撚り機プロセスはケーブル製造のステップであり、個々のワイヤを共通の軸の周りに撚り合わせて撚り導体を形成します。これは、最終的なケーブルの柔軟性、耐疲労性、電気的一貫性を決定する段階です。実際には、適切に制御されたより線プロセスでは、正確な撚り長さ、均等なワイヤー張力、および正しい機械タイプを使用して、鳥かご、ワイヤーの緩み、直径のばらつきなどの一般的な欠陥を回避します。
座礁プロセス中に何が起こるのでしょうか?
撚り合わせプロセスは、ペイオフ、張力制御、終了点での撚り、巻き取りという一貫した順序に従います。一定のピッチと導体の形状を維持するには、各ステージを同期させる必要があります。
- 支払い: 個々のワイヤはペイオフ システムに取り付けられたボビンから引き出されます。見返りは能動的にも受動的にもなりえます。アクティブ システムは、各ワイヤに設定されたバック テンションを提供します。
- 張力制御: 各ワイヤーはダンサーローラーまたは張力センサーを通過します。すべてのワイヤーに均等な張力がかかるため、1 本のワイヤーが過度に伸びたり、ループが形成されたりするのを防ぎます。
- ねじって閉じる: 機械がワイヤーキャリアまたは巻き取りスプールのいずれかを回転させている間に、ワイヤーは閉鎖ダイまたはガイドで収束します。回転速度とライン速度によって撚り長さ (1 回の完全な撚りの軸方向の距離) が決まります。
- テイクアップ: 撚り線はキャプスタンによって引っ張られ、巻き取りリールに巻き取られます。キャプスタンと回転部分の速度関係は、サーボまたはギア システムによって維持されます。
より線機の全範囲についてのより広範な紹介については、当社のウェブサイトを参照してください。 ケーブル撚り機の総合ガイド 。これらのマシンがどのように異なり、さまざまな導体設計に合わせてどのように選択されるかについて説明します。
撚線機の主な種類
遊星型、チューブラー型、ダブルツイスト (ボウ型) ストランダーの 3 つの主な撚り機ファミリーがあります。それぞれの配線精度、生産速度、導体の柔軟性のバランスが異なります。
| マシンタイプ | 回転原理 | 主な利点 | 制限事項 | ベストアプリケーション |
|---|---|---|---|---|
| 遊星（リジッド）撚り機 | ワイヤースプールはケージ内で固定軸の周りを回転します。個々の層は大きなピッチ円内に構築されます | 非常に正確な撚り長さ。ワイヤーのねじれが少ない。大きくて硬い導体に適しています | 低速。設置面積が大きい。セットアップ時間が長くなる | 電力ケーブル、高圧導体、多層撚り線心 |
| 管状撚り機 | すべてのワイヤー リールは回転チューブ内に取り付けられています。チューブ全体が回転します | 高速。スムーズな回転。裸の導体の長時間の走行に適しています | ワイヤは巻き戻し中にねじれを受けます。フレックス設計にはあまり適さない | アルミニウムおよび銅の架空線導体、鋼強化導体 |
| 二本撚り（弓）撚り機 | 弓は導体の周りを回転し、1 回転につき 2 回のねじれを生成します。 | 非常に高い出力。コンパクトなデザイン。エネルギー消費量の削減 | 正確な張力制御が必要です。均一に敷くにはバックツイスト装置が必要な場合があります | 建築用銅線、フレキシブルコード、データケーブル、制御ケーブル |
フレキシブル銅導体の大量生産には、 1250 ダブルボウ撚り機 は、コンパクトな設置面積と、ワイヤおよびデータ ケーブル ラインの構築に競争力のある出力レートを兼ね備えているため、一般的な選択肢です。
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撚り長さ、撚り方向、ワイヤ張力、充填率の 4 つのパラメータが、より線導体の性能に最も大きな影響を与えます。
- レイ長さ: 1 つの 360° ワイヤ ラップの軸方向の距離。同心撚り導体の場合、撚り長さは通常、層の外径の 10 ～ 14 倍です。一般的な機械公差は ±3% ですが、高速ラインではより厳密な制御が必要になる場合があります。
- 横方向: ほとんどの標準ケーブルは右巻きを使用しますが、最後の層の方向は下流の絶縁線とコネクタの設計に一致する必要があります。レイ方向が間違っていると、終端時に早期に故障が発生する可能性があります。
- ワイヤー張力： 個々のワイヤーの張力は可能な限り均等に近づける必要があります。実際的なルールは、張力をワイヤの破断荷重の 2 ～ 5% に保つことです。張力が高くなるとワイヤーが切れる可能性があり、張力が低くなるとストランドが緩む原因になります。
- 充填率: 外接円面積に対する実際の導体金属面積の比率。コンパクト撚りにより、これを約 75% から 90% 以上に高めることができ、ケーブル直径と材料コストが削減されます。
適切な撚線機の選択
適切な撚り機とは、導体設計に必要な形状、材料、生産速度と機械固有の撚り特性が一致するものです。
- 導体の構造を決定します。 クラス 2 の同心撚線導体 (IEC 60228 など) には、遊星または剛体撚り線が必要です。柔軟なクラス 5 または 6 の導体は、二重撚りまたは逆撚りのより線に適しています。
- 素材を評価します。 柔らかい銅線は丁寧な取り扱いが必要なため、精密な張力制御を備えた二重撚り機が適しています。アルミニウムまたは合金のワイヤを管状ストランダー上で高速で走行させることができます。
- 必要な出力を見積もります。 ダブルツイストマシンは 1 回転あたり 2 回のツイストを生成するため、単純でコンパクトなストランドの場合、1 メートルあたりのコストが最も低くなることがよくあります。しかし、厳密なレイ公差が重要な場合、遊星機械の低速化は許容できるトレードオフです。
- 床面積とメンテナンスを考慮してください。 弓形および管状のストランダーはコンパクトで、かなりの床面積と重い基礎を必要とする大型の遊星ケージに比べてメンテナンスが容易です。
よくある欠陥とその防止方法
ストランディングの欠陥のほとんどは、張力の一貫性のなさ、ガイドの磨耗、または不適切なレイ設定が原因で発生します。以下の表に、最も一般的な欠陥とその解決策を示します。
| 欠陥 | 典型的な原因 | 予防 |
|---|---|---|
| 鳥かご（ワイヤーがストランドから浮き上がる） | 曲げ時のバックツイストが不十分。過剰なストランド張力 | バックツイストペイオフを使用します。キャプスタンの張力を下げる。ガイドローラーの数を増やす |
| 断線 | ガイドにバリがある。個々のワイヤーの張力が高すぎる | すべての接点を磨きます。張力を破断荷重の 2 ～ 5% に設定します。各ワイヤーに張力監視を追加する |
| オーバーサイズ/アンダーサイズ直径 | 閉鎖ダイが磨耗している。間違ったワイヤプリフォーム | 金型は定期的に交換してください。シフトごとに少なくとも 1 回、プレフォーマーの高さを確認する |
| 不規則な撚り長さ | キャプスタンと回転部間の速度変動 | 閉ループサーボ制御を使用します。タコメーターを校正する。安定した回線速度を維持する |
よくある質問
撚り線に関する最も一般的な質問に対する答えは、すべて 1 つの原則に帰着します。つまり、機械は導体の設計に適合し、プロセスは張力を制御する必要があります。
バンチングとストランディングの違いは何ですか?
バンチングは、ワイヤを一方向にランダムにまとめて、多くの場合短い撚り長で配置する非幾何学的撚りであり、柔軟な細線導体に使用されます。対照的に、より線では、ピッチと方向が制御された規則的な螺旋パターンが生成され、導体に明確な形状が与えられ、疲労性能が向上します。より線プロセスではワイヤは別個の層に配置されますが、束ねではそうではありません。
1 台の撚線機ですべての導体設計に対応できますか?
単一のマシンですべてのデザインをカバーできるわけではありません。遊星撚り線は最も正確な撚りを提供し、大きな電力導体に好まれますが、二重撚り撚り線は小さなフレキシブル ケーブルにははるかに高速です。非常に細いワイヤーの場合は、三重撚り機が代替手段となり、キャンセルが必要なペアの場合は、逆撚りペアストランダーが必要になります。ほとんどの工場では 2 つまたは 3 つの異なる機械タイプが稼働しています。
バックツイストとは何ですか?いつ必要ですか?
バックツイストは、撚り点に入るときにワイヤが塑性変形しないように、ペイオフ中にワイヤに加えられる追加の回転です。これは、たとえば、フレキシブル ケーブル、データ ケーブル、動的用途で使用される撚り線など、導体形成後にワイヤを撚り合わせていない状態にしておく必要がある場合に必要です。弓型回転の機械には、ねじり歪みを補償するためにバックツイスト装置を追加できます。
ストランディングピッチは柔軟性にどのような影響を与えるのでしょうか?
ピッチ (撚り長さ) が短くなると、導体の柔軟性と動的曲げ抵抗が増加しますが、材料の使用量も増加し、所定の絶縁厚さに対する絶縁破壊電圧マージンも減少します。ピッチが長いほど剛性が高くなり、直流抵抗が低くなります。フレキシブル ケーブルの標準ピッチ範囲は層の直径の約 8 ～ 12 倍ですが、固定設置ケーブルでは 12 ～ 16 倍が使用されることがよくあります。
最終的な考え
撚り機のプロセスは、単なる機械的な撚り作業ではありません。これは、導体の機械的および電気的性能を決定する正確な製造ステップです。ケーブル製造業者にとって、最大の利益は、機械のタイプを製品ファミリーに適合させ、4 つの品質パラメータを制御し、張力関連の欠陥を監視するようにオペレーターを訓練することによって得られます。適切な設備と規律があれば、品質を損なうことなく撚り合わせプロセスを高速で実行できます。
