绞制工序专业知识
一 概述
（一） 线芯绞制 1 导体的绞合
所谓绞合，就是将若干根相同直径或不同直径的单线，按一定的方向和一定的规则绞合在一起，成为一个整体的绞合线芯。绞合的导线直接作为电线使用时，称为裸绞线，如钢芯铝绞线、铝包钢芯铝绞线等；绞合的导线如用作绝缘电线电缆的导体时，称为绞合线芯，属于绝缘电线电缆的主要组成部分。 2 绝缘线芯的成缆
成缆是由若干根绝缘线芯或单元组按一定的规则进行绞合为成缆线芯的过程。 成缆也是绞合，成缆工艺中除了绞合以外，还包括了成缆填充、包带等工艺。 3 线芯绞制的特点 3.1 柔软性好
由于电线电缆在不同场合下使用，载流量不相同，导线截面也有大有小，随着导线截面增大，导线直径也随之增大，使导线弯曲发生困难，如果采用多根小直径的单线绞合起来，就可以提高导线的弯曲能力，便于电线电缆的加工制造和安装敷设。 3.2 稳定性好
多根单线按一定方向和一定规则绞合起来的绞合线芯，由于在绞线中每一根单线的位置均轮流处在绞线上部的伸长区和绞线下部的压缩区，当绞线两端向下弯曲时，每根单线受到的伸长力和压缩力均相等，单线不会产生伸长和压缩，绞线也不会发生变形。假如多根单线不是绞合而是平行组合成线束，那么当线束弯曲时，上面的单线会嵌入线束中，下面的单线也由于长度改变而向线束中心压缩，这样就改变了线束的形状。 3.3 可靠性好
用单线做电线电缆的导体，易受材料的不均匀性或制造中产生的缺陷而影响单根导电线芯的可靠性，用多根单线绞合的线芯，这样的缺陷就得到了分散，不会集中到导线的某一点上，导线的可靠性要强得多，这种情况在导线的接头处尤为明显。 3.4 强度高
同样截面大小的单线与多根绞线相比较，绞线的强度比同截面的单线强度要高。 4 线芯绞制形式
绞制形式主要分为正规绞合和不正规绞合（束线）两种。正规绞合可分为正规同心式单线绞合和正规同心式股线绞合（复绞合）两种。正规同心式单线绞合又可分为普通绞线（铜、铝绞线）和组合绞线（钢芯铝绞线）两种。 4.1 正规同心式单线绞合 4.1.1 普通绞线
用同一直径的单线，按同心圆的方式，一层一层地有规则地绞合，每一层的绞向都相反，它们的中心层通常是一根单线或 2～5 根相同直径的单线绞合成的线芯，在它们的上面再绞上一层或几层单线。 4.1.2 组合绞线
组合绞线的代表产品为架空输电线路用的钢芯铝绞线，它是由相同直径、不同材料或不同直径、不同材料的单线绞制而成。 4.2 正规同心式股线绞合（复绞线）
复绞线是由多股普通绞线或束线进行正规同心式绞合的绞线。复绞线的绞合方向一般与股线的绞合方向相反。
4.3 不正规的单线绞合（束线）
束线是由多根单线以同一绞向不按绞合规律一起绞合而成的绞线，各单线之间的位置相互不固定，束线的外形也很难保持圆形。
由于束线的绞合全部是向一个方向，与普通绞线一层左向、一层右向的绞合不同，所以束线比普通绞线更柔软。
4.4 扇形紧压线芯及圆形紧压线芯 （二） 束线与绞线 1 束线的特点
1.1 束线属于不规则绞合，由多根单线按同一绞向一起绞合而成，束 线中各单线位置是不固定的，所以7 根以上单线组成的束线，其外形很难保持圆整；再由于束线中各单线均向一个方向扭绞，在弯曲时，各单线之间滑动余量很大，抗弯曲力小，所以束线的弯曲性能好，对于需要柔软的电线电缆产品，大都采用束线芯。 1.2 束线的重量计算
计算束线重量的公式为：
W=π/4*d2 *z*k*.ρ kg/km 式中：W—束线重量；kg/km d—束线中单线直径；mm Z—束线中单线数量；
ρ—导体的密度（铜导体为8.89g/cm k—束线的绞入系数。 2 绞线计算中常用的基本参数 2.1 绞线节距 h
绞线中的单线围绕绞线转一圈的轴向长度h 称为绞线节距。绞线中的单线与绞线径向之间有一个夹角（锐角）α，称为绞合角。绞线节距 h、绞线横截面圆周πD（D 为绞线直径）和绞线一个节距单线展开长L 构成一个直角三角形，如图 1。
πD°h图1
2.2 节径比 m
节径比m 是绞线节距长度h 与绞线直径D 的比值。
m=h/D
2.3 绞入系数k
由图 1 可看出，在绞线的一个节距中，单线展开长度 L 要比一个节距长度h 要长，绞入系数k 就是在绞线的一个节距中，单线展开长度L 与节距长度h 的比值。 k=L/h=1/ sinθ
2.4 填充系数η
在绞线的横截面中，导体的实际面积与按绞线外形尺寸计算的面积之比，称为绞线的填充系数η，用百分数表示。 3 线芯绞合的绞向及绞合规律 3.1 绞合方向
绞线方向分为右向和左向，具体判别方法是：摊开手掌（掌心正对自己），让四指平行于绞线的轴向，若伸开的右手大拇指方向与单线的斜出方向一致，绞向就是右向，也就是Z 向；若伸开的左手大拇指方向与单线的斜出方向一致，绞向就是左向，也就是S 向。 3.2 绞合规律
同心式正规绞合除各层绞向相反外，在中心层单线根数固定的情 况下，每层单线的根数也是固定的。 除中心层为 1 根单线是例外情况，其余中心层为 2～5 根单线的同心式正规绞合，其外层单线数均比中心层单线数多6 根。 根据计算，同心式绞合每层单线根数永远比其相邻的内层多6.28根，取其整数，即永远是多 6 根，不论层数有多少，也不论中心层根数是 2～5 根中任何一种情况，均符合这个绞合规律，唯一例外情况是当中心层为1 根时，其第 1 层绞线的单线数是6 根，比中心层 1 根单线只多出5 根。 （三） 成缆
1 退扭绞合和不退扭绞合
绞线的绞合和电缆的绞合有两种方法，一种为退扭绞合，另一种为不退扭绞合。退扭绞合是装有放线盘的线盘架借助其上的特殊装置（退扭装置）在机器旋转时，使放线盘始终保持水平位置，在绞线或成缆时，单线或绝缘线芯只受挠曲作用，而不发生扭转作用。不退扭绞合是装有放线盘的线盘架固定于绞笼上，当绞笼每旋一转（360 ），放线盘跟着转一转，单线或绝缘线芯也扭转360.退扭绞合常用于不紧压的绞合线芯，绞线中的单线没有扭转内应 力（这种内应力能使绞线有回弹松散的趋向，尤其是由硬单线绞成的架空线），绞线结构稳定。还有圆形的绝缘线芯采用退扭绞合成缆后，线芯没有回弹应力，可以保证成缆圆整度和成缆直径的准确性。 不退扭绞合则多用于紧压圆形线芯和扇形线芯，由单线本身扭转产生的 应力属于弹性变形，在通过压型轮紧压后，变成了塑性形变，从而消除了原来的扭转应力。对于扇形绝缘线芯的成缆也必要采用不退扭的绞合才能保证成缆后缆芯为圆形。 2 圆形绝缘线芯的成缆 2.1 成缆的意义
成缆过程就是将若干根绝缘线芯按一定规则一定绞向绞合在一 起，组成多芯电缆的过程。成缆工艺除了绞合以外，还包括绝缘线芯间空隙的填充和在成缆后缆芯上包带等过程。 成缆时，绝缘线芯的绞合形式采用同心式正规绞合，如果绝缘线芯直径完全相同的成缆，称为对称成缆。如果绝缘线芯直径不相同的成缆称为不对称成缆。为避免成缆过程中绝缘线芯受扭转应力的影响，圆形绝缘线芯的成缆均采用有退扭装置的成缆机或弓形成缆机进行退扭绞合。
2.2 成缆方向和节径比
成缆方向一般均为右向（多层绞合成缆的控制电缆，最外层为右向，相邻层间绞向相反）。成缆节径比按各种类型电缆的不同而不同，交联聚乙烯绝缘电缆的圆形线芯因绝缘较硬，成缆节径比较大，一般为 30～40；聚氯乙 烯绝缘电缆圆形线芯成缆节径比为 20～40；塑料绝缘控制电缆线芯节径比国家标准有规定，不得大于 16～20。
2.3 成缆包带
为了使成缆后的缆芯不再变形，绝缘线芯在成缆机上，成缆和填充的同时，还需要绕包带层。对于塑料绝缘电缆，其包带层只是起扎紧作用，常采用 1～2 层的无纺布（也可用其他材料）带用搭盖绕包方式绕包（具体用一层还是两层，以成缆包紧为原则），搭盖大小为带宽的 10%～15%，绕包角在25 ～40 范围内。 3 扇形绝缘线芯的成缆
3.1 扇形线芯的成缆采用不退扭式。在成缆过程中，扇形绝缘线芯一方面在绞合前进，同时还绕线芯自身旋转，这围绕自身的旋转必须与成缆同步，才能确保扇形线芯的尖角顶点始终对准成缆圆心，保证成缆缆芯的圆整性. 采用不退扭成缆的扇形绝缘线芯必须进行预扭，在成缆机上进行预扭是将扇形绝缘线芯按成缆相反方向进行扭转，使扇形绝缘线芯先有一个反方向的弹性变形，扭转的角度根据成缆节距的大小而定，也由成缆机绞笼上的放线盘到成缆模之间的距离而定，节距小，距离又长要多预扭一些，小截面线芯比大截面线芯要多预扭一些，一般对于在绞笼上扇形绝缘线芯预扭在半圈到三圈的范围内，对预扭不足或预扭过头的绝缘线芯还可通过调整成缆压模架与分线板之间距离来作少量的调节，预扭不足的把模架与分线板之间距离调小一些，预扭过头的把距离调大一些。 3.2 扇形线芯成缆的模具及节距
3.2.1 成缆模具：一般采用胶木材料或聚四氟乙烯材料，为了不损伤绝缘，一般不宜采用钢模，常用 2～3 道模具，第 1 道模芯起缆芯的绞合作用，其孔径比成缆外径大 1～3mm，要保证扇形不能翻身；第2 道和第3 道模具起紧压和定型作用，其孔径比成缆外径小0～0.5mm左右。
3.2.2 扇形绝缘线芯成缆节距比圆形绝缘线芯大，一般为 30～80 倍。 二 材料与半成品
（一）绞线用材料和性能
绞线用的材料主要有铜单线、铝单线和镀锌钢丝。 1 铜
铜（铜+银）含量不小于 99.90％；熔点为 1083℃；20℃时铜的密度等于 8.89×10kg/m ，铜的导电性能好，仅次于银居第2 位。20℃时铜的体积电阻率（ρ）不大于：0.017241Ω.mm2/m（软），0.01777 2/m（硬）。我公司规定退火后20℃时铜的体积电阻率（ρ20 ）不大于0.01700Ω.mm2/m。 2 铝
铝含量不小于 99.5％；熔点为 658.7℃；20℃时铝的密度等于2.703×103kg/m3 ，20℃时铝的体积电阻率（ρ20 ）不大于：0.028020Ω.mm2/m（软），0.028264Ω.mm2/m（硬）。我公司规定退火后 20℃时铜的体积电阻率（ρ20）不大于0.02760Ω.mm2/m。 3 镀锌钢丝
锌锭含锌量不小于 99.85%；20℃时镀锌钢丝的密度等于 7.78×103kg/m3 ；镀层工艺：可热浸涂或电镀工艺涂敷。
镀锌层应牢固地附着在钢丝上，不得开裂或起层到用裸手指能擦
掉的程度。用肉眼检查镀锌层上应没有空隙，镀锌层应相当光滑、厚 度均匀，并与良好的工业品相符。
（二）成缆用半成品及材料
成缆用半成品为塑料绝缘单线；成缆用材料主要有填充材料和包带材料。 1 塑料绝缘单线
成缆用塑料绝缘单线主要有铜（铝）芯圆形（扇形）聚氯乙烯（聚乙烯、交联聚乙烯）绝缘单线。绝缘线芯应根据规定采用颜色、数字或其它标志方法识别。
绝缘层应紧密挤包在导体（或耐火层）上，且应容易剥离而不损伤导体（或耐火层），绝缘表面应光滑平整。 2 填充材料
对于填充材料要求为：填充物的组分与绝缘和护套之间不发生有害的相互作用，填充物的耐热性能应与电缆的工作温度相一致；填充物应能剥离而不损伤绝缘线芯。
不同类型的电缆用不同的填充材料，塑力缆用成型的塑料填充或聚丙烯撕裂绳填充。 3 包带材料
包带的作用是绝缘线芯在成缆后，为了防止绝缘线芯和填充物松散，绕包 1～2 层薄膜或带子；扎紧成缆后的线芯，同时也保证了缆芯的圆整度。 塑料绝缘电缆成缆包带一般采用 1~2 层无纺布（或其它材料）以搭盖绕包方式将缆芯扎紧，绕包圆整，其搭盖系数为 10%～15%，绕 包角在250 ～400 之间。 三 绞制设备及其辅助设备 （一）束线机和绞线机
束线机和绞线机是生产绞合线芯和裸绞线的两种主要设备，不论是束线机还是绞线机，都包含了两种运动，一是使所有单线围绕设备的中心轴作旋转运动，另一是使绞合导体作直线运动。这两种运动的组合，就使一组单线成为具有一定节距和绞向的束线或绞线。 束线机和绞线机的不同处在于：绞线机上单线围绕设备中心轴的旋转运动，是在进入并线模之前（即放线至并线模这一段）完成的。绞线经过并线模后仅作直线运动，收线盘只起到把绞线绕在盘子上的作用。而束线机上单线围绕设备中心轴的旋转运动和束线的直线运 动，都是在单线进入并线模之后同时进行的，即收线盘使束线同时作旋转和前进的两种运动，因而单线的放线盘可以安放在固定位置上。由于单线在绞线机和束线机上围绕中心轴旋转的部位不同，所以对绞线机来说，放线部分常起主要作用，绞线机的类型常以放线部分尺寸来命名，而束线机是以收线部分起主要作用，束线机的类型，按它的收线部分尺寸来命名。 1 束线机
由于束线机运转动作均在收线部分，变速机均安装在转动的栏架里，地点受到限制，这就决定了束线机只能制成一个绞向、规格较小的产品。其主要类型分单节距束线机和双节距束线机两种。按收线盘的外径大小，可分为200 型、400 型、500 型、630 型及 1000 型等。
单节距束线机中各单线进入分线板后，即收绕到收线盘上，摇篮旋转一周产生一个节距；而双节距束线机中各单线沿回转体和设备中心绕了一整圈后才进入收线栏，回转体每旋转一周束线机产生两个节距。目前最常用的双节距束线机特点是转速快，生产率高。 双节距束线机的传动计算
H=v/2n*1000
式中：h—束线机节距（mm ）
v—出线速度（m/min ）
h—绞笼转速（r/min ） 2 管式绞线机
管式绞线机（管绞机）是退扭的高速绞线机，其绞线质量与有退扭的笼管机相同，而生产率却高出好多倍，被广泛用于铜、铝、钢丝和钢芯铝绞线的绞制生产中。管绞机的规格和型号是按放线盘的数量和放线盘的直径来区分的，常用管绞机有 6 盘、12 盘、18 盘等数种，放线盘的直径有200mm、400mm、500mm、630mm 等。
管绞机在绞制过程中，由于放线盘不发生旋转，单线从放线盘中放出后，经导轮、管壁至并线模处，随着管体的回转，单线并不绕自身的轴线转动，不产生单线扭转的情况，所
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