Le processus de toronneuse est l'étape de la fabrication de câbles où des fils individuels sont torsadés autour d'un axe commun pour former un conducteur toronné. C'est l'étape qui détermine la flexibilité, la résistance à la fatigue et la cohérence électrique du câble final. En pratique, un processus de toronnage bien contrôlé utilise une longueur de pas précise, une tension de fil égale et le bon type de machine pour éviter les défauts courants tels que la mise en cage des oiseaux, les fils lâches et les variations de diamètre.
Que se passe-t-il pendant le processus d’échouage ?
Le processus de toronnage suit une séquence cohérente : dévidage, contrôle de la tension, torsion au point de fermeture et enroulement. Chaque étage doit être synchronisé pour maintenir un pas et une géométrie de conducteur constants.
- Gain : les fils individuels sont tirés de bobines montées sur un système de dévidage. Le gain peut être actif ou passif ; les systèmes actifs fournissent une contre-tension définie pour chaque fil.
- Contrôle des tensions : chaque fil passe à travers des rouleaux danseurs ou des capteurs de tension. Une tension égale sur tous les fils empêche un fil d'être trop étiré ou de former des boucles.
- Torsion et fermeture : les fils convergent vers une matrice ou un guide de fermeture, tandis que la machine fait tourner soit les porte-fils, soit la bobine réceptrice. La vitesse de rotation et la vitesse de ligne fixent ensemble la longueur de pas (la distance axiale pour une torsion complète).
- Prise en charge : le conducteur toronné est tiré par un cabestan et enroulé sur la bobine réceptrice. La relation de vitesse entre le cabestan et la partie rotative est maintenue par un système d'asservissement ou d'engrenage.
Pour une introduction plus large à la gamme complète de machines de toronnage, vous pouvez lire notre guide complet des machines à toronner les câbles . Il explique en quoi ces machines diffèrent et comment elles sont sélectionnées pour différentes conceptions de conducteurs.
Principaux types de machines à toronner
Il existe trois principales familles de toronneuses : les toronneuses planétaires, tubulaires et à double torsion (arc). Chacun offre un équilibre différent entre précision de pose, vitesse de production et flexibilité des conducteurs.
| Type de machine | Principe de rotation | Avantages clés | Limites | Meilleures applications |
|---|---|---|---|---|
| Toronneuse planétaire (rigide) | Les bobines de fil tournent dans des cages autour d'un axe fixe ; les couches individuelles sont construites dans un grand cercle primitif | Longueur de pose très précise ; faible torsion du fil ; bon pour les gros conducteurs rigides | Vitesse inférieure ; grande empreinte au sol; temps de configuration plus long | Câbles d'alimentation, conducteurs haute tension, torons multicouches |
| Toronneuse tubulaire | Toutes les bobines de fil sont montées à l'intérieur d'un tube rotatif ; tout le tube tourne | Haute vitesse ; rotation douce; bon pour les longues distances de conducteurs nus | Les fils sont soumis à une torsion lors du déroulement ; moins adapté aux conceptions flexibles | Conducteurs de lignes aériennes en aluminium et en cuivre, conducteurs renforcés en acier |
| Machine à toronner à double torsion (arc) | Un arc tourne autour du conducteur et produit deux torsions par tour | Très haut rendement ; conception compacte; consommation d'énergie réduite | Nécessite un contrôle précis de la tension ; peut nécessiter un dispositif de torsion arrière pour une pose uniforme | Fils de construction en cuivre, cordons flexibles, câbles de données et câbles de commande |
Pour la production en grand volume de conducteurs flexibles en cuivre, un Toronneuse à double arc 1250 est un choix courant car il combine un encombrement compact avec des débits de sortie compétitifs pour la construction de lignes de fils et de câbles de données.
1250 fabricants de toronneuses à double arc, usine personnalisée - Jiangsu Newtop Jiangsu Newtopp Precision Machinery Co., Ltd est un fabricant chinois de toronneuses à double arc 1250 et une usine personnalisée, la 1250 Double... Voir le produit → Lorsque vous avez besoin d'une longueur de pas extrêmement précise et d'une distorsion minimale du fil, un toronneuse de type planétaire est généralement préféré pour les câbles d’alimentation et de commande. Sa conception à cage rotative réduit au minimum la torsion du fil et permet d'appliquer plusieurs couches en un seul passage.
Toronneuses à cage, fabricants de toronneuses planétaires Jiangsu Newtopp Precision Machinery Co., Ltd est un fabricant chinois de toronneuses à cage et une usine personnalisée de toronneuses planétaires... Voir le produit → Pour les applications nécessitant des taux de torsion très élevés, en particulier les fils fins ou fins, un machine à triple toronnage peut produire trois torsions complètes par tour, ce qui augmente le débit sans augmenter la vitesse de l'arc.
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Quatre paramètres (longueur de pose, direction de pose, tension du fil et facteur de remplissage) ont le plus grand effet sur les performances d'un conducteur toronné.
- Longueur de pose : la distance axiale pour un enroulement de fil à 360°. Pour les conducteurs toronnés concentriques, la longueur de pas est généralement de 10 à 14 fois le diamètre extérieur de la couche. La tolérance typique d'une machine est de ±3 %, mais les lignes à grande vitesse peuvent nécessiter un contrôle plus strict.
- Sens de pose : la plupart des câbles standard utilisent une pose à droite, mais la direction de la dernière couche doit correspondre à la ligne d'isolation en aval et à la conception du connecteur. Une direction de pose incorrecte peut provoquer une défaillance prématurée aux terminaisons.
- Tension du fil : La tension des fils individuels doit être aussi égale que possible. Une règle pratique consiste à maintenir la tension entre 2 et 5 % de la charge de rupture du fil ; une tension plus élevée peut casser le fil et une tension plus faible provoque des brins lâches.
- Facteur de remplissage : le rapport entre la surface métallique conductrice réelle et la surface circulaire circonscrite. Le toronnage compact peut augmenter ce taux d'environ 75 % à plus de 90 %, ce qui réduit le diamètre du câble et le coût du matériau.
Choisir la bonne machine à toronner
La bonne machine de toronnage est celle qui correspond à la géométrie, au matériau et à la vitesse de production requis par la conception du conducteur avec les caractéristiques de torsion inhérentes à la machine.
- Déterminez la construction du conducteur. Un conducteur toronné concentrique de classe 2 (par exemple, CEI 60228) nécessite un toron planétaire ou rigide ; un conducteur flexible de classe 5 ou 6 fonctionne bien sur une ligne de torons à double torsion ou à contre-torsion.
- Évaluez le matériel. Les fils de cuivre souples nécessitent une manipulation douce, c'est pourquoi les machines à double torsion avec contrôle précis de la tension conviennent parfaitement ; les fils d'aluminium ou d'alliage peuvent être acheminés sur des toronneuses tubulaires à grande vitesse.
- Estimez le résultat requis. Les machines à double torsion produisent deux torsions par tour, elles offrent donc souvent le coût au mètre le plus bas pour des torons simples et compacts. Mais lorsqu'une tolérance de pose serrée est vitale, la vitesse inférieure d'une machine planétaire constitue un compromis acceptable.
- Tenez compte de l’espace au sol et de l’entretien. Les toronneuses à arc et tubulaires sont compactes et plus faciles à entretenir que les grandes cages planétaires, qui nécessitent une surface au sol importante et des fondations lourdes.
Défauts courants et comment les prévenir
La plupart des défauts de toronnage sont causés par une tension incohérente, des guides usés ou un réglage de pose incorrect. Le tableau ci-dessous répertorie les défauts les plus courants et leurs remèdes.
| Défaut | Cause typique | Prévention |
|---|---|---|
| Mise en cage des oiseaux (le fil se soulève du brin) | Torsion arrière insuffisante lors du pliage ; tension excessive des brins | Utilisez le paiement par back-twist ; réduire la tension du cabestan ; augmenter le nombre de rouleaux de guidage |
| Rupture de fil | Bavures sur les guides ; tension de fil individuelle trop élevée | Polir tous les points de contact ; régler la tension entre 2 et 5 % de la charge de rupture ; ajouter une surveillance de la tension sur chaque fil |
| Diamètre surdimensionné/sous-dimensionné | Matrice de fermeture usée ; préforme de fil incorrecte | Remplacez régulièrement la matrice ; vérifier la hauteur du pré-formeur au moins une fois par quart de travail |
| Longueur de pose irrégulière | Fluctuation de vitesse entre le cabestan et la pièce rotative | Utilisez un servocommande en boucle fermée ; calibrer les tachymètres ; maintenir une vitesse de ligne stable |
Foire aux questions
Les réponses aux questions de câblage les plus courantes reposent toutes sur un principe : la machine doit correspondre à la conception du conducteur et le processus doit être contrôlé en tension.
Quelle est la différence entre le regroupement et l’échouage ?
Le regroupement est une torsion non géométrique où les fils sont posés ensemble de manière aléatoire dans une direction, souvent avec une courte longueur de pas, et il est utilisé pour les conducteurs flexibles à fils fins. Le toronnage, en revanche, produit un motif hélicoïdal régulier avec un pas et une direction contrôlés, donnant au conducteur une géométrie définie et de meilleures performances en fatigue. Dans un processus de toronnage, les fils sont positionnés en couches distinctes, alors qu'ils ne le sont pas dans le cas d'un regroupement.
Une machine de toronnage peut-elle gérer toutes les conceptions de conducteurs ?
Aucune machine ne peut couvrir à elle seule tous les modèles. Un toronneur planétaire offre le câblage le plus précis et est préféré pour les gros conducteurs de puissance, tandis qu'un toronneur à double torsion est beaucoup plus rapide pour les petits câbles flexibles. Pour les fils très fins, une machine à triple torsion est une alternative, et pour les paires qui doivent être annulées, un toronneur à paire à torsion arrière est requis. La plupart des usines exploitent deux ou trois types de machines différents.
Qu’est-ce que le back-twist et quand est-il nécessaire ?
La torsion arrière est la rotation supplémentaire appliquée à un fil pendant le déroulement afin que le fil ne soit pas déformé plastiquement lorsqu'il entre dans le point de toronnage. Cela est nécessaire lorsque le fil doit rester sans torsion après la formation du conducteur, par exemple dans les câbles flexibles, les câbles de données et les conducteurs toronnés utilisés dans les applications dynamiques. Les machines avec rotation de type arc peuvent ajouter un dispositif de torsion arrière pour compenser la contrainte de torsion.
Comment le pas de toronnage affecte-t-il la flexibilité ?
Un pas plus court (longueur de pose) augmente la flexibilité du conducteur et la résistance dynamique à la flexion, mais il augmente également l'utilisation de matériaux et réduit la marge de tension de claquage pour une épaisseur d'isolation donnée. Un pas plus long donne une plus grande rigidité et une résistance CC plus faible. La plage de pas standard pour les câbles flexibles est d'environ 8 à 12 fois le diamètre de la couche, tandis que les câbles fixes en utilisent souvent 12 à 16 fois.
Pensées finales
Le processus de toronneuse n’est pas simplement une opération de torsion mécanique ; c'est une étape précise de fabrication qui détermine les performances mécaniques et électriques du conducteur. Pour un producteur de câbles, les gains les plus importants proviennent de l'adaptation du type de machine à la famille de produits, du contrôle des quatre paramètres de qualité et de la formation des opérateurs à la surveillance des défauts liés à la tension. Avec le bon équipement et la bonne discipline, le processus de toronnage peut se dérouler à grande vitesse sans compromettre la qualité.
