[實(shí)用新型]一種耐彎曲疲勞的電線

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420049864.8
• 申請日: 2014-01-26
• 公開（公告）號: CN203706697U
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙文揚(yáng);董林萍;丁銀燕;董煬鋆
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州偉峰電子有限公司
• 主分類號: H01B7/04
• 分類號: H01B7/04;H01B7/02;H01B7/18;H01B3/28;H01B7/17
• 代理公司: 杭州浙科專利事務(wù)所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種具備較高耐彎曲疲勞性能的電線，具體得說，涉及一種通過對電線線芯表面施加殘余壓應(yīng)力和一定的塑性變形形成表面硬化，并通過纖維加強(qiáng)復(fù)合材料絲線對線芯進(jìn)行纏繞加壓以維持線芯表面的殘余壓應(yīng)力和表面硬化以提高電線耐彎曲疲勞強(qiáng)度的電線。

背景技術(shù)

各種電線在經(jīng)過一定次數(shù)的彎曲后，其導(dǎo)電線芯和絕緣層不可避免會發(fā)生疲勞損壞。在如龍門吊機(jī)、礦用機(jī)械、柔性顯示器等許多機(jī)械和電子產(chǎn)品中，電線電纜的彎曲疲勞損壞是決定設(shè)備使用壽命的主要瓶頸之一。以吊車電纜為例，主要起到傳輸電能和信號監(jiān)控的作用，是決定起重運(yùn)輸機(jī)械和設(shè)備使用壽命的關(guān)鍵配套部件。在該電纜使用過程中，因受到頻繁往復(fù)移動、連續(xù)彎曲、扭轉(zhuǎn)及具有慣性拖拽的拉伸等機(jī)械應(yīng)力作用，尤其是因?yàn)榭臻g限制，吊車的電纜中間換向輪彎曲直徑較小時(shí)，由于彎曲和拉伸應(yīng)力的疊加與集中，電纜的使用壽命很難得到保證。?

對于現(xiàn)有電線電纜來說，常規(guī)橡套電纜的柔軟性、耐彎曲疲勞性欠佳，缺乏足夠的抗拉、抗壓強(qiáng)度，不適應(yīng)頻繁往復(fù)移動和連續(xù)彎曲。電纜絕緣線芯之間和各接觸件之間缺乏足夠的彎曲自由度。當(dāng)電纜線芯彎曲時(shí)，位于彎曲中心線（即中性層）上部導(dǎo)電線芯會發(fā)生拉伸變形，而下部導(dǎo)電線芯則發(fā)生壓縮變形。此時(shí)，受到拉伸的上部導(dǎo)電線芯可能會因材料疲勞而被撕裂，下部導(dǎo)電線芯可能因材料疲勞而產(chǎn)生突出和皺褶。這樣往復(fù)彎曲最終會導(dǎo)致導(dǎo)線線芯斷裂，并戳穿和損壞絕緣層。

對于受到彎曲的材料來說，對其施加適當(dāng)?shù)谋砻鎵毫赏ㄟ^表面塑性變形形成一個表面硬化層，能夠阻礙表面層疲勞裂紋的出現(xiàn)，從而使零件疲勞強(qiáng)度明顯提高。

對于受到彎曲的材料來說，如果其表面留有殘余壓應(yīng)力時(shí)，也能延緩疲勞裂紋的擴(kuò)展，提高零件的疲勞強(qiáng)度；但當(dāng)其表面留有殘余拉應(yīng)力時(shí)，卻容易使零件表面產(chǎn)生裂紋而降低其疲勞強(qiáng)度。???

相對于導(dǎo)電銅線和鋁線來說，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料絲線的抗拉強(qiáng)度更高，如50%玻璃纖維加強(qiáng)的尼龍-66線抗拉強(qiáng)度約400MPa?,抗彎強(qiáng)度約為590MPa，高于3mm直徑以上常規(guī)銅線的機(jī)械性能（按照國標(biāo)其抗拉強(qiáng)度約為389MPa）。而以PEEK為基體，61%?S-玻璃纖維進(jìn)行增強(qiáng)的復(fù)合材料，其抗拉強(qiáng)度可達(dá)1158MPa,彎曲強(qiáng)度可達(dá)1246MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于銅線，且自身在交變應(yīng)力下的疲勞強(qiáng)度極佳。

電線線芯的加工是將銅或鋁線坯通過拉線設(shè)備在拉線模具中經(jīng)過一次或多次拉線工藝，生產(chǎn)大長度和各種所需線徑的線材。在生產(chǎn)過程中，絞輪粗糙、線模尺寸超差、線模模孔粗糙變形、潤滑不良或潤滑液溫度過高、設(shè)備抖動、收線張力不當(dāng)?shù)鹊雀鞣N因素都可能使線材表面發(fā)生損傷，導(dǎo)致線芯疲勞強(qiáng)度大大降低。

實(shí)用新型內(nèi)容

為解決現(xiàn)有電線電纜的線芯和絕緣層耐彎曲疲勞性能不佳的問題，本實(shí)用新型提供了一種耐彎曲疲勞的電線。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：

一種耐彎曲疲勞的電線，其特征在于，包括：導(dǎo)電線芯，所述導(dǎo)電線芯表面纏繞包覆有纖維增強(qiáng)復(fù)合材料絲線，所述纖維增強(qiáng)復(fù)合材料絲線的捻回間設(shè)有粘合劑。

本實(shí)用新型中，所述纖維增強(qiáng)復(fù)合材料絲線為碳纖維復(fù)合材料絲線或玻璃纖維加強(qiáng)復(fù)合材料絲線。

本實(shí)用新型中，所述纖維增強(qiáng)復(fù)合材料絲線壓緊纏繞包裹在導(dǎo)電線芯表面。

本實(shí)用新型中，所述粘合劑在所述纖維增強(qiáng)復(fù)合材料絲線的捻回間間隔設(shè)置。

所述粘合劑在所述纖維增強(qiáng)復(fù)合材料絲線的捻回間間隔設(shè)置的間距為5cm至10cm。

本實(shí)用新型中，所述粘合劑延伸至導(dǎo)線線芯表面，所述粘合劑為環(huán)氧膠。

本實(shí)用新型中，所述纖維增強(qiáng)復(fù)合材料絲線外再套有絕緣保護(hù)管，所述絕緣保護(hù)管為橡膠保護(hù)管。????

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，從對導(dǎo)電線芯施加表面殘余壓應(yīng)力和塑性表面強(qiáng)化來明顯提高導(dǎo)電線芯的疲勞強(qiáng)度，并通過在導(dǎo)電線芯螺旋纏繞包覆帶有較大拉應(yīng)力的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料絲線，使線芯表面包覆的絲線對導(dǎo)電線芯產(chǎn)生持久的壓應(yīng)力以長期維持線芯表面的殘余壓應(yīng)力和表面強(qiáng)化。本實(shí)用新型可以大幅度提高導(dǎo)線線芯的耐彎曲疲勞性能，同時(shí)也具有較高的絕緣層耐彎曲疲勞性能。

附圖說明

圖1是實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1導(dǎo)電線芯；2纖維增強(qiáng)復(fù)合材料絲線；3粘合劑。

具體實(shí)施方式