耐火電纜繞包云母帶的重量計算

張永仲， 劉云峰

(江蘇東峰電纜有限公司，江蘇 無錫 214251)

耐火電纜繞包云母帶的重量計算

張永仲， 劉云峰

(江蘇東峰電纜有限公司，江蘇 無錫 214251)

繞包帶重量的常用計算公式對于間隙繞包是準確的，對于重疊繞包有一定的誤差，尤其當搭蓋率≥50%時，該公式計算誤差太大，已不能適用。文中重新推導了繞包云母帶重量的精確計算公式。

耐火電纜； 云母帶； 搭蓋率； 重量； 計算

0 引 言

電線電纜制造中，繞包帶重量的常用計算公式為：

W=π(d+t)tρ/(1±k)

(1)

式中，W為繞包帶重量(kg/km)；d為導體直徑(mm)；t為繞包帶厚度(mm)；ρ為繞包帶密度(g/cm3)；k為間隙率或搭蓋率，其中重疊繞包采用1-k，間隙繞包采用1+k。

對于間隙繞包，該公式是準確的；對于重疊繞包，當搭蓋率小于50%時，該公式有一定的誤差；當搭蓋率≥50%時，該公式誤差很大，已不能適用。在耐火電纜的生產中，云母帶的搭蓋率為50%左右，由于云母帶價格昂貴，需要對繞包云母帶的重量進行精確計算，本文針對搭蓋率lt;50%和≥50%兩種繞包方式進行了公式推導。

1 搭蓋率klt;0.5時繞包帶重量計算

圖1為繞包層展開圖。圖中，b為云母帶沿電纜軸向的寬度。

當klt;0.5時，云母帶的重量可看做由兩部分組成：一層厚度為t的圓椎體，以及圓柱體上的搭蓋部分。

圖1 繞包層展開圖之一

圓柱體的重量W1可由下式計算：

W1=π(d+t)tρ

(2)

由圖1中可知，云母帶繞包節距為(1-k)b，搭蓋部分沿軸向的長度為kb，云母帶在一個節距內有一次搭蓋，因此搭蓋部分的重量W2為：

(3)

云母帶的總重量W為：

W=W1+W2=π[d+(2k+1)t]tρ/(1-k)

(4)

2 搭蓋率k≥0.5時繞包帶重量計算

圖2為繞包層展開圖。圖中表示了開始繞包的前三圈的情況，“1層、2層、3層”分別是各處繞包帶的層數，在“3層”處是我們要計算的搭蓋部分的重量。

圖2 繞包層展開圖之二

當搭蓋率k≥0.5時，云母帶的重量可看做由兩部分組成：一層厚度為2t的圓柱體，以及圓柱體上的搭蓋部分。

圓柱體的重量W3可由下式計算：

W3=π(d+2t)2tρ

(5)

由圖2可知，云母帶繞包節距為(1-k)b，每圈繞包時的搭蓋長度為kb，設我們要計算的搭蓋部分的長度為x，則x可由下式計算：

x+(1-k)b=kb

(6)

推導得：x=(2k-1)b

(7)

由于在一個節距范圍內只有一個需要計算的搭蓋部分，因此搭蓋部分的重量W4為：

(8)

云母帶的總重量W為：

W=W3+W4=π[d+(6k-1)t]tρ/(1-k)

(9)

在云母帶繞包時，要保證每個點上有兩層云母帶，有的點上有三層云母帶，因此x不能大于繞包帶距，否則的話將使有的點上有四層以上的云母帶，因此要滿足于下式：

x≤(1-k)b

由于x=(2k-1)b

推導得k≤2/3

因此在制定工藝時，搭蓋率不能大于2/3。

3 公式驗算和比較

當搭蓋率k=0.5時，按式(1)計算得：

W=π(d+t)2tρ

按式(4)和式(9)計算得：

W=π(d+2t)2tρ

顯然式(4)和式(9)比式(1)更準確。

4 計算實例的結果比較和分析

4.1式(4)和式(1)的計算結果對比

設云母帶的厚度為0.14 mm，密度為1.50 g/cm3，搭蓋率為45%，計算結果見表1。

表1 式(4)和式(1)的計算結果對比

注：誤差率=[式(4)計算值-式(1)計算值]/式(4)計算值，下表類同。

4.2式(9)和式(1)的計算結果對比

設云母帶的厚度為0.14 mm，密度為1.50 g/cm3，搭蓋率為55%，計算結果見表2。

表2 式(9)和式(1)的計算結果對比

5 結束語

常用的繞包帶重量計算公式，對于間隙繞包是準確的，但對重疊繞包有一定的誤差，尤其當繞包搭蓋率50%及以上時已不能適用。這是因為該公式建立于傳統的電纜制造工藝，即由所選用材料性能、繞包工藝及其功能要求所決定的，搭蓋率通常僅為20%左右，引起誤差較小，故不引起大家注意。但是，防火電纜采用了性能特殊和價格很高的云母帶材料，且搭蓋率通常在50%左右，因此，常用的傳統計算公式已不能適用。

本文所介紹的較為精確的計算式，可較準確計算云母帶重量，這對于產品的材料消耗和成本核算有很大的幫助。

CalculationoftheWeightofWrappingMicaTapeinFire-ResistantCables

ZHANG Yong-zhong, et al

(Jiangsu DongFeng Cables Co.,Ltd, Wuxi 214251, China)

The common calculation method for the weight of wrapping tape is accurate for loose wrapping and inaccurate with certain error for overlapped wrapping, especially when the overlapping is equal to or greater than 50%. This method is inappropriate even with small error. In this paper, an accurate calculation method for the weight of wrapping mica tape was deduced.

fire-resistant cable; mica tape; overlapping; weight; calculation

TM246.9

B

1672-6901(2010)02-0036-02

2009-08-25

張永仲(1968-)，男，工程師.

作者地址：江蘇無錫市官林鎮環鎮路西[214251].