電纜裝盤長度計算公式修正

裴清春，甘 露，王 鵬，謝事成

(四川九洲線纜有限責任公司，四川 綿陽621000)

0 引言

目前電纜裝盤長度僅有行業標準JB/T 8137—1999《電線電纜交貨盤》中的附錄A:裝盤長度參考表。我們通過對大量的電纜裝盤數據統計和觀察，發現按該參考表及其計算公式計算的電纜盤具余量很大，在目前電纜利潤普遍較低的行業現狀下，不僅對軸具造成了浪費，而且增加了運輸成本，降低了企業的盈利能力，還不符合目前國際國內節能減排、生態環保的發展趨勢。本文通過對裝盤情況的分析及實際統計，推導一個精確的電纜裝盤長度的計算公式，并通過對電纜實際裝盤長度與修正后盤長度公式的長度計算驗證，其裝盤長度實際余量與計算余量基本吻合。

1 電纜裝盤長度標準計算公式

由于電線電纜生產的主要材料是銅、鋁、塑料等，產品具有生產長度長，單位重量重，運輸距離遠等特點，成品電纜一般都采用成盤包裝的方式交付用戶使用，按JB/T 8137—1999中的附錄A:裝盤長度參考表及其計算公式計算的盤具所裝的電纜盤具余量與實際裝盤余量誤差很大，不能指導電纜生產廠家選擇合理電纜盤具，造成軸具浪費。JB/T 8137—1999裝盤長度參考表中計算公式如下。

圖1為JB/T 8137—1999裝盤長度參考表中計算公式(1)的計算依據。

圖1 電纜理論裝盤示意圖

裝盤長度L按以下各式計算:

其中:

式中，L為裝盤長度(m);p為卷繞層數;n為每層卷繞圈數;D為線纜外徑(mm);d2為筒體直徑(mm);d1為側板直徑(mm);l2為盤具內寬(mm);t為裝盤余量(mm)。

在計算中，π按3.1416計算，算得的p、n及L只取其整數。

2 電纜裝盤長度修正公式推導

在電纜成盤時，通過觀察和對實際電纜裝盤長度的數據統計，按式(1)計算的電纜裝盤長度與實際電纜裝盤長度情況有一定的差距，按式(1)計算的盤具余量較大，為推導一個較為精確的電纜裝盤長度公式，我們對JB/T 8137—1999中的附錄A:裝盤長度參考表及其計算公式及裝盤長度做了大量的數據統計和分析，對原公式做了相應的修訂，經修訂后的公式計算電纜裝盤余量通過多次驗證，裝盤余量基本能控制在毫米級內。實際電纜的裝盤示意圖見圖2，根據圖2計算電纜的裝盤長度的修正公式推導如后，修正的電纜裝盤公式為式(4)。

圖2 電纜實際裝盤示意圖

2.1 電纜盤具每層卷繞圈數n計算

電纜盤具每層卷繞理論圈數n':

由于每層電纜在生產中不可能緊密相排，有一定的間隙，根據電纜裝盤長度數量和裝盤情況，取裝盤間隙系數為0.95，算得的n只取其整數部分，實際電纜盤具每層卷繞圈數n的計算見式(2):

2.2 電纜盤具卷繞層數p計算

電纜盤具卷繞理論層數p'，電纜排列層數模型見圖3。

當電纜僅為一層時，裝盤理論高度:

當電纜為二層時，裝盤理論高度:

同理，電纜裝盤層數每增加一層，電纜裝盤理論高度增加0.866D。

圖3 電纜排列層數示意圖

當電纜裝盤層數為p層時，電纜裝盤理論高度:

但由于每層電纜在排線中相鄰兩層的電纜排線方向相反，電纜未完全沿電纜內層的相鄰兩根導線的間隙排線，部分地方要交叉，見圖4。

圖4 相鄰電纜兩層交叉排列示意圖

通過數據統計和裝盤實際計算，取裝盤每增加一層電纜高度增加0.9D，電纜實際裝盤高度H=D+(p－1)0.9D，電纜的盤具卷繞層數p計算見式(3):

由于d1=d2+2t+2H=d2+2t+2D+(p－1)1.8D。

得出:

2.3 電纜實際裝盤長度L

推導的電纜裝盤長度計算方法修正公式見式(4):

其中:

式中，L為裝盤長度(m);n為每層卷繞圈數;p為卷繞層數;D為線纜外徑(mm);d2為筒體直徑(mm);d1為側板直徑(mm);l2為內寬(mm)，t為裝盤余量(mm)。

在計算中，π按3.1416計算，算得的p、n及L只取其整數部分，不進位。

3 電纜裝盤余量計算公式

在計算電纜裝盤長度時，由于電纜裝盤計算公式中，余量值t為假定預設值，其值范圍相差0～0.9D內，電纜長度計算可能不變，它與理論計算的余量最小相差為0，最大相差為一層電纜的相應厚度(0.9D)，不能準確反映電纜的實際裝盤余量T。

精確的裝盤余量T計算公式(5)如下:

根據圖2、圖3，得知:

4 結束語

我們通過對此公式的實際裝盤長度的驗證，此公式的計算裝盤長度及裝盤余量與計算誤差很小，余量誤差基本控制在毫米級內，能指導生產工人合理選擇軸具，完全滿足我司對生產產品過程的嚴格控制、對產品質量品質精益求精的企業精神，符合國際國內提倡的節能降耗、生態環保的發展大趨勢。

［1］JB/T 8137—1999電線電纜交貨盤 附錄A:裝盤長度參考表［S］.