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    電纜載流量
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    電纜載流量

    電線電纜制造的知識大全

    作者:VOV接地同軸電纜 來源:www.lagoononline.com 日期:2018-2-28 16:14:37 人氣:0 評論:0

      線纜制造的工藝特征、流程和專用設備


      第一節電線電纜制造的工藝特征


      一.大長度連續疊加組合生產方式


      1.所有的電線電纜產品按照其本身的結構要求,在制作過程中總是從導體加工開始,在導線的外圍、一層一層地加上絕緣、屏蔽、護層等構件而制成的。產品的結構愈復雜,疊加的層次愈多。圖4-1是電線電纜制造的總工藝流程圖。


      圖4-1電線電纜制造的總工藝流程圖


      同時,電線電纜產品是以長度為基本的計算單位的。一次投產的批量總是幾百、幾千米,甚至像海底通信電纜、海底光纜等產品,制造長度可以從幾十公里到幾百公里以上。


      所以,電線電纜的制造與大多數機電產品的生產方式是完全不同的。機電產品通常采用將零件裝配成部件、多個部件再裝配成單臺產品的生產方式;成品易臺數或件數計量。即使組成連續生產線,也主要是裝配生產線;所有的另部件、部件分別裝配然后向總裝配線集中、制造出一臺臺的產品。


      因此,作者將電線電纜產品的生產方式稱為“大長度連續疊加組合生產方式”。這是電線電纜制造最根本的工藝特征。


      2.電線電纜制造這一特殊的生產方式對線纜制造企業的影響是全局性的、帶有控制性的。舉例說明如下:


      (1)決定了生產廠房的設計與生產設備的布置


      每一生產車間的各種生產設備必須按產品要求的工藝流程合理排放,使各階段的半成品,順次而流轉。同時,由于各工序的設備生產速率不同,有的工藝設備必須配備2臺及以上才能使生產線上各個環節的生產能力平衡。加上、同一系列的產品規格大小相差很大,則同一工藝必須配備大小不同的2~3臺或更多的同類設備。因此,設備的合理組合和生產場地的布置、廠房設計都必須根據生產的產品方案和生產能力的平衡來考慮。


      (2)決定了生產組織體系


      以制造一條長度為1公里,2400對的市內通信電纜纜芯為例:2400對絕緣線芯有4800芯(暫不計規定


      的備用線對),沒2根絕緣線芯要絞成“線對”,每25個線對絞成一個“基本單位”;每4個基本單位再絞成一個“單位”;2400對絕緣線芯構成24個“單位”,再一起絞合成“纜芯”。


      在25個線對的“基本單位”中,應能明確區別每一個線對以便編號,因此單根絕緣線芯應分別采用10種顏色來組成25對不同顏色搭配的線對。在組織和實施生產的過程中,如要搞錯了一個線對的顏色組合,就會使一個基本單位成為廢品。假如不能及時查出而繼續生產、即絞成“單位”、成纜,然后包上屏蔽,加上內、外護層,就會造成巨大的損失。


      此外,4800根絕緣線芯的長度都必須保證經過一道道工序的疊加式加工、考慮到必要的工藝增量(如每次的絞入率)后,最終的電纜產品應是1000米加上一定的余量(例如10米)。任何一個環節中,某一線對或基本單位、單位短了,則整條電纜就會隨之而短、不能按合同交貨。反之,任何一個元件長度過長,則必須鋸去造成浪費。


      可見,電線電纜制造的生產計劃必須科學合理;生產組織必須周密準確;生產管理必須嚴格細致;而操作者必須充分認真、一絲不茍。


      此外,在制造過程中,各個環節中物料或半成品的供應,各工序的銜接和生產能力的平衡;以及工藝流程中所有設備的完好性,都應科學地安排和準確地運轉。任何一個環節出現一些小問題,就會使工藝流程不暢而造成延誤。


      (3)決定了質量管理模式


      由于電線電纜制造是大長度連續地疊加組合生產方式,如果在生產過程任何一個環節出現一些小問題,瞬時發生一點差錯;如在一條1000米長的電力電纜中有一處絕緣太薄,那么就會影響整條電纜。而且質量缺陷愈是產生在內層、并且沒有及時發現而終止生產,那么造成的損失也愈大。因為它不同于組裝式的單臺產品,如果成品檢測時查出問題可以拆開重裝及更換另部件。電線電纜產品如果查出質量問題,對于那條成品來說,幾乎是無法挽回的。事后的處理都是十分消極的,如鋸短等,等待別的用戶來購買;降級使用(如10kv電纜當6kv銷售)等;關鍵是無法拆開重裝。


      這就決定了在電線電纜制造過程中檢查部門對各生產過程巡回檢查,以及生產工人自檢、上下工序互檢的必要性。這些檢查措施對保證產品的質量、提高企業的經濟效益是至關緊要的。


      二.生產工藝門類眾多,物流量大


      1.電線電纜制造從基本質上講是材料的精加工并加以合理組合的一個行業。電線電纜制造中涉及到工藝技術從學科和工藝類型來說非常廣泛,例如有色金屬的熔煉和電力加工,塑料、橡膠、油漆等化工行業的專門技術,纖維材料的繞包、編織等紡織行業的工藝技術;以及將眾多絕緣線芯合理并合起來的成纜技術等。從下面的列舉的工藝門類就說明了線纜產品制造過程中工藝技術的多樣化。


      (1)有色金屬的熔煉工藝如銅、鋁及其合金的精煉技術;以及上引法、浸涂法等低氧、無氧銅的制造技術等。


      (2)有色金屬的壓力加工工藝如銅、鋁錠的熱軋桿、制板連鑄連軋;圓線、扁線和型材的拉制;導線的絞合、束合及成型技術等;此外還有金屬的鍍制、雙金屬單線的制造技術、以及鉛、鋁的熱壓擠出成型等。


      (3)塑料、橡皮復合物的配方、混煉加工工藝;橡料的擠包與硫化工藝;塑料的擠包、并加以發泡、化學交聯、輻照交聯等工藝技術。


      (4)絕緣紙、絕緣油的處理,以及形成油浸紙組合絕緣的工藝。


      (5)漆包線漆、浸涂漆的配制;涂漆、浸漆和固化(也是一種化學交聯)工藝。


      (6)各種纖維的并合、繞包、編織工藝技術。還有粉狀無機材料制成絕緣的灌注技術,液態玻璃涂膜技術,同軸電纜的間隔式支撐絕緣等特殊的絕緣工藝技術等。


      (7)金屬和非金屬帶狀材料的繞包工藝;以及金屬帶材的縱包、焊縫以及軋制螺旋狀或環狀凸性(軋紋)等工藝技術。


      (8)其他如銅、鋁導線的連接,銅、鋁導線的軟化(韌煉);各種模具的制作和修理;從很細到很粗,從幾根到幾千根導線和絕緣線芯的絞制,成纜技術;以及對很重卻很嬌嫩的電纜進行牽引等技術。


      2.線纜制造企業用的各種材料,不但類別、品種、規格多,而且用量巨大。中、小型企業的年用量達


      幾千噸,而大型企業達幾萬頓。因此,各種材料每月的當月用量、庫存的備用量、進料周期與批量必須科學地核定,制定周密計劃、嚴格地實施。這對企業正常生產組織和經濟效益密切相關。同時,對廢品的分解處理、回收重復利用以及廢料的最后處理等,必須作為企業管理中的一個重要內容;管理的好壞,對企業的經濟效益關系很大。至于生產中的材料定額管理,重視增產節約工作等更是非常重要。


      3.在線纜制造企業中,物流量特別巨大。從原材料及各種輔料的進廠、儲存,各工序間半成品的流轉,直至成品的存放和出廠,構成了一個巨大而復雜的物流體系。因此,必需對物流的路線、周期和存放點(材料庫、半成品存放地、成品庫)等科學地規劃設計、合理布局、動態管理、線纜企業可從科學合理、嚴格實施的物流管理中獲得客觀的經濟效益。


      三.對專用的設備依賴性強


      1.在電線電纜產品的制造中,有許多是本行業特有的工藝技術;如塑料、橡皮絕緣的三層連續擠出,漆包線的涂漆和固化,油浸紙絕緣電纜的干燥、浸油,鉛、鋁套的熱壓擠包,導體的多次拉制,多根絕緣線芯的成纜,上引法和浸涂法制造低氧銅桿,光纖光纜的許多加工工藝等等。為此必須針對性的研究設計出許多專用設備來實現相關的工藝過程,制造出各種電線電纜的產品。


      還有許多工藝方法,雖與其他行業有相近性,但為了要適應線纜產品的結構、性能要求,滿足大長度連續并盡可能高速的生產方式;也必須不斷地改進設計,發展并建立起線纜產品制造的專用設備系列。如線纜制造中使用最多的擠塑機系列、拉線機系列、絞線機系列都比其他使用類似設備的行業中的通用設備、在設備功能、品種規格等方面變化要多得多。


      電線電纜制造用的專用設備早已自成體系,建立了多家專用設備制造廠。并不斷隨著線纜產品和工藝的發展、繼續研究和開發出新的專用設備以滿足電線電纜企業的需要。


      2.制造工藝與專用設備的密切關聯、互相推動性


      在電線電纜產品經過結構設計、材料選用、研究試用而定型后,在具體的制造過程中、工藝與設備是相互關聯的“兩個輪子”,它們互相制約、互相推動;保證著產品的制造,又推動著產品的更新發展。說明如下:


      (1)工藝技術上的所有要求都必須通過設備上的各種措施才能實現。例如需要導電率更高的鋼、一直是線纜產品的目標,研制采用了上引法、浸涂法的工藝和設備,就能提高導電率達101~102%IACS的低氧、無氧銅桿;產生了巨大的社會經濟效益。


      (2)專用設備針對試驗制造中的需要不斷地改進和開發,推動了新工藝在線纜產品制造中的應用,促使線纜產品的性能提高和開發出新的品種。例如,有了康仿(Comform)設備——可稱為“有色金屬熱壓擠出成型機”,就可以方便地制造銅包鋁、鋁包鋼線和鋁護套。有了物理發泡裝置的擠出機,就能生產出高頻電性能更優的高發泡聚烯烴絕緣層,為寬帶電子線纜的制造打下了基礎。


      (3)專用設備的不斷改進、開發既保證了實施工藝的有效性和穩定性,又推動著線纜產品的制造向多快好省的方向前進;在提高整個線纜制造技術水平中發揮著重要作用。如立塔式交聯電纜生產系統保證了厚度達16~28mm厚的絕緣層,在圓周方向的均勻性,使高壓及超高壓交聯電力電纜的電絕緣性能夠保證。又如薄絕緣層的精密擠出機可以制造0.1~0.2mm厚度的絕緣,為微小型電子線纜的發展創造了條件。采用擠出速度達2000米/分以上的高速擠出機來制造市內通信電纜的絕緣線芯,大大提高了該類產品的生產能力。


      (4)充分利用線纜制造是大長度連續地疊加組合生產方式這一特征;是二十多年來,線纜制造中的連續生產線日益增多的原因。他們不但去了每一個機組所必須的收放線、牽引等輔助設備,還可以生廠房面積、減少工序間的物流以及操作工人;因此是線纜制造中的發展方向。


      現在已大量采用的連續生產線有:銅、鋁連鑄連軋生產線;市內通信電纜用拉絲、退火、擠出及在線性能檢測高速生產線;管道式三層連續擠出的交聯聚乙烯絕緣電力電纜生產線和三層橡皮擠出連續硫化生產線;拉絲、退火、漆包連續生產線等等,已成為國內線纜制造中的主流設備體系。


      第二節幾類電線電纜的制造工藝流程


      電線電纜產品制造的工藝流程是根據每一種產品的結構、按照制造產品中涉及的工藝、所需用的設備按順序排列而成的工藝路線圖。它對制造企業從工廠設計、場地布置、生產組織安排以及生產管理都是綱領性


      的。


      原則上講,每一個品種都應有一個制造工藝流程圖,但在實用中,通常是將結構相近似的品種制成一個工藝流程圖。本節將列出幾種結構較復雜,而又是量大面廣的系列產品的工藝流程圖,以供參考。


      一.塑料絕緣電力電纜


      圖4-2塑料絕緣電力電纜制造工藝流程


      二


      .橡套電纜


      通用橡套電線電纜


      船用電纜


      三.市內通信電纜


      纜


      纜


      電纜


      四.室外光纜


      礦用電纜礦用屏蔽加強型電


      (3.6,6kv級)


      ●——自檢、巡檢點


      圖4-3橡套電纜制造工藝流程


      無填充電


      有填充電纜各種鎧裝電


      有內屏蔽的


      自承式電纜


      ?——自檢與巡檢點,虛線框——連續生產線


      圖4-4市內通信全塑電纜制造工藝流程


      室外


      光纜


      室外


      光纜


      式光纜


      骨架式


      光纖帶層絞式


      光纖帶層絞


      ?——自檢與巡檢點


      圖4-5幾種室外光纜的制造工藝流程


      第三節線纜產品制造的專用設備


      一.以電線電纜產品制造為目標而設計、制成的機械設備稱為電線電纜專用設備。(一)專用設備的類型


      1.線纜專用設備由主機和多項輔助設備構成。主機的類別是根據電線電纜產品的制造工藝特征和主機的主要功能劃分;行業標準JB/T5824—91中規定了線纜專用設備分為17類(光纖光纜設備尚未編入)。表4-1是專用設備的類別和代號。


      表4-1電線電纜專用設備的分類、代號


      主機


      2.主機和輔助裝置組成了能完成某一工序加工過程的機組。輔助裝置應根據該機組的功能要求而定。但有三種輔助裝置是必要的,即放線裝置、牽引裝置、收(排)線裝置。


      機組的傳動系統和控制系統是必要的組成部分,體系極為復雜,此處將不作介紹。其他的輔助設備裝置還很多,如計米器、打印裝置、冷卻水槽、交聯管、儲線裝置、以及近來迅速發展起來的在線檢測裝置,外徑自動測控儀等等。


      雖然相對于主機稱為輔助裝置,但對機組的正常運行和保證產品的質量而言,其重要性是相同的。3.除了上述的主機和輔助設備裝置以外,電線電纜制造過程中還需要許多配套的輔助設備,如導線連接用的焊接或壓接機、軋頭穿模機、韌煉退火設備,金屬和非金屬切割機,纖維并先機、以及處理廢電纜的切斷、剝離、破碎機等。這些輔助設備不屬于線纜專用設備范圍。此外,作者認為表4-1中的制模設備既不是主機,也非輔助裝置,而應是輔助設備。


      4.近三十年來,隨著設備制造技術的提高,在線纜制造中將二臺或三臺、四臺等相同或不同工藝特性的主機串列起來,組合成連續生產線。如連鑄連軋生產線;拉制、退火、擠塑生產線或漆包生產線;對絞成纜(單位絞)生產線;擠制鎧裝生產線;拉制絞制(束)生產線以及交聯電力電纜的三層連續擠出的交聯生產線等。連續生產線充分體現了“大長度連續疊加組合生產方式”的特點,有巨大的技術經濟效益,代表線纜專用設備發展中的一個重要方向。


      由于電線電纜專用設備極為繁多,本節僅介紹通用性最強的集中設備系列。(二)專用設備的型號1.主機


      (1)主機型號組成表示方法


      號改型代號


      改進或規格代


      設計序號派生代號型式代號系列代號類別代號(2)示例


      ①滑動式拉線機,塔輪形,定徑輪直徑120mm,拉伸道數21,進線頭數1或4,第次設計,表示為:1頭者:LHT-1120/21(1頭進線的1省略)4頭者:LHT-1120/21/4


      第一次設計后有改進或改型時,分別表示為:LHT-1/1120/21;LHT-1/1120/21/4


      ②塑料擠出機,低溫螺桿型,螺桿直徑65mm,長徑比25,第1次設計,表示為:單一機頭:SPV-165/25與30/25擠出機共模擠出:SPV-165/25-30/25


      與90/25擠出機分模擠出:SPV-165/25+90/25


      第一次設計后有改進或改型時,分別表示為:SPV-1/165/25;SPV-1/165/25-30/25;SPV-1/165/25+90/25。


      2.機組


      (1)機組型號組成表示方法


      組合代號


      主機型號


      (2)示例


      ①主機為LHT-/120/21,有收、放線,儲線裝置,表示為:


      帶連續退火裝置者:LHT-1120/(A)


      不帶連續退火裝置者:LHT-1120/21(B)


      其他輔助裝置的組合變化,按(C)、(D)??類推。


      ②主機為SPV-165/25,有收、放線裝置、水槽、牽引裝置,表示為:


      帶火花檢驗裝置者:SPV-165/25(A)


      不帶火花檢驗裝置者:SPV-165/25(B)


      其他輔助裝置的組合變化,按(C)、(D)??類推。


      ③主機為SPV-165/25+120/20-90/20,有蒸汽交聯裝置和其它必須的輔助裝置,表示為:


      L型牽引裝置者:SPV-165/25+120/20-90/20(A)


      D型牽引裝置者:SPV-165/25+120/20-90/20(B)


      其它輔助設備的組合變化,按(C)、(D)??類推。


      3.生產線


      (1)生產線型號組成表示方法


      +-+


      組合代號


      第二主機規格


      第一主機規格


      設計序號


      第二主機類別代號


      第一主機類別代號


      (2)示例


      ①第一主機為LHT250/17,第二主機為SPV65/25,表示為:L+S250/17+65/25②第一主機為SPV150/25,第二主機為KRB800/2,表示為:S+K150/25+800/2


      ③設計序號,設計改進或改型,以及不同組合的代號及其位置,與主機規定相同。二.拉線設備


      將金屬線材通過一個或數個拉線模加工到所需形狀和尺寸的機器,稱為拉線設備、簡稱拉線機。


      1.拉線機的分類方法很多,如根據線材速度同拉線機輪速度之間的關系分為滑動式(代號LH)和非滑動式(代號LF);以及具有拉軋綜合功能的拉軋混合型拉線機(LZ)。根據拉線鼓輪的構造形狀,滑動式拉線機又可分為塔輪型(LHT)和等徑輪型(LFD),非滑動式拉線機又可分為單層輪型(LFD)和雙層輪型(LFS)。另外還有以拉線輪直徑大小和拉線橫的數量作為規格列于型號后。表4-2是拉線機的系列和型式。


      表4-2拉線機的系列和型式


      注、規格中表示順序為:輪徑/模子數/進線頭數


      2.在線纜制造企業中還習慣按線材的進線直徑和拉線后的出線直徑范圍,把拉線機分為大、中、小、微型的分類方法。由于此種分類是考慮制造中上下工序的銜接性,因此具有實用性。例如制造固定敷設用的電線電纜主要用大拉(線)機和中拉(線)機,而制造移動式使用的產品多用中、小型拉線機,制造儀器儀表安裝線常用小、微型拉線機。企業可根據產品范圍選配各種拉線機的種類、臺數合理配置。也可外購規格單絲(如Φ3.00mm的銅線)進廠而不必配置大拉機。


      近年來,由于上引法制銅桿的設備大量普及,有發展了巨拉機。表4-3中列出了拉線機的進線和出線的直徑范圍。


      表4-3各種拉線機的加工范圍mm


      三(一)絞制運動方式


      絞制設備是電線電纜制造中應用極其廣泛一類設備;不僅用于導體絞合、束合;而且用于絕緣線芯的絞合,其中還包括纜芯元件(線對、單元、單位)的絞合。


      將多根單線以規定的組合方式合成一根導線或纜芯需要有兩種運動的組合。組合運動的方式有三種:一是被絞制的單線(或股線、絕緣線芯)圍繞著設備的中心軸作旋轉運動,到并線模絞合在一起,而絞


      合的制品作均勻直線運動前進,下述的絞籠、叉絞、框絞等都是此種運動方式。


      二是被絞制的單線被引至外圍一個作著旋轉運動的回轉體上,然后再經過并線模處絞合;膠制品作直線運動。管絞、弓式絞等采用此種運動方式。圖4-10是弓式絞線機外形圖,被絞的單線放線盤和收線盤均不繞機組中心線旋轉而僅有放線和收線的運動,而回轉弓帶著被絞單線繞中心軸線轉動。


      三是將被絞單線(絕緣線芯或單元)分開排放,通過導輪引向并線模,基本上是直線運動;而由收線盤作繞機組中心軸線的旋轉運動來進行絞合;收線盤還必須同時沿自身軸線轉動進行收線。盤式成纜機和收線盤轉動式束線機采用了這種運動組合方式。


      (二)絞線機


      1.絞線設備的組成基本相同,除主機以外均有放線(中心單線和分組、外層單線)、牽引、收線、傳動系統及控制系統組成。按主機的結構特點——即被絞單體的放線盤安裝方式,分為如下型式,括號中為各自的型號。


      搖籃式絞線機(JLY)


      叉式絞線機(JLC)


      籠絞機


      筒式絞線機(JLT)


      柜式絞線機(JLK)


      管式絞線機(JGG)


      管絞機


      弓式絞線機(JGB)


      絞線機的規格以機組中放置被絞單線的放線盤數量和放線盤的外緣直徑來表示的。如500/12型管絞機表示可裝12個500mm直徑的放線盤。對于各種籠式絞線機來說,絞籠通常分成若干段,串聯排列。按正絞絞合的原者,后段比前端可多裝6個收線盤,例如6+12+18的三段式可裝36個放線盤。因此各種籠式絞線機的規格表示為如400/6+12+18,即放線盤直徑為400mm的三段式、工裝36個放線盤。


      2.現將各種絞線機簡要介紹如下:


      (1)搖籃式絞線機,放線部分是一種籠形結構件,統稱籠體。放線架安裝在籠體盤(絞盤上)。這是最早和使用最廣的一種主機。其最大優點是可具有退扭功能。


      如果裝放線盤的支架固定在絞盤上,當絞籠旋轉一周時,放線盤圍繞設備中心與翻轉一周,而放出的單線在壓線模處被壓住,因此單線被自扭了3600;這稱為無退扭絞合。但搖籃式絞線機上的搖籃架可以通過退扭機構,使裝有放線盤的搖籃架、能在絞籠旋轉時作反向轉動,形成退扭絞合。即被絞單線只有公轉而沒有自轉。用退扭方式絞合的成品中單線的變形較小。


      但搖籃式絞線機機架位置大,拆裝線盤較麻煩可,而且因轉動關量大而轉速較慢。


      (2)叉式絞線機籠體為查型結構,每組放線架連成一體,成組固定在空心軸上,每組有3~4個放線架;各組交錯排列以縮小放線長度和整機占地面積。由于叉式放線架距中心軸較近,轉動慣量小,可以提高轉速。叉絞機不具備退扭功能。適用于對單線略有變形而無影響的產品用導體,如固定敷設用的、特別是分層緊壓的導線。


      (3)筒式絞線機筒式籠體由支架支撐,放線架外面用圓筒圍著。每組放線架數目是3~4個,但各組成一字形排列。結構緊湊,穿線方便,籠架重量輕,所以轉速較高,但無退扭功能。


      (4)框式絞線機籠體成900~1200分布的3~4個框形結構,放線盤裝在框形架中,每組以一字形排列方式可裝3~4個放線盤。此種結構,上下線盤操作最方便,可以機組同時上下線盤,節約操作時間,且有利于實現機械化或自動化上下線盤。


      (5)管式絞線機管式絞線機的放線結構與籠式絞線機完全不同。裝有放線盤的搖籃架沿機組軸線一字


      排列;外面是可以左、右旋轉的管狀筒體,筒體壁上開有裝卸線盤用的窗口。各放線盤的單線,經筒體中心


      的穿線板引向筒內壁上的導輪,沿管壁前進。簡體旋轉時,搖籃架保持水平位置,起單線退扭作用。


      由于僅是絞線筒體旋轉,重量輕,旋轉半徑小,因此可達很高的轉速,如500~1000轉/分;且有退扭功能。但放線盤的數量一般只有6個及12個兩種,以免機組的旋轉體太長。


      (6)弓形絞線機工作原理與管式機相似,但將管體而改用飛弓,設備重量輕,轉速很高。


      (三)束線機


      要求單線直徑很細(0.8mm及以下),制成的導線特別柔軟的絞合,不能采用上述的各種絞線機,而只能采用束線機。多個單線的放線盤分層、分排地放在固定支架上,一起通過分線板進入束合和收線盤的主機中。由回轉體旋轉使單線產生扭絞。因此束線機的主體是收線部分,這與絞線機以放線部分為主體不同;所以束線機以收線部分的不同形式來命名,以收線盤直徑大小來區分規格。


      束線機以收線盤在主機內的安放型式分為橫盤式(JSH)和直盤式(JHZ)兩種形式。


      橫盤式束線機中收線盤中心軸與回轉體中心相垂直,由于收線盤橫放,兩回轉體距離較小,束線轉折少而變形可能性小。但上下線盤不方便,故多用于小規格的束線機。


      直盤式束線機中的收線盤軸線與回轉體中心線平行,良回轉體距離較大,束線轉折多;但上下線盤方便,多用于大規格束線機。


      按束線機放線支架布置的形式,可分為臥式和立式。按收線盤直徑,規格有160、250、315、400、500、630、1000mm幾種,也有更大型的束線機。


      (四)成纜機


      1.多芯電纜的絕緣線芯絞合工藝稱為成纜,絞合后的成品稱為纜芯。將絕緣線芯絞合成纜芯的工藝原理本質上與單線絞成導線是相似的。所以從理論上講,絞線機的各種型式都可以用來成纜。但是有兩點必須考慮:一是包制絕緣后的絕緣線芯在絞合成纜過程中,應盡量減少對絕緣層的損害,如造成對絕緣層的過份扭轉或刮傷等。因此,采用具有退扭功能的搖籃式籠絞方式,以及管絞、弓絞方式最為適宜。二是像電力電纜、礦用電纜、船用電纜中芯數不多(3~5芯)、絕緣線芯直徑很大的纜芯絞合,必須采用大型的成纜機;因為裝有絕緣芯的放線盤外徑很大,從630mm到3150mm。


      絕緣線芯直徑在1.5mm及以下的多芯成纜也可考慮采用束線機原理的束絞式成纜機。


      市內通信電纜絕緣線芯的絞對、絞成單元、單位有專用的設備,此處從略。


      成纜機組除了收、放線裝置、牽引裝置、傳動系統和控制系統外,一般還配置有包帶、填充物并入等裝置。也可配置鋼帶鎧裝繞包頭、、鋼絲鎧裝絞籠等附加裝置。配置鎧裝裝置的優點是減少工序,節約收、放線裝置和廠房面積。但缺點是鋼帶鎧裝節距小、前進速度比成纜慢得多;如果加入48盤或64盤的鋼絲鎧裝絞籠會使機組太長,纜芯牽引力不易控制、傳動系統復雜。因此各有利弊,應合理選擇。


      2.常用的中、大截面絕緣線芯或通用電信電纜的線芯單位用的成纜機主要有二類:即籠式成纜機和盤


      式成纜機。


      (1)籠式成纜機


      籠式成纜機以放線盤的直徑和個數作為規格標志。一種是裝三個放線盤的籠架結構,主要用于供70~95mm2及以上的電力電纜用,放線盤的外緣直徑有1600mm、2000mm和2400mm三種。當四芯電纜成纜時,第四芯放在籠架后引出;近來隨著低壓五芯電纜需求的增加,發展了3+2的五芯成纜機,在三盤式絞纜后設置一個前后排列的二個放線盤框架。和絞籠架一起轉動。后面二根絕緣線芯(中性線和地線),通過導輪經向分線板到達并線模處一起絞纜。但放線盤2400mm的成纜機只用于絞合三芯電纜,因為低壓電纜的絕緣線芯直徑不可能太大。


      大型成纜機的絞籠制成圓錐形,即由兩個大小不同的圓盤緊固空心軸上,空心軸的后端在主軸承中旋轉,前后圓盤均由托輪支承。兩圓盤間有三個放置放線盤的盤架,盤架軸頭上裝有退扭用的齒輪機構,利用行星式齒輪系統來退扭。成纜機空心軸的最前端裝有分線板,使絞合前的絕緣線芯依照正確方向進入并線模。


      放線盤直徑1000mm及以下的成纜機結構與籠形搖籃式絞線機不同,常用的是分成二格每格裝3個搖籠架的6盤成纜機,適用于導線截面6~70mm2的3~6芯的橡塑電纜絞纜用。


      籠式成纜機的優點是可以退扭,占地面積比盤式成纜機少;缺點是應轉動慣量大而轉速較慢。表4-4是


      籠形搖籃式成纜機(CLY)的基本參數。


      (2)盤式成纜機


      大型籠式成纜機的絞籠特別龐大,籠內放線盤很重切換轉半徑很大,因此轉速慢,放線尺寸固定,制造大長度電纜受到限制。因此研制了利用束線原理,即放線盤不環繞機組中心軸運動,而由收線盤繞中心軸旋轉的盤式成纜機,型號為CP。規格以收線盤外緣直徑表示,分為1000、1600、2000、3150mm五種規格。


      放線架與履帶牽引、收線架既可同步轉動,也可單獨靜止、以滿足退扭、不退扭、預扭和不預扭等成纜工藝要求。


      盤式成纜機還特別適用于大對數市內通信電纜多個線芯單位的成纜。四.擠出設備


      將各種塑料或橡皮擠包到導線上作為絕緣,或擠包到成纜線芯上以及鎧裝層等外部作為護套而采用的機械設備稱為擠出設備。它與單線的拉制、導線的絞制和纜芯絞制設備一樣,是電線電纜制造行業中使用最廣、數量最多的設備系列。


      按照使用功能、加工工藝和配套設備組成,擠出設備可分為下列幾種類型的機組。(一)擠塑機組


      1.擠塑機組由擠塑機在(主機)和工藝所需的多項輔助裝置合理配置而組成。


      輔助裝置通常包括:放線裝置、冷卻裝置、牽引裝置、計米長度裝置、收(排)線裝置、傳動系統和控制系統等。根據工藝需要,還可配置:帶有預熱或真空的加料筒、導線預熱裝置、打印裝置、火花耐壓試驗裝置。外徑、厚度測量和自動調節裝置等。


      為了保證不停機換盤而連續生產,放線裝置和收線裝置中均可設置2套放線盤或收線盤。導線預熱裝置是針對絕緣層工藝要求較高的產品,導線經預熱裝置加熱后,導線溫度可達100℃左右;既可消除導線金屬的殘余應力、增加柔軟性,又使導線和擠包的塑料溫度想接近、減少絕緣內表面的溫差收縮應力。在通信電纜絕緣線芯擠出時常采用。同樣,采用外徑、厚度測量和自動調節裝置也是為了保證高品質要求的產品的絕


      緣層、結構尺寸盡可能也均衡。


      2.擠塑機分為兩個系列,即被擠出塑料溫度在300℃及以下的,稱為普通擠塑機,型號為SPV;被擠出


      溫度為300℃以上的稱為高溫擠出機,型號為SPF。


      擠塑機的規格是以螺桿直徑和長徑比來區別。長徑比是螺桿長度與螺桿直徑之比,長徑比大可使塑料在擠塑機中塑化、混合充分,擠推壓力加大;從而可以提高螺桿轉速、增大單位時間內的擠出量。


      表4-5和表4-6分別列出了二種系列擠塑機的基本參數。


      表4-6SP系列F型擠塑機基本參數


      在表4-5中所列擠塑機的規格中,有7個采用二臺擠出機并列擠出(用一個模具、稱為“共模擠出”)的規格。采用此種組合,主要是為了在絕緣線芯的絕緣上擠出分色條紋,便于分別標志。如將二臺擠出機串列,也可共模擠出二層塑料。


      3.擠塑機主機由擠壓系統、傳動系統和加熱、冷卻系統組成。


      (1)擠壓系統是擠塑機的核心,它包括螺桿、機筒、料頭和模具等構件。擠塑機的工作原理是:利用特定形狀的螺桿在加熱的機筒中旋轉,將有料頭中送來的塑料(粒子或粉末)向前擠壓,使塑料均勻地塑化(即熔融),通過機頭和不同形狀的模具,連續均勻地擠包在導線或纜芯上。


      熱塑性材料(塑料)的固態稱為玻璃態,加熱到熔融狀態時稱為粘流態(液態)。在擠出過程中塑料要經


      1塑化階段,經過螺桿的旋轉和機筒的加熱、2過三個階段,即:○使塑料由固態變為粘流態,在機筒內完成;○


      3定成型階段,在螺桿旋轉的推力作用下,將粘流體推向機頭、經過模具而擠出成型,這是在機頭中完成的;○


      型階段,即擠出后的塑料層經冷卻又回到固體狀態(玻璃態),冷卻方式通常是采用水槽。


      (2)擠塑機的螺桿是擠塑機的核心,為了適應不同塑料的加工,以及擠出速度(擠出量)等要求有多種形式;除了長徑比的選擇以外,還有螺紋的分段結構和各部分的螺紋結構(如螺槽深度、螺紋寬度、螺距、螺旋升角)等。


      非結晶型的聚合物如聚氯乙烯,軟化溫度范圍較寬(75~180℃),一般選用a)、b)兩種;結晶性的聚合物如低密度聚乙烯的熔融溫度為120~150℃,一般選用等距突變形螺桿。


      螺桿沿長度方向分為三段,各承擔不同的職能。加料段對塑料進行壓實和輸送,塑料在此段基本上保持固態。壓縮段又稱熔融段,作用是進一步將塑料壓實和加熱塑化。由于此段的螺槽逐步變淺,加上外部加熱和螺桿、機筒的強烈攪拌、混合、剪切等而開始熔化;液相不斷增加,至此段末尾時,塑料就全部變成粘流態。均化段是在將粘流體輸送中進一步塑化和均勻化,并使之定壓、定量和定溫地從機頭中擠出。各段的長度比例視所加工的塑料及工藝要求選定不同范圍。


      (3)在擠塑機及機組中加熱和冷卻系統是十分重要的。如機身部分,應對加料段(后機身)、壓縮段(中機身)和均化段(前機身)規定一定的控制范圍。如對聚氯乙烯擠出,三段的溫控范圍分別為140℃~150℃、155~160℃和170℃左右。


      同樣對機頭的溫度也分三段進行控制,即機頭尾部、中部和前部;對聚氯乙烯塑料,尾部和中部一般控制在170℃左右,而前部應稍低些(160℃左右),以保證塑料成型開始穩定。


      擠塑機機筒中設有冷卻管道,主要是在螺桿轉速高或環境溫度高的情況下協助控制各段的溫度。而制成品擠出后的冷卻,必須有專門冷卻槽或管道,冷卻必須充分。對結晶型聚合物如聚乙烯,擠出后必須采用緩慢逐級冷卻方式。因為如果急冷,會造成表面快速冷卻結晶而內部溫度還較高,造成不均勻收縮,影響成品外形和質量。


      (二)擠橡機組


      擠橡機組有擠橡機(主機)和工藝需要的多項輔助裝置合理配置而組成。組成的方式與塑料機組基本相似。


      擠橡機分為熱喂料和冷喂料兩個系統,即按進入擠橡機加料口的塑料是經過預熱(稱為溫橡)的,還是不經過預熱(室溫)來區分。表4-7、表4-8分別是兩種系列擠橡機明顯的區別是螺桿的長徑比,熱喂料擠橡機的長徑比小,在3.5~4.8之間;而冷喂料擠橡機的長徑比為11~15,而且隨螺桿直徑加大而比值增加。


      表4-7熱喂料擠橡機技術參數


      表4-8冷喂料擠橡機技術參數


      冷喂料擠橡機由于不必將塑料事先進行溫橡處理、簡化了工序、改善了加料工的勞動條件,因此成為擠橡機的主要發展型式。由于冷喂料擠橡機對塑料的加熱、塑化過程要在擠橡機中進行,因此其螺桿的長徑比要比熱喂料擠橡機大一倍以上。


      擠橡機的型號為XJ,其中X表示橡膠,J表示擠出機;其規格也以螺桿直徑和長徑比表示。由于兩種系列擠橡機的規格有明顯的差別(見表4-7,表4-8),因此不列型式代號。


      (三)塑料絕緣線芯連續生產線


      連續生產線是電線電纜制造中充分發揮了“大長度連續地疊加式工藝特征”而發展起來的機組組合。目


      1拉線、退火、擠塑、發泡生產線;主要用于通信電前,在塑料絕緣線芯制造方面,已大量優先采用的是:○


      2將內半導電層、絕緣層、外半導電層用三臺不同規格的擠塑機串列后連續擠出,然后纜的絕緣線芯制造;○


      進行化學交聯的生產線;用于中高電力電纜及其他中、高壓的電氣裝備用電線電纜(如機車車輛電纜、直流高壓濾層器電纜等)的絕緣線芯制造。


      連續生產線的機組群長度很長,例如交聯電纜生產線一般在150~230米之間;其中特別是用于實現交聯


      1導線的貯線裝置、過程和分段冷卻的管道長度最長。交聯生產線除了機組本身的輔助設備外,還必須配置:○


      2氮氣供應裝置如設置在導線進入擠塑機組前,其作用是為了保證大長度生產、導線連接時能夠連續生產;○


      制氮機或儲氮氣罐,以保證持續向交聯管和冷卻管中輸入作為保護、加壓氣體用的惰性氣體、并維持穩定的


      3絕緣料和內、外半導電的凈化加料系統,包括存放被加材料的凈化室和三種材料的三條真空吸入加壓力;○


      料管系統。


      按照交聯冠管的加熱和保護方式,以及冷卻系統的冷卻方式可分為:蒸汽加熱并加壓的濕法交聯;用電加熱,以氮氣作為加壓并作為保護氣體的干法交聯兩種。適當加壓的作用是防止化學交聯過程中絕緣內氣孔的產生。目前,新的生產線大多采用干法交聯工藝。制造高壓、超高壓交聯電力電纜時,為了使電纜的絕緣線芯盡可能不接觸水,采用了以循環的氮氣冷卻方式。因此,交聯生產線又可分為半干式(即交聯段用氮氣,冷卻段用水,代號為(CDC)和全干式(代號為CDCC)。


      (四)橡皮擠出連續硫化生產線


      由于橡皮擠出作為電線電纜的絕緣和護套后,必須經過硫化;因此連續硫化生產線出線已有近六十年的歷史。用橡皮擠出連續硫化這種生產方式取代了擠出后,再進入硫化罐硫化的方式,大大提高了生產速度和簡化了工藝,并提高了成品質量。


      事實上,交聯電纜生產線的連續擠橡、硫化生產線的繼承和發展。反之,隨著橡皮絕緣電纜向高電壓品種發展,又借鑒了交聯生產線用三臺擠塑機串列連續擠出的實踐;也發展了用二臺或三臺擠橡機串列、分別擠出內半導電層、絕緣層、外半導電層后,再進行連續硫化生產線。有的制造廠為了提高設備的利用率,將兩種生產線共同一套設備,但使用時必須更換擠出機的螺桿、模具、及工藝控制參數可。這就證明,電線電纜制造中連續生產線必將繼續迅速發展。


      五.漆包設備


      漆包設備是涂制各種漆包線(銅、鋁及銅合金導體的圓漆包線、扁漆包線;漆的種類參見表3-15)的機械設備。其工藝要求是在導線上均勻、連續地涂覆一種或幾種絕緣漆,并經加熱烘培、使絕緣漆中的溶劑揮發、漆的基料產生交聯(固化)形成一定厚度(多道涂漆、烘培)的漆膜,制成具有相應技術性能的漆包線。漆包設備通常簡稱為漆包機。


      實際上,在漆包機上主要應完成二個工藝過程,即涂漆和漆的固化;這與擠橡(或擠塑)連續硫化(即交聯)生產線是類似的。而且由于漆膜要是多次涂漆,多次在烘爐中經過溶劑揮發、基料交流固化的過程;其工藝參數的控制相當復雜(如爐溫與走線速度、爐溫分布曲線、廢氣處理、爐中通風控制等等);是漆包機設計過程中必須精心考慮的。


      現將漆包機的類型與系列如下:


      根據烘培的型式,漆包機可分為立式和臥式兩大系列。立式漆包機適用于涂覆直徑為0.40mm及以上的圓線和所有的扁線;臥式漆包機適用于規格較小的圓線,即Φ0.01~0.80mm,但一般用于Φ0.40mm及以下的圓線。


      漆包機的主要參數是線徑序號、烘爐個數、總頭數和總道數。線徑序號指進線的直徑范圍(扁線指截面范圍)是漆包機主體尺寸的依據;表4-9是線徑序號與進線尺寸的關系。


      表4-9漆包機系列中的線徑序號


      表4-11立式漆包機(HQL


      )系列的規格、代號(A型)


      


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