林殿夫,馮柏潤(rùn),夏赫蓬,孫業(yè)峻,曹 鵬,陳宏超,陳浩東
(沈陽(yáng)興華航空電器有限責(zé)任公司,遼寧沈陽(yáng),110144)
目前,工業(yè)系統(tǒng)呈部件化方向發(fā)展,線(xiàn)束集成類(lèi)產(chǎn)品的地位不斷提升,例如在機(jī)載裝備中,電氣線(xiàn)路互聯(lián)系統(tǒng)已提升到系統(tǒng)級(jí)別,其重要性不言而喻。綁扎作為線(xiàn)束制造后期的一個(gè)工序,影響著線(xiàn)束產(chǎn)品的外觀(guān)、電性能、可靠性、耐環(huán)境特性等方面,設(shè)計(jì)好綁扎固定是精益制造的關(guān)鍵點(diǎn)之一。
線(xiàn)束綁扎是用特定的綁扎線(xiàn)、綁扎帶把導(dǎo)線(xiàn)束、電纜束捆扎在一起或降低線(xiàn)束在系統(tǒng)內(nèi)自由度的工藝方法,有助于使其集束、穿套、過(guò)孔等布線(xiàn)工藝的實(shí)施,節(jié)省空間,便于檢修,還起到固定作用,優(yōu)化線(xiàn)束的外觀(guān)。但是,選擇錯(cuò)誤的綁扎材料會(huì)導(dǎo)致線(xiàn)束耐高溫、振動(dòng)性能降低,刮傷、擦傷其他組件;錯(cuò)誤的綁扎方式會(huì)使綁扎物掉落到別處,影響系統(tǒng)工作。
當(dāng)前,無(wú)論對(duì)于任何產(chǎn)品,外觀(guān)都越來(lái)越被重視,線(xiàn)束綁扎可以使線(xiàn)束外形規(guī)整美觀(guān),同時(shí)合理的綁扎還能節(jié)省系統(tǒng)空間,進(jìn)而便于工藝布局與維修,此外綁扎還可使線(xiàn)束有效集束,便于穿套、穿孔等工序。系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí),會(huì)遭遇振動(dòng)、沖擊、墜撞等環(huán)境,造成導(dǎo)線(xiàn)之間出現(xiàn)相對(duì)位移和摩擦,絕燃層損毀后有短路的隱患,引起系統(tǒng)故障,如果環(huán)境中還帶有一些腐蝕性的化學(xué)物質(zhì),那么會(huì)加劇這種破壞,線(xiàn)束綁扎可有效預(yù)防上述問(wèn)題發(fā)生。
綁扎須在確認(rèn)電路布線(xiàn)無(wú)誤后開(kāi)展,在綁扎時(shí)務(wù)必保證導(dǎo)線(xiàn)束或電纜束的平順,不宜過(guò)緊,柔軟為最佳,使線(xiàn)束截面盡可能保留原有形狀,一般為圓形。導(dǎo)線(xiàn)在線(xiàn)束彎曲處不應(yīng)由過(guò)大的串動(dòng)。
線(xiàn)束的綁扎物主要包括綁扎線(xiàn)、綁扎帶,以及配合上述二者使用的緊固座等,以下分別介紹。其余綁扎物繩索、系帶具有較強(qiáng)的專(zhuān)用性,綁扎方式單一,在本文不做闡述。
線(xiàn)束的綁扎線(xiàn)有無(wú)堿玻璃紗繩、錦綸絲繩、錦棉繩、苧麻線(xiàn)等,按GJB 3789-1999、FZ 66303-1995等標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。
圖3 無(wú)堿玻璃紗繩 圖4 錦綸絲繩
由于線(xiàn)束應(yīng)用的環(huán)境條件復(fù)雜,所以扎帶的種類(lèi)繁多,根據(jù)材料一般分為金屬扎帶、尼龍?jiān)鷰?、鐵氟龍?jiān)鷰У?,分別執(zhí)行各自的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),可使用手動(dòng)或電動(dòng)工具進(jìn)行綁扎操作。金屬扎帶:常用304不銹鋼,韌性較強(qiáng),耐溫高達(dá)800℃,具有一定的抗腐蝕能力,緊固效果極佳;尼龍?jiān)鷰В撼杀镜?、重量輕,應(yīng)用于有絕緣需求的場(chǎng)景,是目前用途最廣泛的扎帶。
根據(jù)線(xiàn)束使用的一些特殊場(chǎng)合,扎帶也可加工成特殊構(gòu)造,根據(jù)其結(jié)構(gòu)種類(lèi),有固鎖式扎帶、可退式扎帶、雙鉤式扎帶等,以滿(mǎn)足不同場(chǎng)景的個(gè)性化綁扎需求。例如固鎖式扎帶:扎帶端部自帶螺孔,在將線(xiàn)束綁扎后,可配合螺釘將其固定于基板上;可退式扎帶:扎帶端部帶有按鈕,在按下后,扎帶上的鋸齒痕轉(zhuǎn)過(guò)一定角度,使扎帶松開(kāi),具備多次使用能力。
為使線(xiàn)束的綁扎效果進(jìn)一步提升,增強(qiáng)綁扎可靠性,一般在綁扎的基礎(chǔ)上還需使用緊固座來(lái)配合扎帶使用。最常見(jiàn)的緊固座為如圖5的卡箍。喉箍?jī)H適用有密封需求場(chǎng)合,而抱箍常用于電力電纜。
圖5 卡箍
對(duì)不同使用場(chǎng)景可使用卡箍。粘黏式卡箍:可粘貼到基板上,插入扎帶即可使用,常用于不可打孔處;螺絲式卡箍:采用螺釘固定在基板上;馬鞍式扎帶卡箍:與相比普通卡箍,馬鞍狀的半槽使導(dǎo)線(xiàn)更容易固定;可嵌入式卡箍:自帶插銷(xiāo)機(jī)構(gòu),不需螺釘就能固定在基板上。
卡箍?jī)?nèi)應(yīng)填充質(zhì)軟的橡膠材料用以填充和支承,以避免機(jī)械零件對(duì)導(dǎo)線(xiàn)的損傷[1]。
人工綁扎常見(jiàn)于扎線(xiàn)和尼龍?jiān)鷰?,捆扎前?yīng)保持線(xiàn)束中的導(dǎo)線(xiàn)平行,也可對(duì)導(dǎo)線(xiàn)進(jìn)行預(yù)絞合,絞向可選用S絞向或Z絞向,但整束導(dǎo)線(xiàn)必須統(tǒng)一,不可采用SZ絞向,絞合的節(jié)距比、絞入率根據(jù)導(dǎo)線(xiàn)結(jié)構(gòu)及材料視情而定。綁扎時(shí)注意相鄰的綁扎點(diǎn)距離,根據(jù)線(xiàn)束內(nèi)導(dǎo)線(xiàn)根數(shù)、外徑、表面摩擦系數(shù)而定;綁扎點(diǎn)的扎線(xiàn)寬度一般為5~40 mm,超過(guò)35mm時(shí)允許適當(dāng)加長(zhǎng)。綁扎的松緊程度適中,防止勒傷線(xiàn)束。下述幾種綁扎方法可供設(shè)計(jì)者參考:
丁香結(jié)的打法見(jiàn)圖6,起源于高桅帆船時(shí)代,用于編織繩梯,幫助水手完成登高作業(yè),操作簡(jiǎn)便,但曾發(fā)生過(guò)自行松開(kāi)的案例。所以在用丁香結(jié)綁扎時(shí),為提升可靠性,可涂膠黏劑加固。
圖6 丁香結(jié) 圖7 樹(shù)枝結(jié)
樹(shù)枝結(jié)的打法見(jiàn)圖7,是嫁接樹(shù)木中最常用的繩結(jié),因此得名。也是線(xiàn)束中常用的繩結(jié)之一,其特點(diǎn)是綁扎十分牢靠。
索結(jié)的打法見(jiàn)圖8,用于綁扎操作困難的區(qū)域。連環(huán)丁香結(jié)的打法見(jiàn)圖9,用于箱內(nèi)、盒內(nèi)的線(xiàn)束。其它線(xiàn)束在使用連環(huán)丁香結(jié)時(shí),如果一處綁扎松弛,那么會(huì)導(dǎo)致其它綁扎處發(fā)生位移或松脫,可靠性會(huì)有一定降低。
圖8 索結(jié) 圖9 連環(huán)丁香結(jié)
布林結(jié)的打法見(jiàn)圖10,被稱(chēng)為“繩結(jié)之王”,廣泛應(yīng)用于起重、艦船、消防、登山等場(chǎng)景,在經(jīng)歷較大負(fù)載的拉緊后,仍然能夠解開(kāi),十分適用于有頻繁改制需求的用戶(hù)。
圖1 無(wú)堿玻璃紗繩 圖2 錦綸絲繩
圖10 布林結(jié)打法 圖11 手術(shù)結(jié)打法
手術(shù)結(jié)的打法見(jiàn)圖11,適用于扁平線(xiàn)束的梳形。
自動(dòng)綁扎常應(yīng)用于金屬扎帶,利用綁扎槍等設(shè)備,通過(guò)控制扎帶或線(xiàn)束的運(yùn)動(dòng)位移來(lái)實(shí)現(xiàn)。綁扎設(shè)備應(yīng)具備裝夾、拉緊、切斷、調(diào)力4個(gè)基本功能[2] 。定期應(yīng)校正其定向進(jìn)給機(jī)構(gòu),以提高綁扎的成功率,避免偏離導(dǎo)向槽。
圖12 綁扎槍圖 圖13 動(dòng)力電纜的捆扎固定
同軸線(xiàn)束的各層屏蔽、護(hù)套直徑都影響著特性阻抗、衰減常數(shù)等電性能,因此在選擇緊固座時(shí)應(yīng)保持壓力分布均勻,盡量減少線(xiàn)束的形變,尤其在線(xiàn)束拐點(diǎn)處,彎曲半徑不宜過(guò)小,柔性同軸線(xiàn)束最小彎曲半徑為線(xiàn)束的6倍,半剛性同軸電纜最小彎曲半徑為線(xiàn)束的10倍。
由于機(jī)柜內(nèi)部沒(méi)有明確走線(xiàn)路徑,受操作者個(gè)人能力影響,可能致使線(xiàn)束綁扎一致性差,存在質(zhì)量隱患,因此設(shè)計(jì)者最好實(shí)現(xiàn)模擬內(nèi)部情況,預(yù)先制定綁扎位置與方式,使線(xiàn)束在施工中排列齊整,綁扎間距可視情減小,優(yōu)先使用連環(huán)丁香結(jié)進(jìn)行綁扎。
對(duì)于截面積大于16mm?的三相動(dòng)力線(xiàn),可采用綁繩或塑料機(jī)械帶按圖13所示的方法成三角形單獨(dú)的線(xiàn)束綁扎[3],可使用厚度超過(guò)3mm的熱鍍鋅扁鋼抱箍進(jìn)行固定。
線(xiàn)束綁扎與固定的工藝設(shè)計(jì),需要掌握綁扎物的材料特性、綁扎結(jié)構(gòu)的應(yīng)力情況,線(xiàn)束的應(yīng)用場(chǎng)景千差萬(wàn)別,應(yīng)結(jié)合具體情況因地制宜,選用最合適的綁扎方式,保留合適松弛度,制定綁扎的位置與長(zhǎng)度,這樣才能使線(xiàn)束在正常工作的前提下,兼顧改善實(shí)用與美觀(guān)。