雙、三絞線絞合前后尺寸差異淺析

陳俊杰，張黎明，陳軒，王劍，王楠，張靜

（陜西萬方天運(yùn)汽車電器有限公司，陜西 西安 710201）

前言

在汽車線束中，有很多系統(tǒng)都會用到雙、三絞線，以達(dá)到各路信號傳輸互不干擾，傳遞效果更佳的目的。在線束廠內(nèi)部進(jìn)行絞合導(dǎo)線的過程中，有兩個很重要的參數(shù)需要控制：絞距&絞后尺寸。絞距的大小會直接影響信號傳輸能力，不同的絞距對不同波長的信號有不同的抗干擾能力。同時(shí)絞距也直接影響著絞后尺寸的變化，絞后尺寸則是汽車線束總成在預(yù)裝和組裝過程中保證成品合格的關(guān)鍵尺寸。高端的絞合設(shè)備參數(shù)由設(shè)備廠設(shè)定，對于普通的絞合設(shè)備需線束加工單位進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)調(diào)整。所以以下為本人在工作中得出的理論推導(dǎo)過程和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，整理后加以描述分享，希望可以共同探討進(jìn)步。

1 理論計(jì)算

1.1 絞合線分為雙絞線&三絞線

圖1 雙絞線模型

圖2 三絞線模型

1.2 絞線長度與絞合圈數(shù)的關(guān)系

現(xiàn)有設(shè)備絞合動作為：

一端線夾夾緊，另一端線夾由電機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，從而使導(dǎo)線絞合。

絞線設(shè)備線夾每旋轉(zhuǎn)0.5 圈產(chǎn)生一個絞合點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)1 圈產(chǎn)生個節(jié)距h。

圖3 雙絞線三角函數(shù)關(guān)系示意圖

所以絞線絞前尺寸：

絞線絞后尺寸：

變量解釋如下：

L——絞線絞前尺寸

L'——絞線絞后尺寸

n——設(shè)備驅(qū)動端線夾旋轉(zhuǎn)圈數(shù)

L1——單個絞距內(nèi)導(dǎo)線絞前長度

L2——解絞長度（各公司有固定的尺寸要求，即為已知值）

h——絞距

D——絞線外徑

α——導(dǎo)線的絞合時(shí)的螺旋升角

C——導(dǎo)線絞合前尺寸

d——導(dǎo)線絕緣層直徑

1.3 雙、三絞線束外徑與導(dǎo)線直徑的關(guān)系

圖4 三絞線外徑示意圖

圖5 雙絞線外徑示意圖

雙絞線外徑：

三絞線外徑：

1.4 雙絞線公式推導(dǎo)

單個節(jié)距內(nèi)，導(dǎo)線絞后&絞前尺寸關(guān)系推導(dǎo)如下：

所以單個節(jié)距內(nèi)，絞后&絞前尺寸比：

所以，雙絞線絞后尺寸為：

所以雙絞線絞合前后的尺寸消耗量M雙絞為：

1.5 三絞線公式

因?yàn)槿g線相較于雙絞線，線束外徑 D=2.1547d

所以同理推導(dǎo)可得：

三絞線絞后尺寸為：

三絞線絞合前后的尺寸消耗量M雙絞為：

1.6 絞線回彈問題

在絞線完成絞合后，因?qū)Ь€在外力的作用下形變?yōu)榭臻g螺旋線，導(dǎo)線內(nèi)部存在內(nèi)應(yīng)力驅(qū)使其向絞合前的直線狀態(tài)回彈，不同長度、不同線徑、不同型號的線，在絞合完成后回彈的圈數(shù)不同。

為解決該問題，有以下兩種解決辦法：

方法一：

在以上理論基礎(chǔ)計(jì)算得出的絞合圈數(shù)以外，需要去實(shí)際生產(chǎn)中跟蹤回彈圈數(shù)，根據(jù)所得出的區(qū)間數(shù)據(jù)，用數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行擬合，得出區(qū)間更小、更細(xì)分化的回彈圈數(shù)，然后將其作為一個回彈修正量依據(jù)絞線的各種特性加入到絞合圈數(shù)中以達(dá)到抵消回彈量對絞距和絞后尺寸的影響。高端設(shè)備設(shè)備自身擁有反轉(zhuǎn)功能，當(dāng)導(dǎo)線絞合完成后，設(shè)備自動反轉(zhuǎn)，消除導(dǎo)線因絞合產(chǎn)生的應(yīng)力，減少因設(shè)備對導(dǎo)線絞合產(chǎn)生的尺寸消耗。

方法二：

在絞合線完成后，可讓其在兩端固定的情況下進(jìn)行時(shí)效處理，經(jīng)過特定的時(shí)間后，絞合線屈服于空間形變，不再有回彈成直線狀態(tài)的趨勢。（固定方式可以為兩端固定直線式平鋪時(shí)效或者一端固定，纏繞于滾軸上然后再固定另一端，進(jìn)行時(shí)效處理，具體方案具體另行設(shè)計(jì)。）該方案用于現(xiàn)場實(shí)際加工的話，較為耗時(shí)，不利于加工效率的提升。在實(shí)際過程中不建議使用。

2 實(shí)際生產(chǎn)產(chǎn)品的合格與否及修正措施

實(shí)際生產(chǎn)中主要控制的就是：絞線絞后尺寸（L’）和絞距（h），實(shí)際絞后會存在以下三種情況（前提是下線長度在下料長度公差范圍內(nèi)）：

（1）絞距和絞后尺寸均在正常要求范圍內(nèi)；

可正常使用，絞后圈數(shù)無需修正；

（2）絞距超過要求的上限（例如：當(dāng)絞距要求25±5mm時(shí)，加工產(chǎn)品的實(shí)際絞距＞30mm），且絞后尺寸長于要求的絞后尺寸；

修正措施：增加絞合圈數(shù)n；

（3）絞距低于要求的下限（例如：加工的產(chǎn)品實(shí)際＜20mm），且絞后尺寸短于要求的絞后尺寸。

修正措施：減少絞合圈數(shù)n。

除過以上三種情況，所出現(xiàn)的絞后不合格品，異常問題分析時(shí)可考慮進(jìn)行以下問題分析，例如：

（1）絞距超過要求的上限，但是絞后尺寸短于要求的絞后尺寸，則說明線長度短，核定下料長度或工藝設(shè)定的下料尺寸；

（2）絞距低于要求的下限，但是絞后尺寸長于要求的絞后尺寸，則說明下線長度長，核定下料長度或工藝設(shè)定的下料尺寸。

3 結(jié)論

通過以上推導(dǎo)所得出來的公式，可以方便的計(jì)算出雙、 三絞線絞后尺寸，直觀的體現(xiàn)出絞前絞后電線長度變化，并且得出絞合消耗量，方便技術(shù)人員快速的通過理論公式得出結(jié)果，給公司原材料選定，產(chǎn)能核算提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。方便公司管理層對于絞合線的成品采購或公司內(nèi)部自行加工提供直接參考。上述推導(dǎo)過程非經(jīng)驗(yàn)公式，因?yàn)榻?jīng)驗(yàn)公式并不能夠適用于所有設(shè)備，僅僅適用于當(dāng)時(shí)數(shù)據(jù)采集時(shí)的設(shè)備工況，隨著設(shè)備使用年限變化設(shè)備的性能也會隨之變化，故經(jīng)驗(yàn)參數(shù)需適時(shí)修正。同時(shí)設(shè)備與設(shè)備之間的性能差異會致使產(chǎn)品加工結(jié)果也隨之發(fā)生相應(yīng)變化。

不同的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)或者主機(jī)廠，對于生產(chǎn)加工模式的影響較大，若產(chǎn)品結(jié)構(gòu)較為單一，選擇定制料較為便捷，節(jié)省了公司內(nèi)部的人力資成本、運(yùn)營管理成本。