Dlaczego niektóre druty miedziane wyginają się łatwo jak liny, podczas gdy inne marszczą się po zgięciu? Czy jest to spowodowane złą jakością materiału? Nie całkowicie. Klucz leży w strukturze!
Zacznijmy od najprostszego wyjaśnienia. Pojedynczy drut ma mniejszą rezystancję i dobrze przewodzi prąd, ale po zgięciu jego zewnętrzna strona rozciąga się, a wewnętrzna ściska. Odkształcenie kumuluje się, szybko przekraczając limit. W rezultacie nie może powrócić do swojego pierwotnego kształtu i z czasem może pęknąć. Jeśli jednak kilka cienkich pasm zostanie skręconych ze sobą, sytuacja się zmienia. Siła zginająca jest rozłożona na każde pasmo, a pasma mogą ślizgać się po sobie, podobnie jak warstwy. Siła nie jest już skupiona w jednym punkcie, ale jest rozproszona. Technika ta nazywa się „dziel i rządź” i w ten sposób osiąga się elastyczność!
Następnie porozmawiajmy o szczelności skręcenia. Termin „stosunek świeckości” nie jest trudny do zrozumienia. Jest to stosunek podziałki do średnicy zewnętrznej. Mniejszy stosunek oznacza mocniejsze skręcenie, co skutkuje bardziej solidną strukturą. Pasma nie poruszają się, gdy są zginane w przód i w tył. Są jednak wady. Produkcja staje się trudniejsza, opór wzrasta, a czucie staje się trudniejsze. Większy stosunek ułatwia produkcję i obniża koszty, ale konstrukcja staje się luźniejsza. W przypadku zbyt dużego zgięcia poszczególne żyły mogą się nadmiernie ślizgać, a nawet przebić izolację. Czy mniejszy współczynnik zawsze jest lepszy? Nie koniecznie. To zależy od zastosowania.
Kolejnym często pomijanym szczegółem jest kierunek skręcania. Warstwa wewnętrzna powinna skręcić w lewo, a warstwa zewnętrzna w prawo lub odwrotnie. Przeciwdziała to skręcaniu wprowadzonemu podczas produkcji, zapobiegając zwijaniu się drutu na stole lub załamywaniu. Poprawia się dynamiczna trwałość na zginanie. Wiele osób o tym zapomina, a kiedy maszyna pracuje, drut tańczy w szczelinach, powodując problemy.
Przyjrzyjmy się teraz średnicy poszczególnych pasm. Cieńsze pasma są bardziej miękkie, o czym powszechnie wiadomo. Przy tym samym polu-przekroju poprzecznego im cieńsze pasma, tym mniejsze odkształcenie powierzchniowe wytrzymuje każde pasmo podczas zginania, co skutkuje stabilniejszą żywotnością. Jednak pojawiają się problemy. Kontrolowanie naprężenia drutu staje się trudniejsze, ryzyko zerwania pasma wzrasta, a linia produkcyjna musi być bardziej precyzyjna. Sprzęt musi nadążać. Tu nie chodzi tylko o listę materiałów.
Nie oszczędzaj na wyżarzaniu. Wyciągnięty drut miedziany ma wydłużoną sieć krystaliczną i duże naprężenia wewnętrzne, przez co wydaje się twardy i kruchy. Nawet jeśli po podzieleniu na wiele pasm na zewnątrz wygląda miękko, wewnątrz jest nadal szczelny. Jeśli wyżarzanie nie zostanie wykonane prawidłowo, drut będzie miękki na zewnątrz, ale twardy w środku. Po pewnym czasie zginania pasma potajemnie pękają, zmniejszając przewodność i powodując sporadyczne błędy. Odpowiednie wyżarzanie przywraca miedzi miękkość i przewodność, a skręcony drut będzie naprawdę miękki.
Jeśli chcesz mieć bardziej miękki drut, użyj cieńszych splotek, mniejszego współczynnika skrętu, zmieniaj kierunki skręcania pomiędzy warstwami i odpowiednio wyżarzaj. Nie zmieniaj-powierzchni przekroju poprzecznego, utrzymuj stabilne napięcie, nie owijaj izolacji zbyt ciasno i upewnij się, że grubość izolacji i kształt połączeń zacisków są zgodne. Kontynuuj próby zginania. Te kroki wydają się proste, ale wszystkie wymagają specjalistycznej wiedzy.
Teraz pojawia się pytanie: czy możemy mieć wszystko-miękkość, trwałość i-opłacalność? W rzeczywistości zawsze istnieją-kompromisy. Dążenie do ekstremalnej miękkości wymaga cieńszych splotów i mniejszego współczynnika zwoju, co zmniejsza wydajność produkcyjną, zwiększa koszty oraz zwiększa odporność na prąd stały i wytwarzanie ciepła. Z drugiej strony, jeśli konstrukcja zostanie zbyt mocno naciągnięta, nie będzie miejsca na przesuwanie się, a drut sztywnieje i po zgięciu będą widoczne białe ślady. W tym momencie jest to kwestia kompromisów-projektowych, przy czym decydującym czynnikiem jest scenariusz zastosowania.
Na przykład w przypadku kabli łańcuchowych przewody te są używane w sprzęcie, który porusza się tam i z powrotem w dzień i w nocy, wykonując miliony cykli zginania. Jak sformułować przepis? Powszechnym podejściem jest stosowanie skręcania wiązkowego i ułożonego w stos, z wieloma warstwami wewnątrz i na zewnątrz oraz stopniowym współczynnikiem ułożenia, który stopniowo zwiększa się od wewnątrz na zewnątrz. Warstwy wewnętrzne zapewniają stabilność, natomiast warstwy zewnętrzne zapewniają elastyczność. Kierunki skręcania sąsiednich warstw są przeciwne, co zapewnia odporność na skręcanie i zapobiega zwijaniu się. Ta kombinacja jest szeroko stosowana w wielu fabrykach i jest ciągle udoskonalana.-
Niektórzy mogą zapytać, jakie są dokładne parametry? Czy opiera się na doświadczeniu mistrza? Kiedyś opierało się to głównie na doświadczeniu, teraz jest inaczej. Najpierw zidentyfikuj tryb awarii, a następnie-odwróć parametry, przeprowadź symulacje, wykonaj próbki przewodów, przetestuj na stanowiskach testowych i dodaj cykle. Niech przemówią dane. Nie należy jednak ślepo ufać oprogramowaniu. Kurz i olej w terenie, siła zagniatania końcówek i promień zgięcia podczas instalacji mają wpływ na wyniki.
Krótko mówiąc, elastyczność to nie tylko miękkość. Struktura jest wewnętrzna, proces jest w rękach, aplikacja z przodu, a budżet z tyłu. Ktokolwiek potrafi zintegrować te aspekty, będzie miał trwalszy drut. Jaki jest następny krok? Czy powinniśmy dalej nakładać materiały, czy też dokładnie obliczać parametry? Jak myślisz, która droga jest lepsza? Zapraszamy do kontaktu z Zhejiang Zhongjing Cable Co., Ltd. w celu dyskusji.
