Conceção, fabrico, cálculo do comprimento e precauções dos cabos em espiral

 

1. O que é um cabo em espiral?

 

Um cabo em espiral, também conhecido como cabo em espiral retrátil ou cabo em espiral, é um tipo de cabo elétrico que pode esticar-se e retrair-se como uma bobina.

O protótipo do cabo de bobina é, na realidade, um cabo reto. O cabo reto é enrolado à volta de uma barra de tamanho fixo por enrolamento, e as pinças de ambos os lados são utilizadas para prender o fio. De seguida, é colocado no forno e cozido durante um determinado período de tempo. É retirado para formar um cabo em espiral.

 

2. Cálculo do comprimento real de um cabo enrolado

 

 

1. Determinar a estrutura:

 

Compreender o número de secções em espiral e de secções rectas que constituem o cabo em espiral.

 

 

2. Medir os parâmetros da bobina:

 

 

Comprimento da bobina: é necessário ter em conta o comprimento da parte enrolada, a partir de um cabo enrolado de um PC

L=350mm

 

ID da bobina: Medir a parte enrolada OD=15mm este parâmetro determina o OD da vara de fixação

 

OD da bobina: Medir a parte enrolada OD=25mm

 

OD do cabo: Medir o OD do cabo 5,0 mm

 

Depois, podemos calcular quantas bobinas tem a parte enrolada do cabo. Utilizar o comprimento da parte enrolada/Comprimento do fio OD 350/5.0=70 bobinas

 

Contando o comprimento de 1 bobina = πD= 3,14 X (25mm-5,0mm)=62,8mm ( porque não podemos usar o diâmetro externo máximo para contar a circunferência )

 

1 bobina 62,8 mm X 70 bobinas = 4396 mm + o comprimento de ambas as extremidades é o comprimento real do cabo de um PC

 

Note-se que o método de medição é relativamente simples e intuitivo, mas pode apresentar alguns erros. O método de cálculo da fórmula requer uma medição exacta dos parâmetros estruturais do cabo em espiral, e o resultado calculado é apenas uma aproximação. Em cálculos práticos, escolha o método adequado com base na situação específica.

 

 

 

4. A orientação da parte reta do cabo em espiral em ambos os lados

 

 

As principais direcções de saída dos cabos em espiral são as seguintes

 

I. Saída reta - 180 graus com a parte da bobina

 

O cabo em espiral sai diretamente de uma extremidade. Esta direção de saída é a mais comum e intuitiva, adequada para situações que exijam uma disposição espacial cuidada, como os cabos de dados para produtos electrónicos que saem diretamente da lateral do dispositivo para facilitar a ligação a equipamentos externos.

 

 

II. Saída multiangular - Vertical com a parte da bobina

 

Saída oblíqua: O Coiledcable estende-se num determinado ângulo oblíquo. Em alguns cenários de utilização especiais, devido à colocação do dispositivo ou aos requisitos de utilização, o cabo em espiral pode ter de sair obliquamente para se adaptar melhor às limitações de espaço ou aos hábitos de funcionamento.

 

Saída curva: O cabo em espiral pode apresentar uma certa forma curva à medida que se estende. Por exemplo, em alguns dispositivos portáteis, o cabo em espiral pode sair de forma curva para se adaptar às curvas do corpo humano ou à estrutura especial do dispositivo, garantindo a estabilidade da ligação e o conforto de utilização.

 

 

5. Processo de fabrico de cabos enrolados

 

O processo de fabrico dos cabos em espiral varia em função dos materiais e da utilização prevista. O processo geral é o seguinte:

 

Preparação do material:

 

Selecionar materiais de revestimento do fio adequados, como TPR/TPE/PU/PVC, juntamente com bobinas e outros acessórios.

 

Embrulho:

 

Enrolar o fio à volta de uma haste de enrolamento, prestando atenção ao aperto e à uniformidade do enrolamento.

 

Cozinhar:

 

Colocar a vareta enrolada numa câmara de cozedura para definir a forma do fio. A temperatura e o tempo de cozedura dependem do material e das especificações do fio.

 

 

 

Arrefecimento:

 

Retire o cabo em espiral cozido e deixe-o arrefecer. Isto pode ser feito através de arrefecimento natural ou arrefecimento forçado com uma ventoinha ou outro equipamento.

 

Inversão de marcha:

 

Inverter o cabo em espiral arrefecido para aumentar a sua elasticidade e durabilidade.

 

Segunda cozedura:

 

Volte a colocar o cabo enrolado invertido na câmara de cozedura para continuar a cozer, a fim de fixar a forma do arame.

 

Arrefecimento e modelação:

 

Retire o cabo enrolado cozido e deixe-o arrefecer e adquirir a sua forma final. Isto pode ser feito através de arrefecimento natural ou forçado com uma ventoinha ou outro equipamento.

 

Testes:

 

Testar o cabo enrolado acabado, incluindo testes de tração, testes de elasticidade e testes de durabilidade, para garantir que a sua qualidade cumpre os requisitos.

 

É importante notar que o processo de fabrico dos cabos enrolados exige um controlo rigoroso de parâmetros como a temperatura, o tempo e a pressão para garantir a qualidade e o desempenho. Devem também ser tomadas precauções de segurança durante o processo de fabrico para evitar acidentes.

 

 

6. As principais vantagens dos cabos em espiral são:

 

Retractilidade:

 

Podem ser esticados em diferentes comprimentos conforme necessário e retraem-se automaticamente quando não estão a ser utilizados, poupando espaço e tornando-os fáceis de transportar e armazenar. Por exemplo, quando se utilizam auscultadores ou cabos de dados, evitam o emaranhamento e são fáceis de guardar.

 

Alta durabilidade:

 

Fabricados com materiais de alta qualidade e com um design estrutural razoável, podem suportar uma certa quantidade de força de tração e ciclos de flexão, não são facilmente danificados e têm uma longa vida útil. São particularmente adequados para dispositivos de ligação que são frequentemente deslocados ou utilizados.

 

Flexibilidade:

 

Podem adaptar-se a diferentes ambientes de utilização e ângulos de flexão, não se partem facilmente e podem ser utilizados de forma flexível mesmo em espaços estreitos ou cenários de utilização complexos.

 

Vasta gama de aplicações:

 

Devido às suas propriedades únicas, os cabos em espiral são amplamente utilizados em dispositivos móveis, como automóveis, máquinas e instrumentos, bem como em equipamento mecânico, dispositivos electrónicos, construção mineira, instalações aeroportuárias e outros campos. Nestes domínios, a elevada capacidade de estiramento e a resiliência dos cabos em espiral fazem deles a escolha ideal, especialmente quando os cabos têm de ser frequentemente dobrados, esticados ou sujeitos a tensões mecânicas.

 

 

 

7. Seleção da bainha exterior do cabo enrolado: PVC, TPE, TPU - Descrição das vantagens e desvantagens

 

Nos cabos enrolados, os materiais de revestimento exterior PVC, TPE e TPU têm as suas vantagens e desvantagens. Aqui está uma introdução detalhada:

 

PVC (cloreto de polivinilo)

 

Bom retardamento de chama e isolamento: Previne eficazmente problemas de segurança, como incêndios provocados por curto-circuitos, garantindo uma utilização segura, e é normalmente utilizado para o revestimento de fios e cabos. Por exemplo, nos cabos normais de ligação de aparelhos de interior, os cabos em espiral de PVC proporcionam uma boa proteção de isolamento.

 

Boa resistência a ácidos e óleos: Pode resistir à corrosão provocada por ácidos, óleos e outras substâncias químicas até um certo ponto, tornando-o adequado para ambientes que possam entrar em contacto com produtos químicos moderados. Por exemplo, é frequentemente utilizado em cabos de ligação de equipamentos perto de produtos químicos não altamente corrosivos em fábricas.

 

Fácil de processar e modificar, baixo custo: Tecnologia de processamento relativamente simples, e a sua flexibilidade e dureza podem ser ajustadas através da adição de diferentes plastificantes para satisfazer diferentes necessidades. O preço da matéria-prima é relativamente baixo, reduzindo os custos de produção. Por exemplo, na produção em grande escala com requisitos de controlo de custos elevados, os cabos enrolados em PVC são uma escolha mais económica.

 

TPE (elastómero termoplástico), TPU, PE

 

Vantagens

 

Excelente elasticidade e resistência à abrasão:

 

Tem uma excelente resiliência, pode regressar rapidamente à sua forma original após ser esticado ou dobrado e tem uma boa resistência à abrasão, permitindo uma utilização a longo prazo sem perda de desempenho. É muito adequado para cabos em espiral que requerem alongamento e dobragem frequentes, tais como cabos para auscultadores e cabos de dados.

 

Textura suave:

 

Textura suave, confortável ao toque, adaptável a várias formas e condições de esforço e não causa desconforto durante a utilização.

 

Boa resistência química:

 

Resiste à corrosão de vários solventes, combustíveis e produtos químicos, tem boa estabilidade e é adequado para ambientes que podem entrar em contacto com diferentes produtos químicos.

 

Baixa retração:

 

Baixa taxa de contração, adequada para a produção de produtos de alta precisão, e pode garantir a estabilidade dimensional e a consistência dos cabos enrolados.

 

Tecnologia de processamento simples:

 

Pode ser processado através de vários métodos, como moldagem por injeção, extrusão e calandragem, resultando numa elevada eficiência de produção e em custos de processamento relativamente baixos.

 

 

8. Qualidade dos cabos enrolados

 

A qualidade dos cabos em espiral pode ser avaliada com base nos seguintes aspectos

 

I. Qualidade do aspeto

 

Material da bainha exterior: As bainhas dos cabos em espiral de alta qualidade devem ser lisas, sem defeitos óbvios e sem granulação. As bainhas de PVC devem ter uma cor uniforme e estar isentas de pontos negros ou impurezas. As bainhas de TPE e TPU devem ter boa elasticidade e suavidade e uma superfície lisa.

 

Uniformidade do diâmetro do fio: O diâmetro do fio deve ser uniforme e consistente, sem espessuras irregulares. Isto não só afecta o aspeto como também está relacionado com a estabilidade do desempenho do cabo espiralado.

 

Qualidade do conetor: O conetor deve ser firme, seguro e bem ligado ao corpo principal do cabo em espiral. Os conectores de metal devem estar isentos de ferrugem e oxidação e os conectores de plástico devem estar isentos de fissuras e deformações.

 

II. Qualidade do desempenho

 

Retractilidade: Esta é uma caraterística fundamental do desempenho dos cabos em espiral. Os cabos em espiral de alta qualidade devem ter um bom desempenho de retração, ser capazes de se esticar facilmente até ao comprimento pretendido, regressar rapidamente à sua forma original após a libertação e manter o desempenho após vários esticões.

 

Elasticidade: Os cabos em espiral com boa elasticidade não se deformam facilmente durante a utilização e podem manter um comprimento e uma forma estáveis. A qualidade da elasticidade pode ser avaliada esticando o cabo em espiral e observando a sua velocidade e grau de ressalto.

 

Durabilidade: Inclui a resistência à tração, o desempenho de flexão e a resistência à abrasão. Deve ser capaz de suportar uma determinada quantidade de tensão e flexão sem se partir, e a bainha exterior não deve desgastar-se facilmente sob utilização e fricção frequentes.

 

Condutividade: Se o cabo em espiral for utilizado para transmitir corrente ou sinais, deve ter uma boa condutividade. A condutividade pode ser avaliada medindo o valor da resistência para determinar se cumpre os requisitos.

 

Em suma, a qualidade dos cabos em espiral pode ser avaliada através de uma análise exaustiva do seu aspeto, desempenho e segurança. Ao escolher cabos em espiral, selecione produtos fiáveis com base nas necessidades reais para garantir a eficácia e a segurança.