Pagrindinis laidų diržų vadovas

Įvadas

laidai yra pagrindiniai elektros sistemų komponentai ir yra plačiai naudojami daugelyje sričių, pavyzdžiui, automobiliuose, aviacijos ir kosmoso, Elektroninė įranga, ir pramonės automatizavimas. Jie atlieka pagrindinį vaidmenį jungiant įvairius elektrinius komponentus ir perduodant galią bei signalus. Jų dizainas, gamyba, ir kokybės kontrolė yra tiesiogiai susijusios su našumu, patikimumas, ir visos sistemos saugumas.

Pagrindinė laidų pynimų struktūra ir sudėtis

Laidai ir kabeliai
Pagrindinis laidų pynimo korpusas sudarytas iš skirtingų specifikacijų laidų ir kabelių. Tinkamas laido skersmuo ir izoliacinė medžiaga parenkami pagal esamus perdavimo reikalavimus ir signalo perdavimo charakteristikas pagal taikymo scenarijų. Pavyzdžiui, esant aukštai temperatūrai automobilio variklio skyriuje, aukštai temperatūrai atsparus kryžminis polietilenas (Xlpe) izoliuoti laidai dažnai naudojami siekiant užtikrinti stabilų elektros veikimą ir išvengti trumpojo jungimo pavojaus, kurį sukelia izoliacijos senėjimas; signalo perdavimo laidams tiksliosios elektroninės įrangos viduje, elektromagnetiniams trukdžiams sumažinti parenkami ploni bendraašiai kabeliai su ekranavimo sluoksniais.

Laido medžiaga dažniausiai yra varis arba aliuminis. Varis turi gerą laidumą ir lankstumą ir yra pagrindinis pasirinkimas, bet kai kuriais svoriui jautriais ir silpnos srovės atvejais, taip pat naudojami aliuminio laidai, ir jų kaina yra palyginti maža.

Jungtys
Jungtis yra pagrindinis laidų komponentas, užtikrinantis greitą ir patikimą ryšį su elektriniais komponentais. Pagal prijungimo būdą, jį galima suskirstyti į įskiepio tipą, suvirinimo tipas, gofravimo tipas, ir tt. Kištukinės jungtys palengvina įrangos surinkimą ir priežiūrą.

Pavyzdžiui, Kompiuterio pagrindinės plokštės ir periferinės įrangos jungtis naudoja standartizuotas įskiepijančias sąsajas, tokias kaip USB ir HDMI, kurį vartotojams patogu patiems prijungti ir atjungti; suvirinimo jungtys dažnai naudojamos tais atvejais, kai jungties stabilumas yra ypač didelis ir nėra lengva išardyti, pavyzdžiui, aviacijos ir kosmoso įrangos raktų laidų jungtis, o maži nuostoliai ir didelis signalo perdavimo patikimumas užtikrinamas preciziškai suvirinant; suspaudimo jungtys specialiais įrankiais įspaudžia laido laidą į jungties gnybtą. Operacija yra gana paprasta ir plačiai naudojama automobilių laidų gamyboje, kurios gali patenkinti didelio masto pramoninės gamybos poreikius.

Smeigtukų skaičius, tarpai, vandeniui ir dulkėms atsparių jungčių lygiai nustatomi pagal konkrečias paskirtis. Lauko elektroninėje įrangoje, vandeniui atsparios jungtys (pvz., IP67 ir naujesni) gali veiksmingai apsaugoti nuo lietaus ir dulkių įsiskverbimo, užtikrinant ilgalaikį stabilų sistemos veikimą; didelio tankio grandinių plokščių jungtims, jungtys su nedideliu tarpu (pvz., 0,5 mm ar net mažesni) gali sutaupyti vietos ir atitikti miniatiūrizavimo dizaino tendencijas.

Apvalkalai ir izoliacinės medžiagos
Apvalkalas yra apvyniotas aplink laidų pynimo išorę, kad būtų užtikrinta mechaninė apsauga ir išvengta laidų pažeidimo dėl susidėvėjimo, pjovimas, cheminė korozija, ir tt. Įprastos apvalkalo medžiagos yra polivinilchloridas (PVC), poliuretanas (PU), termoplastinis elastomeras (TPE), ir tt. PVC apvalkalas turi mažą kainą ir vidutinį lankstumą, ir yra plačiai naudojamas bendruose pramoniniuose ir civiliniuose laidų laiduose; PU apvalkalas turi puikų atsparumą dilimui ir atsparumą alyvai, ir yra tinkamas laidų apsaugai atšiauriose aplinkose, tokiose kaip automobilių važiuoklės ir inžinerinės mašinos; TPE apvalkalas pasižymi geromis elastingumo ir aplinkos apsaugos savybėmis, ir yra naudojamas kai kurių plataus vartojimo elektroninių gaminių laiduose, kuriems taikomi aukšti aplinkos apsaugos reikalavimai.

Be paties laido izoliacijos sluoksnio, izoliacinės medžiagos taip pat pridės izoliacinę juostą, termiškai susitraukiantys vamzdeliai, ir tt. iki laidų pynimo šakų ir sankryžų. Izoliacinė juosta naudojama paprastam izoliacijos apvyniojimui, ir yra paprastų elektros juostų bei aukštai temperatūrai atsparių juostų; termiškai susitraukiantis vamzdelis tvirtai priglunda prie vielos po susitraukimo esant karščiui, užtikrina patikimesnį izoliacijos ir apsaugos poveikį, ir dažnai naudojamas elektroninės įrangos laidų laidų litavimo jungčių apsaugai ir laidų jungčių izoliacijos sutvirtinimui.

Laidų laidų projektavimo procesas

Reikalavimų analizė
Glaudžiai dirbkite su sistemų inžinieriais, kad visiškai suprastumėte elektros sistemos taikymo scenarijaus funkcinius reikalavimus, įskaitant, bet neapsiribojant, energijos perdavimo galią, signalo dažnių diapazonas, įrangos veikimo temperatūros diapazonas, elektromagnetinių trukdžių aplinka, ir tt. Pavyzdžiui, projektuojant aukštos įtampos laidus naujoms energetinėms transporto priemonėms, reikia atsižvelgti į akumuliatoriaus išėjimo įtampą iki šimtų voltų, didelė srovės galia greito įkrovimo metu (iki šimtų amperų), ir sudėtinga elektromagnetinė aplinka automobilyje, siekiant užtikrinti, kad laidų pynimas neturėtų problemų, tokių kaip perkaitimas ir signalo iškraipymas ekstremaliomis darbo sąlygomis.

Ištirkite neelektrinio veikimo reikalavimus, pvz., gaminio tarnavimo laiką, patikimumo reikalavimai, ir priežiūros patogumas. Aviacijos ir kosmoso gaminiams, jų tarnavimo laikas siekia net dešimtmečius, reikalaujantis, kad laidai būtų itin patikimi, atlaiko atšiaurias sąlygas, tokias kaip kosminė spinduliuotė ir drastiški temperatūros pokyčiai, ir padėti astronautams greitai remontuoti ribotoje erdvėje, kai įvyksta gedimas.

Scheminis dizainas
Nubraižykite išsamią elektros schemą pagal reikalavimus, kad nustatytumėte kiekvieno elektrinio komponento jungties ryšį ir signalo srautą. Automobilių elektroninėse valdymo sistemose, variklio valdymo blokas (ECU) yra prijungtas prie įvairių jutiklių (pavyzdžiui, deguonies jutikliai, alkūninio veleno padėties jutikliai), ir pavaros (pvz., purkštukai ir droselio varikliai) per laidus. Scheminė schema turėtų tiksliai suplanuoti linijos kryptį, kad būtų išvengta signalo trukdžių, pagrįstai paskirstyti elektros linijas, ir užtikrinti stabilų kiekvieno komponento maitinimą.

Pakartotinai peržiūrėkite ir optimizuokite schemą, naudokite grandinės modeliavimo programinę įrangą, kad patikrintumėte grandinės veikimą, ir iš anksto šalinkite galimas problemas. Pavyzdžiui, projektuojant ryšių įrangos laidus, sureguliuokite linijos ilgį, varžos suderinimas ir kiti parametrai, imituojant signalo slopinimo ir atspindžio analizę, siekiant užtikrinti aukšto dažnio signalo perdavimo kokybę.

Laidų laidų išdėstymo dizainas
Konvertuokite scheminę schemą į 2D arba 3D laidų laidų išdėstymo diagramą, atsižvelgti į įrangos vidinės erdvės apribojimus, šilumos išsklaidymo reikalavimai, priežiūra ir kiti veiksniai, ir pagrįstai planuoti kryptį, šakos padėtis ir laidų pynimo tvirtinimo būdas. Pramoninių valdymo spintų laiduose, stenkitės, kad laidai nebūtų per arti kaitinimo elemento, rezervuokite pakankamai priežiūros kanalų, ir naudokite vielinius lovelius, kabelių raiščiai, ir tt. tvarkingai pritvirtinti laidų pynę, kad laidų pynė nepasislinktų ir nesusidėvėtų dėl vibracijos.

Dirbkite su mechanikos inžinieriais, siekdami užtikrinti, kad laidų išdėstymas puikiai atitiktų mechaninę įrangos struktūrą. Tiksliems instrumentams, kelių milimetrų erdvinė paklaida gali turėti įtakos įrangos veikimui. Būtina tiksliai suprojektuoti laidų lenkimo spindulį ir vengti pagrindinių mechaninių komponentų, kad būtų pasiekta darni elektrinė ir mechaninė vienybė..

Medžiagų parinkimas ir specifikacijų nustatymas
Pagal projektavimo reikalavimus, pasirinkti tinkamus laidus, kabeliai, jungtys, apvalkalai ir kitos medžiagos, ir nustatyti jų konkrečias specifikacijas. Pavyzdžiui, pagal apskaičiuotą srovės vertę, Norėdami pasirinkti laido skersmenį, žr. laido srovės galios lentelę; Atsižvelkite į darbo aplinkos pH ir pasirinkite korozijai atsparias apvalkalo medžiagas; pagal signalo perdavimo spartos reikalavimus, pasirinkite atitinkamas ekranuoto kabelio specifikacijas.

Sudaryti medžiagų sąskaitą (BOM) modeliui įrašyti, specifikacija, kiekis, tiekėjas ir kita informacija apie visas medžiagas, sudaryti tikslų pirkimo ir gamybos pagrindą, ir palengvinti vėlesnį kokybės atsekamumą bei išlaidų apskaitą.

Laidų laidų gamybos procesas

Vielos apdorojimas

Vielos pjovimas: Naudokite didelio tikslumo vielos pjovimo mašiną, kad nupjautumėte vielą pagal numatytą ilgį, ir klaida kontroliuojama labai mažame diapazone (paprastai ±1 mm) užtikrinti, kad kiekvienos laidų grandinės dalies ilgis būtų tiksliai suderintas, kad būtų išvengta surinkimo ir veikimo įtakos per ilgi arba per trumpi laidai.

Nuplėšimas: Naudokite nuėmimo mašiną, kad pašalintumėte tam tikro ilgio izoliacijos sluoksnį abiejuose laido galuose, kad pasiruoštumėte tolesniems sujungimo procesams, tokiems kaip užspaudimas ir suvirinimas.. Nuėmimo ilgis turi būti griežtai kontroliuojamas, siekiant užtikrinti, kad laidininkas būtų visiškai atviras prijungimui, bet ne per ilgai, kad sukeltų pernelyg didelį laidininko poveikį, padidina trumpojo jungimo riziką. Bendra tolerancija kontroliuojama ±0,5 mm.

Susukta viela: Kai kuriems laidams, kuriems reikia padidinti lankstumą arba pagerinti elektromagnetinio ekranavimo efektą, Sukimo procesas yra priimtas. Sujunkite kelis plonus laidus tam tikru sukimo būdu (pavyzdžiui, vytos poros, žvaigždės posūkiai), ir sureguliuokite sukimo ilgį, kad atitiktų skirtingus elektrinio veikimo reikalavimus, pvz., induktyvumo ir talpos jungtis, ir signalo skersinio pokalbio mažinimas.
Jungties surinkimas

Suspaudimas: Nuimtą laido laidininką įkiškite į jungties gnybtą, ir specialia presavimo mašina pritaikykite atitinkamą slėgį, kad gnybtas ir laidininkas būtų tvirtai sujungti. Užspaudimo procesas reikalauja griežtai kontroliuoti tokius parametrus kaip užspaudimo aukštis ir plotis. Reguliariai imant mėginius ir atliekant tyrimus, užtikrinti, kad užspaudimo kokybė atitiktų pramonės standartus (pvz., tempimo bandymo reikalavimai, kad laidas neatsiskirtų nuo gnybto veikiant tam tikrai tempimo jėgai), ir užtikrinti ryšio patikimumą bei stabilumą.

Suvirinimas: Kai kuriais atvejais, kai reikalingas didelis tikslumas ir didelis patikimumas, suvirinimas naudojamas laidams ir jungtims sujungti. Pavyzdžiui, karinėje elektroninėje įrangoje, Lazerinio suvirinimo technologija naudojama siekiant tiksliai suvirinti mažytes litavimo jungtis. Suvirinimo siūlės yra plokščios ir tvirtos, veiksmingai užkertant kelią tokioms problemoms kaip šaltas litavimas ir nesandarus litavimas, ir signalo perdavimo tęstinumą.
Surinkimas ir tvirtinimas: Sumontuokite suspaustas arba suvirintas jungtis atitinkamose padėtyse pagal laidų išdėstymo projektą, ir naudokite varžtus, sagtys ir kiti tvirtinimo elementai, kad jie tvirtai pritvirtintų prie laidų, kad naudojimo metu neatsipalaiduotų ir nepasislinktų.

Laidų rinkinio surinkimas

Laidai: Išdėstykite apdorotus laidus, jungtis ir kitus komponentus pagal 2D arba 3D išdėstymo schemą, ištiesinkite linijos kryptį, ir venkite laidų susikirtimo ir įsipainiojimo. Surinkdami automobilio prietaisų skydelio laidus, būtina tiksliai laikytis projektavimo plano, tvarkingai integruoti daugybę šakų laidų, ir įsitikinkite, kad kiekvieno prietaiso ir jungiklio linijos yra tikslios.

Sujungimas ir tvirtinimas: Naudokite tokius įrankius kaip kabelių raiščiai, vielos loveliai, ir juostelės, skirtos surišti laidus į ryšulius ir pritvirtinti tam skirtose vietose, pvz., įrangos rėmuose ir vielos loveliuose. Automobilio variklio skyriaus laidams, dažnai naudojami aukštai temperatūrai atsparūs ir didelio stiprumo kabelių ryšiai, ir guminiai tvirtinimo elementai yra naudojami variklio vibracijai ir aukštos temperatūros aplinkai atsparumui užtikrinti, kad laidai būtų tvirtai sumontuoti.

Apvalkalo montavimas: Iš anksto pritaikytas apvalkalas uždedamas ant išorinės laidų dalies, kad būtų užtikrinta, jog apvalkalas tvirtai priglustų be raukšlių ar pažeidimų.. Elektroninės įrangos laidų išleidimo angoje, guminis apvalkalas sumontuotas, kad apsaugotų diržus nuo išorinio traukimo ir susidėvėjimo, ir atlikti tam tikrą vandeniui ir dulkėms atsparų vaidmenį.

Laidų laidų kokybės patikra ir patikra

Elektros veikimo tes

Tęstinumo testas: Naudokite profesionalų tęstinumo tikrintuvą, kad patikrintumėte kiekvieno laido laidumą, kad įsitikintumėte, jog linijoje nėra grandinės nutrūkimo ar trumpojo jungimo gedimo.. Didelio masto pakinktų gamyboje, automatizuota testavimo įranga gali būti naudojama greitam nuskaitymui ir aptikimui, siekiant pagerinti aptikimo efektyvumą, ir laiku pažymėti bei perdaryti nekvalifikuotus diržus.
Izoliacijos varžos bandymas: Taikykite tam tikrą įtampą (pvz., 500 V arba 1000 V nuolatinės srovės įtampa, priklausomai nuo pramonės standartų) tarp vielos ir apvalkalo, ir tarp skirtingų laidų, išmatuokite izoliacijos varžos vertę, ir nustatyti, ar izoliacijos charakteristikos atitinka standartą. Apskritai, izoliacijos varžos vertė turi būti didesnė už tam tikrą ribinę vertę (pvz 10MΩ) nurodytomis drėgmės ir temperatūros sąlygomis, kad būtų išvengta nuotėkio, gedimas ir kitos problemos.
Atlaikyti įtampos bandymą: Prie laidų padėkite kelis kartus didesnę nei įprasta darbinę įtampą (pvz., 2 kV ar net aukštesnės kintamosios srovės įtampa į automobilinį aukštos įtampos laidus) tam tikram laikui (paprastai 1-5 minučių) stebėti, ar nėra gedimų ar perkaitimo, kad būtų užtikrinta, jog laidų pynė gali atlaikyti momentinius aukštos įtampos smūgius ir užtikrinti saugų naudojimą.

Mechaninio veikimo testas

Tempimo bandymas: Jungtį tarp laido ir jungties įtempkite ašine kryptimi, laidų tvirtinimo taškas, ir tt, imituoti traukimo situaciją faktinio naudojimo metu ir patikrinti jungties tvirtumą. Pavyzdžiui, automobilio laidų pynė reikalauja, kad viela neatsiskirtų nuo jungties ir tvirtinimo taškas neatsipalaiduotų esant tam tikram įtempimui (pvz 100N), užtikrinti, kad laidų laido konstrukcija būtų stabili važiuojant transporto priemone ir taisant komponentus.
Vibracijos testas: Sumontuokite laidus ant vibracijos bandymo stendo, nustatyti bandymo sąlygas pagal tikrąjį virpesių spektrą, pagreitis ir kiti gaminio parametrai, imituoti automobilio variklio ir orlaivio skrydžio vibracinę aplinką, ir po tam tikro vibracijos laikotarpio (pvz., nuo kelių valandų iki dešimčių valandų), patikrinkite, ar nesusidėvėję laidai, lūžimas, atsilaisvinusios jungtys ir kitos problemos

ilgalaikis patikimumas.

Lenkimo testas: Pakartotinai sulenkite laidus tam tikru kampu ir skaičių kartų (pavyzdžiui, lenkimas 180°, 1000 kartų), stebėti, ar nepažeistas laido izoliacijos sluoksnis ir apvalkalas, ir įvertinti laidų lankstumą bei ilgaamžiškumą. Jis tinka dažnai aktyviems laidynams, pvz., nešiojamiems elektroniniams prietaisams ir robotų jungtims, aptikti.

Aplinkos prisitaikymo testas

Aukštos temperatūros bandymas: Įdėkite laidus į aukštos temperatūros dėžę, nustatykite aukštesnę temperatūrą nei maksimali gaminio naudojama temperatūra (pvz., bandymo laidų grandinės temperatūra automobilio variklio skyriuje gali siekti 125°C), laikyti jį tam tikrą laiką (tokie kaip 4-48 valandų), stebėti elektros ir mechaninių laidų laidų savybių pokyčius, ir užtikrinti, kad jis normaliai veiktų esant aukštai temperatūrai be problemų, tokių kaip izoliacijos senėjimas ir medžiagos minkštėjimas.

Žemos temperatūros bandymas: imituoti šaltą aplinką (tokie kaip – 40°C) žemos temperatūros dėžėje, taip pat atlikti elektrinio ir mechaninio veikimo bandymus, kad patikrintų laidų patikimumą esant žemai temperatūrai, pvz., ar laidas tampa trapus ir ar geras jungties kontaktas. Šis testas ypač svarbus kai kuriai įrangai, naudojamai poliariniuose regionuose.

Drėgmės testas: kontroliuoti oro drėgnumą (tokie kaip 90% – 95% santykinė oro drėgmė), derinti skirtingas temperatūros sąlygas, ir elgtis ilgai (pvz viena savaite) šlapio karščio ciklo bandymai drėgmei patikrinti, laidų laidų atsparumas pelėsiui ir korozijai, ir užkirsti kelią trumpiesiems jungimams bei medžiagos gedimui dėl drėgmės. Jis tinka lauko elektroninės įrangos laidų bandymams, laivo įranga, ir tt.

Druskos purškimo bandymas: Laidams, naudojamiems druskos purškimo aplinkoje, pavyzdžiui, pakrantės zonose ir jūrų inžinerijoje, įdėkite juos į druskos purškimo bandymo dėžutę ir patikrinkite pagal nurodytą druskos purškimo koncentraciją ir purškimo laiką, kad įvertintumėte komponentų, tokių kaip apvalkalai ir jungtys, atsparumą korozijai, kad būtų užtikrintas ilgalaikis stabilumas..

Laidų laidų priežiūra ir gedimų šalinimas

Kasdienės priežiūros taškai

Reguliariai tikrinkite laidų laidų išvaizdą, kad patikrintumėte, ar nėra pažeidimo požymių, susidėvėjimas ir senėjimas, ypač transporto priemonėse, mechaninė įranga, ir tt. yra reguliariai prižiūrimi, vienu metu patikrinkite atitinkamus laidus. Pavyzdžiui, automobilio važiuoklės laidai dažnai susiduria su nelygumais kelyje ir smūgiais nuo akmenų, dėl kurių gali būti lengvai pažeistas apvalkalas. Būtina laiku jį surasti ir suremontuoti, kad būtų išvengta vandens patekimo ir trumpojo jungimo.

Patikrinkite, ar jungtis tvirtai prijungta ir ar nėra atsilaisvinimo ar oksidacijos. Elektroninei įrangai, jungtį galima reguliariai įkišti ir atjungti, kad pašalintų oksidus, užtikrinti gerą kontaktą, ir neleiskite signalo nutrūkimui arba padidėjusiam kontaktiniam pasipriešinimui sukelti šildymo problemų.

Patikrinkite fiksuotus laidų rinkinio taškus, kad įsitikintumėte, jog laidai tvirtai sumontuoti ir nepasislinko dėl vibracijos, įrangos priežiūra, ir tt. Pramoninės gamybos linijos įrangos techninėje priežiūroje, priveržkite atsilaisvintus kabelių rišiklius ir laidų lovių tvirtinimo varžtus, kad užtikrintumėte normalų laidų veikimą.

Trikčių šalinimo būdas
Kai įvyksta elektros gedimas, pvz., dalinis įrangos gedimas, pirmiausia naudokite įrankius, tokius kaip tęstinumo tikrintuvas ir multimetras, kad patikrintumėte atitinkamos laidų laidumą ir nustatytumėte, ar nėra grandinės pertraukos.. Jei nustatoma, kad nutrūkęs laidas, patikrinkite galimus lūžio taškus išilgai linijos ir pataisykite arba pakeiskite pažeistą sekciją.

Dėl trumpojo jungimo gedimų, derinti izoliacijos varžos bandymus, kad išsiaiškintumėte pažeistą izoliaciją. Tai gali būti dėl laido izoliacijos sluoksnio subraižymo arba nukritus nuo šilumos susitraukiančio vamzdžio. Pataisykite pažeistą izoliaciją, izoliuokite trumpojo jungimo tašką, ir atkurti normalią laidų veikimą.
Jei įrenginyje yra signalo trukdžių problema, patikrinkite, ar nepažeistas laidyno ekranavimo sluoksnis ir ar jungtis patikimai įžeminta. Ryšio įrangai, pataisyti pažeistą ekranavimo sluoksnį, optimizuoti įžeminimo jungtį, ir sumažinti elektromagnetinių trukdžių poveikį signalo perdavimui.

Išvada

Kaip ir “venų” elektros sistemos, laidų rinkinys eina per visą projektavimo procesą, gamyba, įvairių gaminių naudojimas ir priežiūra. Dėl griežto dizaino, smulki gamyba, griežti bandymai ir mokslinė priežiūra, užtikrinti, kad laidų rinkinys atliktų pagrindinį vaidmenį įvairiose srityse ir užtikrintų tvirtą atramą stabiliam veikimui, gerinti įrangos veikimą ir saugumą. Nuolat tobulėjant mokslui ir technologijoms, ir toliau didės laidų laidų eksploatacinių savybių reikalavimai, ir būtina nuolat optimizuoti technologijas ir procesus, kad atitiktų ateities plėtros poreikius.