Проводники и изоляторы: как изготавливают электрические провода и кабели

Основными компонентами электрических кабелей являются жилы, как правило, тянутые провода из меди, алюминия или сплавов, а также изоляция.

Кабель обычно имеет определенное поперечное сечение, содержащее множество проводов. Однако, взятые по отдельности, провода будут слишком хрупкими и могут сломаться. Поэтому они группируются, образуя гибкие проводники.
Чем тоньше провода, тем более гибкий проводник. Этот первый шаг называется «группировка».

Процесс группировки

На этом этапе провода непрерывно закручиваются вокруг общей продольной оси с одновременным продольным перемещением в одном направлении по согласованным параметрам. Этот процесс создает однородно структурированные, гибкие и стабильные сборки проводов, называемые пучками.

В этом процессе обычно используется машина двойной крутки. После стягивания катушек с отдающих устройств, установленных вне станков, провода проходят через керамические отверстия пластины, установленной перед группировщиком, и концентрически сходятся в одной точке.

Здесь пучок проводов один раз поворачивается вокруг своей оси и направляется через ниппель или матрицу, профиль отверстия которой гарантирует, что каждый провод занимает назначенное ему положение в сборке. Затем пучок проволоки проходит по направляющему ролику в полукруглую дугу ротора, которая непрерывно вращается вокруг приемной катушки. Вращательное движение носовой части и движение пучка проводов, вызванное шпилем, приводят к «первому повороту» пучка проводов. При выходе из лука пучок проволоки направляется по следующему направляющему ролику к держателю катушки и, наконец, наматывается на приемную катушку. Это когда происходит «второй поворот» и создается связка.

Скорость вращения ротора и скорость отрыва имеют решающее значение для длины свивки, т.е. измеряемой длины в осевом направлении, в которой элемент сборки делает один оборот вокруг оси. Рабочая скорость измеряется в укладках в минуту и ​​известна как скорость укладки. Произведение коэффициента укладки и длины укладки равно объему производства.

Основными параметрами этого процесса являются:
1. силы, действующие на провода и пучки;
2. натяжение проволоки в результате этого;
3. постоянство длины свивки;
4. потеря деформации;
5. концентричность пучка.

Для изготовления поперечных скруток или кабелей, требующих большего количества проводников, требуется более специальное оборудование, такое как машины для жесткой скрутки. Каждая из этих машин имеет несколько клетей, содержащих определенное количество бобин, расположенных радиально вокруг общей продольной оси. Каждая клетка вращается вокруг своей оси независимо от других клеток по скорости и направлению.

В конце линии скрутки большой тянущий шпиль используется для протягивания многожильных проводов, а намотчик наматывает их на катушки.

Экранирование и бронирование

Иногда для электрических кабелей могут потребоваться дополнительные элементы, такие как броня для защиты кабелей от внешних повреждений и экраны для изоляции сигналов, циркулирующих в кабеле, от внешних помех. Экранирование и бронирование осуществляются путем покрытия кабеля концентрическими трубчатыми оболочками.

Другой операцией, иногда необходимой для защиты кабеля, является плетение. Процесс плетения осуществляется на плетельной машине.

Плетельные машины

Плетечные машины для изготовления электрических кабелей можно подразделить на две категории: вертикально и горизонтально ориентированные машины. В первом случае изделие, подлежащее плетению, поднимается в вертикальном направлении над машиной. Во втором случае изготовление ведется параллельно полу; таким образом можно производить большие жесткие плетеные кабели.

Типичными материалами для плетения являются круглые или плоские провода без покрытия или с покрытием, изготовленные из меди, алюминия или нержавеющей стали, а также из искусственной пряжи и волокон.

Принцип работы основан на сложных движениях держателей катушек, на которых закреплены катушки для оплетки, и на пути оплеточных материалов, которые должны быть переплетены вокруг движущегося кабеля.

Современные плетельные машины оснащены бесступенчатой ​​регулировкой скорости лески и шага плетения, а также автоматической центральной системой смазки. В дополнение к оплетке иногда необходимо применять оболочку из фольги для увеличения экранирования и долговечности плетеного кабеля. Если плетельная машина оснащена встроенным ленточным устройством, оба процесса могут выполняться за один рабочий шаг. Преимущества заключаются в экономии места, исключении процессов перемотки и повышении качества продукции.

Современные плетельные машины со встроенным электронным управлением могут работать в течение многих часов или даже дней без вмешательства оператора.

Оболочка кабеля

Электрическим кабелям в конце всего рабочего процесса может потребоваться внешнее защитное покрытие, называемое «оболочкой», которое может быть изготовлено из полимеров, резины или свинца и наносится как изоляция методом экструзии при высокой температуре.