成缆工艺学：第二节 成缆工艺计算
通过成缆工艺计算来确定成缆的外径、成缆节距、包带节距、层数、宽度以及选配变换齿轮来达到计算结果的要求。一、成缆外径计算因电缆的绝缘线芯的形状、线径、芯数排列方式不同，电缆外径的计算方法也不同。1、等圆形绝缘线芯成缆外径计算：D=k·d式中 D——成缆外径(mm)；d——绝缘线芯直径(mm)；k——成缆绞合外径系数。对于不同数量芯数的电缆，成缆绞合外径系数k值见表4—3。表4—3 成缆绞合外径系数k值电缆芯数绞合规则K值电缆芯数绞合规则K值222d180+6+125d332.154d191+6+125d442.414d201+6+135.154d552.7d211+7+135.3d662.8d221+8+135.7d71+63d232+8+136d81+73.3d242+8+146d91+83.7d253+8+146.154d102+84d263+9+146.154d113+84.154d273+9+156.154d123+94.154d284+9+156.414d134+94.414d294+9+166.414d144+104.414d304+10+166.414d155+104.7d315+10+166.7d165+114.7d325+11+166,7d170+6+115d335+11+176.7d346+11+177d成缆外径系数k值，也可通过作图用三角关系求得。例如三等芯电缆如图4—3。
四等芯电缆如图4—4。
五等芯电缆如图4—5。
采用类似推导方法，即可计算出表4—3中所列芯数的成缆系数k值。这种电缆结构是最普遍最常见的一种形式，也可称为对称型电缆结构形式，比较多采用的是控制电缆、信号电缆、船用电缆等。
2、不等圆形绝缘线芯成缆外径计算构成这种电缆结构形式的多为移动式橡套电缆，中性点接地的电力电缆等，通常都是三个或两个同截面的工作线芯与一个截面较小的中性线芯合在一起，俗称三大一小或二大一小，绝缘线芯截面形状呈圆形。二大一小电缆成缆外径的计算：
d1————工作线芯直径(mm)；d2————中性线芯直径(mm)。由于b值（d2/d1）是已知的，因此与b值相对应的a值亦可按公式求得，然后即可计算出电缆的成缆外径D。为简便起见，a与b 的部分对应值列于表4—4。表4—4 a与b的部分对应值B0.700.750.800.850.900.951.0a2.0022.0152.0352.05882.0882.1202.1547三大一小电缆结构示意如图4—6。
式中 d2————中性线芯直径(mm)；d1————工作线芯直径(mm)。由于b值(d2/d1)是已知的，因此与b值相对应的a 值可按上述公式求得，即可计算出电缆的成缆外径。为便于计算，a与b的对应值可以从图4—7中查出，a与b的部分对应值见表4—5。
表4—5 a与b的部分对应值A0.3670.48340.5900.6900.7970.88970.9761.000b2.1002.1552.2002.2502.3002.3502.4002.4143、半圆形或扇形绝缘线芯成缆外径计算用半圆形或扇形绝缘线芯构成的电缆芯有两芯（1800）、三芯（1200）、四等芯（900）、五芯五种结构形式。两芯、三芯电缆结构如图4——8所示。其成缆外径计算公式如下：D=Mh(mm)式中 h——绝缘线芯扇形高度(mm);M——外径比，见表4——6。表4——6 半圆形或扇形电缆芯外径比电缆芯数2343+1M 值22.112.22.31三、计算举例成缆的工艺计算，要根据电缆的结构、成缆节距允许范围、包带绕包角度范围和宽度以及机器传动范围的数据等进行计算。在允许范围内，尽量发挥机器的生产率，即有较高的线速度。以1+3/2400型成缆机为例进行计算如下：
式中 Dn=——电线绕包后第n层直径（或相当于直径）；b——包带宽度；e——为包带间隙；V——绕包带节距。从上面的计算，将各变换齿轮数据代入，可得到成缆节距和各部位转速，现将变换齿轮和节距表计算列于表4—7。
表4—7 齿轮速度与节距表牵引轮变换齿轮线速度m/min绞笼齿轮A/B转速和成缆节距绕包头齿轮M/N转速和包带节距C/DE/F22/6830/6038/5260/8064/7667/7371/693.0r/min4.63r/min6.76r/min180r/min202r/min221r/min247r/min24/7236/5040/4644/4248/384.084.945.947.151360164519802380882106712811543604731879105922.627.433.039.720.224.629.435.418.522.426.832.316.520.024.029.025/7136/5040/4644/4248/364.315.216.277.561437173820872520930112513541632638772928112023.929.034.842.021.325.831.037.419.523.628.334.217.421.125.430.626/7036/5040/4644/4248/384.545.506.628.001514183222052665981118914301728671814975118425.230.636.844.422.427.232.739.620.624.928.936.218.422.326.832.429/6736/5040/4644/4248/385.306.407.709.30176821352565310011431381166220107859471140137529.435.642.851.626.231.638.146.024.028.934.842.121.425.031.237.6现以0.6/1kV3×240力缆为例，介绍工艺计算方法（计算数值作为参考值）：1、成缆外径从结构表查出此电缆扇形高度为18.3mm，所以D0=2.11×18.3=38.6(mm)2、成缆节距选择成缆节距比在60～70范围，节距长度L=(60～70)×38.6=2316～2702(mm)查齿轮速度节距表取L=2665mm选择牵引轮C/D=26/70，E/F=48/38，线速度8m/min，绞笼齿数A/B=22/683、包带层数和宽度根据结构表要求，带绝缘厚度为0.6mm，用0.17mm电缆纸(PVC),带绝缘包带层数：0.6/0.17=3.529 取4层包带的宽度取决于成缆直径和包带绕包角，包带应在一定范围内，以保证绕包质量。包带用间隙绕包，取间隙为1.5mm，查齿轮节距速度表，与成缆节距相一致的选择绕包头转速为M/N=71/69，纸包头为247r/min，包带节距为32.4mm，绕包角正切为：tgα=32.4/3.14×38.5=0.267α=14.960≈150包带宽度b=（32.4—1.5）cos150≈30mm再核算外面一层包带的宽度，包外层包带时电缆的直径为：38.6+2×3×0.17=39.62mm外层包带绕包角正切为：tgα==0.2604α=14.630外层包带宽度b=(32.4-1.5)cos14.630≈30mm如果是重叠绕包，则应考虑间隙（或搭盖）e，e的数值以绕包节距的倍数来表示：e=KV式中 e——间隙搭盖；V——绕包节距；K——系数，一般取10%～20%对于挤包绝缘电缆，成缆只不过去掉绕包绝缘，按结构表要求包塑料带等垫层，计算的方法都是一样的。这样就可以算出不同规格的成缆节距、包带节距、包带层数和宽度以及相应的变换齿轮等。在实际使用时，这些数据已经列在工艺附表中，只有严格地执行工艺，就能满足产品结构的要求。