Objašnjenje promjera žice: AWG veličine, pretvorba, mjerenje i tolerancija

Promjer žice jedno je od onih mjerenja koja izgledaju jednostavno na specifikacijskom listu, a zatim izazivaju rasprave u tvornici. Mjerni broj otisnut na kolutu, rasporedu crteža ili podatkovnoj tablici terminala rijetko vam govori stvarnu veličinu u milimetrima ili inčima. Ovaj vodič povezuje točke: što AWG stvarno znači, kako se promjer mijenja od jednog koraka do drugog, gdje standard prestaje biti od pomoći i kako proizvođači kabela drže taj promjer pod kontrolom od bakrene šipke do gotovog vodiča.

Koji promjer žice zapravo mjeri

Mjerač je standard. Promjer je fizička činjenica. Američki sustav mjerača žice, obično skraćen na AWG, definira promjere okrugle, pune žice od obojenih metala, koja vodi električnu energiju. Kada netko pita o "promjeru žice", obično želi fizičku veličinu iza određenog broja mjerača, izraženu u inčima ili milimetrima.

Prvo što treba razjasniti je na koji promjer mislite. Čvrsti vodič ima jedan promjer. Višežilni vodič ima dva: promjer svake pojedinačne niti i ukupni promjer dovršenog snopa. Izolirana žica dodaje treće: vanjski promjer gotovog proizvoda, uključujući izolaciju, oklop i plašt. Ove vrijednosti mogu se razlikovati za nekoliko milimetara čak i kada mjerni broj ostane isti.

U nabavi i proizvodnji ta je razlika važna. Goli vodič od 22 AWG i završena žica od 22 AWG nisu međusobno zamjenjivi. Jedna je dimenzija bakra; drugi je kabel koji mora odgovarati terminalu, cijevi ili šupljini konektora.

Kako se AWG brojevi pretvaraju u promjere

AWG radi na logaritamskoj skali. Svaki korak od tri mjerna broja grubo prepolovljuje površinu poprečnog presjeka, a svaki korak od šest mjernih brojeva grubo prepolovljuje promjer. Prelazak s većeg broja na manji broj znači deblju žicu: 14 AWG je veća od 18 AWG, a 4/0 AWG je mnogo veća od obje.

Sustav ima dvije sidrišne točke. 36 AWG je definiran kao 0,005 inča, a 0000 AWG je definiran kao 0,4600 inča. Između njih, omjer između uzastopnih veličina je oko 1,1229 u promjeru i oko 1,261 u površini. Odnos se može napisati kao:

Promjer u inčima = 0,005 × 92 ^{(36 − AWG) / 39}

Nakon što imate promjer, površina slijedi iz formule kruga. Zbog toga ista referentna karta može prikazati promjer, kružnu milimetarsku površinu i otpor po jedinici duljine - to su tri prikaza iste geometrije.

Zašto je promjer važniji od oznake mjerača

Dvije žice mogu dijeliti isti mjerni broj, ali se ipak ponašati drugačije ako su njihovi stvarni promjeri na suprotnim krajevima raspona tolerancije. Otpor raste kako promjer pada, jer je otpor obrnuto proporcionalan površini poprečnog presjeka. Vodič koji je malo manji radit će toplije, pasti će više napona i trošiti više energije tijekom dugog rada.

Promjer također kontrolira pristajanje. Stezaljke za stezanje, konektori za pomicanje izolacije, kabelske uvodnice i vodovi dizajnirani su oko određenog raspona veličina. Žica koja je nominalno 12 AWG, ali ima bliže 13 AWG, može proći test izvlačenja, ali ipak ne proći pregled dimenzija.

Za proizvođača kabela problem se nastavlja nizvodno. Ekstruziona matrica koja tvori izolaciju mora biti usklađena sa stvarnim promjerom vodiča, a ne s nominalnim promjerom. Ako vodič stigne ispod veličine, izolacijska stijenka postaje deblja nego što je navedeno; ako stigne preko veličine, stijenka se stanji. U svakom slučaju, gotovi kabel može biti izvan vlastite tolerancije.

Upredena žica: isti promjer, različiti promjer

Višežilni vodiči kompliciraju sliku jer imaju i promjer niti i ukupni promjer. Višežilni vodič od 12 AWG može koristiti 19 žica manjeg promjera ili 7 žica većeg promjera, a obje se konstrukcije mogu nazvati 12 AWG. Ukupni promjer gotovog snopa je veći od punog vodiča istog promjera, dok ukupna površina bakra ostaje blizu nominalne vrijednosti.

Vrsta konstrukcije također je važna. Skupljeni vodiči su labavi i savitljivi. Vodiči s koncentričnim lancima su uredniji. Zbijeni i komprimirani vodiči se kotrljaju ili izvlače nakon uvijanja kako bi se smanjio ukupni promjer i stvorila glatkija površina. Zbog toga dva kabela s identičnim mjernim oznakama mogu imati primjetno različite vanjske promjere.

Kako točno izmjeriti promjer žice

Za goli puni vodič, kalibrirani mikrometar je još uvijek najjednostavniji alat. Pažljivo skinite izolaciju, uklonite sve ureze ili neravnine i izmjerite poprečno na vodiču na tri točke razmaknute duž njegove duljine. Rotirajte žicu između mjerenja kako biste uhvatili ovalnost. Uzmite prosjek i usporedite ga s mjernom tablicom umjesto da vjerujete jednom očitanju.

Za fine žice ispod otprilike 30 AWG, ručni mikrometar može zgnječiti vodič ili nedosljedno očitati. Bolji izbor je optički komparator ili beskontaktni laserski mjerač promjera. Laserski mjerači također rade na pokretnoj žici, što ih čini korisnim za inline nadzor tijekom izvlačenja, žarenja i ekstruzije.

Temperatura i napetost važniji su nego što većina ljudi očekuje. Bakar se širi toplinom, a žica pod napetošću može biti nešto manja nego u mirovanju. Za dolazni pregled ostavite uzorak da se stabilizira na sobnoj temperaturi i izmjerite ga u opuštenom stanju.

LGD-25 mjerač promjera za mjerenje žice i kabela Korisno za provjeru promjera žice i kabela nakon faze izvlačenja, s rasponom od 0,100–25,000 mm. Pogledajte proizvod →

Gdje se stvara promjer: od šipke do konačnog mjerača

Promjer žice ne postavlja se jednim strojem. To je rezultat niza koji počinje s bakrenom ili aluminijskom šipkom i završava s gotovim vodičem. Strojevi za rastavljanje šipki spuštaju šipku od 8 mm na otprilike 3 mm ili 4 mm u nekoliko prolaza. Srednji i fini strojevi za izvlačenje nastavljaju redukciju kroz postupno manje matrice, a linijski uređaj za žarenje vraća duktilnost koju uklanja hladna obrada.

Svaka matrica mijenja promjer, tako da se istrošenost matrice, kvaliteta maziva i brzina vrtnje glave pojavljuju u konačnom mjerenju. Istrošena matrica proizvodi preveliki vodič. Klizni nosač ili nestabilni uređaj za žarenje mogu stvoriti varijaciju promjera duž duljine kalema, što je daleko teže otkriti nego jednu točku izvan tolerancije.

Nakon izvlačenja, umotavanja i skupljanja određuje se ukupni promjer snopa vodiča. Ekstruzija zatim dodaje izolaciju i slojeve omotača oko tog snopa. U svakoj fazi, prethodni promjer postaje početna točka za sljedeći proces, zbog čega mala greška na početku linije ima tendenciju rasti, a ne nestati. A bakrene šipke do gotove proizvodne linije žice je upravo iz tog razloga dizajniran kao jedan kontinuirani lanac.

LHT450 Stroj za rastavljanje bakrene šipke za linije za izvlačenje žice Izvlači bakrenu šipku od 8 mm do 1,2–4,0 mm u kontinuiranoj liniji s žarenjem i dvostrukim namotavanjem bobina. Pogledajte proizvod →

Stroj za fino izvlačenje žice s linijskim uređajem za žarenje bakrene žice Kombinira izvlačenje i žarenje na jednoj liniji za bakrenu žicu, podržava dvije žice i brzine do 1800 m/min. Pogledajte proizvod →

Ako uspoređujete opremu za crtanje, naš praktični vodič na kako odabrati stroj za izvlačenje bakrene žice prolazi kroz pitanja koja su najvažnija: ulazna veličina šipke, gotov raspon mjerača, broj žica, zahtjevi za žarenjem i tolerancija koju nizvodni proces može prihvatiti.

Uobičajene pogreške pri čitanju tablice promjera žice

• Brkanje promjera vodiča s ukupnim promjerom kabela. Vrijednost grafikona obično se odnosi na metal, a ne na gotovu žicu.
• Sustavi mjerača miješanja. AWG, SWG i metrički mjerači koriste različite ljestvice, a isti broj može značiti vrlo različite veličine.
• Primjena vrijednosti čvrstog vodiča na višežilnu žicu. Snop niti je obično malo veći od ekvivalentnog čvrstog promjera.
• Zaokruživanje prerano. Pretvaranje iz inča u milimetre i zatim zaokruživanje može pomaknuti granični vodič izvan tolerancije.
• Ignoriranje granice tolerancije. Nazivni promjer je cilj, a ne jamstvo; prihvatljivi raspon je ono što je zapravo važno.

Kratki kontrolni popis prije nego što odredite ili naručite

1. Odlučite trebate li promjer vodiča, promjer žice ili promjer gotovog kabela.
2. Potvrdite mjerni sustav i jedinice koje koristi vaš dobavljač ili standard.
3. Provjerite raspon tolerancije, a ne samo nazivnu vrijednost.
4. Za višežilnu žicu, zabilježite broj niti, debljinu žice i vrstu konstrukcije.
5. Provjerite odgovara li navedeni promjer terminalu, cijevi ili konektoru koji planirate koristiti.
6. Za proizvodne serije potvrdite kako će se promjer mjeriti i koliko često će se bilježiti.

Promjer žice u konačnici je proizvodna varijabla, a ne samo referentni broj. Grafikon vam daje metu, ali matrice za izvlačenje, postavke žarenja, konfiguracija užeta i alati za ekstruziju odlučuju hoće li žica doista stati na tu metu. U Jiachengu smo proveli godine u izgradnji opreme za svaku fazu tog lanca, od rastavljanja šipke i finog izvlačenja do žarenja, umotavanja, ekstruzije i testiranja. Ako rješavate problem promjera na vašoj liniji, rado ćemo razgovarati s vama o procesu i pomoći vam pronaći pravu početnu točku.