【文章內(nèi)容簡介】 下：編號(hào) 顏色 節(jié)距（mm） 絞向A 藍(lán)——白間藍(lán) 15 SB 橙——白間橙 11 SC 綠——白間綠 13 SD 棕——白間棕 9 S成纜節(jié)距確定為140mm，在規(guī)定范圍100～160mm之間。 絞入系數(shù)的計(jì)算 對絞線對絞入系數(shù)的計(jì)算對絞線對絞入系數(shù)計(jì)算公式[14]為： 式中：D為單根絕緣線芯的直徑 Ts為對絞線對的絞制節(jié)距因此，對于各絞線對:藍(lán)—白間藍(lán)，S=15mm橙—白間橙，S=11mm 綠—白間綠，S=13mm 棕—白間棕，S=9mm 單絞成纜絞入系數(shù)的計(jì)算成纜絞入系數(shù)的計(jì)算公式[14]為： 式中：D 為單根絕緣線芯的直徑 L 為十字填充條骨架的葉片厚度， TD 為成纜節(jié)距，為140mm即： 因此，總的絞入系數(shù)為 復(fù)合介電常數(shù)的計(jì)算圖31 電線電纜橫截面視圖絕緣體橫截面積[1]，即圖中八個(gè)小同心圓中空白面積電纜中空氣的橫截面積，即圖中大陰影面積，為十字填充條面積 則，絕緣與空氣的復(fù)合介電常數(shù)為 外護(hù)層橫截面積為，即最外層圓環(huán)面積 所以，總的復(fù)合介電常數(shù)為 電纜的電容由公式22可知，電纜電容的計(jì)算公式為： 式中： 因此，電容 ，顯然計(jì)算值超出了此范圍，正如此前所說，要減小電容，就必須減小導(dǎo)電線芯直徑或增大線間距離， mm， mm。 電纜的特性阻抗由公式23可知，電感L的計(jì)算公式為： 式中：與電容公式中的規(guī)定一致 的計(jì)算公式在高頻下為： 式中: 而 因此，取時(shí) 則 電纜特性阻抗為： 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，六類數(shù)據(jù)纜特性阻抗為，計(jì)算值顯然略小，要增大其值，有兩個(gè)方法，一減小電容值，這也可說明當(dāng)初電容值為什么偏大而要改變結(jié)構(gòu)。二就是增大電感，如前所述，可以通過增大線間距離或減小導(dǎo)電線芯的直徑來完成。這與減小電容的方式相同，可見調(diào)整方式是正確的。 電纜的衰減 在高頻下,電纜的電導(dǎo)相對較小，因此在計(jì)算衰減時(shí)可以忽略不計(jì)，這樣可以大大減少計(jì)算量，但是計(jì)算結(jié)果也就相對的不精確。由公式24可知，衰減的計(jì)算公式可以簡化為： 式中：電容、電感在前面已經(jīng)計(jì)算出來由公式25可知，為對稱電纜的回路有效電阻： 式中：在高頻下 而取為的10％為回路直流電阻 所以， 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，顯然計(jì)算值已超出了規(guī)定范圍，要減小衰減，可以減小電容或增大電感，這又和前面的分析不謀而合，因此確定最先試算的結(jié)構(gòu)有點(diǎn)偏大，而改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)能否滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，還要進(jìn)一步計(jì)算后才能得出結(jié)論。 電纜結(jié)構(gòu)改進(jìn)后的計(jì)算　 mm， mm， mm。由于計(jì)算過程一致，因此不再詳細(xì)論述，公式中的所有符號(hào)和上面的意義一致，只寫出步驟和結(jié)果。 從以上計(jì)算可知，電容和特性阻抗都能滿足六類纜的性能要求，說明調(diào)整后的結(jié)構(gòu)是合理的，但是要確定最終的結(jié)構(gòu)，還要看其衰減能否滿足性能指標(biāo)。同樣是在的情況下，經(jīng)計(jì)算，其衰減值小于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最大衰減值，說明改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)完全否和六類纜的技術(shù)指標(biāo)，可以用于試產(chǎn)，如果測試結(jié)果和計(jì)算值一致，則可以由于量產(chǎn)，如果不符，還要看具體的測試結(jié)果變好了，還是變壞了。因?yàn)橛?jì)算值和測試值不符是很正常的，所以最后的結(jié)果還要等測試結(jié)果出來以后才能下結(jié)論。第4章 工藝流程 產(chǎn)品能否開發(fā)成功與設(shè)備和工藝有直接關(guān)系，因?yàn)橐牙碚撟兂涩F(xiàn)實(shí)還需要一個(gè)過程，設(shè)備性能直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量，而工藝直接決定著設(shè)備性能的表現(xiàn)。所以要對設(shè)備有一個(gè)了解,清楚每臺(tái)設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)，并掌握生產(chǎn)工藝，以便在生產(chǎn)過程中加以控制，使設(shè)備發(fā)揮其最大優(yōu)勢，以利于理論的完全實(shí)現(xiàn)。下面將對各工序用生產(chǎn)設(shè)備和其工藝特點(diǎn)作一具體介紹。 高速串聯(lián)生產(chǎn)線生產(chǎn)絕緣芯線 近些年來，我國電纜制造行業(yè)陸續(xù)從國外引進(jìn)了數(shù)百條高速絕緣芯線生產(chǎn)線，并已相繼投入生產(chǎn)，大大提高了我國銅芯通信電纜的制造水平，產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟(jì)效益。 由于這些引進(jìn)生產(chǎn)線具有高速（最大線速2500m/min）、連續(xù)（拉絲、軟化、擠塑連續(xù)完成）、自動(dòng)控制（絕緣外徑、電容、絕緣破損檢測、系統(tǒng)張力、收線上下盤）等特點(diǎn)，給操作和維護(hù)帶來了很高的要求。 下面我將結(jié)合本公司的實(shí)際生產(chǎn)情況對高速絕緣芯線生產(chǎn)線的特點(diǎn)及操作要點(diǎn)作一些分析和介紹。 這類生產(chǎn)線型號(hào)各有不同，但基本結(jié)構(gòu)大體相同，下面以我公司引進(jìn)的高速串聯(lián)線為例進(jìn)行介紹。整個(gè)生產(chǎn)線按功能分，由五個(gè)單元加一個(gè)主操作柜所組成[3]。如圖41所示：圖41 高速絕緣芯線串聯(lián)生產(chǎn)線具體的每個(gè)單元組成部分如下：拉絲單元：兩個(gè)銅桿盛放筒、高放線架、17模中型拉絲機(jī)。軟化單元：導(dǎo)體預(yù)熱、軟化機(jī)、張力擺輪。擠塑單元：預(yù)熱機(jī)、輔助張力機(jī)、輔助擠出機(jī)、主擠出機(jī)、冷卻水槽（噴淋式）、牽引機(jī)（帶噴淋，最大速度2000m/min）。檢測單元：水中電容測試器、高壓測試器（火花機(jī)）、絕緣外徑測試器（光電式，X、Y雙向）我司采用的BETA測試儀。收線單元：張力擺輪、收線機(jī)（A、B盤自動(dòng)切換上下盤）下面就將每個(gè)具體單元作詳細(xì)介紹： 拉絲單元絕緣芯線的銅導(dǎo)體由銅桿拉制而成。為滿足高速、連續(xù)生產(chǎn)，銅桿應(yīng)是經(jīng)過軟化、具有圓整截面、質(zhì)量均勻一致、無雜質(zhì)的無（低）氧銅桿。銅桿的直徑根據(jù)拉絲機(jī)模數(shù)和銅導(dǎo)體直徑而定。我們的拉絲機(jī)是17模的，（~），()。在正常情況下，導(dǎo)體從拉絲機(jī)出口模出來后，直到制成電纜成品，它的直徑變化大約為10‰，考慮到容差，；拉絲機(jī)的出口模孔徑原則上應(yīng)配成比導(dǎo)體標(biāo)稱直徑大8‰左右。但是若整個(gè)電纜生產(chǎn)線性能良好，附加額外張力很小的話，從節(jié)約原材料考慮，可將出口模孔徑配的小些（應(yīng)不影響電纜成品的電氣性能）。拉絲機(jī)出口模與進(jìn)口模之間各模的孔徑間隔以盡可能減少銅導(dǎo)體在拉制過程中所受張力為原則。拉絲模應(yīng)全是鉆石模，出口?？讖讲粓A度在2‰之內(nèi)。拉絲潤滑液又稱乳濁液，它的作用有三個(gè)：潤滑，減少銅絲與拉絲模的磨擦；濾銅屑，將在拉絲過程中產(chǎn)生的銅屑濾去，以免堵塞拉絲模；降溫，通過潤滑液的循環(huán)，將拉絲時(shí)產(chǎn)生的熱量帶走。拉絲潤滑液的濃度應(yīng)控制在5~7%，溫度控制在40~50℃，供應(yīng)量應(yīng)適度，否則將引起斷線頻繁，導(dǎo)體變色、變細(xì)等。 軟化單元如圖42所示，軟化單元由五個(gè)導(dǎo)輪，三個(gè)電極輪，二個(gè)吹干器及一個(gè)張力擺輪所組成。電極輪1與2之間為導(dǎo)體預(yù)熱段，對于高速連續(xù)軟化來講，導(dǎo)體預(yù)熱是必須的。預(yù)熱段長度可調(diào)（有些生產(chǎn)線是固定的）。預(yù)熱段長度長，銅絲軟化難；反之，軟化易。，應(yīng)適當(dāng)縮短導(dǎo)輪2與3之間的距離。在電極輪2與3之間，右側(cè)為軟化段，即退火。左側(cè)及下部為冷卻段。軟化段采用加壓產(chǎn)生熱量的方法軟化，有些生產(chǎn)線也采用高壓蒸汽完圖42 軟化機(jī)示意圖成，冷卻段充滿冷卻水。這里是軟化的關(guān)鍵，有幾個(gè)問題應(yīng)予重視。1. 退火電壓一般控制在28～32V，如果采用蒸汽方法來退火，～(3～5N/cm2)，供應(yīng)量適度。2. 冷卻水溫度應(yīng)控制在40～50℃，供應(yīng)量要足，不能含有空氣。尤其是電極輪3，它也是充滿水的，在它的轉(zhuǎn)動(dòng)軸處有一水封，要經(jīng)常檢查，以防漏氣。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，軟化用的冷卻水最好是軟水，呈中性；水中也可加些防氧化劑，目的是提高銅絲的長期抗氧化能力。吹干裝置有一個(gè)帶孔的吹干模和兩個(gè)稍大一些的吹干器組成。它們的作用是將從拉絲單元帶來的潤滑液（很少）及軟化水（較多）全部吹掉。吹干用的壓縮空氣應(yīng)供應(yīng)充足，吹干模配置要恰當(dāng)。如圖43所示，張力擺輪主要是通過一個(gè)同步傳感器來調(diào)節(jié)拉絲機(jī)、軟化機(jī)與牽引機(jī)之間的同步的，它以牽引速度為基準(zhǔn)，根據(jù)張力擺輪受導(dǎo)線張力而擺動(dòng)的位置來隨時(shí)微調(diào)拉絲機(jī)和軟化機(jī)的送線速度。張力擺輪上有一個(gè)平衡砝碼，砝碼向B調(diào)節(jié)時(shí)張力減小，砝碼向A調(diào)節(jié)時(shí)張力加大。由于拉絲機(jī)與軟化機(jī)合用一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，它們是通過機(jī)械傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)同步的。一般在啟動(dòng)和停止時(shí)，總是用機(jī)械或電氣的方法使拉絲機(jī)先起后停，軟化機(jī)后起先停，以免導(dǎo)體受到過大的張力。軟化電壓和電流是軟化單元最重要的參數(shù)根據(jù)電阻公式及歐姆定理有 (公式41) (公式42)由公式41可知，因電極輪2與電極輪3的相對位置固定，故L為常數(shù)，導(dǎo)體截面S為變量,，則：S↓→R↑→I↓；S↑→R↓→I↑圖43 軟化機(jī)張力擺輪因工藝控制是調(diào)節(jié)電壓的，故可將V看成是自變量，V看成是因變量，于是只要根據(jù)導(dǎo)體S的不同來分別設(shè)定V即可。在大多數(shù)引進(jìn)生產(chǎn)線上除了給出軟化電壓指示外，還給出電極輪1與2的預(yù)熱分流電流和電極輪2與3的軟化電流指示。最高軟化電壓為60V,軟化電流為600A。軟化電流所產(chǎn)生的熱量Q為： (公式43)由公式43可知，雖然在軟化時(shí)調(diào)節(jié)的是電壓，但因電流I，導(dǎo)體電阻R，牽引速度（決定通電時(shí)間t）都是變量，故電壓值的選擇不是固定的，應(yīng)根據(jù)所要求的軟化后的導(dǎo)體質(zhì)量來選擇。主要應(yīng)考慮導(dǎo)體直徑，延伸率及不氧化。由于高速生產(chǎn)線都設(shè)計(jì)成緩啟動(dòng)（經(jīng)過一段時(shí)間才能到達(dá)設(shè)定速度），所以軟化機(jī)只是在一定速度以上才開始上電。最高速度高的生產(chǎn)線大約在速度達(dá)到時(shí)加壓；最高速度稍低的生產(chǎn)線大約在速度達(dá)到時(shí)加壓。 擠塑單元擠塑單元的功能是在導(dǎo)體上擠包絕緣。導(dǎo)線絕緣是確定電纜一次參數(shù)的關(guān)鍵因素之一，所以擠塑單元是整個(gè)生產(chǎn)線的核心?，F(xiàn)將絕緣材料和擠塑單元中的各個(gè)設(shè)備依次分述如下：由于戶外電纜的市場需求量大,故高速絕緣芯線生產(chǎn)線大多用來生產(chǎn)戶外電纜；戶外電纜沒有阻燃要求，一般都用電氣、機(jī)械物理性能較好的聚烯烴作絕緣材料。聚烯烴絕緣料主要有低密度聚乙烯（LDPE），中密度聚乙烯(MDPE)，高密度聚乙烯（HDPE）和聚丙烯(PP)。這幾種絕緣料都具有良好的電氣特性，但在與防水石油膏的相容性和耐高溫方面高密度聚乙烯較低密度聚乙烯更優(yōu)；聚丙烯因其價(jià)格較貴，使用較少，一般用于抗高溫場合，它的另一缺陷是低溫時(shí)較脆。 圖44 預(yù)熱機(jī)與輔助張力機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖圖44給出了預(yù)熱機(jī)與輔助張力機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。預(yù)熱機(jī)有時(shí)稱為再熱機(jī)或芯線預(yù)熱機(jī)，以區(qū)別于軟化機(jī)的導(dǎo)體預(yù)熱。與軟化機(jī)不同的是這里采用感應(yīng)電流對銅導(dǎo)體進(jìn)行預(yù)熱，它的作用是使銅導(dǎo)體具有一定的溫度，以利絕緣在高速擠包情況下，仍對銅導(dǎo)體有良好的附著性。從理論上講擠實(shí)心結(jié)構(gòu)的絕緣時(shí)銅導(dǎo)體溫度應(yīng)為140～150℃。與預(yù)熱機(jī)配合工作的還有一臺(tái)熱風(fēng)機(jī)（在輔助張力機(jī)下），它由一個(gè)循環(huán)水系統(tǒng)和風(fēng)機(jī)組成，當(dāng)環(huán)境溫度很低時(shí)，循環(huán)水通過電加熱，由風(fēng)機(jī)將熱風(fēng)吹向輔助張立機(jī)上已預(yù)熱過的導(dǎo)體，以保持它的溫度；反之風(fēng)機(jī)將溫度適宜的風(fēng)吹向輔助張力機(jī)。輔助張力機(jī)的作用是減少導(dǎo)體的脈動(dòng)，維持一個(gè)最利于擠包絕緣的張力。銅導(dǎo)體在主導(dǎo)輪與導(dǎo)輪5之間至少要繞三圈，這樣就有足夠的長度來讓輔助張力機(jī)對銅導(dǎo)體的張力進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整原理是：當(dāng)張力合適時(shí)，主導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速與導(dǎo)體線速相對應(yīng)；當(dāng)張力過大時(shí)主導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速略大于對應(yīng)的導(dǎo)體線速；當(dāng)張力太小時(shí)（脈動(dòng)顯著）主導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速略小于對應(yīng)的導(dǎo)體線速。如此導(dǎo)體便能獲得合適的張力和最小的脈動(dòng)去接受絕緣擠包。預(yù)熱機(jī)和輔助張力機(jī)操作簡便，但它們是絕緣擠包良好的重要條件，在操作中應(yīng)勤加觀察，否則將成為絕緣偏心，剝離強(qiáng)度偏低，導(dǎo)體拉細(xì)等的重要原因。擠出機(jī)包括主、輔機(jī)。主機(jī)出機(jī)能擠包實(shí)心或泡沫絕緣；當(dāng)需擠包泡沫/實(shí)心皮絕緣時(shí)，主擠出機(jī)擠內(nèi)層的泡沫絕緣，輔助擠出機(jī)擠外層的實(shí)心皮絕緣。雖然擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理與普通擠出機(jī)基本相同，但模具采用了不調(diào)偏結(jié)構(gòu)，主、輔助可同時(shí)工作；絕緣顏色是通過色比計(jì)在本色料中添加色母粒來實(shí)現(xiàn)，這些都給制造技術(shù)提出了新的要求。擠出模由模套、內(nèi)模、外模、模套緊固螺母、外模緊固螺母及銅線導(dǎo)向螺母等組成；若主、輔機(jī)同時(shí)工作(擠泡沫/實(shí)心皮絕緣)，模套需換成有專用連接頭的，另外還要加一個(gè)分流模。內(nèi)外模為主件，余為附件。內(nèi)外模的制造精度極高，內(nèi)模采用鑲嵌式，在頭部嵌入一鉆石材料制成的“子彈頭”，外模采用鎢鋼材料制成。在裝模時(shí)應(yīng)在各部件的接觸面上涂抹二硫化鉬油，以便換規(guī)格時(shí)調(diào)換模具。