巧妙的线圈设计提高了可靠性

作者:Dale S. Long，应用工程师，& Ron Crouch，应用工程师，C&M Corp

仔细看看工业自动化或军事系统，你可能会看到一两个线圈线。你可能不会再考虑他们，但你应该考虑。这些可伸缩的电源线和信号线可以在提高整个系统的性能和可靠性方面发挥巨大的作用。

如果你习惯于把线圈线看作商品，你可能会认为这些线只在必要的电气和机械规格- - -例如导体的数量和尺寸以及延伸或收缩线的力量。但是线圈线的设计不仅仅是一些简单的规格。

越来越多的优秀电线融入了非传统的设计特征，帮助解决了更基本的工程挑战，如降低成本、空间限制和可靠性。四根这样的线圈线每一根都有一个创新的设计，使其不仅能提供电力。

升高的电缆绳子几乎平坦
几乎所有线圈线都有相同大小的平行线圈的类似安排。我们的工程师在经典的线绳几何形状上开发了一种不同的捻度，创造了一种“煎饼”线绳，其线圈彼此同心地套在一起。这种安排导致线圈缩回高度等于单一电缆的外径。这种设计的直线切线端从线圈的中心垂直上升。

基于18 AWG / 22 AWG / 28 AWG电缆，第一个煎饼帘线具有4英寸。直径和高度为0.340英寸。缩回时。延伸的电源线提供高达1英尺的旅行。延长力为1.7磅。

除了其独特的线圈安排，这条线在其功能上更像一个更传统的模型。几乎任何类型或大小的电缆都适合这种设计，这确实需要开发一种新的制造工艺和定制的夹具。对煎饼形状唯一的设计让步是需要使用高性能的夹套化合物——聚氨酯或热塑性弹性体。护套材料的选择对于确保脐带不受任何“记忆效应”的影响是至关重要的，这种“记忆效应”会使脐带在重复循环后不会回到原来的扁平薄煎饼状态。

最初为工业自动化应用开发而言，我们的扁平线圈帘线可能适合任何类型的机器人或移动机器，这在布线空间短。在新机器设计中，该电源线可以很容易地安装在浅凹槽中，使其在其缩回状态下消失。

长端消除连接器
线圈往往是紧凑的，短，卷的部分和切线端测量英寸而不是英尺。然而，最近，我们设计并制造了一种线圈线，在尺寸方面突破了极限。

这种巨型绳索用于油气应用，其盘绕部分仅为2英尺长。但它的切线一端为16英尺，另一端为96英尺。制造如此大的线圈帘线结构迫使我们克服了一些困难的制造挑战。例如，我们必须找到新的方法，把这么大的电线放进烤箱卷起来。

那么，为什么还要付出额外的努力呢?答案可以归结为消除故障点。这个线圈设计的替代方案将是较短的线圈线切线连接到较长的直电缆部分。在这种油田应用中，螺旋和直井段之间的连接器会造成维修难题，并可能导致故障。

油气应用并不是唯一可以很好地利用延伸切线的领域。随着电路长度的增加，许多照明和工业应用也可以同样受益于所需电缆连接器数量的减少。

坚固的以太网设计支持快速的数据速率
工业和军事应用中以太网控制网络的增长创造了可以可靠地处理快速数据速率的线圈线。然而，由于卷绕过程和现场使用倾向于降低导体和屏蔽的完整性，因此易于降低数据丢失的屏蔽的完整性。我们最近通过开发粗糙化以太网线圈线来解决数据丢失问题。

由聚氨酯护套，TPE内芯和新的螺旋电磁干扰屏蔽，这些坚固的线圈线支持快速以太网数据速率。

尽管还不到一年的时间，这些新的盘绕式以太网线已经开始出现在军事和工业自动化设置中。在大多数应用中，这些电线采用了集成的RJ-45连接器，以提供功能应变缓解，保护从恶劣的操作环境和抗篡改。新电源线的工作温度范围为-40 ~ 90℃。

材料升级降低了总成本
对于线圈，你通常会买到你想要的东西——还有更多。举个例子，我们开发了一种四芯12号线圈的电线，用来给一个大型吹灰器供电。最初的绳索是由低成本的橡胶护套制成，设计用于在编织的金属支撑线上行走。升级后的电源线采用了更昂贵的Hytrel热塑性弹性体护套化合物和集成连接器。所以你可能会认为升级的电线会比原来的电线更贵。

但再想想。尽管新的护套材料更贵，但实际上新线的价格比旧线低50%左右。原因在于性能。使用性能更高的外套材料，可以延长长度，尽管收缩尺寸更短。新的绳索延伸到近8英尺的4英寸。线圈直径，相比于3英尺的旧线。因此，用户可以在相同的旅行长度下购买更少的电线。

新电源线还提供了有助于更长生命周期的优势。旧橡胶帘线对钢支撑绳的摩擦系数高（COF），导致它过早地拖出并磨损。新的Cytrel-夹克绳索，具有较低的COF，平滑地滑过支撑线以进行更长的寿命。

许多工程师都很熟悉这样一个概念，即表面上昂贵的材料升级实际上可以降低生命周期成本。只要记住它也适用于线圈线。

维修公司。
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《华盛顿邮报》巧妙的线圈设计提高了可靠性第一次出现在电线和电缆头．

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