CN106782908A - 一种耐曲挠加强柔性同轴电缆导体的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐曲挠加强柔性同轴电缆导体的制造方法，包括：制造置于中心的耐曲挠元件；制造置于所述耐曲挠元件外层的通讯导体；检查整个导体的残余内应力，若有则消除。使之满足高速移动系统射频或视频通信系统长寿命使用要求。

Description

一种耐曲挠加强柔性同轴电缆导体的制造方法
技术领域
本发明涉及高速移动系统用同轴电缆导体。
背景技术
传统的同轴电缆导体采用单根铜线，由于单根铜线导体的柔软性差、强度低，只能应用在固定敷设场合。
移动系统用同轴电缆导体一般采用多根铜线或多根铜包钢线制造，也有采用多根铜线与芳纶纤维复合导体结构，这几种结构的导体在实际使用中均难以承受高速运动和频繁弯曲，容易发生断芯问题，有的在生产过程中还会发生工艺性击穿问题，目前一般多数应用于中低速移动系统，如中低速电梯随行电缆。
对于高速移动系统的电缆而言，一般运行速度高，弯曲次数多，往复寿命要求高，如中高速电梯随行电缆，运行速度为4-12米/秒，在启动和停止时，随行电缆要承受较大的加速度，电缆会承受较大的拉力；同时，百万次以上的频繁弯曲，电缆各结构元件又会受到多个方向的剪切力。因此，如果将同轴电缆单元应用于高速移动系统，其导体必须具有较高的抗拉强度、优良的延伸性、柔软耐弯曲的稳定结构。研究分析表明，传统同轴电缆用于高速移动系统之所以容易发生断芯，主要原因在于同轴电缆的自身的特殊结构，同轴电缆设计时为保证电气参数，其结构的典型特征是较细的导体和较厚的绝缘，在高速移动和频繁弯曲的过程中，同轴电缆较厚的绝缘层对较细的导体的剪切力远大于一般绝缘线芯，同时电缆又承受较大的冲击拉力，而传统的同轴电缆导体的在强度、延伸性、柔软性和结构稳定性方面不能完全均衡，如铜包钢导体结构较硬、柔软性和延伸性差，多股软铜导体强度偏低，铜线和芳纶复合导体结构稳定性差等，使得导体难以承受长期的弯曲、拉力和剪切力的同时作用而发生断芯。
目前光通信的技术发展，使得光纤在高速移动系统如中高速电梯中应用成为可能，各电梯厂商已经开始采用光缆替代同轴电缆作为系统的通信单元，但由于外围配套设备和用户习惯的原因，加上光缆端末加工和测试工艺复杂、检测设备及配套设备价格较高的原因，同轴电缆单元仍然广泛应用于电梯随行电缆系统中，在相当长的时间内，具有安装敷设方便、加工技术成熟、价格低廉等优点的同轴电缆仍会是电梯随行电缆视频系统的主要选择之一。
由于上述原因，制造一款具有优异耐曲挠性的长寿命同轴电缆专用导体是解决同轴电缆难以应用在高速移动系统这个问题的关键。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐曲挠加强柔性同轴电缆导体的制造方法，使得同轴电缆能够应用在高速移动系统中。
实现上述目的的技术方案是：
一种耐曲挠加强柔性同轴电缆导体的制造方法，包括：
制造置于中心的耐曲挠元件；
制造置于所述耐曲挠元件外层的通讯导体；
检查整个导体的残余内应力，若有则消除。
在上述的耐曲挠加强柔性同轴电缆导体的制造方法中，所述耐曲挠元件由7根直径为0.10mm、0.15mm或0.20mm的无磁软态钢丝采用全退扭工艺进行右向绞合形成。
在上述的耐曲挠加强柔性同轴电缆导体的制造方法中，所述耐曲挠元件的绞合节距为：
当结构为7根直径0.10mm钢丝时，绞合节距为3.5±1mm；
当结构为7根直径0.15mm钢丝时，绞合节距为5.0±1mm；
当结构为7根直径0.20mm钢丝时，绞合节距为5.5±1mm。
在上述的耐曲挠加强柔性同轴电缆导体的制造方法中，所述耐曲挠元件中的每根钢丝的放线张力与其规格的对应关系为：
直径0.1mm钢丝，放线张力为0.25±0.1kg；
直径0.15mm钢丝，放线张力为0.45±0.1kg；
直径0.2mm钢丝，放线张力为0.80±0.1kg。
在上述的耐曲挠加强柔性同轴电缆导体的制造方法中，所述通讯导体由多根直径为0.20mm、0.15mm或0.10mm的TR型软圆铜线以所述耐曲挠元件为中心，采用全退扭工艺进行右向绞合形成。
在上述的耐曲挠加强柔性同轴电缆导体的制造方法中，所述通讯导体的结构与所述耐曲挠元件的结构对应关系为：
耐曲挠元件结构为7根直径0.10mm钢丝时，通讯导体结构为8根0.20mm软圆铜线；
耐曲挠元件结构为7根直径0.15mm钢丝时，通讯导体结构为12根TR型0.15mm软圆铜线；
耐曲挠元件结构为7根直径0.20mm钢丝时，通讯导体结构为20根TR型0.12mm软圆铜线。
在上述的耐曲挠加强柔性同轴电缆导体的制造方法中，所述通讯导体的绞合节距与所述耐曲挠元件绞合节距对应关系为：
当耐曲挠元件绞合节距为3.5±1mm时，通讯导体绞合节距为7.0±1.5mm；
当耐曲挠元件绞合节距为5.0±1mm时，通讯导体绞合节距为10.0±1.5mm；
当耐曲挠元件绞合节距为5.5±1mm时，通讯导体绞合节距为12.0±1.5mm。
在上述的耐曲挠加强柔性同轴电缆导体的制造方法中，所述通讯导体的绞合方向与耐曲挠元件绞向方向相同。
本发明的有益效果是：本发明通过元件特性参数配合、导体结构、耐曲挠元件与外层通讯导体的绞向和节距配合，结合全退扭制造技术和应力检查与消除技术，使得同轴电缆导体的耐曲挠性得到了充分加强，复合导体不但具有足够的强度，同时具有良好的延伸性、柔软性和结构稳定性，其导体不论是在电缆加工过程中，还是在速度大于4m/s的中高速移动系统的频繁弯曲运行中，结构均能保持稳定，能够承受系统的拉力和剪切力，彻底解决同轴电缆不能应用在高速移动系统的缺陷。同时，由于采用了不锈钢丝作为中心的耐曲挠元件、多芯铜导体作为外层通讯导体的复合导体形式，不仅提高了导体本身的机械性能，而且大大改善了导体的电气性能，降低了集肤效应，成倍增加了高频导体面积，使其信号传输的衰减常数明显降低。实际应用中，安装敷设方便，价格合理，使用寿命长，具有广泛的推广性。
附图说明
图1是本发明中同轴电缆导体的结构图；
图2是本发明中耐曲挠元件全退扭工艺示意图；
图3是本发明中通讯导体全退扭工艺示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
本发明的耐曲挠加强柔性同轴电缆导体的制造方法，包括下列步骤：
一、制造置于中心的耐曲挠元件，即采用全退扭技术制造绞合钢丝绳。如图1所示，选用7根抗张强度760-950N/mm2、断裂伸长率大于等于20％的无磁软态钢丝1(本实例中每根钢丝的标称外径为0.15mm)，采用如图2所示全退扭工艺进行右向绞合形成耐曲挠元件，钢丝1置于放线盘a上，绞合时放线盘a除中心外，其余6只均右向旋转，绞合成的7芯耐曲挠钢丝绳置于收线盘b上，绞合时收线盘b右向旋转，a转速ra与b转速rb之比为1：1.1。在制造过程中，每一根钢丝放线张力0.45±0.1kg，绞合节距为5±1mm。
二、制造置于耐曲挠元件外层的通讯导体。如图1所示，根据耐曲挠元件的外径、绞向以及75Ω同轴电缆的特性阻抗要求，经计算后选用多根电线电缆用TR型软圆铜线2(本实施例中为12根，标称外径为0.15mm)，铜线抗张强度210-240N/mm2、断裂伸长率大于等于30％，采用如图3所示全退扭工艺，以耐曲挠元件为圆心进行右向绞合加工，绞合形成通讯导体，软圆铜线2置于放线盘c上，绞合时放线盘c(12只)装置在一旋转笼体e上，笼体e右向旋转，而每只放线盘c均左向旋转，c转速rc与笼体e转速re之比为1。绞合后的复合导体置于收线盘d上，绞合时收线盘d不发生左向或右向旋转。每根软圆铜线的放线张力为0.15±0.05kg，绞合节距为10.0±1.5mm。制造过程中，通讯导体的绞合方向和耐曲挠元件的绞合方向保持相同。
三、检查整个导体的残余内应力，若有则消除。此为现有技术，具体可以参照申请号为“201310225090.X”、公告号为“CN103266514 B”的“钢丝绳退扭装置及方法”进行相关检验和残余应力退扭。
需说明的是，上述的数据是一款高速移动系统用耐曲挠加强柔性同轴电缆导体的制造方法的具体数据。本发明所阐述的电缆并不只局限于上述数据，根据具体的使用要求，亦可制造其他规格，此时，上述的各类具体数据都需做相应变化。
采用本发明制造的同轴电缆导体可使整个同轴电缆耐曲挠性、柔软性得到了加强，且通信传输性能优异，彻底解决同轴电缆不能应用在高速移动系统的缺陷，在速度大于10m/s的高速移动系统用仍可正常工作。
在技术性上，经试验证明：采用本发明制造的高速移动系统用耐曲挠加强柔性同轴电缆导体在模拟高速移动系统上，可成功通过300万次垂直耐曲挠弯曲寿命试验，整个同轴电缆在试验过程中视频传输信号稳定，试验后的样品仍可经受标准要求的耐压试验，在工业X光机下观察导体线芯无异常。
在经济性上，本发明制造的高速移动系统用耐曲挠加强柔性同轴电缆导体，克服了传统同轴电缆的导体不适合用在高速移动系统中的缺陷，其价格低于相同功能的光缆通信单元，且在安装应用上，节约了光纤安装与配套设施更新的费用。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (8)

1.一种耐曲挠加强柔性同轴电缆导体的制造方法，其特征在于，包括：
制造置于中心的耐曲挠元件；
制造置于所述耐曲挠元件外层的通讯导体；
检查整个导体的残余内应力，若有则消除。
2.根据权利要求1所述的耐曲挠加强柔性同轴电缆导体的制造方法，其特征在于，所述耐曲挠元件由7根直径为0.1mm、0.15mm或0.2mm的无磁软态钢丝经全退扭工艺进行右向绞合形成。
3.根据权利要求2所述的耐曲挠加强柔性同轴电缆导体的制造方法，其特征在于，所述耐曲挠元件的绞合节距为：
当结构为7根直径0.10mm钢丝时，绞合节距为3.5±1mm；
当结构为7根直径0.15mm钢丝时，绞合节距为5.0±1mm；
当结构为7根直径0.20mm钢丝时，绞合节距为5.5±1mm。
4.根据权利要求2所述的耐曲挠加强柔性同轴电缆导体的制造方法，其特征在于，所述耐曲挠元件中的每根钢丝的放线张力与其规格的对应关系为：
直径0.1mm钢丝，放线张力为0.25±0.1kg；
直径0.15mm钢丝，放线张力为0.45±0.1kg；
直径0.2mm钢丝，放线张力为0.80±0.1kg。
5.根据权利要求3所述的耐曲挠加强柔性同轴电缆导体的制造方法，其特征在于，所述通讯导体由多根直径为0.20mm、0.15mm或0.12mm的TR型软圆铜线以所述耐曲挠元件为中心，采用全退扭工艺进行右向绞合形成。
6.根据权利要求5所述的耐曲挠加强柔性同轴电缆导体的制造方法，其特征在于，所述通讯导体的结构与所述耐曲挠元件的结构对应关系为：
耐曲挠元件结构为7根直径0.10mm钢丝时，通讯导体结构为8根0.20mm软圆铜线；
耐曲挠元件结构为7根直径0.15mm钢丝时，通讯导体结构为12根TR型0.15mm软圆铜线；
耐曲挠元件结构为7根直径0.20mm钢丝时，通讯导体结构为20根TR型0.12mm软圆铜线。
7.根据权利要求5所述的耐曲挠加强柔性同轴电缆导体的制造方法，其特征在于，所述通讯导体的绞合节距与所述耐曲挠元件绞合节距对应关系为：
当耐曲挠元件绞合节距为3.5±1mm时，通讯导体绞合节距为7.0±1.5mm；
当耐曲挠元件绞合节距为5.0±1mm时，通讯导体绞合节距为10.0±1.5mm；
当耐曲挠元件绞合节距为5.5±1mm时，通讯导体绞合节距为12.0±1.5mm。
8.根据权利要求5所述的耐曲挠加强柔性同轴电缆导体的制造方法，其特征在于，所述通讯导体的绞合方向与所述耐曲挠元件绞向方向相同。
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