硅胶电线生产回忆粤振个人经历
一、 前言 人活一世，花草一春，花开结果、枯黄。人出生，成长，成家立业，故亡。花开花谢，年年在，人老何惨转少年。 国有名，家有史，个人有经历、有生有故，动物植物如此，必由之路。
在一般人印象中，电线电缆是个简单的概念，只是外包一层塑料的金属线而已。作为现代电气产品之讯号传播媒介，电线电缆远比上述概念来得复杂。从家用电话线，大哥大充电器线到办公所用计算机线 扫描线，甚至到如今的铁氟龙线，功能更超多样化和复杂化。 寻找电线电缆的根源，可追溯到历史上不少科学家。公元 1831 年，英国科学家法拉第发现了“电磁感应法则”，为电线电缆的实用发展奠定了扎实的基础， 1879 年，美国的爱迪生发明了电灯，电灯配线因此有了广阔的前景， 1881 年，美国的哥尔屯，发明了“交流发电机”。伴随着这些直接影响人类工作、生活的发明出现，电线电缆的发展也日超讯速。1830年，法拉第制成了卷线（漆包线）。1889年，美国的佛朗第发明了油浸纸绝缘电力电缆，此为目前所用的其本型高压电力电缆。 电线电缆的发展，主要涉及绝缘材料与导体的发展。绝缘材料由最原始的裸线→漆包线→橡胶线→塑料线→合成材料线，进步到目前的各类线缆。导体也相继有白金→铜→铝→光缆等等 随着科技的发展，计算机等科技产品的出现，电线、电缆之间距离也慢慢拉开，简而言之，电线系指构造简单而且芯数较少的传电线材。电缆系指多重绞合，制造工艺复杂，或芯数较多的传电线材二者区分并不严格，通俗地讲，只要能传送电力或信号的有形物体，都可以称之为电线电缆。 性能释记： 硬铜线：经伸线冷加工而成，具有较高的抗张强度，适用于架空输电电缆，配电线及建筑之导体。 软铜线：硬铜线加热去除冷加工所生产之残余应力而成，富柔软性及弯曲性，并且有较高之导电率，用于制造通讯及电力线缆之导体、电气机械及各种家用电器之导线。 加外还有：半硬铜线、平角铜线、镀锡铜线、无氧铜线、电子零件用线等。 导体电阻：导体之电阻与其长度成正比，与其截面积成反比。 公式：RP×L/S （此公式适用于26℃） 式中： P…为导体之电阻系数，L…为长度，S…为截面积。 如在20℃以下，便用以下公式：RP×L/S×254.5/260.5。 导电率：以20℃时，长度1M，截面积为1m㎡之标准软铜线之电阻1/58欧（0.017241）为其准称为100％导电率.电阻愈大导电率愈低两者成反比. 拉断力：抗张试验时，试样而使其断裂之最大荷重之力。 抗张强度：抗张试验时，使其试样断裂，以单位面积表示之拉断力。 伸长率：于规定之标称距离，试样经过伸长至断裂后所增加之长度与原来长度之比率。 绞线之绞向：分为左绞（Z）和右绞（S），指观察者沿着导体或芯线之轴由远向近观向时，导体或芯线之单线沿导体或芯线之侧面绕卷，其绕卷之方向即为绞向。 绞线之绞距：即导体或芯线之单线依螺旋一圈时之轴向长度。 耐弯曲折性：单线一端固定，另一端加上重量使垂向下，然后来回180度地弯曲折直线断为止，弯折次数愈多表示耐弯折性愈强。 电线印字之含义： E300956 AWM 1332 22AWG 200℃ 300V DONG GUAN HUA KUN ELECTRIC CO.LTD VW-1 E300956…华坤公司在UL的档案号。 …美国认证标示。 AWM…电线的名称代号，（UL758内部线）。一般仅用于工厂安装布线。 1332…电线分类名称号。 22AWG…电线之规格。 200℃…电线额定温度。 300V…额定电压。 DONG GUAN HUA KUN ELECTRIC CO.LTD…东莞市华坤电线实业有限公司 VW-1…（垂直试样）燃烧测试。 二、电线电缆的分类 依日本电线工业协会 1977 年对电线电缆的分类为： 1、裸线 2 、卷线 3 、通讯电缆 4 、电力电缆 5 、被覆线 1、裸线…顾名思义，不具绝缘材料，主要传导材料为：金、银、铝、铂等等。 2、卷线…类似电话手柄曲线。 3、通讯电缆…主要用在通讯方面的电线电缆，电话线显然是个最明显的例子。我们举一 例子面言。 外被 绝缘 铜导体 包带 如上图电话线截面图，就是圆形电话线的一个典型例子。我们从里到外逐一剖析，可分为：导体、绝缘、包带、外被。 3.1 导体如图中示，起传导讯号作用。目前，所用到的材料为：铜、镀锡铜、镀镍铜、镀银铜。一般而言，一条导体是由若干股细铜丝组成，而较少是单一条铜丝组成。这若干股细铜丝彼此之间还要绞合。绞合设及绞距、绞向等概念，这在以后的产品设计中会谈到。 3.2绝缘导体之间要有绝缘材料隔离。否则，此线材就不能使用了。如上图个标示阴影的小圈圈，就是绝缘截面。绝缘材料主要是塑料类， PP （聚丙烯）， SR-PVC 乙烯聚合物的氯化物， PE （聚乙烯） FEP 聚全氟乙烯， PFA（可熔性聚四氟乙烯）ETFE（乙烯--四氟乙烯共聚物），ECTFE（三氟氯乙烯），PVDF（聚偏二氟乙烯）TPU 等等。这些绝缘材料的选择与客户要求，材料价格有关。 3.3 包带这是应客户要求而设的一道工序。材料主要是铝箔麦拉带 PT 油纸带等。一般而言，包带有防止芯线松散、遮蔽外界信号的作用。包带方式有斜包、卷包、纵包等方式。具体见后面详述。 3.4 外被作为产品外观而倍受客户的重视。图中半椭圆形外被是一个典型例子。外被材料也较多不同的材料依不同的比例组成不同的配方，可以让你眼花缭乱。其中 TFL ， PVC 是经常用到的。目前，我们厂将外被的外表面分为如下二种特征：亮面、半亮雾、光泽依次降低。其中 TFL 全为亮面。 4 电力电缆——一般为高压传电线。 5 被覆线——一般为低压传电线。 电线电缆大致可以分为上述五大类。但依据具体的材料、形状、构造、用途的不同又可以分为 74 类。例如圆线、纸卷线、市内纸绝缘通讯电缆、警报用电线等等，详见有关资料。 二、电线电缆的制作过程简介 缠绕 印字 色带 集合 印字 裁条 炼铜→伸铜→伸线→绞线→绝缘→ 成缆→ → → 编织 → → 成卷 编织 外被 填充 地线 外被 轴装 1.炼铜 目前工业应用阴极电解铜法炼铜。 2.伸铜 伸线有三种方法： 三个阶段：粗伸（ 8.0gt2.6 mm）中伸3.2/2.6gt1.2/1.0 mm， 细伸1.2/1.0gt0.07/0.05 mm 3.0镀锡退火：电线电缆导体两端镀锡目的。 3.1避免与 O2 接触，发生氧化。 3.2焊接方便，易于操作。 镀锡的两种方法： 3.2.1.热镀。使用导体铜表面干净，无油渍。 3.2.1.电镀锡，导体电镀锡后表面光滑，品质好，表面薄。 4.绞线，绝缘，缠绕（编织），外被（印字）集合（包带、填充、地线），编织，外被，裁条（成卷、轴装）不过，并非所有线材都必须有上面过程，有的线材制作过程简单得多。 二、电线电缆的设计 一、导体 一.导体线径、股数、面积与电阻之关系 1.导体的概念 能够导电的物体称之为导体。相反，不能导电的物体称之为绝缘体。在大自然中，铜的导电能力较强，电阻（ Restistance ）低。实际上，我们经常用到的是合金导体。例如， 镍、铬、铜线，又称之为电阻线，能产生大量的热。由于各金属成分不一样，则电阻大小也不一样。镀锡铜和镀镍铜是经常用到的，镀锡铜导电性能好，价格比镀镍铜低。但是相对锡而言更易氧化。镀镍铜它更比镀锡铜耐腐蚀，但成本高。因此，我们通常选用镀锡铜线或镀锡绞线。 我们应该还记得下面这个公式： L RP A R 为电阻； P 为导电率； L 为线长； A为截面积； 在工厂非常容易看到如此规格1332 20AWG（19/0.19TS）导体线材。我们来分析一下 1332 20AWG 19 / 0.19 TS A B C D E A…1332表示型号 AWG美国线规数20AWG其中一种. B…19表示此导体由19股细铜丝组成. C…“/”表示19股细铜丝是绞合在一起我们厂所有线材都要绞合除单根之外. D…表示19股铜丝的每股细铜丝的单根直径是0.19mm。 E…T表示镀锡铜线，S表示铜线为绞合。 2.导体线径 我们用到的线材导体直径一般比较小，从0.05mm到1.291mm。使用线径小的导体，可以保证线材的柔软度，我们用细铜绞线代替单一粗铜导体也就是这个道理。由于有线径大小的区分，就有了铜条、铜线、铜丝的不同称呼，他们的线径依次减小。当然下面的简单公式将的出导体面积： Aπr20.7854d2 （二）导体相关计算 1.绞距（Pitch）、掺入率的概念 绞合有两种方式：同心绞和束绞。在了解他们之前，我们先了解一下绞距之概念。学过工科的同仁清楚螺杆中有螺距的概念，学过理科的同仁清楚波长之概念，绞距与螺距、波长相似，在平面上也是具有相同性质两点之距离。如下图标 显然，相同长度之导体，绞合之细铜丝要比直放之细铜丝长。这种就存在掺入率的概念。用导体之长度乘上一个系数（K），就得到绞线的实际长度。通过下面图标可以推出一个公式： P …绞距. L…绞距范围内芯线实际长度。 D1… 层心径。 L 从而推出：λ -1 K1λ K为掺入系数。 1． 导体重量计算公式 这里的重量严格来说区别与我们以前的概念，因为它的单位是KG/KM，而不是单独的KG或G即它是单位长度线材的重量。 Wd2×6.9822×n×k1×c×k2×p×k3 Wd2×n×0.7854×8.9×1.03 式中：d┉为单股铜线直径 N…股数 K1…铜线掺入率 C…芯数 P…芯线对数 K2…芯线集合掺入数 K3…对型线缆集合掺入率芯线无对绞K31 上面公式出现了芯线掺入率、芯线对数，这是因为我们设计的线缆的芯线同样具有绞合、绞距等等概念。 3.导体绞合外径的计算 我们设计线缆包括线材外被是用量的计算，这对一个工厂来说是非常重要的。因此，导体绞合外径的计算就有必要了。无论是导体还是芯线都存在两种绞合：同心绞、束绞。 名副其实，同心绞 是指以一条或多条铜单线为中心，在其周围各层以左右交互之方向绞合。每层的单线总数均比其内一层多6条。束绞 是叫所有单线，依同一方向绞合。其它还有复合绞等等。 当导体股数（芯线条数）为7、19、37、61、95并胶合时，为同心绞；其余股数（芯数）为束绞。导体胶合外径的计算公式如下： 同心绞胶合外径 D12nd n为导体自内到外的层数； 束绞胶合外径 D√N×1.155×d D为绞合外径； N为导体股数。 芯线胶合外径则可参考《电子线材用量设计应用公式标准》。 前面还提到“对型线缆集合掺入率”，所谓对型即导体（芯线）两两绞合在一起，之后所有导体（芯线）再一起总绞（也可以不总绞）。这一般是应用在要求较高电器性能的线材上。值得一提的是，芯线绞与导体绞是相同原理，但芯线绞我们称之为芯线集合层心径的概念，如下图： 二、绝缘材料与绝缘相关计算 1.塑料材料的两种特性： 1.1 热可塑性（THERMO-PLASTIC）； 1.2 热固性（THERMO-SETTING）； 2. 常用到的绝缘材料 有：PP（Polyproplene）材料—般较亮，较硬，燃烧平稳，无太多的烟尘，有下滴现象。价格较低。 SR-RVCSR-Polyvinyl chloride材料—较暗，较软，燃烧有大量的烟尘。价格较贵 FEP耐油、耐磨、电气性能好等特点。 PEPoly Ethylene Resin材料—很亮，很软，较难加工，无下滴现象。价格较贵。 对塑料材料而言，无论绝缘材料还是线材外被材料都有一些重要的机械特性、化学特性等等。这可以参考《电线用塑料材料特性表》。比重在电线电缆设计中也很重要，例如报价。比重概念中，有一个加权平均比重的概念。表示入下公式： n1×ρ1n2×ρ2 ρ平均 n1 n2 其中：n1ρ1…为第一种材料的比例、比重； 其中：n2ρ2…为第二种材料的比例、比重。 2.有关绝缘的计算 2.1重量（KG/KM）：（工厂适用） WπρtDtK4d2ρ×C×K2×P×K3 WD2- d2×0.7854×P 式中：π…圆周率（3.146） ρ… 比重 D…导体绞合外径mm t…绝缘厚度； K4…押入系数 d…单线线径 C芯数 ； K2…芯线掺入率； P…对数； K3…对型电缆集合掺入率。 2.2重量（KG/KM）：（业务适用） WD2-Nd2×0.7854×ρ×C×K2×P×K3 式中：D…绝缘外径（mm），N…导体总股数，d…单线径mm.0.7854…π/4 2.3绝缘外径（mm） D2×td 式中：t…绝缘厚度，d…导体绞合外径（mm）。 二、对绞、集合之绞线眼模之设计与选用 一个例子：3C×0.75㎜2 PVC电源线地线为裸铜. 0.75㎜2 19/0.23TS×2C19/0.23TS ID1.75 mm gt 试问其绞合外径是多少？选用多大的绞线眼模？ 求出总截面积:A0.7854×1.75×20.7854×1.15×2 近似求绞合外径:D√A/0.7854≈3.6mm 但实际上眼模不能达到这个要求D3.6 mm 在集合盘上应按如下摆线法： 这样才不容易出现前左图中的极限现象。因此D什还要加上一个经验值，通常加上0.5。 四、包带、包带材料及相关计算 4.1选用包带之原因 1.使线材成圆柱状（有的芯线不需要总绞，外面只包一层包带）； 2.防止线材松散； 3.遮蔽，使信号不受干扰； ４.在导体与遮蔽线之间起绝缘作用； 4.2 包带材料 1. AL-mylarρ1.872≈1.9 一般用单面，遮蔽面积小，遮蔽电阻大。 线材包带有两种方式： Facc-in：铝箔向内，用在没有线材不再经过编制或缠绕的线材场合，也起遮蔽作用； Facc-out 铝箔相对铜箔而言，铝箔软且便宜，因此使用特别广泛。 2. 麦拉带（ρ1.4） “海翠尔Hytrel）做成带状后就是麦拉带.具有良好的抗张强力依次有防止松散的作用.例如用在电线电缆场合. 3.棉纸带（ρ0.8） 棉纸带起圆滑、柔软、绝缘作用。例如用在鼠标线场合。 此外还有铜箔（ρ8.89），PE带（ρ0.93），发泡PP带等等。 4.3.包带机 目前有两种，1.附于绞线机/集合机上，适用于宽包带； 2.专用包带机，适用于较小包带； 4.4.包带方式 包带方式分纵包和横包，横包又分卷包和斜包两种方式，如下图所示： 纵包用在扁平线材和芯线不需要总绞的场合，不要求柔软度；斜包速度快；卷包柔软度好。选择带宽：卷包时W3D，斜包时W4～5D，并可以参考公司采购之包带材料宽度（w为带宽，D为包带前线材外径，又称包带下径）。 包带重叠度取决于线材直径，一般来说，不超过1/4圆弧长。 包带所用的眼模（包带进入束绞机须通过的模具）选用不可过大或过下，一般取包带后的外径（D0.3）mm。 4.5.包带部分的计算 4.5.1 重量（KG/KM）:（适用卷包或斜包） W（N/N-1）×π×ρ×t×D t1 式中：N…重叠度之倒数，π…圆周率（3.146） ρ…包带材料之比重 t…包带 材料之厚度 D…芯线集合外径 t1…卷包之厚度mm 4.5.2.包带外径（mm）： Dd4t 式中：d…芯线集合外径（mm），t…包带材料之厚度（mm）。 五、放线轴、卷取轴于卷取长度之关系 5.1.放线轴、卷取轴之概念 如下图标，这种轴在工厂应该看到得较多。本厂各类成品、半成品线材在生产过程中要收集在线轴或卷取轴上。例如芯线押出，铜绞，编织，缠绕等等工艺过程。 5.2 线轴卷取长度计算公式 LN×n×π×dK2×φ×n×103M 式中：L…线轴可包装之线缆总长度。 NK1×W/φ…线轴内宽可排放之线行数。（舍去两位小数点）。 K1…横排系数，以0.9计算：W…线轴内宽（mm）；φ…线缆直径（mm） n H/（K2×φ）…线轴空间可置放之线层数。D…线轴筒径； HD-d-2g/2…线轴有效卷取高度（mm）；D…线轴直径。 G…卷空尺寸（mm）皆以mm表示。 K2…纵系数，0.95计算 六 、缠绕与编织 前面已经提到过缠绕与编织的共同作用是遮蔽，对外界电磁波产生隔离作用；保证内部信号的不受干扰，同时如果缠绕与编织接地的话，内部信号也不会泄漏，您到工厂押出就可以发现缠绕机上放线轴较小，因此缠绕后的线材都要经过倒轴（线材从一个放线轴转到令一个卷取轴）。由于加工的要求，缠绕线如果不倒轴，在外被押出引取时会出现松脱，堵在眼模口，引起断线。 6.1.缠绕所需条数（N）： ND1×π/d-3D1d×π/d-3 式中: D1…层心径mmd…缠绕铜线直径mm D1 …缠绕下径3是经验值保证缠绕后的线材外表美观否则由于缠绕铜线挨得比较紧密而容易出现交错现象导致押出的线材外表面出现疙瘩起伏不平. 6.1.2.重量（KG/KM）： Wd2×6.9822×N×K5 式中:d…单线直径N…缠绕所需条数K5…缠绕掺入数. 6.1.3.外径（mm）： DD12d 式中: D1…缠绕下径mmd…单线径mm 6.2.缠绕制程 6.3.编织有关计算 6.3.1 编织角tanθ 16锭编织机：tanθ2πD12dp/C 转为公制：tanθD12dp×0.015461 24锭编织机： tanθ D12dp×0.010307 式中:2…又向交叉编织 π…圆周率 D1…编织前外径 d…单线径P…每英寸之目数C…编织机之锭数. 从而可求出θ角度：最好不要大于30°，否则编网加工时，不易翻转。 6.32添敷系数F F（N×P×d）/25.4Sinθ 式中：N…每锭股数；P…每英寸之目数；d…单线径（mm） 6.33.编织率FOC FOC2F-F2×100 6.3.4.重量（KG/KM） Wd2×6.9822×M/Cosθ 式中：d…单线径mm；6.9822…为（π/4）×铜比重8.89之常数；M…编织总条数N×C（每锭股数×锭数）. 6.3.5.编织外径（mm）： DD15d 式中：D1…编织前外径mm；5…系数；d…单线径mm； 6.4.编织制程 通常在设计卡等等中会看到编织的构成方式这种表示方法：16 / 5 / 0.1 A B C D 说明:A表示锭数表示16锭编织机 B表示间隔符号 C表示股数 D表示编织铜线的单线径. 股数目数不可以任意变得过大或过小但是可以变化.增加目数减少条数则编织的速度相应降低. 七、外被及相关计算 7.1.前面讲到绝缘材料时，已谈到塑料的一些性质，这里不再重复，常用的外被材料有： PU材料：弹性好，耐磨，价格比PVC贵，较硬，火烧有刺激性味。 FEP：材料：耐热、耐寒、耐候、耐药、耐溶剂、绝缘怀能及高频性能优异、并具自润滑性，低磨擦系数等特点。 PVC材料：色泽较暗，弹性比PU材料要差，火烧有臭味： 同样，外被材料各项物理性能与化学性能请查阅《电线用塑料材料表》。 7.2.外被押出： 本厂外被押出方式一般有： 充实押出…即芯线直接经外被押出成型，不经过包带、编织之类的加工。如我们生产的电源线。 管状押出…有专用的押出模具，押出的外被形状成圆管状，如我们电脑上用的网络线， 管状押出保证外被押出后的光滑与正圆度。 编织押出…实际上是半空管押出，半成品线材在编织之后再经过外被押出。 如下图示三种押出线材截面图： 空管押出 编织押出 充实押出 7.3.外被部分计算 7.3.1 充实押出：2芯充实押出：WD2-2d20.7854×ρ 3芯充实押出：WD2-3d20.7854-0.0403d2×ρ 4芯充实押出：WD2-4d20.7854-0.214d2×ρ 5芯充实押出：WD2-5d2 0.78540.542d2×ρ 6芯充实押出：Wπρt D1 tK4d2 ρ 外被押出由于同样存在押入系数，因此，6芯以上充实押出均类似绝缘押出。 管状押出：Wπρt D1 t 编织押出：WD2-D22-d2×M0.7854×ρ 式中：D…线缆完成外径（mm），d…芯线外径mm，ρ…外被材料比重，D1…外被下径（mm），t…外被厚度（mm），K4…押出系数，D2…编织前外径（mm），M…编织总条数。 7.3.2 其它形状外被重量（KG/KM）： WA1-A2×ρ 式中：A1…线缆总外部面积，A2…线缆外被押出前总面积，ρ…外被材料比重。 三、 中心度调试方法 我们在生产中，偏芯的调试是生产每一个机种不可缺少的一项工序。它是对品质影响最大因素之一。所以正确的调试偏芯是保证产品品质也是降低损耗的重要条件。 1.装模前要注意以下两点： a.将调偏芯用的四颗螺丝松动，将机头上外模之处清理干净。 b.内模锁紧在机芯上，并锁在机头上，然后将外模置于眼模套内，如果是押PVC线材模要注意内模不要顶住外模。以免损伤模具。 2. 调整偏芯的常用方法: 2.1目视调整:穿过导体或芯线用眼平视外模孔与内模孔或导体与芯线周围是否平均若左边空隙较大则左边就偏多将偏少一边螺丝松后再锁紧较多一边螺丝。调到中心位置后将两边螺丝同时锁紧用同样的方法调试上下方。 2.2空管调整：调整时首先放一部料，所押出来的料用剪刀在外模口剪断用眼看偏向哪一方（左右），则哪一方就偏少，把少的一方螺丝松后，再锁紧对方的螺丝，至到出来的料成直线为止。如果下面多的话出来的料就会上翘，如果下面少的出来的料就会下垂。 2.3灯光透视调整：此方法一般适用于透明 出，用电灯或打火机透视导体或芯线是否在绝缘体正中，调试步骤同2.1方法一样。 2.4冲料调整：此方法一般都不采用，因为它会造成更多的浪费，冲料调整是指把押出来的线外径比实际要大很多，然后看哪一方出的料多，哪一方就少。调整方法同2.1方法一样。（此方法只能适用于PVC实芯押出。） 2.5 生产过程中，要根据实际情况来选定调试方法，无何种方法都以低速来调试，以保证品质和最低制损，严格要求自己用最快速度来调试，同时在生产中也要经常检查所生产线材的中心度。 2.6我们公司所生产的铁氟龙线材一般用2.1和2.2两种方法来调试。PVC线材一般用2.3和2.4两种方法。 四、 模具的选用方法及间距调整 模具的选用正确与否.
