电子说
特软电缆是指可挠性能非常好的电线或电缆,这类电线电缆在工作时,长期经受单向或双向弯曲,有的长期经受单向或双向扭转,还有的经受弯曲、扭转和拉伸的联合动作。使用特软电线电缆的机械有:链轮、流水线上的机械手、多功能机器人、港口成套机械、起重机、风力发电机组等,使用特软电缆的实例。特软电缆一般设计使用寿命考虑20年,大致估算,电线电缆经受的机械动作,不同场合使用的特软电缆,要求工作100万到500万个周期,因此这类电线电缆,在定型前应通过加速机械寿命试验。
一、特软电缆的导体
绝大部分特软电线电缆导体材料采用铜,单线应当为退火的光亮铜线,如果导体中的铜单线直径在0.1mm及以上,可采用上引法或连铸连轧法加工的铜杆拉线,如果导体中的铜单线直径小于0.1mm,最好采用连铸连轧法铜杆拉线。
单线绞合
单线束合比单线分层绞合效果好,如果受设备的限制,则线将电线束线成股,再将股绞合成导体,多股绞合方向与单线束合方向相同较好。表1是计算结构,同一规格的导体,采用束绞或复绞,二者的单线总数不一定相等,实际制造时要调整。
导体结构
根据不同产品,可选择特软A类、B类和C类导体结构,结构见表1。与IEC导体标准相比(0.5~35mm2),IEC规定的第6种导体,显然不适合特软电线电缆的要求。若导体直径有一定限制时,表1的单线根数可以适度调整,但略有影响电阻数值,所以制订导体电阻指标应时当留有余地。
特软电缆常用绝缘材料性能见表2,可按特软电缆性能要求和周边环境加以选择。此外另一些材料在特殊要求时选用:如TPE-E和TPE-O热塑弹性体、聚偏氯乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚全氟乙丙烯(FEP)、可熔性聚四氟乙烯(PFA)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)和辐照交联乙烯-四氟乙烯共聚物(XETFE)等。
二、屏蔽
部分特软电线和电缆需要防干扰屏蔽:
1.单元屏蔽
单元屏蔽不宜采用铝-塑复合带绕包屏蔽结构。金属编织是一种权宜的结构,因为要求编织层的铜单线直径很细,一般编织机难以满足工艺参数要求。采用单层金属线缠绕结构效果较好,由于线锭太多,缠绕机的金属线锭子固定,而放线盘、牵引轮和收线盘同步旋转,同样达到金属线缠绕屏蔽效应。为了大量减少金属线锭子,也可以采用铜皮线(也称金皮线)代替平行放置的金属线,铜皮线由圆铜线压扁而成,铜线压扁后,最好进行真空退火。铜皮线的厚度约为0.05mm,宽度可根据屏蔽前的半制品直径而定,可控制在0.4mm~0.8mm,这样大量减少金属线锭子后,就有可能采用普通的小型绞线机加工。
2.总屏蔽
总屏蔽有二种方式:①在电缆运行条件允许的条件下,则可采用金属编织屏蔽,但编织层的内外有足够厚度的垫层,以防止编织铜线的接头处刺破绝缘。②线将铜线和尼龙丝混合编织成连续的导电带,在再将导电带缠绕在成缆芯外,组成总屏蔽结构。第②种结构比第①种安全,厚度也稍薄。
三、护套
特软电线和电缆的护套,应按工作条件或周边环境选择,如耐机械疲劳、耐油、耐磨、耐候和耐寒等,常用护套材料为特种聚氯乙烯、氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯、改性氯化聚乙烯和热塑型聚氨酯弹性体(TPU),其中以热塑型聚氨酯弹性体为最佳材料。
TPU的硬度范围相当宽,从肖氏A60~肖氏D80,特软电缆可选择肖氏A70~肖氏A80为宜,并且在硬度范围内具有高弹性;温度范围为-40~+120℃,具有柔性,而不需要增塑剂;对油类(矿物油,动植物油脂和润滑油)和许多溶剂有良好的抵抗能力;此外有良好的耐天候性;极优的耐高能射线性能。众所周知的耐磨性,抗撕裂性,屈扰强度都是优良的;拉伸强度高,伸长率大,长期压缩永久变形率低等优点。TPU具有酯基,有很高的吸水性,在暴露在空气下时会吸收空气中的水分。而且聚醚型TPU比聚酯型TPU的吸湿速度快,吸湿后的TPU会在加工时产生汽泡,所以在挤出加工前必须去湿处理。
四、结论
特软电线和电缆的市场不大,主要为高科技产品和自动化设备等配套,在电气装备电线电缆产品领域内自成一脉。TPU的性价比很好,现在国内已经具备了制造技术基础,该产品作为专业制造厂新品发展是可取的。但是在营销管理方面,却是品种规格多、批量小,有一定难度,当然电缆附加利润也随之增高。
责任编辑;zl
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