線束綁扎固定的設計研究

林殿夫，馮柏潤，夏赫蓬，孫業峻，曹 鵬，陳宏超，陳浩東

(沈陽興華航空電器有限責任公司，遼寧沈陽，110144)

1 引言

目前，工業系統呈部件化方向發展，線束集成類產品的地位不斷提升，例如在機載裝備中，電氣線路互聯系統已提升到系統級別，其重要性不言而喻。綁扎作為線束制造后期的一個工序，影響著線束產品的外觀、電性能、可靠性、耐環境特性等方面，設計好綁扎固定是精益制造的關鍵點之一。

2 綁扎的作用與通用要求

2.1 綁扎工藝

線束綁扎是用特定的綁扎線、綁扎帶把導線束、電纜束捆扎在一起或降低線束在系統內自由度的工藝方法,有助于使其集束、穿套、過孔等布線工藝的實施，節省空間，便于檢修，還起到固定作用，優化線束的外觀。但是，選擇錯誤的綁扎材料會導致線束耐高溫、振動性能降低，刮傷、擦傷其他組件；錯誤的綁扎方式會使綁扎物掉落到別處，影響系統工作。

2.2 綁扎作用

當前，無論對于任何產品，外觀都越來越被重視，線束綁扎可以使線束外形規整美觀，同時合理的綁扎還能節省系統空間，進而便于工藝布局與維修，此外綁扎還可使線束有效集束，便于穿套、穿孔等工序。系統在運行時，會遭遇振動、沖擊、墜撞等環境，造成導線之間出現相對位移和摩擦，絕燃層損毀后有短路的隱患，引起系統故障，如果環境中還帶有一些腐蝕性的化學物質，那么會加劇這種破壞，線束綁扎可有效預防上述問題發生。

2.3 綁扎的通用要求

綁扎須在確認電路布線無誤后開展，在綁扎時務必保證導線束或電纜束的平順，不宜過緊，柔軟為最佳，使線束截面盡可能保留原有形狀，一般為圓形。導線在線束彎曲處不應由過大的串動。

3 綁扎物和緊固座

線束的綁扎物主要包括綁扎線、綁扎帶，以及配合上述二者使用的緊固座等，以下分別介紹。其余綁扎物繩索、系帶具有較強的專用性，綁扎方式單一，在本文不做闡述。

3.1 綁扎線

線束的綁扎線有無堿玻璃紗繩、錦綸絲繩、錦棉繩、苧麻線等，按GJB 3789-1999、FZ 66303-1995等標準執行。

圖3 無堿玻璃紗繩 圖4 錦綸絲繩

3.2 綁扎帶

由于線束應用的環境條件復雜，所以扎帶的種類繁多，根據材料一般分為金屬扎帶、尼龍扎帶、鐵氟龍扎帶等，分別執行各自的行業標準，可使用手動或電動工具進行綁扎操作。金屬扎帶：常用304不銹鋼，韌性較強，耐溫高達800℃，具有一定的抗腐蝕能力，緊固效果極佳；尼龍扎帶：成本低、重量輕，應用于有絕緣需求的場景，是目前用途最廣泛的扎帶。

根據線束使用的一些特殊場合，扎帶也可加工成特殊構造，根據其結構種類，有固鎖式扎帶、可退式扎帶、雙鉤式扎帶等，以滿足不同場景的個性化綁扎需求。例如固鎖式扎帶：扎帶端部自帶螺孔，在將線束綁扎后，可配合螺釘將其固定于基板上；可退式扎帶：扎帶端部帶有按鈕，在按下后，扎帶上的鋸齒痕轉過一定角度，使扎帶松開，具備多次使用能力。

3.3 緊固座

為使線束的綁扎效果進一步提升，增強綁扎可靠性，一般在綁扎的基礎上還需使用緊固座來配合扎帶使用。最常見的緊固座為如圖5的卡箍。喉箍僅適用有密封需求場合，而抱箍常用于電力電纜。

圖5 卡箍

對不同使用場景可使用卡箍。粘黏式卡箍：可粘貼到基板上，插入扎帶即可使用，常用于不可打孔處；螺絲式卡箍：采用螺釘固定在基板上；馬鞍式扎帶卡箍：與相比普通卡箍，馬鞍狀的半槽使導線更容易固定；可嵌入式卡箍：自帶插銷機構，不需螺釘就能固定在基板上。

卡箍內應填充質軟的橡膠材料用以填充和支承，以避免機械零件對導線的損傷[1]。

4 綁扎方式

4.1 人工綁扎

人工綁扎常見于扎線和尼龍扎帶，捆扎前應保持線束中的導線平行，也可對導線進行預絞合，絞向可選用S絞向或Z絞向，但整束導線必須統一，不可采用SZ絞向，絞合的節距比、絞入率根據導線結構及材料視情而定。綁扎時注意相鄰的綁扎點距離，根據線束內導線根數、外徑、表面摩擦系數而定；綁扎點的扎線寬度一般為5～40 mm，超過35mm時允許適當加長。綁扎的松緊程度適中，防止勒傷線束。下述幾種綁扎方法可供設計者參考：

丁香結的打法見圖6，起源于高桅帆船時代，用于編織繩梯，幫助水手完成登高作業，操作簡便，但曾發生過自行松開的案例。所以在用丁香結綁扎時，為提升可靠性，可涂膠黏劑加固。

圖6 丁香結 圖7 樹枝結

樹枝結的打法見圖7，是嫁接樹木中最常用的繩結，因此得名。也是線束中常用的繩結之一，其特點是綁扎十分牢靠。

索結的打法見圖8，用于綁扎操作困難的區域。連環丁香結的打法見圖9，用于箱內、盒內的線束。其它線束在使用連環丁香結時，如果一處綁扎松弛，那么會導致其它綁扎處發生位移或松脫，可靠性會有一定降低。

圖8 索結 圖9 連環丁香結

布林結的打法見圖10，被稱為“繩結之王”，廣泛應用于起重、艦船、消防、登山等場景，在經歷較大負載的拉緊后，仍然能夠解開，十分適用于有頻繁改制需求的用戶。

圖1 無堿玻璃紗繩 圖2 錦綸絲繩

圖10 布林結打法 圖11 手術結打法

手術結的打法見圖11，適用于扁平線束的梳形。

4.2 自動綁扎

自動綁扎常應用于金屬扎帶，利用綁扎槍等設備，通過控制扎帶或線束的運動位移來實現。綁扎設備應具備裝夾、拉緊、切斷、調力4個基本功能[2] 。定期應校正其定向進給機構，以提高綁扎的成功率，避免偏離導向槽。

圖12 綁扎槍圖 圖13 動力電纜的捆扎固定

5 特殊電纜的綁扎固定要求

5.1 同軸線束

同軸線束的各層屏蔽、護套直徑都影響著特性阻抗、衰減常數等電性能，因此在選擇緊固座時應保持壓力分布均勻，盡量減少線束的形變，尤其在線束拐點處，彎曲半徑不宜過小，柔性同軸線束最小彎曲半徑為線束的6倍，半剛性同軸電纜最小彎曲半徑為線束的10倍。

5.2 柜內電纜

由于機柜內部沒有明確走線路徑，受操作者個人能力影響，可能致使線束綁扎一致性差，存在質量隱患，因此設計者最好實現模擬內部情況，預先制定綁扎位置與方式，使線束在施工中排列齊整，綁扎間距可視情減小，優先使用連環丁香結進行綁扎。

5.3 動力電纜

對于截面積大于16mm?的三相動力線，可采用綁繩或塑料機械帶按圖13所示的方法成三角形單獨的線束綁扎[3]，可使用厚度超過3mm的熱鍍鋅扁鋼抱箍進行固定。

6 結語

線束綁扎與固定的工藝設計，需要掌握綁扎物的材料特性、綁扎結構的應力情況，線束的應用場景千差萬別，應結合具體情況因地制宜，選用最合適的綁扎方式，保留合適松弛度，制定綁扎的位置與長度，這樣才能使線束在正常工作的前提下，兼顧改善實用與美觀。