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，有很多系統都會用到雙、三絞線，以達到各路信號傳輸互不干擾，傳遞效果更佳的目的。在線束廠內部進行絞合導線的過程中，有兩個很重要的參數需要控制：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裝和組裝過程中保證成品合格的關鍵尺寸。高端的絞合設備參數由設備廠設定，對于普通的絞合設備需線束加工單位進行相應的參數調整。所以以下為本人在工作中得出的理論推導過程和試驗數據，整理后加以描述分享，希望可以共同探討進步。

1 理論計算

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的關系

現有設備絞合動作為：

一端線夾夾緊，另一端線夾由電機驅動旋轉，從而使導線絞合。

絞線設備線夾每旋轉0.5 圈產生一個絞合點，旋轉1 圈產生個節距h。

圖3 雙絞線三角函數關系示意圖

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——設備驅動端線夾旋轉圈數

L1——單個絞距內導線絞前長度

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——導線的絞合時的螺旋升角

C——導線絞合前尺寸

d——導線絕緣層直徑

1.3 雙、三絞線束外徑與導線直徑的關系

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

單個節距內，導線絞后&絞前尺寸關系推導如下：

所以單個節距內，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

因為三絞線相較于雙絞線，線束外徑 D=2.1547d

所以同理推導可得：

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，因導線在外力的作用下形變為空間螺旋線，導線內部存在內應力驅使其向絞合前的直線狀態回彈，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：

在以上理論基礎計算得出的絞合圈數以外，需要去實際生產中跟蹤回彈圈數，根據所得出的區間數據，用數據分析軟件進行擬合，得出區間更小、更細分化的回彈圈數，然后將其作為一個回彈修正量依據絞線的各種特性加入到絞合圈數中以達到抵消回彈量對絞距和絞后尺寸的影響。高端設備設備自身擁有反轉功能，當導線絞合完成后，設備自動反轉，消除導線因絞合產生的應力，減少因設備對導線絞合產生的尺寸消耗。

方法二：

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

2 實際生產產品的合格與否及修正措施

實際生產中主要控制的就是：絞線絞后尺寸（L’）和絞距（h），實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）：

（1）絞距和絞后尺寸均在正常要求范圍內；

可正常使用，絞后圈數無需修正；

（2）絞距超過要求的上限（例如：當絞距要求25±5mm時，加工產品的實際絞距＞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n；

（3）絞距低于要求的下限（例如：加工的產品實際＜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n。

除過以上三種情況，所出現的絞后不合格品，異常問題分析時可考慮進行以下問題分析，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定的下料尺寸。

3 結論

通過以上推導所得出來的公式，可以方便的計算出雙、 三絞線絞后尺寸，直觀的體現出絞前絞后電線長度變化，并且得出絞合消耗量，方便技術人員快速的通過理論公式得出結果，給公司原材料選定，產能核算提供準確的數據支撐。方便公司管理層對于絞合線的成品采購或公司內部自行加工提供直接參考。上述推導過程非經驗公式，因為經驗公式并不能夠適用于所有設備，僅僅適用于當時數據采集時的設備工況，隨著設備使用年限變化設備的性能也會隨之變化，故經驗參數需適時修正。同時設備與設備之間的性能差異會致使產品加工結果也隨之發生相應變化。

不同的產品結構或者主機廠，對于生產加工模式的影響較大，若產品結構較為單一，選擇定制料較為便捷，節省了公司內部的人力資成本、運營管理成本。