线束绑扎固定的设计研究

林殿夫，冯柏润，夏赫蓬，孙业峻，曹 鹏，陈宏超，陈浩东

(沈阳兴华航空电器有限责任公司，辽宁沈阳，110144)

1 引言

目前，工业系统呈部件化方向发展，线束集成类产品的地位不断提升，例如在机载装备中，电气线路互联系统已提升到系统级别，其重要性不言而喻。绑扎作为线束制造后期的一个工序，影响着线束产品的外观、电性能、可靠性、耐环境特性等方面，设计好绑扎固定是精益制造的关键点之一。

2 绑扎的作用与通用要求

2.1 绑扎工艺

线束绑扎是用特定的绑扎线、绑扎带把导线束、电缆束捆扎在一起或降低线束在系统内自由度的工艺方法,有助于使其集束、穿套、过孔等布线工艺的实施，节省空间，便于检修，还起到固定作用，优化线束的外观。但是，选择错误的绑扎材料会导致线束耐高温、振动性能降低，刮伤、擦伤其他组件；错误的绑扎方式会使绑扎物掉落到别处，影响系统工作。

2.2 绑扎作用

当前，无论对于任何产品，外观都越来越被重视，线束绑扎可以使线束外形规整美观，同时合理的绑扎还能节省系统空间，进而便于工艺布局与维修，此外绑扎还可使线束有效集束，便于穿套、穿孔等工序。系统在运行时，会遭遇振动、冲击、坠撞等环境，造成导线之间出现相对位移和摩擦，绝燃层损毁后有短路的隐患，引起系统故障，如果环境中还带有一些腐蚀性的化学物质，那么会加剧这种破坏，线束绑扎可有效预防上述问题发生。

2.3 绑扎的通用要求

绑扎须在确认电路布线无误后开展，在绑扎时务必保证导线束或电缆束的平顺，不宜过紧，柔软为最佳，使线束截面尽可能保留原有形状，一般为圆形。导线在线束弯曲处不应由过大的串动。

3 绑扎物和紧固座

线束的绑扎物主要包括绑扎线、绑扎带，以及配合上述二者使用的紧固座等，以下分别介绍。其余绑扎物绳索、系带具有较强的专用性，绑扎方式单一，在本文不做阐述。

3.1 绑扎线

线束的绑扎线有无碱玻璃纱绳、锦纶丝绳、锦棉绳、苎麻线等，按GJB 3789-1999、FZ 66303-1995等标准执行。

图3 无碱玻璃纱绳 图4 锦纶丝绳

3.2 绑扎带

由于线束应用的环境条件复杂，所以扎带的种类繁多，根据材料一般分为金属扎带、尼龙扎带、铁氟龙扎带等，分别执行各自的行业标准，可使用手动或电动工具进行绑扎操作。金属扎带：常用304不锈钢，韧性较强，耐温高达800℃，具有一定的抗腐蚀能力，紧固效果极佳；尼龙扎带：成本低、重量轻，应用于有绝缘需求的场景，是目前用途最广泛的扎带。

根据线束使用的一些特殊场合，扎带也可加工成特殊构造，根据其结构种类，有固锁式扎带、可退式扎带、双钩式扎带等，以满足不同场景的个性化绑扎需求。例如固锁式扎带：扎带端部自带螺孔，在将线束绑扎后，可配合螺钉将其固定于基板上；可退式扎带：扎带端部带有按钮，在按下后，扎带上的锯齿痕转过一定角度，使扎带松开，具备多次使用能力。

3.3 紧固座

为使线束的绑扎效果进一步提升，增强绑扎可靠性，一般在绑扎的基础上还需使用紧固座来配合扎带使用。最常见的紧固座为如图5的卡箍。喉箍仅适用有密封需求场合，而抱箍常用于电力电缆。

图5 卡箍

对不同使用场景可使用卡箍。粘黏式卡箍：可粘贴到基板上，插入扎带即可使用，常用于不可打孔处；螺丝式卡箍：采用螺钉固定在基板上；马鞍式扎带卡箍：与相比普通卡箍，马鞍状的半槽使导线更容易固定；可嵌入式卡箍：自带插销机构，不需螺钉就能固定在基板上。

卡箍内应填充质软的橡胶材料用以填充和支承，以避免机械零件对导线的损伤[1]。

4 绑扎方式

4.1 人工绑扎

人工绑扎常见于扎线和尼龙扎带，捆扎前应保持线束中的导线平行，也可对导线进行预绞合，绞向可选用S绞向或Z绞向，但整束导线必须统一，不可采用SZ绞向，绞合的节距比、绞入率根据导线结构及材料视情而定。绑扎时注意相邻的绑扎点距离，根据线束内导线根数、外径、表面摩擦系数而定；绑扎点的扎线宽度一般为5～40 mm，超过35mm时允许适当加长。绑扎的松紧程度适中，防止勒伤线束。下述几种绑扎方法可供设计者参考：

丁香结的打法见图6，起源于高桅帆船时代，用于编织绳梯，帮助水手完成登高作业，操作简便，但曾发生过自行松开的案例。所以在用丁香结绑扎时，为提升可靠性，可涂胶黏剂加固。

图6 丁香结 图7 树枝结

树枝结的打法见图7，是嫁接树木中最常用的绳结，因此得名。也是线束中常用的绳结之一，其特点是绑扎十分牢靠。

索结的打法见图8，用于绑扎操作困难的区域。连环丁香结的打法见图9，用于箱内、盒内的线束。其它线束在使用连环丁香结时，如果一处绑扎松弛，那么会导致其它绑扎处发生位移或松脱，可靠性会有一定降低。

图8 索结 图9 连环丁香结

布林结的打法见图10，被称为“绳结之王”，广泛应用于起重、舰船、消防、登山等场景，在经历较大负载的拉紧后，仍然能够解开，十分适用于有频繁改制需求的用户。

图1 无碱玻璃纱绳 图2 锦纶丝绳

图10 布林结打法 图11 手术结打法

手术结的打法见图11，适用于扁平线束的梳形。

4.2 自动绑扎

自动绑扎常应用于金属扎带，利用绑扎枪等设备，通过控制扎带或线束的运动位移来实现。绑扎设备应具备装夹、拉紧、切断、调力4个基本功能[2] 。定期应校正其定向进给机构，以提高绑扎的成功率，避免偏离导向槽。

图12 绑扎枪图 图13 动力电缆的捆扎固定

5 特殊电缆的绑扎固定要求

5.1 同轴线束

同轴线束的各层屏蔽、护套直径都影响着特性阻抗、衰减常数等电性能，因此在选择紧固座时应保持压力分布均匀，尽量减少线束的形变，尤其在线束拐点处，弯曲半径不宜过小，柔性同轴线束最小弯曲半径为线束的6倍，半刚性同轴电缆最小弯曲半径为线束的10倍。

5.2 柜内电缆

由于机柜内部没有明确走线路径，受操作者个人能力影响，可能致使线束绑扎一致性差，存在质量隐患，因此设计者最好实现模拟内部情况，预先制定绑扎位置与方式，使线束在施工中排列齐整，绑扎间距可视情减小，优先使用连环丁香结进行绑扎。

5.3 动力电缆

对于截面积大于16mm?的三相动力线，可采用绑绳或塑料机械带按图13所示的方法成三角形单独的线束绑扎[3]，可使用厚度超过3mm的热镀锌扁钢抱箍进行固定。

6 结语

线束绑扎与固定的工艺设计，需要掌握绑扎物的材料特性、绑扎结构的应力情况，线束的应用场景千差万别，应结合具体情况因地制宜，选用最合适的绑扎方式，保留合适松弛度，制定绑扎的位置与长度，这样才能使线束在正常工作的前提下，兼顾改善实用与美观。