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用途
导电材料
结构
软硬
外形
架空绞线
电力输配
铝、铝合金、铜
同心层绞、特殊
硬
圆、紧压圆形
软绞线
电气设备连接
铜
同心层绞及复绞
软
圆形
专用绞线
专用
硬、软
圆形线芯
电线电缆
同心层绞、束绞、同心复绞
软、半硬
异形线心
塑料及油纸力缆
特殊
扇形、紧压扇形、空心
表2-1中几种结构形式的区分如下：
1）同心层绞这是绞线最基本的结构形式。
构成绞线的单线是一层一层有秩序地绞合在绞线中心的周围，相邻绞层绞向相反。
绞线中心可由单根或几根单线组成，最常见的是单根圆线。
同心层绞又称为正规绞合，其优点是结构稳定，几何尺寸容易表达，缺点是材料利用系数低。
2）束绞构成绞线的各根单线虽然也是绞合在绞线中心周围，但各单线的绞向都相同，很难分出层次，单线排列也不是很有秩序。
这种结构常用于根数很多的细单线的绞合。
用束绞方法制成的称为束线。
束绞也称为束制或非正规绞合。
其优点是柔软性好，材料利用系数高，缺点是结构不规正，几何尺寸不容易表达。
3）同心复绞绞合形式与同心层绞相同，所不同的是以股线代替同心层绞中的单线。
股线为同心层绞的绞线或束线。
4）特种结构不属于上述三种的其他结构。
二、绞线产品的基本特性
绞线的性能基本取决于构成绞线的单线性能和绞线的结构。
通常，绞线的性能可按单线性能数据加以计算，一般不作测试；
只有对特定线路用的架空绞线才进行一些电气、物理、机械或其他性能方面的测试。
单线的主要性能，在电气方面有电阻系数（电阻率）、电阻温度系数等；
物理机械方面有抗拉强度、伸长率、弯曲性能等。
用于特定线路上的架空绞线，根据情况，在电气方面常进行电晕试验及载流量的测定等；
在物理机械方面则有总拉断力、弹性系数、热膨胀系数的测定和蠕变及耐振动试验等。
但其基本特性归纳如下：
1、柔软性
广义上说，金属线越细，柔软性越好。
绞线由许多细金属线构成，因此比较柔软。
但是，绞线的柔软性与绞合时所选的工艺参数有大的关系。
例如两根绞线的结构和直径都相同，而绞合参数不同，则两根绞线的柔软性是有差异的。
B
A
图2-1平行线束和绞线的弯曲情况
图2-1是平行线束和绞线弯曲时的情况。
平行线束在弯曲时，线束轴线外侧的单线受到张力，内侧单线受到压力，二者都对弯曲产生阻力；
与此同时，承受张力的单线会压入线束之中，而承受压力的单线则导致曲折。
当线束恢复至平直时，外侧单线应被延伸而隆起，内侧单线又被拉直。
所以，平行线束由弯曲到复原过程中，各单线都受到一此弯曲变形。
而绞线在弯曲时，由于每一单线不是处在与绞线轴线平行的位置，并成螺旋状绕在绞线的轴线周围。
因此，每根单线在弯曲时，同时承受到张力和压力，这两种力借助单线的移动而消除，单线不会有隆起、曲折的现象。
绞线弯曲时的阻力，主要是单线之间移动时的摩擦，它比平行线束弯曲时的阻力要小得多。
从图2-1还可以看出，绞线同一绞层的节距越小，单线的移动距离越短，有利于绞线的弯曲；
内绞层离绞线轴线的距离比外绞层近，受拉和受压的程度及单线移动就小，弯曲也就容易些。
归纳这些情况，可以得出绞线的柔软性与下列因素有关：
1）同样截面的绞线，所用单线根数越多即单线越细，柔软性越好；
2）结构相同的绞线，一般情况下，相应绞层的节距越小越柔软。
但节距过小，节距比过于接近该绞层的最小节距比值，虽使但线绞合得很密实，可是弯曲时单线的移动阻力会增加，反而不利于柔软性的提高。
3）要使单线更加柔软，可以采用复绞。
复绞线的柔软性除与上述因素有关外，还与股线节距与复绞节距之比有关，比值越大越柔软。
总之，对绞线的柔软性，应从各方面综合考虑。
在满足使用要求的前提下，要考虑到材料、工艺、成本和劳动生产率等各种因素，使生产出的绞线技术性能可靠，又经济合理。
2、绞线的可靠性
单线在制造过程中由于受到材料性能、工艺方法及生产条件的限制，将会出现一些缺陷，这些缺陷极大地影响单线的可靠性。
而绞线是由多根单线构成的，单线上的缺陷几乎不可能全部集中在绞线的同一处，故对绞线的性能影响较单根导体要微弱地多。
3、绞线的强度
同一截面的单根导线与多根导线绞合的绞线相比较，绞线中的单线直径比绞线同截面的单根导体直径小得多。
在使用同样杆材的情况下，小线径经受的变形程度高于大线径的变形，因而其强度也高。
经绞合后引起的强度损失较小，约5%。
另外线材经接头后强度将会下降，但绞线中的单线接头按工艺要求都要错开一定的距离，而单线无法做到这一点，所以这也是绞线强度高于单线的又一原因。
4、绞线的稳定性
绞线的稳定性不如单线，其原因是：
绞线中的每根单线都与绞线轴向成一定角度，使绞线在生产、敷设及使用过程中受到张力后，产生旋转，造成各根单线松散。
绞线中各层单线，如都按一个方向绞合，上述现象就更为严重，而且未被拉紧的绞线很容易卷曲，增加架设等工作困难；
同时，外一层的单线也容易嵌入其内一层的单线缝隙中，破坏原有结构。
所以，束线不单独用作裸电线。
又如有钢芯的绞线，若各层采用同一绞向，还会增加单线中的电能损耗，绞线的电气性能恶化；
若各层采用不同绞向，不但可提高稳定性，而且电能损耗也会减少。
对于相邻层绞向相反的绞线，层数增加，剩余扭转力矩减小，所以绞线层数越多，稳定性越好。
在复绞线中，股线的绞向与复绞方向相反，对提高绞线的稳定性也相当有利。
第三节绞线用材料和半成品
绞线用的材料有镀锌钢丝、镀铝钢丝、电工圆铝线、电工圆铜线和铝合金线等。
电线电缆的导体多采用电工圆铝线，因在同等导电功能情况下，特别是高压远距离大容量输电，铝更为经济。
目前国际上已开始大量采用铝合金。
铜导体在架空线路中用得很少，只在特殊条件下采用，但在电线电缆导电线芯中还是采用钢导体和铝导体两种材料。
镀锌钢丝及镀铝钢丝在绞线中是用来增加绞线机械性能，为了改善钢的抗腐蚀性能，一般在钢丝表面镀锌或镀铝。
铜绞线采用电工圆铜线，有的品种为了改善铜线的抗腐蚀性能和物理性能，在电工圆铜线上镀锡、镀银。
为了改善电缆导电线芯的柔软性和导电性，通常以减小单线直径，增加导线的根数，再进行束制、复绞、正规绞合等工艺。
由于单线在拉制过程中，加工硬化使机械强度增大，伸长率下降。
冷加工后铜单线不能完全满足电线电缆导电线芯的性能要求，因此必须采用韧炼的方法，即中间退火方法来满足工艺及电缆性能要求。
一、镀锌钢丝
镀锌钢丝应符合GB3428《镀锌铝绞线用钢丝》标准。
镀锌钢丝的尺寸偏差应符合表3-1，其机械性能应符合表3-2。
表3-1镀锌钢丝尺寸及偏差
钢丝直径mm
尺寸允许偏差mm
≤2.00
＞2.00
±
0.04
2%d
表3-2镀锌钢丝的机械性能
钢丝直径
mm
抗拉强度
≥MPa
1%伸长时应力
伸长率L=200
≥%
扭转次数
次/3600
1.25~2.25
2.26~3.00
133.6
119.5
116
4
18
镀锌钢丝应无裂纹，无氧化皮，镀层厚度均匀、光滑，没有与良好工业品不相称的其他缺陷。
二、电工圆铝线
铝绞线、钢锌铝绞线和电缆线芯用圆铝线应符合GB3955《电工圆铝线》标准中H9状态的LY9型的硬铝线的规定。
1、尺寸偏差
圆铝线垂直于轴线的同一截面上测得最大和最小直径之差，应不超过标称直径偏差的绝对值，并符合表3-3的规定。
表3-3圆铝线的线径公差
标称直径dmm
偏差±
mm
0.300~0.900
0.910~2.490
2.50以上
0.013
0.025
1%d
2、机械性能
圆铝线的机械性能应符合表3-4
直径mm
抗拉强度≥MPa
1.26~1.50
1.51~1.75
1.76~2.00
2.01~2.25
2.26~2.50
2.51~2.75
2.76~3.00
193
188
184
180
176
173
169
3、电气性能
圆铝线的电阻率应不大于0.028264Ω.mm2/m，电阻温度系数0.00403℃/1。
4、外观
圆铜线表面应光洁，不得有与良好工业品不相称的任何缺陷。
三、电工圆铜线
电工圆铜线应符合GB3953《电工圆铜线》标准。
1、圆铜线型号
TR——软圆铜线；
TY——硬圆铜线；
TYT——特硬圆铜线
2、圆铜线直径偏差应符合表3-5
表3-5直径偏差
标称直径dmm
偏差±
mm
0.026~0.125
0.126~0.400
0.401~6.00
0.003
0.004
圆铜线垂直于轴线的同一截面上测得的最大和最小直径之差应不超过标称直径偏差的绝对值。
3、机械性能
电工圆铜线的机械性能应符号表3-6的要求。
表3-6机械性能
标称直径mm
TR型
TY型
TYT型
伸长率%≥
抗拉强度MPa≥
伸长率%≥
抗拉强度Mpa≥
0.10
0.25
0.30
0.45
0.68
1.12
1.76
2.00
2.24
2.50
10
15
20
25
421
419
417
415
410
403
400
398
395
--
0.5
0.7
0.8
443
440
438
435
4、电性能
圆铜线的电阻率应符合表3-7的要求，计算时，20℃时的铜线密度为8.89g/cm3，线膨胀系数为0.0000171/℃。
型号
电阻率ρ20Ω.mm2/m
电阻温度系数1/℃
2.00mm以下
2.00mm以上
TR
TY、TYT
0.017241
0.01796
0.01777
0.00393
0.00377
0.00381
5、外观
圆铜线表面光洁，无氧化、发红发黑发粘现象，无机械损伤等，上盘的产品排线应平整，无满、乱、偏、紧、松等现象。
第四节绞合设备
裸绞线和绞合线芯可概括为绞线和束线两种形式。
绞线机和束线机是生产裸电线和绞合线芯的两种主要绞合设备。
绞线机主要制造绞线，也可制造束线或束线形式的产品，束线机专供制造束线。
在单线根数很少时，例如7根单线的束制，也可达到绞线的要求。
一、绞合设备原理和组成
绞合设备的基本原理如图4-1所示。
要使单线以一定的螺旋升角（或节距）进行绞合，绞合设备必须满足以下要求：
一是使所有单线围绕设备的中心轴作旋转运动；
另一是使绞合制品作直线前进运动。
通过改变这两种运动速度的配合，即可调整螺旋升角的大小，使生产出的绞线或束线符合结构要求。
由图可见，单线1从放线盘引出，通过分线板2集中到并线模3，然后经牵引装置绕到收线盘上。
整个过程中，在设备上完成旋转与直线前进运动的部位，绞线机和束线机是各不相同的。
一般地说，绞线机上单线围绕设备中心轴的旋转运动，是在进入并线模3之前（即经放线至并线模这一段）完成的，绞线经过并线模之后仅作直线运动，收线盘只起到把绞线绕在盘上的作用。
而束线机则不同，单线围绕设备中心轴的旋转运动和束线的直线运动，都是在各单线进入并线模之后同时进行的，即收线盘使束线制品同时作两种运动，因而单线的放线盘可以安置在固定的位置上。
图4-1绞合设备原理
1——单线；
2——分线板；
3——并级模；
4——绞线
按照上述原理，绞线机和束线机的组成基本相同，都是由放线、牵引、排线与收线、拖动与传动系统以及控制系统等主要部分组成。
此外，还附有分线板、并线模（又称压模）、计米器等装置。
根据产品结构的需要。
有些绞线机尚有压型、预扭、包带、涂料等设施。
由于单线在绞线机和束线机上围绕中心轴旋转的部位不同，所以对绞线机来说，放线部分常起主要作用，而且绞线机的类型，常以放线部分的形式来命名；
对于束线机，则收线部分常起主要作用，束线机的类型，也常按它的收线部分的形式而命名。
因此，在研究绞合设备时，重点应放在绞线机的放线部分和束线机的收线部分。
但也应对绞合设备的其它部分，有较完整的了解，绞合设备的各个组成部分是一个有机的结合体，它们对整机的效率和绞合制品的质量，都会有所影响。
图4-2为一台两段笼式绞线机的结构简图，图4-3为一台双节距束线机的结构简图。
1—中心单线放线架；
2—笼内放线架；
3—绞笼；
4—并线模；
5—计米器；
6—牵引轮；
7—排线装置；
8—收线盘
图4-2笼式绞线机结构简图
虽则它们的结构组成相似，但就特征而言，可作如下粗略比较：
1）绞线机生产的绞线规格比较大，绞制时除中心1根单线外，其余单线的放线盘都放在放线部分（如绞笼），通过它的旋转使单线围绕中心单线形成绞层。
根据绞线的绞层数和每层的单线根数，一般绞线机设有几个（几段）分别旋转的放线部分，使之制成各层绞向不同的绞线，故对生产同心层绞的绞线尤为合适。
束线机生产的束线规格较小，它靠收线部分篮架或回转体的转动形成束线。
由于束线机的运转动作都在收线部分，变速机构安装在转动的篮架里，地位受到限制，这就决定了束线机只能制成一个绞向、规格较小的产品，但束制的单线根数，可根据需要灵活配置。
2）绞线机一般较长，较重，体积大，占地也大，速度则较慢；
设备每转一周只能绞出一个节距，因单线需作较大幅度的旋转，因而不能连续放线，生产效率较低。
而束线机一般较短、较轻、体积和占地则积也较小，速度则较快；
设备每转一周可绞出一个或多个节距；
因为单线的放线位置固定，不围绕设备中心轴旋转，因而可连续放线，故生产效率较高。
3）绞线机有退扭与不退扭两种结构，这对硬单线的绞合（如钢线绞合）较为合适，而且由于各绞层绞向不同，绞线的稳定性较好。
束线机无退扭结构，所有单线都是一个绞向，束线的稳定性较差，适合于制造绝缘电线电缆的导电线芯。
4）绞线机制出的产品，结构有规律，单线之间比较紧密、外形圆整、尺寸准确。
束线机制出的产品，结构规律较差，单线之间比较松弛，外形也容易变形，尺寸不很准确。
上面对绞线机和束线机的分析并非一成不变。
绞线机和束线机的形式都在不断改进，而且还在这两种基本形式的基础上发展出新型的绞合设备。
二、绞线机的常用类型
如前所述，绞线机的主体是放线部分，故绞线机的类型常以其放线部分的不同形式而加以区分。
绞线机的基本类型有两大类：
一类是放线盘带着单线围绕设备中心旋转的绞线机；
另一类是放线盘放在设备中心，而将单线引出井围绕设备中心旋转的绞线机。
按这两类绞线机放线部分的结构不同，又可分为如下几种型式：
放线盘围绕设备中心旋转的绞线机
笼式绞线机
盘式绞线机
叉式绞线机
摇篮式放线架
悬臂式放线架
放线架交错排列式
放线架一字排列式
箱形绞线机
筒形绞线机
放线盘在设备中心的绞线机
管式绞线机
无管式绞线机
一般型管式绞线机
气垫式绞线机
管外穿线式绞线机
一般型无管式绞线机
跳绳式绞线机
其中，第一类以笼式绞线机（简称笼绞机）为代表，第二类以管式绞线机（简称管绞机）为代表。
管式绞线机是从笼式绞线机发展而来，因此，笼式绞线机是绞线机的最基本的结构型式，是一种常用的绞合设备。
现有的笼式绞线机，已有一些现代化的改进，但基本结构变化不大。
在上述主要绞线机类型中，笼式绞线机一般都能退扭，也可以不退扭，盘式与叉式绞线机是无退扭的，管式与无管式绞线机都能退扭。
如果绞线机按能安置的放线盘数分，有6、12、18、24…·
·
等盘的绞线机，按放线部分个数，亦即所能绞制层数分，有一段、二段、三段等组合型式，按放线盘大小分，又有200、315、400、500、630型的设备。
此外，有些绞线机还按有无退扭、传动方式和转速快慢等来区别类型的。
像管式和无管式绞线机的放线盘是装在设备中心上，由于放线盘不围绕设备中心轴旋转，设备的旋转力矩要比笼式、盘式和叉式绞线机小得多，转速可以大为加快，故习惯上常称前者为高速绞线机，后者为低速绞线机。
通常，绞线机的外形都相当长，大多卧式布置，只有绞制规格特别小的绞线或股线用小型绞线机，才采用立式的。
绞线机因有不同结构、不同段、不同放线盘数和盘径之分，所以绞线机的名称，常把这几个因素反映出来。
例如，6＋12＋18盘400型三段笼式绞线机，就表示这种笼式绞线机有三段（三个级笼），每段上的放线盘数分别有6、12、18个，各放线盘的外径为400毫米。
管式绞线机一般都是一段的，如它能放置7个400毫米的放线盘，它就称为7盘400型管式绞线机。
各种绞线机都给予一定的设备型号，便于区别它们的具体结构。
绞合设备主要组成部分有：
放线部分：
这部分是绞合设备的主体，放线盘比较多，占设备整体的大部分。
牵引装置：
是绞合设备的拖动部分，有单牵引和双牵引两种型式，现在大多采用双牵引。
收线装置：
有单独拖动的力矩电机收线，也有机械传动的收线和滑车式收线。
拖动系统：
系指用电动机来带动机械运动的系统。
此外还有定长计米器、电气、液压、气压控制装置和分线板、压模、压型、预扭、绕包、自动停车等装置。
三、绞线机的放线
1、笼绞机的放线部分——绞笼
笼绞机的放线部分是一种笼形的结构件，通称绞笼。
它由中央空心轴（主轴）、根据需要可有6、12、18、24等等绞笼，相应绞制6、12、18、24根单线的绞层。
图4-3是能放6个放线盘的绞笼，称为六盘绞笼，它可绞制7根单线构成的绞线，中心单线从另一个固定放置的放线盘上引出，并穿过中央空心轴。
用不同盘数绞笼串列组合的笼统机，由于每个绞笼可作任意方向转动，因而能绞成相邻层不同绞向的绞线，也可使各绞笼以同向、同速转动，绞制单线根数更多的绞层，如把6、12、、18盘三个绞笼同步向一个方向转动，便可绞制36根单线的绞层。
图4-3六盘绞笼
绞笼运转时，要求不妨碍单线从绞笼中放出，因而绞笼的支承无法采用一般轴承。
通常，绞笼的支承是采用支撑轮托起笼辕的办法，如图4-4所示。
但在空心轴端部、分线板等不妨碍放线的地方，仍应采用一般轴承，这样可使绞笼稳定旋转。
笼绞机的放线架，最常见的是摇篮式放线架（图4-5），放线盘只能从摇篮上面进行装卸，因此上下线盘比较吃力。
用吊钩放入满载线盘时，由于绞笼转动位置不易掌握，特别在上好一部分线盘、绞笼处干不平衡的情况下，线盘对准放线架中心比较困难。
所以，摇篮式放线架的缺点是上下线盘不很方便。
但它比较简单，既能容纳线盘，又对绞笼结构起到加强作用。
图4-4绞笼的支承图4-5摇篮式放线架
为便于放线盘的放入，一般应使线盘的枕颈与放线架的托碗恰好相符，以利穿入线盘中心轴。
由图4-5可见，放线架与线盘轴设有锁紧装置，用弹簧3迫使销钉卡住线盘轴上的凹槽，以防绞笼旋转时因离心力的作用将线盘甩出放线架，造成事故。
笼绞机的侧面，一般有一套退扭机构，常见的退扭办法有连杆退扭和齿轮退扭等。
如果把放线架固定在绞笼的笼辕上，制出的绞线就是无退扭的。
1）连杆退扭机构
使放线架经常保持水平方位的连杆退扭机构，是根据四连杆机构的原理设计的。
根据这一原理，连杆退扭的机构如图4-6所示。
图4-6连杆传动退扭
放线架1的轴端，穿过笼辕2的轴承后，与曲柄3一端固定连接；
曲柄另一端与退扭环4通过销轴非固定连接。
退扭环的位置用导轮5固定，其中心与笼辕中心间的长度l和曲柄两端轴孔的距离相等，且都经常处于垂直方向。
只要放线架与曲柄垂直相等，放线架就能经常保持水平方位。
2）齿轮退扭机构这种机构较复杂，但可达到完全退扭和不完全退扭两种目的，本公司没有此类设备，这里不进行详述。
2、管式绞线机的放线部分
管式绞线机放线部分的外面是个管筒，称为管体或筒体。
管式绞线机一般都只有一个管体。
按放线盘数目有6、7、12、18盘等种类。
其中6与7盘都用作绞制7根单线的绞线；
采用7盘管体时，中心单线的放线盘也放在管内。
管绞机的管体一般都不像笼绞机那样将6盘、12盘、18盘三段串联在一起，主要原因是单线根数多的绞层的节距比根数少的绞层大，串连起来后，势必需将盘数多的管体转速减慢，以适应节距的需要，这样就不能发挥管绞机的生产效率。
管绞机和笼绞机相比各有特点主要表现为：
1）从绞制的范围看，笼绞机的放线部分因可多段排列，放线盘较多，一次可绞成单线根数较多的绞线
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