Una macchina cordatrice funziona ruotando le bobine di svolgimento attorno all'asse del cavo mentre il cavo viene tirato in avanti a una velocità controllata. Ogni giro avvolge i fili in entrata elicoidale attorno al fascio già raccolto sulla piastra di avvolgimento e il rapporto tra velocità di trazione e velocità di rotazione fissa la lunghezza di avvolgimento, l'unico valore che decide se il conduttore finito è flessibile, rotondo ed elettricamente ripetibile.
Tutto il resto della macchina esiste per proteggere questo rapporto: anche la tensione di ritorno, un rotore o gabbia rigida, una matrice di chiusura che definisce il punto di cordatura e un riavvolgitore che avvolge il conduttore finito senza allungarlo. Comprendi questi quattro lavori e potrai giudicare se una qualsiasi macchina cordatrice è adatta al tuo cavo.
Cosa fa una macchina cordatrice: una definizione operativa
Una cordatrice è un'apparecchiatura per la produzione di cavi che prende due o più fili o nuclei isolati da bobine di alimentazione rotanti e li dispone in un assieme elicoidale con una lunghezza di avvolgimento definita e una direzione di avvolgimento definita.
Non è la stessa cosa di un mazzetto. Un raggruppatore unisce i fili senza torcerli all'indietro e consente loro di trovare la propria disposizione. È veloce ed economico e perfettamente adeguato per cavi brevi e flessibili. Uno strander controlla deliberatamente l'elica: ogni filo ha una posizione nota, una velocità di torsione nota e una direzione nota. Questo controllo è il motivo per cui i conduttori a trefoli mantengono la loro rotondità, perché le coppie di dati mantengono la loro simmetria elettrica e perché il decimo chilometro di conduttore si comporta allo stesso modo del primo.
Qualunque sia la dimensione della macchina, i compiti meccanici non cambiano mai: ruotare l'alimentazione, mantenere uniforme la tensione, chiudere i fili in un punto fisso e avvolgere il risultato senza deformarlo. Le differenze tra i tipi di macchina sono semplicemente risposte diverse alla domanda su come ruotare l'alimentazione senza stressare il filo.
Il ciclo di lavoro, passo dopo passo
Il ciclo viene eseguito in un ordine fisso e ogni fase vincola quella successiva. Se una qualsiasi fase è instabile, la lunghezza dell'avvolgimento varierà anche se la velocità del motore non è cambiata.
- Pay-off e tensione. I fili lasciano le bobine montate all'interno del rotore, dell'arco o della gabbia. La tensione è mantenuta da attriti meccanici, freni pneumatici o rulli ballerini, e nella buona pratica rimane entro una piccola percentuale del valore impostato dalla bobina piena a quella vuota.
- Rotazione. Il rotore gira ad un numero di giri prestabilito. Una macchina ad arco singolo aggiunge una torsione per giro. Una macchina a doppio arco trasporta due bobine sui lati opposti del rotore, quindi un giro aggiunge due torsioni e la produzione raddoppia all'incirca alla stessa velocità.
- Chiusura. Tutti i fili convergono su una piastra di collegamento o su una matrice di chiusura a valle del rotore. La distanza tra l'ultima guida e questo punto di chiusura determina la gradualità con cui i fili vengono piegati nell'elica, e quindi quanto viene lavorato il conduttore.
- Prendere. Un argano tira il filo alla velocità della linea e una bobina lo avvolge con una tensione controllata. La trazione è solitamente fornita da un traino anziché dalla bobina stessa, in modo che il diametro della bobina non modifichi l'avvolgimento.
- Torsione all'indietro. Nelle macchine a torsione all'indietro ciascuna bobina ruota anche attorno al proprio asse in direzione opposta. Ciò annulla la maggior parte della torsione che l'azione di cordatura esercita su ogni singolo filo, che è ciò che impedisce alle coppie isolate e ai conduttori sottili e flessibili di reagire dopo aver lasciato lo stampo.
L'aritmetica che lo lega insieme è breve. La lunghezza della posa in millimetri equivale alla velocità della linea in mm al minuto divisa per le rotazioni al minuto e le rotazioni al minuto equivalgono al numero di giri del rotore moltiplicato per il numero di archi. Una macchina a doppio arco 1250 a 600 giri produce 1200 torsioni al minuto; a 60 m/min, o 60.000 mm/min, che produce una lunghezza di stesura di 50 mm. Cambiando uno dei due numeri, anche la disposizione cambierà con esso: ecco perché le rampe di velocità durante l'avvio sono una fonte comune di sezioni morbide o irregolari.
Lunghezza dell'avvolgimento, direzione dell'avvolgimento e torsione all'indietro: i parametri che contano
Solo una manciata di impostazioni cambiano effettivamente il conduttore e interagiscono. Regolarne uno senza guardare gli altri è il modo in cui iniziano la maggior parte dei problemi di spiaggiamento.
| Parametro | Cosa controlla | Nota pratica |
|---|---|---|
| Lunghezza di posa | La distanza percorsa dal cavo durante una torsione completa | La posa corta aggiunge flessibilità e resistenza alla fatica; la lunga posa riduce le perdite e le diafonia nei cavi dati |
| Direzione laica | Se l'elica corre a sinistra (S) o a destra (Z) | Le direzioni di posa opposte sugli strati successivi impediscono al conduttore di srotolarsi e facilitano la terminazione |
| Rapporto di torsione posteriore | Quanta controrotazione riceve ciascuna bobina | Troppo poco lascia una torsione residua; troppo può allentare il filo all'interno della matrice |
| Velocità del rotore | Torsioni al minuto, quindi produzione ad una determinata velocità di linea | Limitato dalla massa della bobina, dallo spostamento d'aria e dalla qualità dei cuscinetti piuttosto che dalla trasmissione |
| Velocità della linea | La velocità di trazione attraverso la macchina | Abbinato a giri definisce il lay; le rampe devono essere coordinate con il rotore |
| Tensione di ripagamento | Posizione del filo all'interno del filo | La tensione irregolare provoca la gabbia degli uccelli, la variazione del diametro e la sporgenza del nucleo |
| Fattore di riempimento e dimensione della fustella | Quanto strettamente i fili si impacchettano nella sezione trasversale | I conduttori compattati tipicamente corrono intorno a 0,9; un dado sovradimensionato lascia il filo sciolto |
Come funzionano i principali tipi di cordatrici
Il tipo di macchina deriva da tre domande: quanto è grande il conduttore, quanto deve essere flessibile e quanta potenza è necessaria. Il principio di funzionamento è identico in tutti; cambia solo il modo in cui vengono trasportate le bobine.
Incagliatori a doppio arco: due torsioni per giro
In una macchina a doppio arco le bobine si trovano all'interno di un rotore a forma di arco. Ogni mezzo giro dell'arco trasporta una bobina attorno all'asse del cavo, quindi un giro completo produce due torsioni. Ecco perché queste macchine dominano per conduttori medi e fini dove la resa conta: una cordatrice a doppio arco 1250 può raggiungere velocità di torsione molto elevate mantenendo il percorso del filo delicato. Il compromesso è che l'arco deve essere bilanciato con precisione, perché ad alta velocità qualsiasi squilibrio si manifesta immediatamente come variazione della lunghezza del laccio e ondulazione della tensione.
1250 Cordatrice a doppio arco per la produzione di nuclei di cavi La cordatrice a doppio arco 1250 attorciglia conduttori e fibre in nuclei di cavi, offrendo due torsioni per giro con tensione bilanciata per fili medi e sottili. Visualizza il prodotto → Coppia di cordatori a torsione posteriore: costruiti per dati e nuclei flessibili
Una coppia di trefoli a torsione all'indietro fa ruotare ciascuna bobina contro la direzione del rotore principale. I singoli conduttori isolati arrivano quindi al punto di chiusura quasi senza torsione immagazzinata, il che è più importante per i cavi LAN e dati, il cavo del braccio robotico e il cavo della catena portacavi. Esistono versioni orizzontali e verticali perché la disposizione del negozio e il percorso dei cavi decidono quale si adatta: una macchina orizzontale si adatta a percorsi di decollo lunghi e diritti, mentre un telaio verticale consente di risparmiare spazio sul pavimento e gestisce nuclei leggeri e sottili. Impostando il rapporto di torsione posteriore in modo errato, la coppia si aprirà dopo la fustella oppure si girerà su se stessa nel processo successivo.
Macchina cordatrice per coppie Back-Twist orizzontale/verticale per cavi dati Una macchina svolgitrice e torcitrice a torsione posteriore per nuclei di cavi dati isolati; la controrotazione riduce la torsione immagazzinata prima della chiusura, supportando il lavoro Cat-5/6 e HDMI 2.1. Visualizza il prodotto → Incagliatori planetari: tante bobine, minimo stress
Una cordatrice planetaria trasporta le sue bobine in una grande gabbia che ruota nel suo insieme, quindi ciascuna bobina mantiene un orientamento fisso rispetto al cavo. Il percorso del cavo è lungo e delicato, che è esattamente ciò di cui hanno bisogno i conduttori di potenza di grandi dimensioni, i conduttori a forma di settore e i gruppi di cavi in acciaio o alluminio. La macchina è più lenta di una cordatrice ad arco, ma gestisce bobine pesanti, sezioni trasversali di grandi dimensioni e materiali che non tollerano piegature brusche. È anche la scelta abituale quando il filo deve rimanere metallurgicamente indisturbato.
Cordatrice di tipo planetario per cavi complessi di precisione Cordatrice planetaria con bobine montate su gabbia per percorsi delicati, adatta a conduttori di potenza di grandi dimensioni e cavi complessi di precisione che richiedono simmetria geometrica e bassa coppia residua. Visualizza il prodotto → I trefoli singoli e tripli a sbalzo colmano le lacune alle due estremità della gamma. Una trefolatrice singola a sbalzo è compatta e facile da infilare, adatta a tirature brevi e cambi frequenti. Una trefolatrice tripla esegue tre operazioni di torsione in un unico passaggio attraverso la macchina, il che rappresenta un modo pratico per costruire un conduttore stretto e compatto senza far passare il cavo attraverso tre linee separate.
Il principio di funzionamento alla base di tutti questi è esposto in modo più approfondito in questo articolo guida completa alle macchine cordatrici per cavi , compreso il modo in cui la lunghezza dell'avvolgimento interagisce con ciascuna famiglia di macchine.
Quando i parametri di lavoro vanno male
La maggior parte dei guasti da spiaggiamento sono riconducibili a una delle cinque cause e il sintomo di solito punta direttamente alla causa.
- Gabbia per uccelli, dove i fili si aprono tra la fustella e l'avvolgimento, significa quasi sempre che la tensione di svolgimento non è uniforme o che una bobina viene trascinata.
- Sezioni sciolte o morbide in un conduttore altrimenti buono di solito provengono da una rampa di velocità durante l'avvio o da una bobina che ha raggiunto la fine e ha perso tensione.
- Lunghezza di avvolgimento irregolare lungo la bobina indica lo slittamento del cabestano, una cinghia di traino usurata o una tensione di avvolgimento che aumenta man mano che la bobina si riempie.
- Svolgimento del conduttore dopo la filiera indica una torsione all'indietro troppo piccola o una direzione di posa che va contro lo strato successivo.
- Fili appiattiti o segnati sono un problema della matrice: una matrice di chiusura troppo stretta, una guida intaccata o un percorso del filo che si piega troppo bruscamente vicino al rotore.
Abbinamento della macchina al cavo costruito
Lo stesso principio produce macchine molto diverse a seconda del cavo. Questa è la parte che vale la pena verificare rispetto al tuo elenco di prodotti prima di specificare qualsiasi cosa.
| Cavo o conduttore | Configurazione tipica | Perché si adatta |
|---|---|---|
| Braccio del robot e cavo della catena portacavi | Trefolatore a coppia con torsione all'indietro, avvolgimento corto, rapporto di torsione posteriore alto | I nuclei flessibili necessitano di una bassa torsione residua per sopravvivere a milioni di cicli di flessione |
| Cavo LAN e dati | Cordatrice a coppia con torsione posteriore con tolleranza di avvolgimento ridotta | La geometria della coppia deve rimanere stabile per evitare che diafonia e deriva dell'impedenza |
| Cavo per autoveicoli ed EV | Cordatrice a doppio arco con matrice di compattazione | Elevato rendimento su sezioni trasversali medie, diametro costante per l'isolamento |
| Conduttore del settore del cavo di alimentazione | Incagliatrice planetaria con gabbia grande | Bobine pesanti e sezioni trasversali di grandi dimensioni necessitano di un percorso del filo lungo e delicato |
Domande frequenti
Qual è la differenza tra arenamento e raggruppamento?
La cordatura controlla deliberatamente sia la lunghezza che la direzione dell'avvolgimento, quindi la geometria del conduttore è definita e ripetibile. Il raggruppamento consente ai fili di assumere la propria disposizione casuale senza torsione all'indietro, il che è più veloce ed economico ma fornisce un conduttore meno rotondo e meno prevedibile.
Come calcolo la lunghezza di posa?
Dividere la velocità della linea per le rotazioni al minuto. Poiché una macchina a doppio arco aggiunge due torsioni per giro, le sue torsioni effettive al minuto sono il doppio del numero di giri del rotore: ricorda questo fattore prima di confrontare due macchine sulla carta.
Perché un conduttore a trefolo si srotola dopo aver lasciato la filiera?
I fili portano ancora la torsione immagazzinata dall'azione di torsione. La torsione posteriore ne rimuove la maggior parte. Se il filo si apre o ritorna indietro, aumentare gradualmente il rapporto di torsione posteriore e controllare la direzione di avvolgimento dello strato successivo.
Una macchina cordatrice può gestire sia conduttori rigidi che flessibili?
Solo entro certi limiti. È possibile eseguire entrambe le macchine per la torsione all'indietro, ma la lunghezza di avvolgimento e il rapporto di torsione all'indietro necessari per un cavo flessibile sono molto diversi da quelli di un conduttore di alimentazione compatto. In pratica la maggior parte degli impianti divide il lavoro tra una cordatrice a coppia di torsione posteriore e un arco o una macchina planetaria piuttosto che scendere a compromessi su uno di essi.
Il principio di funzionamento di una cordatrice non cambia mai: ruotare l'alimentazione, mantenere una tensione uniforme, chiudere i fili in un punto noto e tirare il risultato ad una velocità che fissa l'avvolgimento. Ciò che cambia è il modo in cui vengono trasportate le bobine e quell’unica decisione progettuale determina le dimensioni dei conduttori, i materiali e i livelli di flessibilità che una macchina può servire. Abbina prima questa decisione alla tua lista di cavi e le impostazioni dei parametri diventeranno una questione di messa a punto di routine piuttosto che di congetture.
Newtopp costruisce apparecchiature per cavi dal 2004, coprendo linee di estrusione, cordatura e nastratura da un'unica base di produzione, il che aiuta quando un conduttore deve passare dalla trefolatrice al processo successivo senza che le tolleranze si spostino tra i fornitori.
