电力电缆分层紧压扇形导体紧压轮的设计.pdf

9 g 9年 筇 期 N O 4 l 999 l - y& l1 999 年 8 月 Au g． ． 1 9 9 9 电力 电缆分 层 紧压 扇形 导体 紧压 轮 的设计 钱 伟 黾 丛 成 1 。 Z ( 天水 轶 路 r- - 面工厂， 甘 — ； 7 4 J 。 0 0 ) 。 f 摘 要 ： 本 文介 绍 了应 用 扒 层 原理 ” ． 对 电力 电缆 分层 紧压 扇形 导 体 的姑 构和 紧压轮 进行 设 计 。 关键 词 扇 形 牛体 { 分层 紧压 ； 紧压轮 设 计 ； 扒 层 原理 ： 微 机 应 用 中 图 分 类 号 ： I M 2 0 5 文 蘸 标 识 码 ： A 本 史介 绍 了 应 用 “ 扒 层 原 理 ” ， 对 电 力 电 缆 分 层 紧压扇 形 导 体 结 构 和 紧压 轮 进行 设 计 这 种方法 对任意绝缘 厚度和 扇角 的线 芯 结 构都适 合 ， 且 利 微 机 同时计 算 出扇 形 导 体 的结 构 参数 及各 层 紧压轮 孔形 尺 寸 ， 不 仅 省 时 ． 且提高 了计算精 度 ， 因此这种设 计计算 在 满足 线芯 导体 的 电气性 能 的 同时 ， 还 能 最 大 限度 缩 小 电缆 外 径 ． 节 约原 材 料 。 1 引 言 在线缆制造 行业 中 ． 为 r缩小 电缆外径 ， 节约原材 料 ， 降低 电缆 成本 ． 均 以成缆后 为一 圆形 为准 则， 将导体做 成 紧压 的扇形导 体 。 在 缆 芯结 构设 计 中 ， 对分 层 紧压扇 形 导体 结 构 几 何参 数 的计算 及 孔形 设计 方法 ， 曾在 电线 电缆杂 志 七登 载 ． 但 由于设备 、 材料缆 芯结 构 等 多方面 的原 因 ， 在 我厂并不 适合 。为此 ， 我 们在 实践 中 ， 根据我 厂实 际情 况 ， 总结 了一套 简 便 、 实用 的计算 方法 ， 即采 用“ 扒层 原 理 ” ． 计算扇形 导体各屡 的几何参 数及 紧压轮参数 设 计 2紧压 扇 形 导体 几 何 参数 设 计 我 厂生产 的电力 电缆 扇形导体是 将 多根 单 线 ， 先 采 用 正 规 同 心 式 绞 合成 一 圆形 ， 然 后经 过扇 形 紧压轮 分层 紧 而成型 。这就需 要 确 定 导体 各 层 轮 廓 尺 寸 。 收藕 日期 ： 1 9 9 9 — 1 2 0 4 作者 简介 ： 钱伟 ( 1 9 6 5) ， 女 ， 黑 龙江省 哈 尔滨 市人 ． 1 ～ 程师 2 1 第一层外 轮廓几何 尺寸的计 算 根据 图 l所示 的几 何尺 寸可通过 以下各 式 求得各参数 。 ( 1 )紧 压 扇 形 导 体 计 算 截 面 积 5 ( ram ) 幽1 S = R 一 ( r 一 ) e t g( B ) 一 ( 一 r ~ ) c t g( B—A) + ( 一A+ ／ 2 ) r ； + ( , r ／ 2 一B) r } ( 1 ) rl 一 L X R n = = 1 X R 式 中 ： —— 绝缘 厚 度( mm) ^一扇形 圆弧 中 13角之半 ( r a d ) 一一 扇形 中心角之半 ( r a d ) 尺一 一 扇形 圆弧半 径 ( ram) r 一 一 扇形 过渡 中弧半径 ( mm) U ● r r兰 电 线 w R 电 Ⅲ ‘ 维普资讯 准标网 w w w .z h u n b i a o .c o m 免费下载 l 9 9 9年 椎 d斯 N O 1 19 99 电 线 电 缆 ， 一 扇形 过 渡边弧 半径 ( mm) K． 一 中弧 半 径 系数 一 边 孤 半径 系 数 ( K ， K 由 经 验 确 定 ) c 2 )扇形 导体 们轮 廓截 面 S ( ram J S - _,- c d ／ 4 N N 。 ( 2) 式 中 ： 单线 直径 ( mm) z 单线 根 教 N 一填 充 系数 ， 根 据 经 验 在 0 8 2 ～ 0 ． 9 0之 间 确 定 N 一紧 压 时 线 芯 伸 长 系数 ． 取 以 下 经 验 值 截 面 2 5 ～ 7 0 ram N ： 1 ． O 5 截 面 g 5 ～ 1 2 0 ram N， 一 1 ． 0 3 5 截 面 】 5 O ～3 0 0 ram N2 一 1 ． 0 , t ( 3 )紧E 最 南形 导体圆 弧半径 R( mm) R = ／ [ ( 1 一K 2 ) s i n ( —A) 一K 2 J( 3 j ( 4 )痢 形 导 体 轮 廓 宽 度 M ( mm ) M 一2 R[ K 一 f( 1 ～K ) s l n ( J 4 ) ] ( 5 )扇形导体 紧压 高度 H( mm) I f --R—K1 R【 1 ／ s i n B一1 j 一3 ／ s i n B ( 6 )扇形 导体理论 轮蹿 宽度 ML( ram) 朋L_ - 2 { R一[ 占 > c t g Bj s i n Bf ( 7 )扇形 导体 弓高 N( mm) N R— M L／ 2≯c t g B— d ／ s i n ／ 4 由式 ) 、 式( 2 ) 、 式( 3 ) 组成 的联列方 程 ． 建立 数学模 型 。 由 式 ( I ) 、 式 ( 3 ) 构 成 的 方 程 组 是 超 越 方 程式 ， 散求 根 很困难 ， 但 可借助 于计算机 就 很容 易计算 出角形 导体各 几何 参数 。 其计 算 框 图 见 图 2 通过 以 L计算 ， 便计 算 出扇形 导体 第 叫一 层 轮廓几 何参数 、 Ⅳ、 M 、 ML及 Ⅳ。 2 ． 2内层轮 廓尺寸 的计 算 内层轮 廓 尺寸 的 汁算 ， 采 用实 践 总结 的 “ 扒 层 原 理 ” 进 行 计 算 ． 扒 层原 理 是基 于金属 导 体 受 紧压 后 ， 主 要产生 塑性 变形 。 根 据金 属塑变理 论 ， 在宏观 上可 以近 似认为单 根圆导 体截面变 成 小正方 32 l 9 糟 年 8月 A t l g ．1 999 幽2 形 块 或菱 形块 ， 因此 单线 圆面积 t r d ／ 4 一 ， 即 n ≈ v ／ d ／ 2 ， d为单线直径 。 所 以 ， 剥 去一 层后 的 角形 导体 轮 廓 为 图 3所示 去掉 阴影部 分 的轮廓 。 这样 第 二层 、 第 三层 轮廓 几何 参 数 可 由 表 l所剐公 式计算 。 表 1 扇 形 导 体 各层 几 何 参数 3紧 压 轮 的 设 计 导体 扇形截 面主要是 依靠 数付具 有扇形 维普资讯 准标网 w w w .z h u n b i a o .c o m 免费下载 1 9 年 第 e l 期 No 4 I 999 电 线 电 缆 E I r i c W i r e＆ Ca bI e 图 3 L 形 的 紧压 轮 压 制 而 成 紧 压 轮 是 安 装 在 绞 线机 后 面， 是绞线 机的个独立部 件 ， 而其扇 形孔 型尺 寸． 设 计 是否 合理 、 准 确 ， 直接 影 响 导体 的好坏 和 电缆 的质量 紧压 轮孔形 尺寸 是根据 l 二 面计算 的 扇形 导体 的实 际轮 廓参数 和 工 艺 情 况 而定 ， 如 图 4所 示 。 3 ． 1 紧 压 轮 孔 形 参 数 的 含 义 R． ． 上紧 脏 轮 圆 弧 半 径 ， 即 为 紧压 扇 形 导体 线芯 设计 中的大圆弧半径 ； 1 9 9 9年 8月 A L L ．，1 999 幽 1 总 高度 ， 其 等于扇 彤导体 紧压高度 ； 2 卢一下 紧压 轮 扇 形 中 心 角 ． 理 论 上 其 等于 扇形导体 中心角 2 B， 考虑到 扇形导 体周 围 的挤 出绝 缘厚 度 实际 上 不 可能完 全致 ． 为保 证成缆 后 的缆 芯 圆整 ， 2 略小 于扇形 导 体 中心 角 2 B， 小 于 量根 据 经 验 确 定 ； —— 两 轮 间 的 间 隙 ， 考 虑 到 实 际 生 产 中， 为使 紧压 轮转动 灵 活而预 留的 ． ． ，的大 小 根据 实际情 况确 定 ， 一般 在 0 ． 2 ～0 ． 6之间 3 ． 2紧 压 轮 的 孔 形 参 数 计算 紧压轮孔形 尺寸参 数计算 公式 见表 2 。 ， ， 上 、 f紧压轮 安装好后 ， 孔 型腔体 表 2 紧压 轮 孔 形尺 寸 参 数的 计算 公 式 注表 中 角 涟 台 ： 表 小 E压 轮 { 表 币 - t"压 在计 算第 二 层 、 第 三层 导体 紧压 轮 尺 寸 时 同样 可 果用 “ 扒 层 原 理 ” 进 行 计 算 第 二 层 紧 压 轮 计 算 公 式 如 表 3所 列 。 根 据 上原 理 ． 导 体 其余 内层 紧压 轮 几 何 参 数 t 以此 类 推 4工 艺验 证 利川 丧 3提 供 的计算 公式 ， 编制程 序 ． 输 表 4 帚 一 ( 最 外 屠 ) ： 2 一最 币 屠 人 相应 已知参 数 及经 验 取值 ， 计 算 出等 四芯 分层 紧压扇 形导体 每一 层结 构几何参 数及 紧 压轮孔形 尺寸 。计 算结果 见表 4 ， 利用 表 4所别 参数制作 出了五种 规格 四 芯等截面扇 形导体 的 紧压轮 并进行 了工艺验 证 ， 实 践表明 ， 紧压 出的扇形 导体结 构尺寸与 实 际 生产 [ } I 所 测 数据 基 本致 ． 且 导体 各层 变 形 均 匀 一 致 、 表 面 光 滑 ． 没 有 凸 起 、 锐 边 等 维普资讯 准标网 w w w .z h u n b i a o .c o m 免费下载 1 ∞ 9年 第 ‘期 No 1 r 珀 9 电 线 电 缆 EI ~ -ct r i c W i r e Ca b1 1 9 9 9年 8月 A ug．1 9 99 表3 不 良现 象 ， 导体 直 流 电 阻 ( 见 表 5 ) 都 达 到 了 国家标 准要 求 ， 并 且最 大 限度 地减 少 了 因塑 性 变形 引起 的导体变硬 及 电阻增 大现象 。 表 5线 芯 直流 电阻 5结论 通 过实 践证 明 ． 采 用 此种 方法 进 行扇 形 导体 紧压 轮设 计 简便 ， 其 结构 尺 寸的 准确性 和设计速 度是人工计 算方法 所不可 比拟的 此种 方法也适 用 于其 它 电力 电缆 异形 紧 压导 体 的紧 压轮 设计 ， 我 们 已经 成功 地 应用 于 五芯 电力 电缆 瓦形导体 紧压轮设计 中。 参考文献 [ 】 ]电线 电缆 手 册 ( 第二 册 ) [ Mj机 械工 业 出版社 L 2 程 小 凡 ， 陈 善 同． 用 微 机计 算 扇 形 导体 几何 参 数 [ J ： 电线 电缆 ， 』 9 8 5 ( ； ) [ 3 ] 刘 于 玉．电气绝 缘 结 掏 设计 原理 ( 上 册 ) M ]机 械 工 业 出 睡杜 维普资讯 准标网 w w w .z h u n b i a o .c o m 免费下载