、無毒性能等來選擇.
2.押出外徑: D2=D+2*T D------押出前外徑 D2----押出后外徑 T------押出厚度 押出厚度(T)主要根據(jù)線材有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合廠內(nèi)設(shè)備生產(chǎn)能力盡量滿足客戶要求.
3.膠料用量: 采用不同的押出方式,押出膠料用量計(jì)算公式也有不同. 擠管式 擠壓式 W=(S成品截面-S纜芯內(nèi)容物)*ρ ρ-----膠料密度. 考慮到線材的公差, 現(xiàn)期線纜企業(yè)一般采用下面計(jì)算方法. W=3,14159*1.05*T*(2*D+T)* ρ 芯線絞合有關(guān)設(shè)計(jì)與計(jì)算: 芯線絞合國內(nèi)稱為成纜，是大多數(shù)多芯電纜生產(chǎn)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(dǎo)體絞合，芯線絞合的一般工藝參數(shù)計(jì)算及線芯在絞合過程中的變形與絞線相似。芯線絞合根據(jù)絞合絕緣線芯直徑是否相同分為對(duì)稱絞合和不對(duì)稱絞合。因?yàn)樾揪€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UL2919、CAT.5、IEEE1394、DVI芯線及其它高發(fā)泡絕緣芯線。
以下分幾個(gè)方面敘述芯線絞合的工藝參數(shù)計(jì)算:
1.對(duì)絞: 對(duì)絞線的等效外徑: D=1.65d或1.71d (軟質(zhì)用1.65d,硬質(zhì)用1.71d),sometimes D=1.86d 復(fù)對(duì)絞線等效外徑﹕ D=2.6d 多對(duì)數(shù)絞線等效外徑﹕ 對(duì)絞節(jié)距. 根據(jù)對(duì)絞組對(duì)數(shù),芯線外徑選取.
2. 多芯絞合: 絞合外徑當(dāng)芯線根數(shù)不多時(shí),按正規(guī)絞合計(jì)算.見下表. 芯線排列方式及芯線絞合外徑計(jì)算可根據(jù)下表: 當(dāng)芯線根數(shù)較多并線徑較小的情況下,可按束絞近似計(jì)算(導(dǎo)體絞合外徑計(jì)算公式) 絞合節(jié)距 一般絞合節(jié)距取絞合外徑的15~20倍.有時(shí)為了改善線材性能,可選擇合適的節(jié)距.如為了改善線材的彎曲性能降低絞合節(jié)距.USB電纜為了減小芯線變形,采用大節(jié)距.
3. 有關(guān)絞合中的基圓直徑.節(jié)圓直徑.絞合外徑
基圓直徑:對(duì)于某一絞線層,絞線前芯線直徑稱基圓直徑.
節(jié)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(jié)圓,其直徑為節(jié)圓直徑.
絞合外徑:該層絞線的外接圓直徑為絞線外徑.
圖中對(duì)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(jié)圓直徑為D’ D’=D0+d
絞合外徑為D D=D’+d
4.絞入系數(shù):
芯線絞合的絞入系數(shù)為1+(圓周率X絞合外徑/絞合節(jié)距)的二次方.
D----絞合外徑.
H----絞合節(jié)距.
在絞線過程中,對(duì)于多芯并芯線分層的情況,雖然為束絞,各層芯線絞入系數(shù)并不相同.為了保守起見,增大安全系
數(shù),并且減化計(jì)算,所以在上述絞入系數(shù)的計(jì)算中D采用芯線絞合的絞合外徑(理論上,各層的絞合系數(shù)應(yīng)為節(jié)圓直徑代入上式計(jì)算).
斜包有關(guān)的設(shè)計(jì)與計(jì)算
斜包在線材中主要起屏蔽作用，有時(shí)作為同軸電纜的外導(dǎo)體。
屏蔽目的是將外界干撓消除，對(duì)于同軸電纜，由于有屏蔽層而使阻抗得以匹配,降低信號(hào)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(shí)屏蔽特性發(fā)生變化但其具有完成外徑小、線材柔軟、價(jià)格也比較低特點(diǎn)。適用于低頻屏蔽。
以下從幾個(gè)方面敘述斜包結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):
1.斜包的銅線根數(shù)近似計(jì)算:
整數(shù)部分
D-----斜包前外徑.
d------斜包銅線的直徑.
如果是二、三芯絞合，絞合后不圓整，D(斜包前)外徑為等效外徑。
此設(shè)計(jì)中的D斜包前外徑，相當(dāng)絞線中基圓直徑。從理論計(jì)算上講,要達(dá)到100%斜包D應(yīng)采用節(jié)圓直徑，但為了防止有時(shí)因節(jié)距選取較少及其它因素而產(chǎn)生過滿(容易起股)。所以D采用斜包前外徑(基圓直徑)。在實(shí)際生產(chǎn)中，因斜包銅絲一般為0.10mm、0.12mm的細(xì)線，其值在上述計(jì)算中忽略影響不大。采用上面公式計(jì)算，其斜包滿度可達(dá)90%以上，對(duì)線材的性能影響很少。
2.斜包節(jié)距的選擇:
斜包節(jié)距根據(jù)斜包前外徑大小選擇，一般按下面優(yōu)化節(jié)距選取(此優(yōu)化節(jié)距考慮到成本、附著力、外觀等方面，并通過長時(shí)間生產(chǎn)驗(yàn)證)。
成品外徑 斜包節(jié)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(shù):
斜包的絞入系數(shù)為1+(圓周率X斜包后外徑/斜包節(jié)距)的二次方.
D----斜包后外徑.
H----斜包節(jié)距.
4.斜包銅線的用量:
d----斜包導(dǎo)體直徑
ρ—斜包導(dǎo)體密度
N----斜包導(dǎo)體根數(shù)
λ---斜包導(dǎo)體絞入系數(shù)
4.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(chǎn)過程中，斜包銅絲與斜包前線材轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，如果斜包方向與成纜方向相同時(shí)，斜包過程中會(huì)先把成纜線材先反扭，使線材松散，以致斜包易出現(xiàn)不良。
不過采用反方向斜包線材相對(duì)較硬，彎曲性能差。對(duì)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。
5.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(shí)引起斷線
編織有關(guān)的設(shè)計(jì)與計(jì)算
編織與斜包相似，在線材中主要起屏蔽作用，防止外界電場(chǎng)與磁埸的影響，提高線材的干撓防衛(wèi)度，與斜包、鋁箔相比具有以下特點(diǎn)：
1.屏蔽無方向性.
2.高頻屏蔽特性良好,適用于高頻屏蔽.
3.通過多層屏蔽,屏蔽效果可達(dá)100%.
4.彎曲時(shí)屏蔽特性無變化.
編織有關(guān)的計(jì)算公式:
編織角正切:
編織系數(shù):
編織密度:
編織用量:
h-----編織節(jié)距.
d-----編織單線直徑.
a-----編織半綻子數(shù).
n----編織并線根數(shù).
α—編織角
頂部