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304am永利集团:电线电缆制造的知识大全

作者:VOV接地同轴电缆 来源:www.zzbhc.com 日期:2018-2-28 16:14:37 人气:0 评论:0

  线缆制造的工艺特征、流程和专用设备


  第一节电线电缆制造的工艺特征


  一.大长度连续叠加组合生产方式


  1.所有的电线电缆产品按照其本身的结构要求,在制作过程中总是从导体加工开始,在导线的外围、一层一层地加上绝缘、屏蔽、护层等构件而制成的。产品的结构愈复杂,叠加的层次愈多。图4-1是电线电缆制造的总工艺流程图。


  图4-1电线电缆制造的总工艺流程图


  同时,电线电缆产品是以长度为基本的计算单位的。一次投产的批量总是几百、几千米,甚至像海底通信电缆、海底光缆等产品,制造长度可以从几十公里到几百公里以上。


  所以,电线电缆的制造与大多数机电产品的生产方式是完全不同的。机电产品通常采用将零件装配成部件、多个部件再装配成单台产品的生产方式;成品易台数或件数计量。即使组成连续生产线,也主要是装配生产线;所有的另部件、部件分别装配然后向总装配线集中、制造出一台台的产品。


  因此,作者将电线电缆产品的生产方式称为“大长度连续叠加组合生产方式”。这是电线电缆制造最根本的工艺特征。


  2.电线电缆制造这一特殊的生产方式对线缆制造企业的影响是全局性的、带有控制性的。举例说明如下:


  (1)决定了生产厂房的设计与生产设备的布置


  每一生产车间的各种生产设备必须按产品要求的工艺流程合理排放,使各阶段的半成品,顺次而流转。同时,由于各工序的设备生产速率不同,有的工艺设备必须配备2台及以上才能使生产线上各个环节的生产能力平衡。加上、同一系列的产品规格大小相差很大,则同一工艺必须配备大小不同的2~3台或更多的同类设备。因此,设备的合理组合和生产场地的布置、厂房设计都必须根据生产的产品方案和生产能力的平衡来考虑。


  (2)决定了生产组织体系


  以制造一条长度为1公里,2400对的市内通信电缆缆芯为例:2400对绝缘线芯有4800芯(暂不计规定


  的备用线对),没2根绝缘线芯要绞成“线对”,每25个线对绞成一个“基本单位”;每4个基本单位再绞成一个“单位”;2400对绝缘线芯构成24个“单位”,再一起绞合成“缆芯”。


  在25个线对的“基本单位”中,应能明确区别每一个线对以便编号,因此单根绝缘线芯应分别采用10种颜色来组成25对不同颜色搭配的线对。在组织和实施生产的过程中,如要搞错了一个线对的颜色组合,就会使一个基本单位成为废品。假如不能及时查出而继续生产、即绞成“单位”、成缆,然后包上屏蔽,加上内、外护层,就会造成巨大的损失。


  此外,4800根绝缘线芯的长度都必须保证经过一道道工序的叠加式加工、考虑到必要的工艺增量(如每次的绞入率)后,最终的电缆产品应是1000米加上一定的余量(例如10米)。任何一个环节中,某一线对或基本单位、单位短了,则整条电缆就会随之而短、不能按合同交货。反之,任何一个元件长度过长,则必须锯去造成浪费。


  可见,电线电缆制造的生产计划必须科学合理;生产组织必须周密准确;生产管理必须严格细致;而操作者必须充分认真、一丝不苟。


  此外,在制造过程中,各个环节中物料或半成品的供应,各工序的衔接和生产能力的平衡;以及工艺流程中所有设备的完好性,都应科学地安排和准确地运转。任何一个环节出现一些小问题,就会使工艺流程不畅而造成延误。


  (3)决定了质量管理模式


  由于电线电缆制造是大长度连续地叠加组合生产方式,如果在生产过程任何一个环节出现一些小问题,瞬时发生一点差错;如在一条1000米长的电力电缆中有一处绝缘太。敲淳突嵊跋煺醯缋。而且质量缺陷愈是产生在内层、并且没有及时发现而终止生产,那么造成的损失也愈大。因为它不同于组装式的单台产品,如果成品检测时查出问题可以拆开重装及更换另部件。电线电缆产品如果查出质量问题,对于那条成品来说,几乎是无法挽回的。事后的处理都是十分消极的,如锯短等,等待别的用户来购买;降级使用(如10kv电缆当6kv销售)等;关键是无法拆开重装。


  这就决定了在电线电缆制造过程中检查部门对各生产过程巡回检查,以及生产工人自检、上下工序互检的必要性。这些检查措施对保证产品的质量、提高企业的经济效益是至关紧要的。


  二.生产工艺门类众多,物流量大


  1.电线电缆制造从基本质上讲是材料的精加工并加以合理组合的一个行业。电线电缆制造中涉及到工艺技术从学科和工艺类型来说非常广泛,例如有色金属的熔炼和电力加工,塑料、橡胶、油漆等化工行业的专门技术,纤维材料的绕包、编织等纺织行业的工艺技术;以及将众多绝缘线芯合理并合起来的成缆技术等。从下面的列举的工艺门类就说明了线缆产品制造过程中工艺技术的多样化。


  (1)有色金属的熔炼工艺如铜、铝及其合金的精炼技术;以及上引法、浸涂法等低氧、无氧铜的制造技术等。


  (2)有色金属的压力加工工艺如铜、铝锭的热轧杆、制板连铸连轧;圆线、扁线和型材的拉制;导线的绞合、束合及成型技术等;此外还有金属的镀制、双金属单线的制造技术、以及铅、铝的热压挤出成型等。


  (3)塑料、橡皮复合物的配方、混炼加工工艺;橡料的挤包与硫化工艺;塑料的挤包、并加以发泡、化学交联、辐照交联等工艺技术。


  (4)绝缘纸、绝缘油的处理,以及形成油浸纸组合绝缘的工艺。


  (5)漆包线漆、浸涂漆的配制;涂漆、浸漆和固化(也是一种化学交联)工艺。


  (6)各种纤维的并合、绕包、编织工艺技术。还有粉状无机材料制成绝缘的灌注技术,液态玻璃涂膜技术,同轴电缆的间隔式支撑绝缘等特殊的绝缘工艺技术等。


  (7)金属和非金属带状材料的绕包工艺;以及金属带材的纵包、焊缝以及轧制螺旋状或环状凸性(轧纹)等工艺技术。


  (8)其他如铜、铝导线的连接,铜、铝导线的软化(韧炼);各种模具的制作和修理;从很细到很粗,从几根到几千根导线和绝缘线芯的绞制,成缆技术;以及对很重却很娇嫩的电缆进行牵引等技术。


  2.线缆制造企业用的各种材料,不但类别、品种、规格多,而且用量巨大。中、小型企业的年用量达


  几千吨,而大型企业达几万顿。因此,各种材料每月的当月用量、库存的备用量、进料周期与批量必须科学地核定,制定周密计划、严格地实施。这对企业正常生产组织和经济效益密切相关。同时,对废品的分解处理、回收重复利用以及废料的最后处理等,必须作为企业管理中的一个重要内容;管理的好坏,对企业的经济效益关系很大。至于生产中的材料定额管理,重视增产节约工作等更是非常重要。


  3.在线缆制造企业中,物流量特别巨大。从原材料及各种辅料的进厂、储存,各工序间半成品的流转,直至成品的存放和出厂,构成了一个巨大而复杂的物流体系。因此,必需对物流的路线、周期和存放点(材料库、半成品存放地、成品库)等科学地规划设计、合理布局、动态管理、线缆企业可从科学合理、严格实施的物流管理中获得客观的经济效益。


  三.对专用的设备依赖性强


  1.在电线电缆产品的制造中,有许多是本行业特有的工艺技术;如塑料、橡皮绝缘的三层连续挤出,漆包线的涂漆和固化,油浸纸绝缘电缆的干燥、浸油,铅、铝套的热压挤包,导体的多次拉制,多根绝缘线芯的成缆,上引法和浸涂法制造低氧铜杆,光纤光缆的许多加工工艺等等。为此必须针对性的研究设计出许多专用设备来实现相关的工艺过程,制造出各种电线电缆的产品。


  还有许多工艺方法,虽与其他行业有相近性,但为了要适应线缆产品的结构、性能要求,满足大长度连续并尽可能高速的生产方式;也必须不断地改进设计,发展并建立起线缆产品制造的专用设备系列。如线缆制造中使用最多的挤塑机系列、拉线机系列、绞线机系列都比其他使用类似设备的行业中的通用设备、在设备功能、品种规格等方面变化要多得多。


  电线电缆制造用的专用设备早已自成体系,建立了多家专用设备制造厂。并不断随着线缆产品和工艺的发展、继续研究和开发出新的专用设备以满足电线电缆企业的需要。


  2.制造工艺与专用设备的密切关联、互相推动性


  在电线电缆产品经过结构设计、材料选用、研究试用而定型后,在具体的制造过程中、工艺与设备是相互关联的“两个轮子”,它们互相制约、互相推动;保证着产品的制造,又推动着产品的更新发展。说明如下:


  (1)工艺技术上的所有要求都必须通过设备上的各种措施才能实现。例如需要导电率更高的钢、一直是线缆产品的目标,研制采用了上引法、浸涂法的工艺和设备,就能提高导电率达101~102%IACS的低氧、无氧铜杆;产生了巨大的社会经济效益。


  (2)专用设备针对试验制造中的需要不断地改进和开发,推动了新工艺在线缆产品制造中的应用,促使线缆产品的性能提高和开发出新的品种。例如,有了康仿(Comform)设备——可称为“有色金属热压挤出成型机”,就可以方便地制造铜包铝、铝包钢线和铝护套。有了物理发泡装置的挤出机,就能生产出高频电性能更优的高发泡聚烯烃绝缘层,为宽带电子线缆的制造打下了基础。


  (3)专用设备的不断改进、开发既保证了实施工艺的有效性和稳定性,又推动着线缆产品的制造向多快好省的方向前进;在提高整个线缆制造技术水平中发挥着重要作用。如立塔式交联电缆生产系统保证了厚度达16~28mm厚的绝缘层,在圆周方向的均匀性,使高压及超高压交联电力电缆的电绝缘性能够保证。又如薄绝缘层的精密挤出机可以制造0.1~0.2mm厚度的绝缘,为微小型电子线缆的发展创造了条件。采用挤出速度达2000米/分以上的高速挤出机来制造市内通信电缆的绝缘线芯,大大提高了该类产品的生产能力。


  (4)充分利用线缆制造是大长度连续地叠加组合生产方式这一特征;是二十多年来,线缆制造中的连续生产线日益增多的原因。他们不但去了每一个机组所必须的收放线、牵引等辅助设备,还可以生厂房面积、减少工序间的物流以及操作工人;因此是线缆制造中的发展方向。


  现在已大量采用的连续生产线有:铜、铝连铸连轧生产线;市内通信电缆用拉丝、退火、挤出及在线性能检测高速生产线;管道式三层连续挤出的交联聚乙烯绝缘电力电缆生产线和三层橡皮挤出连续硫化生产线;拉丝、退火、漆包连续生产线等等,已成为国内线缆制造中的主流设备体系。


  第二节几类电线电缆的制造工艺流程


  电线电缆产品制造的工艺流程是根据每一种产品的结构、按照制造产品中涉及的工艺、所需用的设备按顺序排列而成的工艺路线图。它对制造企业从工厂设计、场地布置、生产组织安排以及生产管理都是纲领性


  的。


  原则上讲,每一个品种都应有一个制造工艺流程图,但在实用中,通常是将结构相近似的品种制成一个工艺流程图。本节将列出几种结构较复杂,而又是量大面广的系列产品的工艺流程图,以供参考。


  一.塑料绝缘电力电缆


  图4-2塑料绝缘电力电缆制造工艺流程


  二


  .橡套电缆


  通用橡套电线电缆


  船用电缆


  三.市内通信电缆


  缆


  缆


  电缆


  四.室外光缆


  矿用电缆矿用屏蔽加强型电


 。3.6,6kv级)


  ●——自检、巡检点


  图4-3橡套电缆制造工艺流程


  无填充电


  有填充电缆各种铠装电


  有内屏蔽的


  自承式电缆


  ?——自检与巡检点,虚线框——连续生产线


  图4-4市内通信全塑电缆制造工艺流程


  室外


  光缆


  室外


  光缆


  式光缆


  骨架式


  光纤带层绞式


  光纤带层绞


  ?——自检与巡检点


  图4-5几种室外光缆的制造工艺流程


  第三节线缆产品制造的专用设备


  一.以电线电缆产品制造为目标而设计、制成的机械设备称为电线电缆专用设备。(一)专用设备的类型


  1.线缆专用设备由主机和多项辅助设备构成。主机的类别是根据电线电缆产品的制造工艺特征和主机的主要功能划分;行业标准JB/T5824—91中规定了线缆专用设备分为17类(光纤光缆设备尚未编入)。表4-1是专用设备的类别和代号。


  表4-1电线电缆专用设备的分类、代号


  主机


  2.主机和辅助装置组成了能完成某一工序加工过程的机组。辅助装置应根据该机组的功能要求而定。但有三种辅助装置是必要的,即放线装置、牵引装置、收(排)线装置。


  机组的传动系统和控制系统是必要的组成部分,体系极为复杂,此处将不作介绍。其他的辅助设备装置还很多,如计米器、打印装置、冷却水槽、交联管、储线装置、以及近来迅速发展起来的在线检测装置,外径自动测控仪等等。


  虽然相对于主机称为辅助装置,但对机组的正常运行和保证产品的质量而言,其重要性是相同的。3.除了上述的主机和辅助设备装置以外,电线电缆制造过程中还需要许多配套的辅助设备,如导线连接用的焊接或压接机、轧头穿模机、韧炼退火设备,金属和非金属切割机,纤维并先机、以及处理废电缆的切断、剥离、破碎机等。这些辅助设备不属于线缆专用设备范围。此外,作者认为表4-1中的制模设备既不是主机,也非辅助装置,而应是辅助设备。


  4.近三十年来,随着设备制造技术的提高,在线缆制造中将二台或三台、四台等相同或不同工艺特性的主机串列起来,组合成连续生产线。如连铸连轧生产线;拉制、退火、挤塑生产线或漆包生产线;对绞成缆(单位绞)生产线;挤制铠装生产线;拉制绞制(束)生产线以及交联电力电缆的三层连续挤出的交联生产线等。连续生产线充分体现了“大长度连续叠加组合生产方式”的特点,有巨大的技术经济效益,代表线缆专用设备发展中的一个重要方向。


  由于电线电缆专用设备极为繁多,本节仅介绍通用性最强的集中设备系列。(二)专用设备的型号1.主机


  (1)主机型号组成表示方法


  号改型代号


  改进或规格代


  设计序号派生代号型式代号系列代号类别代号(2)示例


 、倩嚼呋,塔轮形,定径轮直径120mm,拉伸道数21,进线头数1或4,第次设计,表示为:1头者:LHT-1120/21(1头进线的1省略)4头者:LHT-1120/21/4


  第一次设计后有改进或改型时,分别表示为:LHT-1/1120/21;LHT-1/1120/21/4


 、谒芰霞烦龌,低温螺杆型,螺杆直径65mm,长径比25,第1次设计,表示为:单一机头:SPV-165/25与30/25挤出机共模挤出:SPV-165/25-30/25


  与90/25挤出机分模挤出:SPV-165/25+90/25


  第一次设计后有改进或改型时,分别表示为:SPV-1/165/25;SPV-1/165/25-30/25;SPV-1/165/25+90/25。


  2.机组


  (1)机组型号组成表示方法


  组合代号


  主机型号


  (2)示例


 、僦骰狶HT-/120/21,有收、放线,储线装置,表示为:


  带连续退火装置者:LHT-1120/(A)


  不带连续退火装置者:LHT-1120/21(B)


  其他辅助装置的组合变化,按(C)、(D)??类推。


 、谥骰猄PV-165/25,有收、放线装置、水槽、牵引装置,表示为:


  带火花检验装置者:SPV-165/25(A)


  不带火花检验装置者:SPV-165/25(B)


  其他辅助装置的组合变化,按(C)、(D)??类推。


 、壑骰猄PV-165/25+120/20-90/20,有蒸汽交联装置和其它必须的辅助装置,表示为:


  L型牵引装置者:SPV-165/25+120/20-90/20(A)


  D型牵引装置者:SPV-165/25+120/20-90/20(B)


  其它辅助设备的组合变化,按(C)、(D)??类推。


  3.生产线


  (1)生产线型号组成表示方法


  +-+


  组合代号


  第二主机规格


  第一主机规格


  设计序号


  第二主机类别代号


  第一主机类别代号


  (2)示例


 、俚谝恢骰狶HT250/17,第二主机为SPV65/25,表示为:L+S250/17+65/25②第一主机为SPV150/25,第二主机为KRB800/2,表示为:S+K150/25+800/2


 、凵杓菩蚝,设计改进或改型,以及不同组合的代号及其位置,与主机规定相同。二.拉线设备


  将金属线材通过一个或数个拉线模加工到所需形状和尺寸的机器,称为拉线设备、简称拉线机。


  1.拉线机的分类方法很多,如根据线材速度同拉线机轮速度之间的关系分为滑动式(代号LH)和非滑动式(代号LF);以及具有拉轧综合功能的拉轧混合型拉线机(LZ)。根据拉线鼓轮的构造形状,滑动式拉线机又可分为塔轮型(LHT)和等径轮型(LFD),非滑动式拉线机又可分为单层轮型(LFD)和双层轮型(LFS)。另外还有以拉线轮直径大小和拉线横的数量作为规格列于型号后。表4-2是拉线机的系列和型式。


  表4-2拉线机的系列和型式


  注、规格中表示顺序为:轮径/模子数/进线头数


  2.在线缆制造企业中还习惯按线材的进线直径和拉线后的出线直径范围,把拉线机分为大、中、小、微型的分类方法。由于此种分类是考虑制造中上下工序的衔接性,因此具有实用性。例如制造固定敷设用的电线电缆主要用大拉(线)机和中拉(线)机,而制造移动式使用的产品多用中、小型拉线机,制造仪器仪表安装线常用小、微型拉线机。企业可根据产品范围选配各种拉线机的种类、台数合理配置。也可外购规格单丝(如Φ3.00mm的铜线)进厂而不必配置大拉机。


  近年来,由于上引法制铜杆的设备大量普及,有发展了巨拉机。表4-3中列出了拉线机的进线和出线的直径范围。


  表4-3各种拉线机的加工范围mm


  三(一)绞制运动方式


  绞制设备是电线电缆制造中应用极其广泛一类设备;不仅用于导体绞合、束合;而且用于绝缘线芯的绞合,其中还包括缆芯元件(线对、单元、单位)的绞合。


  将多根单线以规定的组合方式合成一根导线或缆芯需要有两种运动的组合。组合运动的方式有三种:一是被绞制的单线(或股线、绝缘线芯)围绕着设备的中心轴作旋转运动,到并线模绞合在一起,而绞


  合的制品作均匀直线运动前进,下述的绞笼、叉绞、框绞等都是此种运动方式。


  二是被绞制的单线被引至外围一个作着旋转运动的回转体上,然后再经过并线模处绞合;胶制品作直线运动。管绞、弓式绞等采用此种运动方式。图4-10是弓式绞线机外形图,被绞的单线放线盘和收线盘均不绕机组中心线旋转而仅有放线和收线的运动,而回转弓带着被绞单线绕中心轴线转动。


  三是将被绞单线(绝缘线芯或单元)分开排放,通过导轮引向并线模,基本上是直线运动;而由收线盘作绕机组中心轴线的旋转运动来进行绞合;收线盘还必须同时沿自身轴线转动进行收线。盘式成缆机和收线盘转动式束线机采用了这种运动组合方式。


  (二)绞线机


  1.绞线设备的组成基本相同,除主机以外均有放线(中心单线和分组、外层单线)、牵引、收线、传动系统及控制系统组成。按主机的结构特点——即被绞单体的放线盘安装方式,分为如下型式,括号中为各自的型号。


  摇篮式绞线机(JLY)


  叉式绞线机(JLC)


  笼绞机


  筒式绞线机(JLT)


  柜式绞线机(JLK)


  管式绞线机(JGG)


  管绞机


  弓式绞线机(JGB)


  绞线机的规格以机组中放置被绞单线的放线盘数量和放线盘的外缘直径来表示的。如500/12型管绞机表示可装12个500mm直径的放线盘。对于各种笼式绞线机来说,绞笼通常分成若干段,串联排列。按正绞绞合的原者,后段比前端可多装6个收线盘,例如6+12+18的三段式可装36个放线盘。因此各种笼式绞线机的规格表示为如400/6+12+18,即放线盘直径为400mm的三段式、工装36个放线盘。


  2.现将各种绞线机简要介绍如下:


  (1)摇篮式绞线机,放线部分是一种笼形结构件,统称笼体。放线架安装在笼体盘(绞盘上)。这是最早和使用最广的一种主机。其最大优点是可具有退扭功能。


  如果装放线盘的支架固定在绞盘上,当绞笼旋转一周时,放线盘围绕设备中心与翻转一周,而放出的单线在压线模处被压。虼说ハ弑蛔耘ち3600;这称为无退扭绞合。但摇篮式绞线机上的摇篮架可以通过退扭机构,使装有放线盘的摇篮架、能在绞笼旋转时作反向转动,形成退扭绞合。即被绞单线只有公转而没有自转。用退扭方式绞合的成品中单线的变形较小。


  但摇篮式绞线机机架位置大,拆装线盘较麻烦可,而且因转动关量大而转速较慢。


  (2)叉式绞线机笼体为查型结构,每组放线架连成一体,成组固定在空心轴上,每组有3~4个放线架;各组交错排列以缩小放线长度和整机占地面积。由于叉式放线架距中心轴较近,转动惯量。梢蕴岣咦。叉绞机不具备退扭功能。适用于对单线略有变形而无影响的产品用导体,如固定敷设用的、特别是分层紧压的导线。


  (3)筒式绞线机筒式笼体由支架支撑,放线架外面用圆筒围着。每组放线架数目是3~4个,但各组成一字形排列。结构紧凑,穿线方便,笼架重量轻,所以转速较高,但无退扭功能。


  (4)框式绞线机笼体成900~1200分布的3~4个框形结构,放线盘装在框形架中,每组以一字形排列方式可装3~4个放线盘。此种结构,上下线盘操作最方便,可以机组同时上下线盘,节约操作时间,且有利于实现机械化或自动化上下线盘。


  (5)管式绞线机管式绞线机的放线结构与笼式绞线机完全不同。装有放线盘的摇篮架沿机组轴线一字


  排列;外面是可以左、右旋转的管状筒体,筒体壁上开有装卸线盘用的窗口。各放线盘的单线,经筒体中心


  的穿线板引向筒内壁上的导轮,沿管壁前进。简体旋转时,摇篮架保持水平位置,起单线退扭作用。


  由于仅是绞线筒体旋转,重量轻,旋转半径。虼丝纱锖芨叩淖,如500~1000转/分;且有退扭功能。但放线盘的数量一般只有6个及12个两种,以免机组的旋转体太长。


  (6)弓形绞线机工作原理与管式机相似,但将管体而改用飞弓,设备重量轻,转速很高。


  (三)束线机


  要求单线直径很细(0.8mm及以下),制成的导线特别柔软的绞合,不能采用上述的各种绞线机,而只能采用束线机。多个单线的放线盘分层、分排地放在固定支架上,一起通过分线板进入束合和收线盘的主机中。由回转体旋转使单线产生扭绞。因此束线机的主体是收线部分,这与绞线机以放线部分为主体不同;所以束线机以收线部分的不同形式来命名,以收线盘直径大小来区分规格。


  束线机以收线盘在主机内的安放型式分为横盘式(JSH)和直盘式(JHZ)两种形式。


  横盘式束线机中收线盘中心轴与回转体中心相垂直,由于收线盘横放,两回转体距离较。咦凵俣湫慰赡苄孕。但上下线盘不方便,故多用于小规格的束线机。


  直盘式束线机中的收线盘轴线与回转体中心线平行,良回转体距离较大,束线转折多;但上下线盘方便,多用于大规格束线机。


  按束线机放线支架布置的形式,可分为卧式和立式。按收线盘直径,规格有160、250、315、400、500、630、1000mm几种,也有更大型的束线机。


  (四)成缆机


  1.多芯电缆的绝缘线芯绞合工艺称为成缆,绞合后的成品称为缆芯。将绝缘线芯绞合成缆芯的工艺原理本质上与单线绞成导线是相似的。所以从理论上讲,绞线机的各种型式都可以用来成缆。但是有两点必须考虑:一是包制绝缘后的绝缘线芯在绞合成缆过程中,应尽量减少对绝缘层的损害,如造成对绝缘层的过份扭转或刮伤等。因此,采用具有退扭功能的摇篮式笼绞方式,以及管绞、弓绞方式最为适宜。二是像电力电缆、矿用电缆、船用电缆中芯数不多(3~5芯)、绝缘线芯直径很大的缆芯绞合,必须采用大型的成缆机;因为装有绝缘芯的放线盘外径很大,从630mm到3150mm。


  绝缘线芯直径在1.5mm及以下的多芯成缆也可考虑采用束线机原理的束绞式成缆机。


  市内通信电缆绝缘线芯的绞对、绞成单元、单位有专用的设备,此处从略。


  成缆机组除了收、放线装置、牵引装置、传动系统和控制系统外,一般还配置有包带、填充物并入等装置。也可配置钢带铠装绕包头、、钢丝铠装绞笼等附加装置。配置铠装装置的优点是减少工序,节约收、放线装置和厂房面积。但缺点是钢带铠装节距小、前进速度比成缆慢得多;如果加入48盘或64盘的钢丝铠装绞笼会使机组太长,缆芯牵引力不易控制、传动系统复杂。因此各有利弊,应合理选择。


  2.常用的中、大截面绝缘线芯或通用电信电缆的线芯单位用的成缆机主要有二类:即笼式成缆机和盘


  式成缆机。


  (1)笼式成缆机


  笼式成缆机以放线盘的直径和个数作为规格标志。一种是装三个放线盘的笼架结构,主要用于供70~95mm2及以上的电力电缆用,放线盘的外缘直径有1600mm、2000mm和2400mm三种。当四芯电缆成缆时,第四芯放在笼架后引出;近来随着低压五芯电缆需求的增加,发展了3+2的五芯成缆机,在三盘式绞缆后设置一个前后排列的二个放线盘框架。和绞笼架一起转动。后面二根绝缘线芯(中性线和地线),通过导轮经向分线板到达并线模处一起绞缆。但放线盘2400mm的成缆机只用于绞合三芯电缆,因为低压电缆的绝缘线芯直径不可能太大。


  大型成缆机的绞笼制成圆锥形,即由两个大小不同的圆盘紧固空心轴上,空心轴的后端在主轴承中旋转,前后圆盘均由托轮支承。两圆盘间有三个放置放线盘的盘架,盘架轴头上装有退扭用的齿轮机构,利用行星式齿轮系统来退扭。成缆机空心轴的最前端装有分线板,使绞合前的绝缘线芯依照正确方向进入并线模。


  放线盘直径1000mm及以下的成缆机结构与笼形摇篮式绞线机不同,常用的是分成二格每格装3个摇笼架的6盘成缆机,适用于导线截面6~70mm2的3~6芯的橡塑电缆绞缆用。


  笼式成缆机的优点是可以退扭,占地面积比盘式成缆机少;缺点是应转动惯量大而转速较慢。表4-4是


  笼形摇篮式成缆机(CLY)的基本参数。


  (2)盘式成缆机


  大型笼式成缆机的绞笼特别庞大,笼内放线盘很重切换转半径很大,因此转速慢,放线尺寸固定,制造大长度电缆受到限制。因此研制了利用束线原理,即放线盘不环绕机组中心轴运动,而由收线盘绕中心轴旋转的盘式成缆机,型号为CP。规格以收线盘外缘直径表示,分为1000、1600、2000、3150mm五种规格。


  放线架与履带牵引、收线架既可同步转动,也可单独静止、以满足退扭、不退扭、预扭和不预扭等成缆工艺要求。


  盘式成缆机还特别适用于大对数市内通信电缆多个线芯单位的成缆。四.挤出设备


  将各种塑料或橡皮挤包到导线上作为绝缘,或挤包到成缆线芯上以及铠装层等外部作为护套而采用的机械设备称为挤出设备。它与单线的拉制、导线的绞制和缆芯绞制设备一样,是电线电缆制造行业中使用最广、数量最多的设备系列。


  按照使用功能、加工工艺和配套设备组成,挤出设备可分为下列几种类型的机组。(一)挤塑机组


  1.挤塑机组由挤塑机在(主机)和工艺所需的多项辅助装置合理配置而组成。


  辅助装置通常包括:放线装置、冷却装置、牵引装置、计米长度装置、收(排)线装置、传动系统和控制系统等。根据工艺需要,还可配置:带有预热或真空的加料筒、导线预热装置、打印装置、火花耐压试验装置。外径、厚度测量和自动调节装置等。


  为了保证不停机换盘而连续生产,放线装置和收线装置中均可设置2套放线盘或收线盘。导线预热装置是针对绝缘层工艺要求较高的产品,导线经预热装置加热后,导线温度可达100℃左右;既可消除导线金属的残余应力、增加柔软性,又使导线和挤包的塑料温度想接近、减少绝缘内表面的温差收缩应力。在通信电缆绝缘线芯挤出时常采用。同样,采用外径、厚度测量和自动调节装置也是为了保证高品质要求的产品的绝


  缘层、结构尺寸尽可能也均衡。


  2.挤塑机分为两个系列,即被挤出塑料温度在300℃及以下的,称为普通挤塑机,型号为SPV;被挤出


  温度为300℃以上的称为高温挤出机,型号为SPF。


  挤塑机的规格是以螺杆直径和长径比来区别。长径比是螺杆长度与螺杆直径之比,长径比大可使塑料在挤塑机中塑化、混合充分,挤推压力加大;从而可以提高螺杆转速、增大单位时间内的挤出量。


  表4-5和表4-6分别列出了二种系列挤塑机的基本参数。


  表4-6SP系列F型挤塑机基本参数


  在表4-5中所列挤塑机的规格中,有7个采用二台挤出机并列挤出(用一个模具、称为“共模挤出”)的规格。采用此种组合,主要是为了在绝缘线芯的绝缘上挤出分色条纹,便于分别标志。如将二台挤出机串列,也可共模挤出二层塑料。


  3.挤塑机主机由挤压系统、传动系统和加热、冷却系统组成。


  (1)挤压系统是挤塑机的核心,它包括螺杆、机筒、料头和模具等构件。挤塑机的工作原理是:利用特定形状的螺杆在加热的机筒中旋转,将有料头中送来的塑料(粒子或粉末)向前挤压,使塑料均匀地塑化(即熔融),通过机头和不同形状的模具,连续均匀地挤包在导线或缆芯上。


  热塑性材料(塑料)的固态称为玻璃态,加热到熔融状态时称为粘流态(液态)。在挤出过程中塑料要经


  1塑化阶段,经过螺杆的旋转和机筒的加热、2过三个阶段,即:○使塑料由固态变为粘流态,在机筒内完成;○


  3定成型阶段,在螺杆旋转的推力作用下,将粘流体推向机头、经过模具而挤出成型,这是在机头中完成的;○


  型阶段,即挤出后的塑料层经冷却又回到固体状态(玻璃态),冷却方式通常是采用水槽。


  (2)挤塑机的螺杆是挤塑机的核心,为了适应不同塑料的加工,以及挤出速度(挤出量)等要求有多种形式;除了长径比的选择以外,还有螺纹的分段结构和各部分的螺纹结构(如螺槽深度、螺纹宽度、螺距、螺旋升角)等。


  非结晶型的聚合物如聚氯乙烯,软化温度范围较宽(75~180℃),一般选用a)、b)两种;结晶性的聚合物如低密度聚乙烯的熔融温度为120~150℃,一般选用等距突变形螺杆。


  螺杆沿长度方向分为三段,各承担不同的职能。加料段对塑料进行压实和输送,塑料在此段基本上保持固态。压缩段又称熔融段,作用是进一步将塑料压实和加热塑化。由于此段的螺槽逐步变浅,加上外部加热和螺杆、机筒的强烈搅拌、混合、剪切等而开始熔化;液相不断增加,至此段末尾时,塑料就全部变成粘流态。均化段是在将粘流体输送中进一步塑化和均匀化,并使之定压、定量和定温地从机头中挤出。各段的长度比例视所加工的塑料及工艺要求选定不同范围。


  (3)在挤塑机及机组中加热和冷却系统是十分重要的。如机身部分,应对加料段(后机身)、压缩段(中机身)和均化段(前机身)规定一定的控制范围。如对聚氯乙烯挤出,三段的温控范围分别为140℃~150℃、155~160℃和170℃左右。


  同样对机头的温度也分三段进行控制,即机头尾部、中部和前部;对聚氯乙烯塑料,尾部和中部一般控制在170℃左右,而前部应稍低些(160℃左右),以保证塑料成型开始稳定。


  挤塑机机筒中设有冷却管道,主要是在螺杆转速高或环境温度高的情况下协助控制各段的温度。而制成品挤出后的冷却,必须有专门冷却槽或管道,冷却必须充分。对结晶型聚合物如聚乙烯,挤出后必须采用缓慢逐级冷却方式。因为如果急冷,会造成表面快速冷却结晶而内部温度还较高,造成不均匀收缩,影响成品外形和质量。


  (二)挤橡机组


  挤橡机组有挤橡机(主机)和工艺需要的多项辅助装置合理配置而组成。组成的方式与塑料机组基本相似。


  挤橡机分为热喂料和冷喂料两个系统,即按进入挤橡机加料口的塑料是经过预热(称为温橡)的,还是不经过预热(室温)来区分。表4-7、表4-8分别是两种系列挤橡机明显的区别是螺杆的长径比,热喂料挤橡机的长径比。3.5~4.8之间;而冷喂料挤橡机的长径比为11~15,而且随螺杆直径加大而比值增加。


  表4-7热喂料挤橡机技术参数


  表4-8冷喂料挤橡机技术参数


  冷喂料挤橡机由于不必将塑料事先进行温橡处理、简化了工序、改善了加料工的劳动条件,因此成为挤橡机的主要发展型式。由于冷喂料挤橡机对塑料的加热、塑化过程要在挤橡机中进行,因此其螺杆的长径比要比热喂料挤橡机大一倍以上。


  挤橡机的型号为XJ,其中X表示橡胶,J表示挤出机;其规格也以螺杆直径和长径比表示。由于两种系列挤橡机的规格有明显的差别(见表4-7,表4-8),因此不列型式代号。


  (三)塑料绝缘线芯连续生产线


  连续生产线是电线电缆制造中充分发挥了“大长度连续地叠加式工艺特征”而发展起来的机组组合。目


  1拉线、退火、挤塑、发泡生产线;主要用于通信电前,在塑料绝缘线芯制造方面,已大量优先采用的是:○


  2将内半导电层、绝缘层、外半导电层用三台不同规格的挤塑机串列后连续挤出,然后缆的绝缘线芯制造;○


  进行化学交联的生产线;用于中高电力电缆及其他中、高压的电气装备用电线电缆(如机车车辆电缆、直流高压滤层器电缆等)的绝缘线芯制造。


  连续生产线的机组群长度很长,例如交联电缆生产线一般在150~230米之间;其中特别是用于实现交联


  1导线的贮线装置、过程和分段冷却的管道长度最长。交联生产线除了机组本身的辅助设备外,还必须配置:○


  2氮气供应装置如设置在导线进入挤塑机组前,其作用是为了保证大长度生产、导线连接时能够连续生产;○


  制氮机或储氮气罐,以保证持续向交联管和冷却管中输入作为保护、加压气体用的惰性气体、并维持稳定的


  3绝缘料和内、外半导电的净化加料系统,包括存放被加材料的净化室和三种材料的三条真空吸入加压力;○


  料管系统。


  按照交联冠管的加热和保护方式,以及冷却系统的冷却方式可分为:蒸汽加热并加压的湿法交联;用电加热,以氮气作为加压并作为保护气体的干法交联两种。适当加压的作用是防止化学交联过程中绝缘内气孔的产生。目前,新的生产线大多采用干法交联工艺。制造高压、超高压交联电力电缆时,为了使电缆的绝缘线芯尽可能不接触水,采用了以循环的氮气冷却方式。因此,交联生产线又可分为半干式(即交联段用氮气,冷却段用水,代号为(CDC)和全干式(代号为CDCC)。


  (四)橡皮挤出连续硫化生产线


  由于橡皮挤出作为电线电缆的绝缘和护套后,必须经过硫化;因此连续硫化生产线出线已有近六十年的历史。用橡皮挤出连续硫化这种生产方式取代了挤出后,再进入硫化罐硫化的方式,大大提高了生产速度和简化了工艺,并提高了成品质量。


  事实上,交联电缆生产线的连续挤橡、硫化生产线的继承和发展。反之,随着橡皮绝缘电缆向高电压品种发展,又借鉴了交联生产线用三台挤塑机串列连续挤出的实践;也发展了用二台或三台挤橡机串列、分别挤出内半导电层、绝缘层、外半导电层后,再进行连续硫化生产线。有的制造厂为了提高设备的利用率,将两种生产线共同一套设备,但使用时必须更换挤出机的螺杆、模具、及工艺控制参数可。这就证明,电线电缆制造中连续生产线必将继续迅速发展。


  五.漆包设备


  漆包设备是涂制各种漆包线(铜、铝及铜合金导体的圆漆包线、扁漆包线;漆的种类参见表3-15)的机械设备。其工艺要求是在导线上均匀、连续地涂覆一种或几种绝缘漆,并经加热烘培、使绝缘漆中的溶剂挥发、漆的基料产生交联(固化)形成一定厚度(多道涂漆、烘培)的漆膜,制成具有相应技术性能的漆包线。漆包设备通常简称为漆包机。


  实际上,在漆包机上主要应完成二个工艺过程,即涂漆和漆的固化;这与挤橡(或挤塑)连续硫化(即交联)生产线是类似的。而且由于漆膜要是多次涂漆,多次在烘炉中经过溶剂挥发、基料交流固化的过程;其工艺参数的控制相当复杂(如炉温与走线速度、炉温分布曲线、废气处理、炉中通风控制等等);是漆包机设计过程中必须精心考虑的。


  现将漆包机的类型与系列如下:


  根据烘培的型式,漆包机可分为立式和卧式两大系列。立式漆包机适用于涂覆直径为0.40mm及以上的圆线和所有的扁线;卧式漆包机适用于规格较小的圆线,即Φ0.01~0.80mm,但一般用于Φ0.40mm及以下的圆线。


  漆包机的主要参数是线径序号、烘炉个数、总头数和总道数。线径序号指进线的直径范围(扁线指截面范围)是漆包机主体尺寸的依据;表4-9是线径序号与进线尺寸的关系。


  表4-9漆包机系列中的线径序号


  表4-11立式漆包机(HQL


 。┫盗械墓娓、代号(A型)


  


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