电线电缆绞线工艺简述

０．　引言

现代生活里对于电线电缆并不陌生，人类足迹所至，都有电线电缆产品的踪影，在一切工业建设、国防科技、科学研究、农业生产以及日常生活中，电力传输、现代通信、电气控制等等都离不开电线电缆产品。因此，常有人把电线电缆称作国民经济的“血管和神经”，这个比喻充分说明了电线电缆在现代社会里所起的重要作用。

绞线就是把多根裸单线绞合在一起的过程，是裸电线和电缆导电线芯生产主要工艺方法。绞线的绞合是单线绕绞合轴线旋转的同时沿轴线方向前进而实现的。绞线是裸电线和绝缘电线生产过程中的一个重要环节，是电线电缆生产技术中广为应用的一项基本工艺。

１．　绞线工艺

1.1 绞线的意义

所谓绞线，就是将若干根相同直径或不同直径的单线，按一定的方向和规则绞合在一起，成为一个整体线芯的工艺过程。

绞合的导线直接作为电线使用时，称为裸绞线，如铜绞线，用于架空输电线路及电气设备的连接线；绞合的单线如用作绝缘电线电缆的导体时，称作导电线芯，是电线电缆的主要组成部分[1]。

1.2 绞线的方式

裸绞线和绞合线芯的绞合方式有退扭和不退扭两种。不退扭绞合是指在整个绞合过程中单线本身不扭转。退扭绞合是指绞合过程中，每绞一个节距，单线自身要扭转360°，即绞合时导线绕中心轴线公转一周时，导线本身也自转一周。

1.3 绞线的工艺参数

绞合节距、绞入系数、绞合方向、绞合规律等都是绞合工艺的主要参数[2]。

1.3.1 绞合节距

单线沿绞线轴线旋转一周所前进的距离叫绞合节距，节距与直径之比叫节径比。

绞线节距的测量：

节距测量一般采用纸带法，即用长度大于节距的纸带绷紧在绞线上，用铅笔沿绞线轴线平划过去，可得一组印痕，印痕的数目应多于测量层单线根数，在其中之一的中点做一标记，从与它相邻的一个开始编号，当编号数等于测量层的单线根数时，在最后编号的印痕中点也做一标

记，测量两个标记中间的距离，这就是该层的绞线节距。

绞线节径比：

节径比是绞线节距长度与绞线外径的比值，称实用节径比。

（1）

式中m——实用节径比

用绞线的节距和绞线的节圆直径表示，即节距与绞线节径之比，称理论节径比。

（2）

式中m'——理论节径比

实用节径比和理论节径比的关系是：

（3）

节径比是绞线的一个重要参数，它的大小同绞线的质量和绞线过程有很重要的关系：

（1）节径比小，绞线就比较柔软，绞合紧密，生产效率低。由于绞入系数增加，材料消耗增大，绞线单位重量也增大，同时降低了绞线的导电率。

（2）当节径比倍数过大时，制造和使用时容易松股，使绞合不紧密，但是避免了节距过小造成的缺点。因此，绞线节径比倍数的确定，需综合考虑绞线的柔软性、生产效率、导电率结构的规则性和稳定性来确定，绞线的节径比倍数在相应的产品标准中各有规定，内层的节距大于外层的。

绞入系数：

绞入系数是指绞线在一个绞合节距内，单线实际长度与绞线节距长度之比。

（4）

式中K——绞入系数

L——绞线中每一节距长度的单线展开校直后的长度

h——绞线节距长度

绞线中单线实际长度与绞线长度的关系，也有采用绞入率来表示的，绞入率是指在一个节距内，单线实际长度和绞线节距长度的差值与绞线节距长度之比。

（5）

式中λ——绞入率

L——单线展开长度

h——节距长度

1.3.2 绞合方向

同心绞合的每一层线的绞合方向相反，其原因是多层线都绞合成圆形，当绞线受到拉力时各层产生的转动力矩互相抵消，防止各层单线向一个方向转动而松脱，也能使绞线产生转动力矩的分力，避免绞线在未拉紧时打卷的现象。

绞合方向分为右向和左向。把绞线的轴线垂直于胸前，如果单线从右上方斜向左下方时，就是右向，反之为左向。

1.4 绞线问题及处理方法

1.4.1 单线断裂

主要原因：1.单线在线盘上绕得松散，或单线在线位上拉得过紧；2.穿线管因摩擦产生沟槽把线嵌死；3.单线打结，或放线盘制动大紧。

采取的措施：1.检查单线是否有排线不平整或有压线现象，应在拉丝工序中注意要收线盘排线整齐；2.要及时更换磨损严重的穿线管；3.检查线盘顶尖转动是否灵活，要保证轴承润滑良好；4.检查放线盘张力设置是否均匀一致，要根据实际情况调节张力大小[3]。

1.4.2 单线起拱 松散 蛇形弯

主要原因：节径比选择不合理；绞笼分线板上各单线位置错列和分布不均；压模孔径过大；个别单线张力过大。

采取的措施：1.生产前首先选择合适的节径比，绞入率，绞合节距长度及绞向等参数，它们对产品质量、稳定性、强度、电阻以及材料消耗有直接响；2.根据工作经验合理调整单线在分线板上位置分布；3.选用合适的压孔格，一般要求压模孔径要比线外径小0.3～0.5mm之间；

4.要合理调节放线盘张力，保证各单线张力适中、一致；

5.调整好退扭装置，角度要一致，以消除导作在加工过程中产生的内应力；

6.绞合制程中尽量减少停车次数，尽量匀速生产。

２、绞制设备

2.1 绞合设备基本结构

绞合设备主要组成部分有：

放线部分：这部分是绞合设备的主体，放线盘比较多，占设备整体的大部分。

牵引装置：是绞合设备的拖动部分，有单牵引和双牵

引两种形式，现在大多采用双牵引。

收线装置：有单独拖动的力矩电机收线，也有机械传动的收线和滑车式收线。

拖动系统：是指用电动机来带动机械运动的系统。

此外，还有定长计米器、电气、液压、气压控制装置和分线板、压模、压型、预扭、绕包、自动停车等装置。

2.2 绞制设备的类型

绞制设备是电线电缆工业中应用极为广泛的设备之一，不仅用于电线电缆导体的绞合和复绞，而且用于绝缘线芯的绞合。根据电线电缆产品工艺的特点，绞制设备分为绞线类（导体绞制）、成缆类（缆芯绞制）、绞合类（原件绞制）。

绞制设备的组成基本相同，都是由放线、牵引、收线、传动系统及控制系统组成。按照绞线类设备的特点，可分为几类，如表1：

表1：绞线机的种类

2.2.1 笼绞机

笼绞机通常由不同盘数的几个段组成，每段转动方向可不相同，以便制造出各层绞向不同的绞线，或者每段以相同方向转动，绞制更多单线根数的绞层。

（1）摇篮式绞线机：放线部分是一种笼形结构件，通称笼体。放线架安装在笼体盘（绞盘）上。这是最早和使用最广的一种主机，其最大的优点是可具有退扭功能。

如果装放线盘的支架固定在绞盘上，当绞笼旋转一周时，放线盘围绕设备中心也翻转一周，而放出的单线在压线模处被压住，因此单线被自扭了360°；这称为无退扭绞合。但摇篮式绞线机上的摇篮架可以通过退扭结构，使装有放线盘的摇篮架、能在绞笼旋转时作反向转动，形成退扭绞合，即被绞单线只有公转而没有自转，用退扭方式绞合的成品中单线的变形较小。但摇篮式绞线机机架位置大，拆装线盘较麻烦，而且因转动惯量大而转速较慢。

（2）叉式绞线机：笼体为叉型结构，每组放线架连成一体，成组固定在空心轴上，每组有3～4个放线架，各组交错排列以缩小放线长度和整机占地面积，由于叉放线架距中心轴较近，转动惯量小，可以提高转速。叉绞机适用于对单线略有变形无影响的产品用导体，如固定敷设用的、特别是要分层紧压的导线，不具备退扭功能。

（3）筒式较线机：筒式笼体由支架支承，放线架外面用圆筒围着。每组放线架数目是3～4个，但各组成一字形排列。结构紧凑，穿线方便，笼架重量轻，所以转速高，但无退扭功能。

（4）框式绞线机：笼体成90°～120°分布的3～4个框形结构，放线盘装在框形架中，每组以一字形排列方式可装3～4个放线盘。此种结构，上下线盘操作最方便，可以机组同时上下线盘，节约操作时间；且有利于实现机械化或自动化上下线盘。

2.2.2 管绞机

按绞线机管体结构型式可分为管式绞线机和弓式绞线机。

（1）管式绞线机：管式绞线机的放线结构与笼式绞线机完全不同。装有放线盘的摇篮架沿机组轴线一字排列；外面是可以左右旋转的管状筒体，筒体壁上开有装线盘用的窗口，各放线盘的单线，经筒体中心的穿线板引向筒内壁上的导轮，沿管壁前进。筒体旋转时，摇篮架保持水平位置，起单线退扭作用。由于仅是绞线筒体旋转，重量轻，旋转半径小，因此可达很高的转速，如500～1200 转/分；且有退扭功能。但放线盘的数量一般只有6个及12个两种，以免机组的旋转体太长。

（2）弓形绞线机：放线架安装在中心的浮动摇篮架上，但将管体而改用飞弓，设备重量轻，转速很高。

2.2.3 束线机

要求单线直径很细（0.8mm及以下），制成的导线特别柔软的绞合，不能采用上述的各种绞线机，而只能采用束线机，多个单线的放线盘分层、分排地放在固定支架上，一起通过分线板进入束合和收线盘的主机中。由回转体旋转使单线产生扭绞，因此束线机的主体是收线部分，这与绞线机以放线部分为主体不同；所以束线机以收线部分的不同形式来命名，以收线盘直径大小来区分规格。束线机以收线盘在主机内的安放型式分为横盘式（JSH）和直盘式（JHZ）两种型式。

（1）横盘式束线机：收线盘中心轴与回转体中心相垂直，由于收线盘横放，两回转体距离较小，束线转折少而变形可能性小。但上下线盘不方便，故多用于小规格的束线机。

（2）直盘式束线机：收线盘轴线与回转体中心线平

绞线设备笼绞机

摇篮式绞线机

叉式绞线机

筒式绞线机

框式绞线机管绞机

管式绞线机

弓式绞线机束线机

横盘式束线机

直盘式束线机

行，两回转体距离较大，束线转折多；但上下线盘方便，多用于大规格束线机。

按束线机放线支架布置的形式，可分为卧式和立式，按收线盘的直径，规格有160、250、315、400、500、630、1000mm几种，也有更大型的束线机。

３、结论

技术工艺是衡量一个企业是否具有先进性、是否具备市场竞争力、是否能不断领先于竞争者的重要指标依据。随着我国铜铝绞线市场的迅猛发展，与之相关的核心生产技术应用与研发必将成为业内企业关注的焦点。绞线作为电缆的导体，如果绞线做的不好，不符合国标，就会出现各种问题。所以一定要严格要求操作人员按照工艺要求去生产，以减少损失、控制风险。