電線電纜擠塑工藝講義（可編輯）

電線電纜擠塑工藝講義電線電纜擠塑工藝講義第一章緒論5電線電纜在社會生活中的作用第二節(jié)電線電纜產(chǎn)品的分類一電線電纜產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域二電線電纜產(chǎn)品的分類方法三電線電纜的產(chǎn)品型號第三節(jié)電線電纜產(chǎn)品制造工藝特點第四節(jié)塑料絕緣電線電纜一塑料絕緣電線電纜的分類二塑料絕緣電線電纜的基本結(jié)構(gòu)三塑料絕緣電線電纜的發(fā)展趨勢第二章擠出用材料和半成品15塑料材料一聚氯乙烯二聚乙烯三交聯(lián)聚乙烯四泡沫聚乙烯五氟塑料六聚丙烯七熱塑性聚氨酯塑料八聚酰胺第二節(jié)導(dǎo)體一電工圓銅線二塑料電線電纜用導(dǎo)電線芯三半成品纜芯第三章擠塑設(shè)備和輔助設(shè)備25塑料擠出生產(chǎn)線一塑料擠出機二放線裝置三校直裝置四預(yù)熱裝置五定型冷卻系統(tǒng)六火花試驗機七外徑測量系統(tǒng)和電纜干燥裝置八計米印字裝置九牽引裝置十收排線裝置十一其它輔助裝置十二控制系統(tǒng)塑料擠出機螺桿一螺桿的類型二螺桿的主要參數(shù)三擠出機螺桿的分段及各區(qū)段的基本職能四螺桿的維護保養(yǎng)五幾種新型螺桿第四章工裝模具和選擇40擠塑模具設(shè)計和選配一擠出模具的組合類型二模具尺寸的選用三擠管模具配模系數(shù)和拉伸比第二節(jié)盤具選用第五章擠出理論和工藝46熱塑性塑料的三態(tài)變化塑料在擠出機中的運動過程一塑料擠出過程二擠出過程的三個階段三塑化階段塑料流動的變化四．?dāng)D出過程中塑料的流動狀態(tài)五擠出量六擠出質(zhì)量七擠出理論的研究第三節(jié)物理發(fā)泡絕緣工藝一發(fā)泡機理工藝設(shè)備及工藝設(shè)計擠制中容易出現(xiàn)的問題及解決方法物理發(fā)泡絕緣的隔層擠出技術(shù)拉線韌煉擠塑檢測收線 第二節(jié)原材料處理第三節(jié)擠出溫度控制第四節(jié)塑料擠出的速度第五節(jié)冷卻第六節(jié)各階段的質(zhì)量控制要點一準(zhǔn)備階段的質(zhì)量控制二絕緣和護套擠出運行階段的質(zhì)量控制三擠出完工階段的質(zhì)量控制第七章塑料擠出質(zhì)量檢驗和缺陷預(yù)防85第一節(jié)常用檢查量具一游標(biāo)卡尺二外徑千分尺第二節(jié)外觀檢查第三節(jié)結(jié)構(gòu)尺寸檢查外徑的測量二厚度的測量三厚度偏差率和偏心度的測定第四節(jié)電氣性能檢查第五節(jié)常見的質(zhì)量缺陷第一章緒論自1836年世界上制造出第一根低電壓的電力用電線銅線外用橡皮帶包繞以來隨著人類文明的發(fā)展電線電纜已經(jīng)發(fā)展成為用途廣泛品種繁多門類齊全的一大產(chǎn)品類別電線電纜是用來傳輸電力傳輸信息和實現(xiàn)電磁能轉(zhuǎn)換的一大類電工產(chǎn)品電線和電纜并無嚴(yán)格的區(qū)分一般將無絕緣的裸電線或雖有絕緣但結(jié)構(gòu)比較簡單直徑比較細小芯數(shù)少性能要求不高的產(chǎn)品稱為電線電纜一般是線芯絕緣后多根絕緣線芯成纜帶有屏蔽或無屏蔽護套的產(chǎn)品電纜的性能要求項目較多較高如射頻電纜雖然往往是單根不是多芯但是它性能要求高確稱為電纜第一節(jié)電線電纜在社會生活中的作用在現(xiàn)代社會生活中凡是有人生活的地方凡是有生產(chǎn)交通及一切經(jīng)濟活動的場所不論是天上地下水中等一切需要探索開發(fā)或任何一項科技創(chuàng)新的研究都離不開電及電磁波的應(yīng)用和傳輸電和電磁波的產(chǎn)生應(yīng)用和傳輸都離不開電線電纜作為連接和傳輸?shù)幕静考蚶@組材料因此電線電纜作為電力系統(tǒng)的傳輸媒體猶如人體的血管電線電纜在信息系統(tǒng)的作用猶如人體的神經(jīng)在電機儀表繞組線圈用的電磁線比作為人體的心臟的重要部件二十世紀(jì)九十年代中期一位未來學(xué)專家曾預(yù)言二十一世紀(jì)將是線電線電纜的世界由此可以看出和說明電線電纜在現(xiàn)代社會發(fā)展中的重要作用1電線電纜是量大面廣用途遍及所有領(lǐng)域的電工產(chǎn)品電線電纜已廣泛應(yīng)用于一切社會活動經(jīng)濟體系運轉(zhuǎn)中所使用的設(shè)施裝備器材和電力或信息傳輸系統(tǒng)中電線電纜已深入到每一個家庭和人們?nèi)粘Ｉ钪惺聦嵣弦磺泄I(yè)生產(chǎn)交通運輸科學(xué)研究軍事裝備建筑設(shè)施現(xiàn)代農(nóng)業(yè)以及社會生活的方方面面都與電線電纜產(chǎn)品息息相關(guān)2電線電纜是一切用電設(shè)備和場所必須的產(chǎn)品人體離不開血管的供血離不開神經(jīng)的傳導(dǎo)現(xiàn)代經(jīng)濟活動一刻也離不開電線電纜的供血電力輸送電線電纜的信號傳導(dǎo)信息傳輸城市和鄉(xiāng)村的供電電視的穩(wěn)定有效暢通計算機互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用汽車火車飛機甚或人造衛(wèi)星宇宙飛船等一切都必須使用到各種不同性能和結(jié)構(gòu)的電線電纜3電線電纜產(chǎn)品安全可靠運行的重要性電線電纜的廣泛使用電線電纜的必不可少電線電纜猶如人體的血管和神經(jīng)人體主要血管和神經(jīng)的癱瘓就會使人死亡電線電纜的不可靠不安全一旦出問題就會使經(jīng)濟活動癱瘓給國家和人民生命財產(chǎn)帶來巨大損失這一切都說明了電線電纜安全可靠運行的重要性加之電線電纜產(chǎn)品一般是不能維修只能更換因此電線電纜的長期安全可靠運行特別重要第二節(jié)電線電纜產(chǎn)品的分類電線電纜的產(chǎn)品的品種非常繁多目前已有1000多個品種20000多個規(guī)格為了組織生產(chǎn)和用戶的合理正確地選用以及在科學(xué)研究開發(fā)和安裝敷設(shè)使用運行維修中比較全面地區(qū)分某一類產(chǎn)品的共性要求及個別產(chǎn)品的特性必須對電線電纜進行科學(xué)合理分類一電線電纜產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域電線電纜的應(yīng)用主要可歸納為三大應(yīng)用領(lǐng)域1電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)中應(yīng)用的電線電纜產(chǎn)品主要包括架空輸電線用裸電線匯流排母線電力電纜以及電氣裝備用的電氣裝備用電線電纜2信息傳輸系統(tǒng)使用于信息傳輸系統(tǒng)的電線電纜有電纜有線電視電纜數(shù)據(jù)傳輸電纜移動無線通信系統(tǒng)用的射頻電纜和各種電子線纜等近年來光纖光纜在信息傳輸網(wǎng)中的比重迅速增大成為信息傳輸線路的主要傳輸媒介3電工裝備電器儀表內(nèi)部用電線電纜在電力和信息二大系統(tǒng)中從系統(tǒng)的起點如發(fā)電機信號發(fā)射機經(jīng)過系統(tǒng)的各個節(jié)點如變壓器程控交換機到用戶終端如家用電器電視電腦所有這些裝備都使用大量的電線電纜這些電線電纜按功能分為一類是將電能轉(zhuǎn)換為磁能或?qū)⒋拍苻D(zhuǎn)換為電能的載體電磁線繞組線另一類作為裝置中元器件的連接線起著傳輸電能或傳輸信號的作用二電線電纜產(chǎn)品的分類方法1產(chǎn)品分類的層次產(chǎn)品以大類區(qū)分大類是從產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域出發(fā)兼顧產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的學(xué)科相近性專用性等因素這樣有利于相近應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)品的開發(fā)和設(shè)備配置有利于用戶的合理選用和用戶的劃分方便生產(chǎn)管理以及針對性地開展工藝研究新材料和新設(shè)備的應(yīng)用研究大類以下依次分為小類系列品種規(guī)格等層次小類仍以產(chǎn)品使用領(lǐng)域的相近性為主但是小類的劃分不像大類劃分明確系列是指用途結(jié)構(gòu)材料基本相同或相似的產(chǎn)品往往歸列于同一產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或分標(biāo)準(zhǔn)中同系列產(chǎn)品屬于結(jié)構(gòu)延伸性的較多相互替代使用的可能性較大品種是產(chǎn)品的基點一個品種有一個名稱一個型號相互對應(yīng)規(guī)格則是指某一個品種中結(jié)構(gòu)尺寸大小或結(jié)構(gòu)組成多少的變化如數(shù)字傳輸電纜的導(dǎo)體結(jié)構(gòu)絕緣線芯的對數(shù)或組數(shù)等2電線電纜產(chǎn)品的五個大類電線電纜產(chǎn)品可以分為五個大類21裸電線和裸導(dǎo)體制品這類產(chǎn)品都是無絕緣層的導(dǎo)體如架空輸配電線路用的架空導(dǎo)線以及銅鋁匯流排母線和特種導(dǎo)電制品22電力電纜電力電纜是供電系統(tǒng)從超高壓到低壓220V各電壓等級的輸電變電配電和供電線路使用它是強電流幾十到幾百安倍高電壓從220V到高壓超高壓500KV以上23電氣裝備用電線電纜這是一類進入用戶終端用電線路用的一大類產(chǎn)品是品種規(guī)格最為繁多的產(chǎn)品大約占電線電纜總數(shù)的60％左右這類產(chǎn)品的柔軟性耐溫性耐氣候性以及抗電磁干擾的屏蔽性等是其主要要求24通信電纜光纜和電子線纜隨著信息傳輸?shù)臄?shù)字化高速化和廣域化網(wǎng)絡(luò)化和寬帶化使信息傳輸系統(tǒng)用的通信電纜光纜和電子線纜得到超速發(fā)展對這類線纜的要求越來越高要求衰減更小屏蔽性能更高結(jié)構(gòu)尺寸小而均勻一致性好等等25電磁線繞組線這類線應(yīng)用于各種電機電器儀表變壓器以及電極磁場發(fā)生器中的繞組線圈用三電線電纜的產(chǎn)品型號由于產(chǎn)品名稱的表達很長麻煩因此制定了型號來簡便表達幾乎所有的工業(yè)產(chǎn)品都是采用這種方式產(chǎn)品型號實質(zhì)上就是產(chǎn)品品種的代號一個品種有一個產(chǎn)品名稱和一個型號一一對應(yīng)我國的電線電纜產(chǎn)品型號編制方法是1959年確定的型號組成與順序如下類別用途導(dǎo)體絕緣內(nèi)護層結(jié)構(gòu)特征外護層或派生使用特征12345671－5項目和第7項以漢語拼音字母大寫表示每一項可以是1到2個字母第6項一般以阿拉伯?dāng)?shù)字表示型號編制中省略原則是非常重要的特別是量大面廣的常用品種否則8－9個漢語拼音連在一起很難記憶和應(yīng)用失去了制定型號方便使用的目的省略原則制定出來的型號應(yīng)具有單一性和不混淆性省略主要體現(xiàn)在第1－2兩項電線電纜以銅導(dǎo)體為主故一般銅導(dǎo)體不表明對裸電線和裸導(dǎo)體制品電力電纜電磁線繞組線這三大類產(chǎn)品一般不表明大類代號第三節(jié)電線電纜產(chǎn)品制造工藝特點電線電纜的制造與大多數(shù)機電產(chǎn)品的生產(chǎn)方式是完全不同的機電產(chǎn)品通常采用將另件裝配成部件多個部件再裝配成單臺產(chǎn)品產(chǎn)品以臺數(shù)或件數(shù)計量電線電纜是以長度為基本計量單位所有電線電纜都是從導(dǎo)體加工開始在導(dǎo)體的外圍一層一層地加上絕緣屏蔽成纜護層等而制成電線電纜產(chǎn)品產(chǎn)品結(jié)構(gòu)越復(fù)雜疊加的層次就越多電線電纜產(chǎn)品的制造具有其特有的工藝特點一大長度連續(xù)疊加組合生產(chǎn)方式大長度連續(xù)疊加組合生產(chǎn)方式對電線電纜生產(chǎn)的影響是全局性和控制性的這涉及和影響到1生產(chǎn)工藝流程和設(shè)備布置生產(chǎn)車間的各種設(shè)備必須按產(chǎn)品要求的工藝流程合理排放使各階段的半成品順次流轉(zhuǎn)設(shè)備配置要考慮生產(chǎn)效率不同而進行生產(chǎn)能力的平衡有的設(shè)備可能必須配置兩臺或多臺才能使生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力得以平衡從而設(shè)備的合理選配組合和生產(chǎn)場地的布置必須根據(jù)產(chǎn)品和生產(chǎn)量來平衡綜合考慮2生產(chǎn)組織管理生產(chǎn)組織管理必須科學(xué)合理周密準(zhǔn)確嚴(yán)格細致操作者必須一絲不茍地按工藝要求執(zhí)行任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會影響工藝流程的通暢影響產(chǎn)品的質(zhì)量和交貨特別是多芯電纜某一個線對或基本單元長度短了或者質(zhì)量出現(xiàn)問題則整根電纜就會長度不夠造成報廢反之如果某個單元長度過長則必須鋸去造成浪費3質(zhì)量管理大長度連續(xù)疊加組合的生產(chǎn)方式使生產(chǎn)過程中任何一個環(huán)節(jié)瞬時發(fā)生一點問題就會影響整根電纜質(zhì)量質(zhì)量缺陷越是發(fā)生在內(nèi)層而且沒有及時發(fā)現(xiàn)終止生產(chǎn)那么造成的損失就越大因為電線電纜的生產(chǎn)不同于組裝式的產(chǎn)品可以拆開重裝及更換另件電線電纜的任一部件或工藝過程的質(zhì)量問題對這根電纜幾乎是無法挽回和彌補的事后的處理都是十分消極的不是鋸短就是降級處理它無法拆開重裝電線電纜的質(zhì)量管理必須貫串整個生產(chǎn)過程質(zhì)量管理檢查部門要對整個生產(chǎn)過程巡回檢查操作人自檢上下工序互檢這是保證產(chǎn)品質(zhì)量提高企業(yè)經(jīng)濟效益的重要保證和手段二生產(chǎn)工藝門類多物料流量大電線電纜制造涉及的工藝門類廣泛從有色金屬的熔煉和壓力加工到塑料橡膠油漆等化工技術(shù)纖維材料的繞包編織等的紡織技術(shù)到金屬材料的繞包及金屬帶材的縱包焊接的金屬成形加工工藝等等電線電纜制造所用的各種材料不但類別品種規(guī)格多而且數(shù)量大因此各種材料的用量備用量批料周期與批量必須核定同時對廢品的分解處理回收重復(fù)利用及廢料處理作為管理的一個重要內(nèi)容做好材料定額管理重視節(jié)約工作電線電纜生產(chǎn)中從原材料及各種輔助材料的進出存儲各工序半成品的流轉(zhuǎn)到產(chǎn)品的存放出廠物料流量大必須合理布局動態(tài)管理三專用設(shè)備多電線電纜制造使用具有本行業(yè)工藝特點的專用生產(chǎn)設(shè)備以適應(yīng)線纜產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)性能要求滿足大長度連續(xù)并盡可能高速生產(chǎn)的要求從而形成了線纜制造的專用設(shè)備系列如擠塑機系列拉線機系列絞線機系列等電線電纜的制造工藝和專用設(shè)備的發(fā)展密切相關(guān)互相促進新工藝要求促進新專用設(shè)備的產(chǎn)生和發(fā)展反過來新專用設(shè)備的開發(fā)又提高促進了新工藝的推廣和應(yīng)用如拉絲退火擠出串聯(lián)線物理發(fā)泡生產(chǎn)線等專用設(shè)備促進了電線電纜制造工藝的發(fā)展和提高提高了電纜的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率第四節(jié)塑料絕緣電線電纜塑料絕緣電線電纜采用塑料這種高聚合物材料為主體使其具有電氣性能好機械性能優(yōu)越耐環(huán)境氣候不延燃耐化學(xué)腐蝕容易加工工藝流程較短技術(shù)操作簡便材料來源豐富成本較低等優(yōu)點隨著各種性能優(yōu)異的塑料的產(chǎn)量質(zhì)量的不斷提高開發(fā)的新型電線電纜用塑料品種的不斷涌現(xiàn)塑料電線電纜具有了更大的發(fā)展空間一塑料電線電纜的分類塑料電線電纜的主要品種有塑料電力電纜塑料通信電纜電氣裝備用塑料電線電纜等1塑料電力電纜主要用于傳輸電力和分配大功率的電能等通常使用的絕緣材料主要是聚氯乙烯塑料和聚烯烴塑料其主導(dǎo)產(chǎn)品大致分為聚氯乙烯絕緣電力電纜簡稱為塑力纜交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜簡稱為交聯(lián)電纜包括硅烷交聯(lián)電纜和輻照電纜和架空絕緣電纜等根據(jù)用途不同可采用不同結(jié)構(gòu)截面電壓規(guī)格來生產(chǎn)各種型號的塑料電力電纜塑料電力電纜按照其導(dǎo)電線芯標(biāo)稱截面的大小從1mm21000mm2共有22種規(guī)格按照電纜芯的組成可分為單芯二芯三芯四芯包括3＋l芯五芯包括3＋2芯4＋1芯電纜等按照工作運行中額定電壓等級的高低主要分為1kV以下1－6kV及10－35kV電纜按照電纜使用場合要求的保護層結(jié)構(gòu)形式可分為非鎧裝型和鎧裝型包括鋼帶鎧裝和鋼絲鎧裝電力電纜2塑料通信電纜主要用于電報電視計算機及其它電訊信息的傳遞主要產(chǎn)品包括市內(nèi)通信電纜長途對稱通信電纜同軸通信電纜農(nóng)用通信電纜如聚氯乙烯絕緣直埋線通信設(shè)備用電線電纜如局用電纜及軟線等海底通信電纜計算機用電纜以及其它各種通信廣播電視用電線電纜等塑料通信電纜根據(jù)其敷設(shè)和運行條件可分為架空電線電纜直埋電纜管道電纜水下電纜根據(jù)傳輸頻率的高低可分為低頻電纜和高頻電纜3電氣裝備用塑料電線電纜主要是指從電力系統(tǒng)的配電點將電能直接輸送到各種用電設(shè)備器具的電源連接線路以及電氣裝備內(nèi)部的安裝線各種裝備的控制信號儀表用電線電纜這類產(chǎn)品使用范圍最廣品種最為繁多而且大多數(shù)要結(jié)合所使用裝備的特性和使用條件來確定產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和性能除有大量的通用產(chǎn)品外還有許多專用和特殊產(chǎn)品其主要產(chǎn)品包括塑料絕緣軟電線安裝線電梯電纜控制電纜信號電纜船用電纜礦山及井下用礦用電纜石油及地質(zhì)勘探用電纜農(nóng)用電線電纜高壓直流裝備用軟電纜航天用電線電纜照明電纜汽車專用電線電纜等二塑料絕緣電線電纜的基本結(jié)構(gòu)塑料電線電纜產(chǎn)品由于使用特性敷設(shè)場合工作條件的要求不同其產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)組成也是多種形式的塑料電線電纜其基本結(jié)構(gòu)一般是由導(dǎo)電線芯絕緣層保護層三部分組成1導(dǎo)電線芯11導(dǎo)電線芯又叫導(dǎo)體是塑料電線電纜中具有傳導(dǎo)電流功能的元件一般由具有高導(dǎo)電系數(shù)的銅和鋁及其合金制成因為銅和鋁具有很好的導(dǎo)電性能和導(dǎo)熱性能良好的柔軟性足夠的機械強度塑性好容易加工易于壓延和拉絲焊接耐腐蝕性能好基本上能夠滿足塑料電線電纜對導(dǎo)電線芯的要求塑料電線電纜是利用導(dǎo)電線芯來傳導(dǎo)電流的在一定工作電壓下導(dǎo)電線芯的電阻越小越好根據(jù)歐姆定律根據(jù)歐姆定律對于線性導(dǎo)體在溫度不變時其電阻有下列關(guān)系式中R導(dǎo)體的電阻歐姆L導(dǎo)體的長度mmS導(dǎo)體的截面積mm2D導(dǎo)體的直徑mmP導(dǎo)體的電阻系數(shù)Ω·mm2m由此可以看出在電線電纜一定長度上當(dāng)工作額定電壓給定時導(dǎo)電線芯的截面積或直徑越大允許通過的電流越大否則反之因而電線電纜的規(guī)格都是以導(dǎo)電線芯的標(biāo)稱截面或標(biāo)稱直徑來表示的12導(dǎo)電線芯的分類用途塑料電線電纜根據(jù)其敷設(shè)安裝使用的要求導(dǎo)電線芯有實心和絞合線芯兩大類從導(dǎo)線芯的形狀上可分為圓形線芯和異形線芯從導(dǎo)電線芯的絞合形式上可分為規(guī)則絞合和非規(guī)則絞合非規(guī)則絞合又分為束絞同心復(fù)絞特殊絞合等1實心導(dǎo)電線芯主要表現(xiàn)為柱狀的圓單線一般多用于塑料通信電纜和塑料絕緣電線在特殊情況下實心導(dǎo)體還制成了弓形或扇形用于固定敷設(shè)的塑料電力電纜的導(dǎo)電線芯2規(guī)則絞合是指多根圓單線以絞線的中心線為軸線分層有序地絞合在其周圍相鄰絞層方向相反所有絞線最外層絞向均為左向中心層可以由于單根或幾根線組成以中心線為一根的等直徑單線的絞線最為常見這種絞合又稱同心層絞一般多用于固定敷設(shè)的塑料電力電纜非規(guī)則絞合又分為束絞同心復(fù)絞特殊絞合等束絞是將多根單線以同方向同節(jié)距不分層扭絞在一起的絞合方式其制品叫束線束線因填充系數(shù)高相同截面積的束線外徑較小柔軟性較高一般多用于導(dǎo)電線芯較小截面的電氣裝備用塑料電線電纜同心復(fù)絞線是由多股束線或普通絞線以正規(guī)絞合制成其外周呈圓形一般多用于較大截面的電氣裝備用各種軟電纜的導(dǎo)電線芯以提高電纜的柔軟性特殊絞合不同于上述的一些其它絞合它包括單線非同心層絞的各種線芯交替變化絞合方向的SZ絞合絞線中單線隨機排列的交叉絞合等2絕緣層絕緣層簡稱絕緣是塑料電線電纜的主要組成部分是將絕緣材料按其耐受電壓程度的要求以不同厚度包覆在導(dǎo)電線芯外面使帶電體與其它部分隔絕其作用是保證產(chǎn)品具有良好的電氣性能塑料電線電纜主要采用擠包封閉型絕緣層結(jié)構(gòu)形式包括實心塑料絕緣層和空氣-塑料絕緣層塑料電力電纜和電氣裝備用電線電纜主要采用實心絕緣塑料通信電纜則采用有實心絕緣泡沫絕緣帶皮泡沫絕緣等形式一般同一質(zhì)量的電纜絕緣層愈厚耐電壓也愈高絕緣層不僅要有好的電絕緣性能也要具有一定的物理機械性能和易加工制造的工藝性能比如在制造低電壓電線電纜時盡管從電氣性能方面考慮可以采用很薄的絕緣層但從機械性能與加工工藝考慮仍以稍厚一些的為好原因是絕緣層過薄加工較困難容易損壞而電線電纜通電后導(dǎo)體要發(fā)熱絕緣層在電和熱的作用下內(nèi)部會產(chǎn)生變化日久天長絕緣性能降低這就是老化理想的塑料應(yīng)對電有良好的絕緣性能而對熱則有良好的傳導(dǎo)性能因此絕緣層的設(shè)計包括對塑料的選擇和擠包厚度的確定二個主要內(nèi)容此外還必須考慮加工工藝方法3保護層保護層簡稱護層護套護層護套是保護電線電纜的絕緣層防止環(huán)境因素侵蝕的結(jié)構(gòu)部分護層的主要作用是提高電線電纜的機械強度防化學(xué)腐蝕防潮防水浸人以及對外界電磁干擾的屏蔽等能力電線電纜正常工作中受不到機械外力的作用應(yīng)選擇絕緣線芯成纜后直接擠包塑料護套的全塑結(jié)構(gòu)敷設(shè)在地下電纜工作中可能承受一定的正壓力作用可選擇內(nèi)鋼帶鎧裝結(jié)構(gòu)電纜敷設(shè)在既有正壓力作用又有拉力作用的場合如水中垂直豎井或落差較大的土壤中應(yīng)選用具有內(nèi)鋼絲鎧裝的結(jié)構(gòu)型塑料電力電纜和電氣裝備用電線電纜一般不采用內(nèi)金屬護套結(jié)構(gòu)多采用外護層結(jié)構(gòu)塑料通信電纜的保護層結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)上采用在金屬護套外再加上外護層的結(jié)構(gòu)全塑市話電纜護層采用了粘接護層即在纜芯上縱包雙面貼合PE的鋁塑或鋼塑復(fù)合帶后并在重疊處用熱風(fēng)加以粘合再擠包PE外護套并利用擠時的熱量使PE護套粘到復(fù)合帶上這樣就大大提高了防潮性電纜的護套材料根據(jù)使用材料來源經(jīng)濟性及工藝條件等因素來選定之后護套厚度的確定主要取決于機械因素同時考慮長期環(huán)境老化和材料透濕性的影響這些影響因素主要與產(chǎn)品的外徑和導(dǎo)電線芯截面有關(guān)因此護套厚度一般除了隨導(dǎo)電線芯的截面增大而加厚外還與產(chǎn)品的芯數(shù)有很大關(guān)系在產(chǎn)品規(guī)范中規(guī)定護套的原則主要是取決于擠包護套前電線電纜的直徑三塑料電線電纜的發(fā)展趨勢隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展和各部門需求的不斷提高塑料絕緣電線電纜的使用量和敷設(shè)密集程度越來越高人們對塑料電線電纜產(chǎn)品使用性能和安全性能的要求也越來越高從而推動塑料電線電纜依靠高新技術(shù)加強產(chǎn)品開發(fā)調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)逐步形成產(chǎn)品的更新?lián)Q代系列1電氣裝備用塑料電線電纜一是提高各種裝備用電線電纜的長期允許工作溫度開發(fā)和生產(chǎn)耐高溫及耐超高溫耐超低溫耐特殊環(huán)境的產(chǎn)品滿足不同使用場合的需要二是提高電纜的屏蔽性能滿足信息傳輸自動化系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡(luò)的需要三是開發(fā)各種阻燃耐火環(huán)保型電線電纜滿足各行各業(yè)提高安全性的要求四是電線電纜結(jié)構(gòu)小型化輕量化細徑和薄壁預(yù)制化定長度帶插接件成束供應(yīng)2塑料通信電纜高頻超高頻數(shù)字通信超大話對通信電纜的需求量日益增長通信電纜的采用泡沫絕緣皮－泡絕緣石油膏全填充式結(jié)構(gòu)以及隔離型結(jié)構(gòu)等產(chǎn)品均已開發(fā)信息技術(shù)和電子計算機技術(shù)的迅速發(fā)展現(xiàn)代通信用電線電纜向著寬頻帶綜合化以及數(shù)字化的方向發(fā)展寬帶數(shù)字通信電纜采用了更高性能的對絞式結(jié)構(gòu)線對上可傳輸更寬頻帶的信號從單純的語言發(fā)展到圖像可視計算機網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信等使用頻率從幾兆赫上升到100兆赫甚至幾百兆赫應(yīng)用于智能大樓的綜合布線系統(tǒng)能把電子郵件可視防盜報警自動化管理以及樓內(nèi)計算機聯(lián)網(wǎng)等多種業(yè)務(wù)集中在一根電纜中避免了各系統(tǒng)重復(fù)布線的麻煩利用物理發(fā)泡絕緣新技術(shù)使絕緣發(fā)泡率可達60～80％具有傳輸損耗小縱向密封性能好大大提高了電纜的可靠性和降低了傳輸衰減滿足通信發(fā)展的高頻寬帶的發(fā)展需求從耐環(huán)境性能來看要求塑料通信電纜不斷向結(jié)構(gòu)尺寸小重量輕防鼠防蟻阻燃防火低煙低毒方向發(fā)展以適應(yīng)軍用航天航海高層大樓等使用環(huán)境對電纜安全性能的要求3塑料電力電纜將向著高壓超高壓長距離大容量的方向不斷提高隨著硅烷交聯(lián)電纜和輻照交聯(lián)電纜的不斷開發(fā)和成熟由于硅烷或輻照交聯(lián)電纜生產(chǎn)工藝簡單可在塑料擠出機上生產(chǎn)生產(chǎn)的架空絕緣電纜機場照明電纜電機引出線和彩電用高壓引接線等在我國發(fā)展十分迅速塑料絕緣電力電纜在薄絕緣耐熱耐老化耐油耐化學(xué)腐蝕耐火低煙低鹵及無鹵阻燃的品種上加強開發(fā)正逐步形成產(chǎn)品系列化4塑料電線電纜的阻燃環(huán)?；诨馂?zāi)發(fā)生場合普通塑料電線電纜在燃燒過程中著火蔓延電線電纜因受熱分解會產(chǎn)生大量的煙霧和釋放出有毒的腐蝕性氣體這些氣體會損壞電子儀器儀表及貴重設(shè)備對人體亦有傷害并嚴(yán)重影響了火災(zāi)現(xiàn)場人員的撤離和消防人員的救火工作隨著人們對這些煙霧和毒氣造成的二次災(zāi)害的認識人們對電線電纜防火阻燃等特性的要求越來越高不僅要求電線電纜線路具有高可靠性而且必須考慮它對周圍環(huán)境的安全性環(huán)保型要求電纜具有優(yōu)良的阻燃性能低毒或無毒氣體釋放低腐蝕性生成的煙霧量極小等特點或者要求電線電纜在短時間內(nèi)仍能維持工作以保證火災(zāi)時消防報警系統(tǒng)應(yīng)急供電回路等能繼續(xù)通電使救火和人員疏散工作能夠正常進行這些要求對敷設(shè)電線電纜密集程度高的發(fā)電站核電站地鐵隧道船舶和車輛高層建筑等安全性要求高的場所和重要設(shè)施尤為重要第二章擠出用材料和半成品塑料電線電纜要適應(yīng)各種不同需要合理而正確的使用材料是關(guān)鍵在導(dǎo)電線芯和半成品纜芯滿足規(guī)定的技術(shù)要求的前提下主要是對絕緣和護套用塑料的選用絕緣塑料的基本要求是具有優(yōu)異的電絕緣性能同時根據(jù)產(chǎn)品用途和使用條件分別提出對機械件能耐溫性物理化學(xué)性能及工藝性能的要求護套塑料的基本要求是耐受各種環(huán)境因素作用的老化性能在滿足這個條件下根據(jù)使用需要提出的一些特殊要求隨著塑料電線電纜向高壓高頻耐高溫耐火阻燃等特殊功能的發(fā)展要求不斷采用性能優(yōu)異來源廣泛的新材料研究材料與工藝的關(guān)系同時選擇塑料時應(yīng)考慮其經(jīng)濟性和資源可靠性將技術(shù)性和經(jīng)濟性緊密地結(jié)合起來統(tǒng)籌考慮第一節(jié)塑料材料塑料是高分子合成材料中具有可塑性變化的材料的總稱塑料可分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩大類熱塑性塑料是指塑料加熱即軟化流動冷卻即再度變硬一般線性高分子聚合物具有此類特性如聚氯乙稀PVC聚乙烯PE熱固性塑料是指塑料受到熱紫外線放射線觸媒等作用在聚合物分子間引起交聯(lián)反應(yīng)使分子形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)使塑料成為不溶不熔融的狀態(tài)如經(jīng)過輻照交聯(lián)的聚乙烯或聚烯烴類材料電線電纜制造中所用的塑料大都是熱塑性塑料電線電纜常用的熱塑料性塑料有聚氯乙烯聚乙烯交聯(lián)聚乙烯泡沫聚乙烯氟塑料聚酰胺聚丙烯和熱塑性聚氨酯聚脂塑料等塑料是以合成樹脂為基本成份再添加各種配合劑經(jīng)捏合切粒等工藝而塑制成一定形狀的材料電線電纜中常用的合成樹脂有聚氯乙烯聚乙烯聚丙烯聚四氟乙烯聚全氟乙丙烯聚酰胺氯化聚醚和聚脂等為了滿足加工貯存和使用的要求合成樹脂內(nèi)一般都要添各種配合劑塑料的添加劑大致有以下幾種防老劑它包括抗氧劑穩(wěn)定劑紫外線吸收劑光屏蔽劑等這幾種材料由于在塑料中所起的作用各不相同但又相互聯(lián)系同一種材料可起幾種作用所以統(tǒng)稱為防老劑增塑劑交聯(lián)劑潤滑劑填充劑著色劑發(fā)泡劑防霉劑驅(qū)避劑阻燃劑耐電壓穩(wěn)定劑抑煙劑等一聚氯乙烯聚氯乙烯簡稱PVC塑料是以聚氯乙烯樹脂為基礎(chǔ)加人各種配合劑混合而成的聚氯乙烯具有機械性能優(yōu)越耐化學(xué)腐蝕不延燃耐氣候性好有足夠的電絕緣性能容易加工成本低因此廣泛用作電線電纜的絕緣和護套材料聚氯乙烯塑料是多組份塑料根據(jù)不同的使用條件改變配合劑的品種和用量能夠制得不同品種的電線電纜用聚氯乙烯塑料聚氯乙烯電纜料按其在電線電纜上用途不同分為絕緣級電纜料和護層級電纜料1絕緣用聚氯乙烯塑料根據(jù)電線電纜的使用要求和特性絕緣用聚氯乙烯塑料的分類及性能及主要用途如表2-1所示表2-1絕緣用PVC塑料分類及性能類型 性能要求 使用溫度 主要用途 絕緣級 電絕緣性能較好有一定的耐熱性柔軟性 70℃ 通信控制信號及低壓電力電纜絕緣 普通絕緣級 有一定的電絕緣性能有較好的柔軟性及耐大氣性價廉 70℃ 室內(nèi)固定敷設(shè)的電線護套軟線500V農(nóng)用電纜以及儀表安裝線絕緣 耐熱絕緣級級 有較佳的耐熱性和耐變形性電絕緣性能較好 80℃105℃ 要求耐熱舊襖高的船用電纜航空導(dǎo)線電力電纜及安裝用電線的絕緣 高電性能絕緣級 較佳的電絕緣性能絕緣電阻高介電性能好有一定的耐熱性 70℃ 電壓為610kV級的電力電纜絕緣 耐油耐溶劑絕緣級 具有較好的耐油性耐溶劑性和柔軟性電絕緣性能較好 70℃ 用于接觸油類和化學(xué)物質(zhì)的電線電纜的絕緣級 阻燃絕緣級 電絕緣性能較好有較高的耐火焰燃燒性柔軟性較好 70℃ 固定敷設(shè)的電力電纜礦用電纜安裝用電線的絕緣 2護套用聚氯乙烯塑料聚氯乙烯護層具有較好的耐腐蝕性足夠的機械性能一定的耐大氣性能柔軟耐振重量輕加工及敷設(shè)方便根據(jù)電線電纜的使用條件研究和制成了不同類型的聚氯乙烯護套料其性能要求及應(yīng)用范圍見表2-2表2-2護層用PVC塑料的分類及性能類型 性能要求 使用溫度 主要用途 普通護層級 有足夠的機械強度耐熱光老化性及耐寒性較好 70℃ 塑料電線電纜的外護層及其他電纜的外護層 耐寒護層級 有較高的耐寒性低溫柔軟性好 70℃ 戶外及耐寒電線電纜護層 柔軟護層級 具有較高的柔軟性較好的耐寒性 耐寒柔軟的電線電纜護層 耐熱護層級 耐熱性能良好 80℃105℃ 耐熱的電線電纜護層 耐油護層級 耐油性耐化學(xué)藥品性好 與油類及化學(xué)藥品接觸的電線電纜的護層 易撕護層級 抗撕裂性低敷設(shè)方便價格低廉 室內(nèi)固定敷設(shè)用絕緣電線的護層 防霉防白蟻防鼠護層級 抗生物性好防白蟻防霉性好 70℃ 熱帶及溫?zé)釒У貐^(qū)用電纜護層 阻燃護層級 抗燃燒性好 70℃ 安全性要求高的電線電纜護層 3半導(dǎo)電聚氯乙烯塑料半導(dǎo)電聚氯乙烯塑料可作為屏蔽材料來使用例如可作為10kV聚氯乙烯電纜的屏蔽層擠包在導(dǎo)電線芯和絕緣層表面以改善電纜的電場分布等電氣性能半導(dǎo)電塑料用作高壓電纜的屏蔽料時由于半導(dǎo)電料直接與絕緣料接觸會發(fā)生相互遷移因而盡量選用與絕緣料相同的增塑劑或電性能好遷移小的增塑劑否則在使用過程會影響絕緣料的電絕緣性能4環(huán)保型防白蟻防鼠嚙電纜護套料白蟻和老鼠對電纜造成的破壞輕則造成中斷供電重則釀成事故使電力與通信部門深受其害以往采用在電纜護套料內(nèi)加人有毒添加劑如氯丹七氯狄氏劑艾氏劑等的辦法殺滅白蟻老鼠以保護電纜安全運行但這些有毒害添加劑會對空氣土壤人身造成嚴(yán)重污染和危害在全球日益注重環(huán)保的今天這些辦法已逐步被淘汰使用在護套料中加人環(huán)烷酸鉛或環(huán)烷酸酮作添加劑制成改型的防白蟻護套料最近開發(fā)了一種新型的綠色環(huán)保型防白蟻防鼠嚙的電纜護套不含有任何有毒有害添加劑在加工與使用過程中不發(fā)生污染它具有很高的機械強度和硬度優(yōu)良的耐磨性能依靠其高硬度與高光潔度的表面抵抗蟻鼠的侵害用作各種電纜的護套時不影響電纜的各項性能包括安裝敷設(shè)時所需之彎曲性能同時擠出加工方便用一般塑料擠出機采用普通工藝即可加工該材料雖然價格比低毒的防蟻護套料要高但用以保護電纜免受白蟻和老鼠侵害可以說是一種理想的護套材料5低煙低鹵型阻燃護套料普通阻燃電纜燃燒時會產(chǎn)生大量黑煙同時釋放出大量腐蝕性氣體氯化氫HCI對人體和儀器裝置造成巨大損害低煙低鹵阻燃電纜料是以專用PVC樹脂為基料添加各種改性劑助劑和優(yōu)良阻燃劑均勻混煉而成的產(chǎn)品它不僅具優(yōu)良的阻燃性而且在燃燒時釋放的煙量低氯化氫HCI釋出量亦很低與普通PVC護套料相比其拉伸強度及斷裂伸長率相當(dāng)擠出時無需特種螺桿擠制電纜表面好使用低煙低鹵阻燃PVC電纜料制成的電纜適用于地鐵高層建筑發(fā)電站廣播電視中心和機算機中心等對電線電纜阻燃性能要求高的場所二聚乙烯聚乙烯是由乙烯經(jīng)聚合反應(yīng)而得到的一種高分子碳氫化合物稱為聚乙烯樹脂聚乙烯樹脂做為聚乙烯塑料的主體在很大程度上決定著聚乙烯塑料的基本性能聚乙烯由于乙烯聚合方法不同所得聚乙烯分子結(jié)構(gòu)就會不同則性能也有差異這種性能的差異與聚乙烯的密度有極密切的關(guān)系聚乙烯按密度分為低密度聚乙烯LDPE亦稱高壓聚乙烯密度09150930中密度聚乙烯MDPE密度09310940高密度聚乙烯HDPE亦稱低壓聚乙烯密度09410965聚乙烯樹脂的電絕緣性能較好機械性能適中可直接作電線電纜的絕緣或護套材料但是為了提高它的性能電線電纜用聚乙烯塑料除聚乙烯樹脂外還添加各種配合劑制成符合電線電纜使用要求的聚乙烯塑料電線電纜常用的聚乙烯塑料有1一般絕緣用聚乙烯塑料一般絕緣用聚乙烯塑料僅由聚乙烯樹脂和抗氧劑用量為0．1－0．5份所組成其熔融指數(shù)通常在20以下若用于高速加工及薄絕緣時常采用03以下聚乙烯的密度一般在09170930gcm32耐候聚乙烯塑料主要由聚乙烯樹脂抗氧劑和碳黑組成耐候性能的好壞取決于碳黑的粒徑含量和分散度要求碳黑的粒徑在35毫微米以下碳黑的含量在2－3份3耐環(huán)境應(yīng)力龜裂聚乙烯塑料當(dāng)采用熔融指數(shù)為20的聚乙烯塑料作為電纜護套時在電纜彎曲半徑較小并接觸一些諸如洗滌劑化學(xué)試劑肥皂水等場合下常會使護套產(chǎn)生龜裂所以使用在上述場合的電纜應(yīng)采用耐環(huán)境應(yīng)力龜裂聚乙烯塑料如采用熔融指數(shù)03以下分子量分布不太寬的聚乙烯或在聚乙烯樹脂中摻合有乙丙橡膠丁基橡膠聚異丁烯等物質(zhì)組成聚乙烯復(fù)合物或?qū)⒁蚁┖推渌鼏误w如乙烯和丁烯乙烯和乙烯乙烯和酯酸乙烯等共聚物或?qū)垡蚁┻M行輻照或化學(xué)交聯(lián)目前用于電纜護套時常采用前二種方法來改善聚乙烯耐環(huán)境應(yīng)力龜裂性能尤其是第一種方法較簡便拉伸強度也較高4高電壓絕緣用聚乙烯塑料聚乙烯具有較高的耐電強度但用作高壓電纜時在長期的高電壓作用下絕緣會破壞這是由于聚乙烯中存在雜質(zhì)孔隙以及氧化老化時產(chǎn)生的局部缺陷這種缺陷部分即使在較低的外加電壓下也會產(chǎn)生局部應(yīng)力引起局部放電產(chǎn)生樹枝狀孔道最終使絕緣層破壞所以高壓電纜絕緣的聚乙烯塑料要求高度純凈還需添加電壓穩(wěn)定劑和采用特殊的擠塑機機頭機身能抽真避免氣孔產(chǎn)生以抑制樹枝狀放電提高聚乙烯的耐電弧耐電蝕和耐電暈性5半導(dǎo)電聚乙烯塑料在高壓或超高壓塑料絕緣電纜中在導(dǎo)電線芯和絕緣之間往往存在空隙而產(chǎn)生局部放電并導(dǎo)致絕緣電老化影響電纜的長期穩(wěn)定性為減少局部放電現(xiàn)象在導(dǎo)電線芯和屏蔽之間絕緣層和外護層之間必須采用半導(dǎo)電層進行屏蔽對導(dǎo)電線芯屏蔽的稱為內(nèi)屏蔽層對絕緣屏蔽的稱為外屏蔽層當(dāng)采用聚乙烯絕緣時宜采用半導(dǎo)電聚乙烯塑料做屏蔽而對交聯(lián)聚乙烯絕緣的應(yīng)采用半導(dǎo)電交聯(lián)聚乙烯塑料做屏蔽半導(dǎo)電聚乙烯塑料是在聚乙烯中加人導(dǎo)電炭黑獲得的一般應(yīng)采細粒徑高結(jié)構(gòu)的炭黑導(dǎo)電炭黑的用量一般為每100份聚乙烯加40份炭黑6熱塑性低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料該種電纜料是以聚乙烯樹脂為基料加人優(yōu)質(zhì)高效的無鹵無毒阻燃劑抑煙劑熱穩(wěn)定劑防霉劑著色劑等改性添加劑經(jīng)混煉塑化造粒而成不含有任何鹵素重金素和磷元素它具有優(yōu)良的機械物理性能電性能阻燃性能及加工工藝性能而且不釋放鹵酸發(fā)煙量低離火即自熄等特點大量減少了有毒腐蝕性氣體的排放和煙霧的產(chǎn)生制成的電纜特別適合在要求具有高度安全性的公共場合下使用其護層級絕緣級柔軟級電纜料適用于1kV及以下電力電纜控制電纜船用電纜市話電纜信號電纜及光纜等三交聯(lián)聚乙烯聚乙烯在高能射線或交聯(lián)劑的作用下能使線型的分子結(jié)構(gòu)變成體型網(wǎng)狀的分子結(jié)構(gòu)使熱塑性材料變成熱固性材料交聯(lián)聚乙烯與一般聚乙烯相比它可以提高耐熱變型性改善高溫下的機械性能改進耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能和耐老化性能增強耐化學(xué)穩(wěn)定性和耐溶劑性減少冷流性而電氣性能基本保持不變用交聯(lián)聚乙烯作絕緣材料的電纜長期工作溫度可提高到90℃瞬時短路溫度達170250℃輻照交聯(lián)聚乙烯絕緣和硅烷交聯(lián)聚乙烯絕緣料在中低壓電線電纜中的使用得到飛速發(fā)展l輻照交聯(lián)聚乙烯輻照交聯(lián)聚乙烯是利用高能射線如γ射線α射線和電子射線等照射聚乙烯絕緣層使聚乙烯分子間產(chǎn)生交聯(lián)輻照交聯(lián)是靠電子加速器產(chǎn)生的物理能量進行的故屬于物理交聯(lián)輻照交聯(lián)的工藝是先將聚乙烯擠包在導(dǎo)電線芯或電線上然后將半成品通過輻射源進行輻照交聯(lián)聚乙烯經(jīng)過輻照交聯(lián)后其電性能基本不變交聯(lián)度一般在60％－70％之間2化學(xué)交聯(lián)聚乙烯化學(xué)交聯(lián)聚乙烯是以聚乙烯樹脂為基料再配合適量的交聯(lián)劑和抗氧劑有時還添加適量的填充劑起提高耐電弧耐電蝕作用或作為耐電壓穩(wěn)定劑和軟化劑捏合而成的聚乙烯混合物然后將其擠包在導(dǎo)電線芯上在一定的壓力和溫度下進行交聯(lián)反應(yīng)而成四泡沫聚乙烯泡沫聚乙烯是在聚乙烯中加入發(fā)泡劑發(fā)泡劑受熱分解產(chǎn)生氣體使聚乙烯中存在許多微孔的空氣-塑料組合材料與實體聚乙烯比較它的介電常數(shù)小比重輕因此在通信電纜和射頻電纜中獲得廣泛采用泡沫聚乙烯絕緣層要求發(fā)泡孔細數(shù)量多分布均勻一致彼此間不連通形成各自獨立的封閉型氣孔表面要光滑平整根據(jù)用途不同發(fā)泡度有所不同如同軸電纜的泡沫絕緣其發(fā)泡度可在55％－60％對射頻同軸電纜的絕緣發(fā)泡度可達80％而一般通信電纜的絕緣發(fā)泡度在20％－30％左右泡沫絕緣是通信線纜采用半空氣絕緣結(jié)構(gòu)的一種主要結(jié)構(gòu)形式泡沫絕緣結(jié)構(gòu)它具有柔軟性好使用方便泡沫絕緣有比實芯絕緣衰減小重量輕使用絕緣材料少而又不需要有空氣絕緣結(jié)構(gòu)的充氣維護容易受到潮氣侵入等等缺點泡沫聚乙烯電纜的幾種發(fā)泡方法1．化學(xué)發(fā)泡法將含有發(fā)泡劑的聚乙烯混合物加入擠塑機發(fā)泡劑受熱擠出后分解氣體迅速膨脹形成泡沫聚乙烯2．涂制發(fā)泡將聚乙烯溶于甲苯或二甲苯溶劑然后將聚乙烯溶液涂在銅線上聚乙烯溶液冷卻后大部分溶液揮發(fā)聚乙烯白化然后通過高溫發(fā)泡爐使聚乙烯中殘留的溶劑在高溫下?lián)]發(fā)逸出從而形成細小微孔的泡沫聚乙烯3．膨潤擠出發(fā)泡法將含有發(fā)泡劑的高密度聚乙烯先放在熱的溶液早苯二甲苯等中浸澤膨潤膨潤度約10％然后在一般用的聚乙烯擠塑機上擠出發(fā)泡4．物理發(fā)泡通過注入惰性氣體經(jīng)過成核劑形成泡沫物理發(fā)泡方法具有發(fā)泡度高較低的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角降低了電纜衰減發(fā)泡均勻性好發(fā)泡孔細密密閉生產(chǎn)效率高等一系列優(yōu)點和好處適應(yīng)了當(dāng)今通信發(fā)展的傳輸頻率越來越高要求傳輸電纜的帶寬越來越寬的要求物理發(fā)泡是當(dāng)今發(fā)泡絕緣的發(fā)展方向五氟塑料凡是含有氟原子的塑料統(tǒng)稱為氟塑料含氟塑料與其他塑料相比具有更優(yōu)異的耐高低溫耐腐蝕耐侯性電氣絕緣性不吸收水及低的摩擦系數(shù)等特性氟塑料的品種很多目前在電線電纜工業(yè)中應(yīng)用的氟塑料有聚四氟乙烯F-4聚全氟乙丙稀F-46四氟乙烯和乙烯的共聚物F-40三氟氯乙烯和乙烯的共聚物F-30聚三氟氯乙烯F-3和聚偏二氟乙烯F-2等聚四氟乙烯塑料的連續(xù)使用溫度為260℃聚全氟乙丙烯塑料的使用溫度為200℃它們是耐熱電纜的絕緣和護套材料氟塑料已成為現(xiàn)代尖端科學(xué)技術(shù)軍工生產(chǎn)和各工業(yè)領(lǐng)域所不能缺少的新型塑料之一六聚丙烯聚丙烯是由丙烯烴聚合反應(yīng)而得的含有碳氫兩種元素的立體規(guī)整性高分子化合物其密度特別小比重僅為090－091外觀很象高密度聚乙烯呈白色蠟狀固體比聚乙烯透明電線電纜用聚丙烯PP有粒料和薄膜兩種聚丙烯具有良好的物理機械性能其表面硬度和耐環(huán)境應(yīng)力龜裂性比聚乙烯高聚丙烯是非極性材料具有很好的電氣絕緣性能介電常數(shù)較小介質(zhì)損耗角正切值較低體積電阻和擊穿場強較高在廣闊的頻率范圍內(nèi)不變化由于吸水性很小可以用作高頻絕緣材料如通信電纜中有用泡沫聚丙烯絕緣聚丙烯還具有較高的耐熱性和耐化學(xué)穩(wěn)定性因此用于各種電線和電力電纜絕緣絕緣可以擠包得比較薄也可用薄膜包電纜纜芯同時由于它柔韌耐磨還可以作電纜的保護層值得注意的是聚丙烯用于電纜絕緣時與銅接觸易產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)減弱其抗老化能力為此聚丙烯塑料中必須加人適量的有害金屬抑制劑以消除銅害用于電線電纜的聚丙烯往往加人一定比例的聚異丁烯以達到改善耐寒性提高擠出工藝性能兩方面的目的七熱塑性聚氨酯塑料聚氨酯是一種全反應(yīng)性的熱塑料包括了純樹脂以及混入了加工助劑或防火劑等添加劑的混合樹脂和大多數(shù)彈體塑料不同的地方是它不需要透過交聯(lián)或固化作用來達到最佳物理性質(zhì)聚氨酯不含增塑劑因此不會出現(xiàn)由于增塑劑滲移或揮發(fā)所引起起的脆裂現(xiàn)象它具有優(yōu)越的低溫彈性高超耐磨損性特別高的韌性良好抗化學(xué)及抗水解性防火性高抗拉強度作為電線電纜護套材料用的聚氨酯塑料1優(yōu)越的韌度表現(xiàn)在它高度的抗容應(yīng)拉力性能和杰出的抗磨性2它所具備的彈性特別是在低溫環(huán)境下彈性成為關(guān)鍵條件時尤為突出采用其他熱塑料制造的電纜護套在冬天的雪冷球境中易變得僵硬以致破裂而聚氨酯護套在零下40℃的氣溫下仍然保持有彈性適合用于需要經(jīng)常繞卷貯存開卷使用和在寒冷的戶外環(huán)境下操作的電纜例如電機通信和地理勘探方面等3在添加不含鹵素的防火劑后其改性塑料具有優(yōu)越的耐火性能原因是它們接觸火焰時會形成膨脹碳這種碳能大大抑制火焰的蔓延和減少濃煙的產(chǎn)生4所制成的電纜護套當(dāng)接觸油脂及其它烴類化學(xué)品時其良好的抗化學(xué)性和抗油性能不受影響浸在淡水海水污水中或是在濕度高的環(huán)境中都能抵抗水解作用能夠有效地抵抗風(fēng)雨侵蝕尤為適用于長期暴露在戶外環(huán)境中所受到的風(fēng)蝕作用具有低磨擦性或防粘性在電纜互相重疊滑動時產(chǎn)生的阻力較低電纜滑動得較為平順八聚酰胺聚酰胺一般稱為尼龍可由二元胺和三元酸通過縮聚反應(yīng)制得聚酰胺在機械性能方面表現(xiàn)為抗拉強度較高延伸率基本符合電線電纜使用要求它表面硬度大耐蠕變性較好抗彎強度和沖擊強度高延性好耐磨性高并且有自潤滑性可用作電線電纜的擠包外護層第二節(jié)導(dǎo)體塑料電線電纜的導(dǎo)體主要有電工圓銅線電力電纜用銅和鋁導(dǎo)電線芯電氣裝備電線電纜用銅和鋁導(dǎo)電線芯等一電工圓銅線1電工圓銅線應(yīng)符合GB3953《電工圓銅線》標(biāo)準(zhǔn)圓銅線型號TR軟圓銅線TY硬圓銅線TYT特硬圓銅線2圓銅線直徑偏差應(yīng)符合表2-3表2-3直徑偏差標(biāo)稱直徑dmm 偏差±m(xù)m 00260125012604000401600 000300041d 圓銅線垂直于軸線的同一截面上測得的最大和最小直徑之差應(yīng)不超過標(biāo)稱直徑偏差的絕對值3機械性能電工圓銅線的機械性能應(yīng)符號表2-4的要求表2-4機械性能標(biāo)稱直徑mm TR型 TY型 TYT型 伸長率≥ 抗拉強度MPa≥ 伸長率≥ 抗拉強度Mpa≥ 伸長率≥ 010025030045068112176200224250 10151520252525252525 421419419417415410403400398395 ----------0507070808 ------------443440438435 ------------07070808 4電性能圓銅線的電阻率應(yīng)符合表2-5的要求計算時20℃時的銅密度為889gcm3線膨脹系數(shù)為00000171℃表2-5圓銅線的電阻率型號 電阻率ρ20Ωmm2m 電阻溫度系數(shù)1℃ 200mm以下 200mm以上 200mm以下 200mm以上 TRTYTYT 0017241001796 0017241001777 000393000377 000393000381 5外觀圓銅線表面光潔無氧化發(fā)紅發(fā)黑發(fā)粘現(xiàn)象無機械損傷等上盤的產(chǎn)品排線應(yīng)平整無滿亂偏緊松等現(xiàn)象二塑料電線電纜用導(dǎo)電線芯電線電纜的導(dǎo)體應(yīng)符合GB3956-97《電纜用導(dǎo)體》標(biāo)準(zhǔn)要求標(biāo)準(zhǔn)將導(dǎo)體分成四種第1種第2種第5種第6種第1種為實芯導(dǎo)體第2種為絞合導(dǎo)體第5種和第6種預(yù)定用于軟電纜和軟線的導(dǎo)體第6種比第5種更柔軟電力電纜用的導(dǎo)電線芯有圓形半圓形扇形及瓦形結(jié)構(gòu)絞線為同心式絞合各相鄰層絞合方向相反絞合最外層絞合為左向絞合導(dǎo)體宜采用緊壓絞合導(dǎo)體的節(jié)距比為內(nèi)層不大于40d外層不大于20d電氣裝備用導(dǎo)電線芯一般為圓形一次束絞的線芯其節(jié)距比不大于25d復(fù)絞線其股線不大于30d內(nèi)層不大于20d外層不大于14d外層絞向均為左向且各層方向相反各種絞合導(dǎo)體不允許整芯焊接絞合導(dǎo)體中的單線允許焊接但在同一層內(nèi)相鄰兩個接頭之間的距離應(yīng)不小于300mm導(dǎo)電線芯表面應(yīng)光潔無油污無損傷屏蔽及絕緣的毛刺銳邊等現(xiàn)象三半成品纜芯根據(jù)電線電纜使用場合及敷設(shè)條件的要求不同電線電纜擠外護套的半成品纜芯的結(jié)構(gòu)形式主要有帶有鎧裝鋼絲鋼帶結(jié)構(gòu)類型的纜芯非鎧裝結(jié)構(gòu)纜芯帶有金屬屏蔽結(jié)構(gòu)的纜芯等由于半成品纜芯的質(zhì)量影響著電纜外護層的擠包質(zhì)量為此要求1非鎧裝型電線電纜的纜芯成纜要緊密圓整對稱不損傷絕緣線芯表面嚴(yán)格控制成纜的不圓整度和外徑的均勻性要求成纜時繞包帶要繞包平整緊實無折疊和打皺現(xiàn)象繞包帶無劃傷和損傷接頭處不能太大嚴(yán)禁成纜后電纜蛇形扇形線翻身等現(xiàn)象2鎧裝型電纜芯鋼帶鎧裝纜芯兩層帶均以間隙繞包繞包方向為右向繞包應(yīng)緊而平服上下兩層鋼帶的搭蓋及鋼帶繞包間隙應(yīng)符合工藝規(guī)定鋼帶接頭處應(yīng)剪成450的斜口斜口經(jīng)繞包后應(yīng)與電纜軸向平行接頭應(yīng)重疊310mm焊接焊接處要平整牢固邊緣部分不得有毛刺尖角翹起現(xiàn)象焊接處應(yīng)防腐處理鋼帶繞包上電纜后不應(yīng)有夾層毛刺砂孔銹蝕缺陷嚴(yán)禁繞包的鋼帶卷邊和繞包間隙過大鋼絲鎧裝纜芯鋼絲繞包必須排列緊密整齊不得有跳線重疊鋼絲扭結(jié)凸起不應(yīng)有大于一根鋼絲直徑的間隙鋼絲接頭應(yīng)對準(zhǔn)中心接頭要平整牢固焊接處需經(jīng)反復(fù)彎曲檢查以防虛焊焊接處如有毛刺或凸起的尖角必須銼平焊接處應(yīng)防腐處理繞包用鋼絲不得有毛刺三角口及疊加接頭等第三章擠塑設(shè)備和輔助設(shè)備塑料絕緣電線電纜產(chǎn)品性能和質(zhì)量跟所采用的生產(chǎn)工藝與生產(chǎn)設(shè)備密切相關(guān)生產(chǎn)工藝是在一定的生產(chǎn)設(shè)備上形成生產(chǎn)設(shè)備又必須滿足工藝要求電線電纜的塑料擠包是采用連續(xù)擠壓方式進行塑料擠包是通過擠塑機用螺桿擠壓將塑料包到導(dǎo)體或纜芯上構(gòu)成絕緣層屏蔽層內(nèi)護層和外護套塑料擠出機它主要由主機輔機和控制系統(tǒng)組成塑料擠出機的類型很多以螺桿直徑分類分別適用于擠制各種規(guī)格的電線電纜產(chǎn)品第一節(jié)塑料擠出生產(chǎn)線塑料擠出機組如圖3-1所示通常由放線及張力裝置校直裝置預(yù)熱裝置擠塑機又稱主機冷卻裝置火花試驗機計米裝置牽引裝置收排線裝置及控制系統(tǒng)等組成圖3-1電纜絕緣生產(chǎn)線為保證不停機換盤連續(xù)生產(chǎn)放線裝置應(yīng)由兩臺放線設(shè)備組成導(dǎo)體或纜芯從放線裝置放出之后經(jīng)校直裝置進入預(yù)熱裝置導(dǎo)體在預(yù)熱裝置加熱以后溫度可達100℃左右這樣可消除導(dǎo)體線芯殘余應(yīng)力增加伸長率和柔軟性擠塑機把塑料加工成高溫的粘流態(tài)并連續(xù)地擠向機頭導(dǎo)體或纜芯通過機頭時擠包成一定厚度的塑料絕緣層或外護層然后在水槽中冷卻冷卻定型后的電線電纜制品在牽引裝置拖動下作直線運動使加工過程穩(wěn)定連續(xù)地進行最后由收線裝置收繞在收線盤上一塑料擠出機塑料擠出機組的主機是擠塑機塑料擠出機采用一體化設(shè)計主要有擠壓系統(tǒng)傳動系統(tǒng)加熱和冷卻系統(tǒng)控制系統(tǒng)等組成其外形結(jié)構(gòu)如圖3-2所示1擠壓系統(tǒng)圖3－2擠出機外形包括螺桿機筒料斗機頭和模具等是擠出機的關(guān)鍵部分塑料通過擠壓系統(tǒng)塑化成均勻的熔體并在這一過程所建立壓力下被螺桿連續(xù)地擠出擠出機頭1螺桿擠塑機的最主要部件它直接關(guān)系到擠塑機的應(yīng)用范圍和生產(chǎn)率螺桿由高強度耐腐蝕的合金鋼制成一般螺桿的長度為其直徑的15－30倍2機筒是一金屬圓筒一般用耐熱耐壓強度較高堅固耐磨耐腐蝕的合金鋼或內(nèi)襯合金鋼的復(fù)合鋼管制成機筒與螺桿配合實現(xiàn)對塑料的粉碎軟化熔融塑化排氣和壓實并向成型系統(tǒng)連續(xù)均勻輸送膠料一般機筒的長度為其直徑的15－30倍以使塑料得到充分加熱和塑化充分為原則機筒應(yīng)有足夠的厚度剛度內(nèi)壁應(yīng)光滑但在新式擠塑機中為提高加料段的輸送效率常在機簡內(nèi)壁開有縱向溝槽在機筒的外面裝有電阻或感應(yīng)加熱管測溫裝置和冷卻系統(tǒng)3料斗通常為錐形容器其容積至少應(yīng)能容1h的用料料斗底部裝有截斷裝置以便調(diào)整和切斷料流料斗的側(cè)面裝有視孔和標(biāo)定計量裝置根據(jù)需要有的料斗裝有抽真空加熱攪拌或推進裝置等亦有自動加料料斗計量配料料斗等4機頭和模具機頭由合金鋼內(nèi)套和碳素鋼外套構(gòu)成機頭內(nèi)裝有成型模具機頭中的多孔濾板又稱篩板能使機頭和機筒對中定位并能支承過濾網(wǎng)和對塑料熔體產(chǎn)生反壓力機頭的作用是將旋轉(zhuǎn)運動的塑料熔體轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫兄本€運動均勻且平穩(wěn)地導(dǎo)人模套中并賦予塑料必要的成型壓力塑料在機簡內(nèi)塑化壓實經(jīng)多孔濾板沿一定的流道通過機頭脖頸流入機頭成型模具模芯模套適當(dāng)配合形成截面不斷減小的環(huán)形空隙使塑料熔體在芯線的周圍形成連續(xù)密實的管狀包覆層為保證機頭內(nèi)塑料流道合理消除積存塑料的死角往往安置有分流套筒為消除塑料擠出時壓力波動也有設(shè)置均壓環(huán)的機頭上還裝有模具校正和調(diào)整的裝置便于調(diào)整和校正模芯和模套的同心度擠塑機按照機頭料流方向和螺桿中心線的夾角將機頭分成斜角機頭夾角120度和直角機頭機頭的外殼是用螺栓固定在機身上機頭內(nèi)的模具有模芯座又稱模芯支承器并用螺帽固定在機頭進線端口模芯座的前面裝模芯模芯及模芯座的中心有孔用于通過芯線在機頭的前部裝有均壓環(huán)用于均衡壓力擠包成型部分由模芯座和模套組成模套的位置可由螺栓通過支撐來調(diào)節(jié)以調(diào)整模套對模芯的相對位置便于調(diào)節(jié)擠包層厚度的均勻性機頭外部裝有加熱裝置和測溫裝置2傳動系統(tǒng)傳動系統(tǒng)的作用是驅(qū)動螺桿供給螺桿在擠出過程中所需要的力矩和轉(zhuǎn)速通常由電動機減速器和軸承等組成要求螺桿轉(zhuǎn)速穩(wěn)定不隨其負荷的變化而變化以保證制品質(zhì)量均勻一致但在不同場合下又要求螺桿能變速以達到一臺設(shè)備能擠出不同塑料和不同產(chǎn)品的要求為此傳動電機一般采用交流整流子電動機直流電動機等以滿足低速啟動且能無級變速和有足夠大的功率等要求變速裝置一般由兩部分組成一是連接主電機及主減速器的皮帶傳動機構(gòu)一是主減速器一齒輪傳動機構(gòu)其要求傳動速比準(zhǔn)確恒定傳動平穩(wěn)無噪音無撞擊無震動3．加熱冷卻裝置加熱與冷卻是塑料擠出過程能夠進行的必要條件1現(xiàn)在擠塑機通常用的是電加熱分為電阻加熱和感應(yīng)加熱加熱片裝于機身機脖機頭各部分加熱裝置僅由外部加熱機筒內(nèi)的塑料使之升溫以達到工藝操作所需要的溫度2冷卻裝置是為了保證塑料處于工藝要求的溫度范圍而設(shè)置的為了排除螺桿旋轉(zhuǎn)的剪切摩擦產(chǎn)生的多余熱量以避免溫度過高使塑料分解焦燒或定型困難為此必須對機筒螺桿和料斗進行冷卻機筒冷卻分為水冷與風(fēng)冷兩種一般中小型擠塑機采用鳳冷較為合適大型則多采用水冷或兩種型式結(jié)合冷卻螺桿冷卻主要采用中心水冷目的是增加物料固體輸送率穩(wěn)定出膠量同時提高產(chǎn)品質(zhì)量料斗座處的冷卻一是為了加強對固體物料的輸送作用防止因升溫使塑料粒發(fā)粘堵塞料口二是保證傳動部分正常工作二放線裝置放線裝置的規(guī)格通常是用放線架側(cè)板的開檔和放線盤軸心升起的最大高度以及放線盤最大尺寸來表征的這主要是根據(jù)主機的生產(chǎn)規(guī)范和工藝上的需要來決定擠塑機組的放線裝置有單盤及雙盤兩種為提高生產(chǎn)效率放線裝置的裝盤趨向大容量和雙盤放線以利于高速連續(xù)擠塑機組的需要放線裝置的結(jié)構(gòu)型式有單盤或雙盤放線放線裝置的類型一般有靜盤越端式主動式有軸立柱式無軸立柱式行走龍門式等張力控制一般采用摩擦片阻尼刷磁粉制動器力矩電機等方式進行控制擠塑機組對放線裝置的基本技術(shù)要求是放線速度應(yīng)均衡而不應(yīng)有跳動線盤的裝卸要方便迅速運轉(zhuǎn)靈活安全可靠性大能為連續(xù)生產(chǎn)提供保障等三校直裝置塑料擠出廢品類型中最常見的一種是偏心而線芯各種型式的彎曲則是產(chǎn)生絕緣偏心的重要原因之一在護套擠出中護套表面的刮傷也往往是由纜芯的彎曲造成的因此各種擠塑機組中的校直裝置是必不可少的校直裝置的主要型式有滾筒式分為水平式和垂直式滑輪式分為單滑輪和滑輪組絞輪式兼起拖動校直穩(wěn)定張力之多種作用壓輪式分為水平式和垂直式等四預(yù)熱裝置線芯預(yù)熱對于絕緣擠出和護套擠出都是必要的對于絕緣層尤其是薄層絕緣不能允許氣孔的存在線芯在擠包前通過高溫預(yù)熱可以徹底清除表面的水份油污對于護套擠出其主要作用在于烘干纜芯防止由于潮氣或繞包墊層的濕氣的作用使護套中出現(xiàn)氣孔的可能預(yù)熱還可防止擠出中塑料因驟冷而殘留內(nèi)應(yīng)力的作用在擠塑料過程中預(yù)熱可消除冷線進人高溫機頭在?？谔幣c塑膠接觸時形成的懸殊溫差避免塑膠溫度的波動而導(dǎo)致擠出壓力的波動從而穩(wěn)定擠出量保證擠出質(zhì)量擠塑機組中均采用電加熱線芯預(yù)熱裝置要求有足夠的容量并保證升溫迅速使線芯預(yù)熱和纜芯烘于效率高預(yù)熱溫度受放線速度的制約一般與機頭溫度相仿即可五定型冷卻系統(tǒng)主要由水箱固定水槽移動水槽加熱系統(tǒng)水泵系統(tǒng)等組成成型的塑料在離開機頭后應(yīng)立即進行冷卻定型否則會在重力的作用下發(fā)生變形冷卻的方式通常采用水冷卻并根據(jù)水溫不同分為急冷和緩冷急冷就是冷水直接冷卻急冷對塑料擠包層定型有利一般PVC塑膠層采用急冷對對PEPP結(jié)晶高聚物因驟熱冷卻易在擠包層組織內(nèi)部殘留內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致使用過程中產(chǎn)生龜裂緩冷則可減少內(nèi)應(yīng)力在冷卻水槽中分段放置不同溫度的水使制品逐漸降溫定型對PEPP的擠出采用緩冷即經(jīng)過熱水溫水冷水三段冷卻逐步定形冷卻裝置有浸浴式冷卻水槽噴淋式和噴霧式冷卻水槽1浸浴式冷卻水槽有1－8段每段長l－4m冷卻水在槽中保持一定的水位并可循環(huán)使用或連續(xù)換水以免水溫升高或局部區(qū)段水溫度變化而影響冷卻效果和產(chǎn)品質(zhì)量每段各有進水管排水管及閘閥分別控制進水量有些水槽為滿足工藝上需要分為固定式水槽與可移動式水槽2噴淋式和噴霧式冷卻水槽里面有噴水管管上有噴水頭水從噴水頭噴到產(chǎn)品上進行冷卻近年來設(shè)計了一種高效噴霧式冷卻裝置用噴霧頭代替噴淋頭在噴淋水箱內(nèi)通過壓縮空氣把水從噴霧頭噴出接觸產(chǎn)品表面受熱蒸發(fā)帶走大量熱量亦有采用噴淋式和浸浴式水冷機結(jié)合的方式六火花試驗機主要用于對電纜絕緣或護套的完整性進行檢查一般有高壓直流和高壓交流之分其主要構(gòu)造有高壓發(fā)生器高壓檢測鏈珠擊穿記錄裝置保護裝置等組成七外徑測量系統(tǒng)和電纜干燥裝置用于電纜外徑的測量或監(jiān)控干燥裝置是為了干燥電纜表面的水分同時可提高外徑測量的正確性和印字質(zhì)量八計米印字裝置其作用是在電纜護套表面印刷電纜標(biāo)記同時記錄長度由標(biāo)準(zhǔn)計米輪字塊安裝輪色帶放出和廢帶吹出裝置等組成九牽引裝置擠塑機組中的牽引裝置主要作用是實現(xiàn)電纜擠塑過程的連續(xù)直線運動一般由單獨電動機驅(qū)動擠塑機組牽引裝置有雙輪式履帶式及輪帶式三種雙輪式牽引裝置由兩個直徑大小相等的絞輪組成其中一個通過變速系統(tǒng)與牽引電機相連為主動輪另一個則為被動輪其優(yōu)點是能最大限度地延長制品自冷卻到收線的路徑使制品有充分的自然冷卻時間防止制品在收線盤上粘結(jié)變形消除在運動中的抖動穩(wěn)定擠出質(zhì)量其缺點是電纜彎曲半徑受到限制履帶式及輪帶式牽引是由一定長度轉(zhuǎn)動靈活的鏈條為不損傷電纜鏈條上附有高彈性且耐磨的橡皮塊或皮帶由牽引電動機驅(qū)動實現(xiàn)無級調(diào)速的傳動機構(gòu)上下履帶或輪帶做同步反向的圓周運動兩條履帶或輪帶之間可以通過調(diào)節(jié)一定的下壓力夾緊線纜進行周而復(fù)始的運動帶動電纜直線前進在調(diào)節(jié)下壓力的壓縮空間夾緊電纜時要確保制品在牽引過程中不變形和不擦傷并且運轉(zhuǎn)要平衡無跳動和打滑以免影響擠出質(zhì)量十收排線裝置在許多擠塑機組中排線與收線是單獨傳動的但收排線之間有著嚴(yán)格的同步要求即為實現(xiàn)收線盤制品排列均勻整齊要求線盤每轉(zhuǎn)一周排線移動一定的距離這個距離應(yīng)等于制品的外徑而這個距離是由排線絲杠的轉(zhuǎn)速和螺紋節(jié)距確定的同時收線盤的寬度與排線絲杠的行程必須一致排線行程的兩端與線盤的兩個側(cè)板對應(yīng)為此擠塑機組的收排線裝置應(yīng)為聯(lián)合機構(gòu)以一定的形式進行機械聯(lián)鎖或電氣聯(lián)鎖收排線的規(guī)格也是由主機的生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范決定的其排線結(jié)構(gòu)型式有光桿排線和絲桿排線收線裝置的結(jié)構(gòu)型式有單盤收線和雙盤收線有軸收線和無軸收線等雙盤收線裝置是電線電纜生產(chǎn)中使用的一種新型收線裝置當(dāng)一收線盤滿盤后另一收線盤開始收線可以保持連續(xù)生產(chǎn)它具有操作靈活自動化程度高收線速度快節(jié)省輔助工作時間降低勞動或強度等優(yōu)點在高速擠塑機組中多采用雙盤收線裝置十一其它輔助裝置1切斷器能迅速切斷電纜便于分盤2隔離涂粉裝置能在絕緣線芯或纜芯外涂抹隔離材料防止線芯與護套粘聯(lián)3油膏填充裝置在生產(chǎn)填充式通信電纜時在纜芯與鋼帶或護套與纜芯的間隙之間涂覆阻水材料十二控制系統(tǒng)塑料擠出機的控制系統(tǒng)包括加熱系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)及工藝參數(shù)測量系統(tǒng)主要由電器儀表和執(zhí)行機構(gòu)即控制屏和操作臺組成其主要作用是控制和調(diào)節(jié)主輔機的拖動電機輸出符合工藝要求的轉(zhuǎn)速和功率并能使主輔機協(xié)調(diào)工作檢測和調(diào)節(jié)擠塑機中塑料的溫度壓力流量實現(xiàn)對整個機組的控制或自動控制擠塑機組的電氣控制大致分為傳動控制和溫度控制兩大部分實現(xiàn)對擠塑工藝包括溫度壓力螺桿轉(zhuǎn)數(shù)螺桿冷卻機筒冷卻制品冷卻和外徑擠包厚度的控制以及牽引速度整齊排線和保證收線盤上從空盤到滿盤的恒張力收線控制1擠塑機主機的溫度控制電線電纜絕緣和護套的塑料擠出是根據(jù)熱塑性塑料變形特性使之處于粘流態(tài)進行的除了要求螺桿和機筒外部加熱傳到塑料使之融化擠出處還要考慮螺桿擠出塑料時其本身的發(fā)熱因此要求主機的溫度應(yīng)從整體來考慮既要考慮加熱器加熱的開與關(guān)又要考慮螺桿的擠出熱量外溢的因素予以冷卻要有有效的冷卻設(shè)施螺桿中心水冷卻和機筒外風(fēng)道的風(fēng)機冷卻并要求正確合理地確定測量元件熱電偶的位置和安裝方法能從控溫儀表讀數(shù)準(zhǔn)確反映主機各段的實際溫度以及要求溫控儀表的精度與系統(tǒng)配合好使整個主機溫度控制系統(tǒng)的波動穩(wěn)定度達到各種塑料的擠出溫度的要求2擠塑機的壓力控制為了反映機頭的擠出情況需要檢測擠出時的機頭壓力由于國產(chǎn)擠塑機沒有機頭壓力傳感器一般是對螺桿擠出后推力的測量替代機頭壓力的測量螺桿負荷表電流電壓表能正確反映擠出壓力的大小擠出壓力的波動也是引起擠出質(zhì)量不穩(wěn)的重要因素之一擠出壓力的波動與擠出溫度冷卻裝置的使用連續(xù)運轉(zhuǎn)時間的長短等因素密切相關(guān)通過檢測的壓力表讀數(shù)就可以知道塑料在擠出時的壓力狀態(tài)一般取后推力極限值報警控制3螺桿轉(zhuǎn)速的控制螺桿轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)與穩(wěn)定是主機傳動的重要工藝要求之一螺桿轉(zhuǎn)速直接決定出膠量和擠出速度正常生產(chǎn)總希望盡可能實現(xiàn)最高轉(zhuǎn)速及實現(xiàn)高產(chǎn)對擠塑機要求螺桿轉(zhuǎn)速從起動到所需工作轉(zhuǎn)速時可供使用的調(diào)速范圍要大而且對轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性要求高因為轉(zhuǎn)速的波動將導(dǎo)致擠出量的波動影響擠出質(zhì)量所以在牽引線速度沒有變化情況下就會造成線纜外徑的變化同理如牽引裝置線速度波動大也會造成線纜外徑的變化螺桿轉(zhuǎn)速和牽引線速度可以通過操作臺上相應(yīng)儀表反映出來擠出時應(yīng)密切觀察確保優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)4外徑的控制為了保證線纜的外徑尺寸除要求控制線芯或纜芯的尺寸公差外在擠出溫度螺桿轉(zhuǎn)速牽引裝置線速度等方面應(yīng)有所控制保證而外徑的測量控制則綜合反映上述控制的精度和水平在擠塑機組設(shè)備中特別是高速擠塑生產(chǎn)線上應(yīng)配用在線外徑檢測儀隨時對線纜外徑進行檢測井且將超差信號反饋以調(diào)整牽引或螺桿的轉(zhuǎn)速糾正外徑超差5收卷要求的張力控制為了保證不同線速下的收線從空盤到滿盤工作的恒張力要求希望收排線裝置有貯線張力調(diào)整機構(gòu)或在電氣上考慮恒線速度系統(tǒng)和恒張力系統(tǒng)的收卷等等6整機的電氣自動化控制這是實現(xiàn)高速擠出生產(chǎn)線應(yīng)具備的工藝控制要求主要是開機溫度聯(lián)鎖工作壓力保護與聯(lián)鎖擠出牽引兩大部件傳動的比例同步控制收線與牽引的同步控制或線速度的同步或強力同步外徑在線檢測與反饋控制根據(jù)各種不同需要組成部件的單機與整機跟蹤的控制如配有線芯預(yù)熱裝置時要求預(yù)熱電壓要跟蹤整機線速度以及與整機同步的主動傳動系統(tǒng)或稱主動助力裝置第二節(jié)塑料擠出機螺桿螺桿是擠塑機主機擠壓系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一它不僅起輸送塑料的作用同時對塑料的擠壓塑化成型的難易也起著極其重要的作用所以合理選用螺桿結(jié)構(gòu)和參數(shù)是獲得理想的產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的重要環(huán)節(jié)一螺桿的類型為適應(yīng)不同塑料加工的需要螺桿的型式有許多種以便能對塑料產(chǎn)生較大的輸送擠壓混合和塑化作用圖3-4為幾種常見螺桿1螺桿的選擇螺桿型式的選用主要根據(jù)塑料的物理性能及擠塑機的生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范來確定1非結(jié)晶型聚合物的軟化是在一個比較寬的溫度范圍內(nèi)完成的例如硬聚氯乙烯PVC的軟化點為75-165℃一般選用等距漸變螺桿結(jié)晶型聚合物熔融的溫度范圍比較窄而低密度聚乙烯LDPE的熔融溫度在120-150℃一般選用等距突變螺桿2小型螺桿使用在小型擠塑機上如φ45擠塑機螺桿采用的是等距不等深的全螺紋形式螺桿的長徑比較小主要用于擠出小截面的絕緣層和護套層擠出速度較快3中型螺桿采用等距而螺紋深度漸變的全螺紋形式它的長徑比比小螺桿大些螺紋的節(jié)距相等從根部起由淺到深螺桿端部的螺紋較深根部的螺紋較淺這樣塑料擠出量較多又不影響螺桿強度擠出速度快塑料塑化好是一般中小型擠塑機生產(chǎn)絕緣層和護套層的理想螺桿4大型螺桿直徑一般在150mm以上如φ150φ200φ250擠塑機大型螺桿采用兩種形式一是等距不等深如φ150φ200擠塑機二是螺桿分三段即等距等深等距不等深不等距不等深如φ250擠塑機壓縮比在2-3之間長徑比在151左右主要用于生產(chǎn)大截面的電線電纜絕緣層和護套層二螺桿的主要參數(shù)螺桿結(jié)構(gòu)的幾何形狀如圖3-5所示其主要參數(shù)有螺桿的直徑長徑比壓縮比螺距螺槽寬度螺槽深度螺旋角螺桿與機筒之間的間隙等這些參數(shù)對擠塑工藝和性能有很大影響DSs螺桿外徑D螺桿根徑S螺距W螺槽寬度e螺紋寬度θ螺旋角L螺桿長度δ螺桿螺筒間隙H螺槽深度圖35螺桿結(jié)構(gòu)的主要參數(shù)1螺桿直徑Ds螺桿直徑即螺紋的外徑擠塑機的生產(chǎn)能力擠出量近似與螺桿直徑的平方成正比在其它條件相同時螺桿直徑少許增大將引起擠出量的顯著增加其影響甚至比螺桿轉(zhuǎn)數(shù)的提高對擠出量的影響還大故常用螺桿直徑來表征擠塑機規(guī)格大小的技術(shù)參數(shù)2長徑比LDs螺桿工作部分的長度L與螺桿直徑Ds之比稱為長徑比在其它條件一定時如螺桿直徑增大長徑比就意味著增加螺桿的長度LDs值大溫度分布合理有利于塑料的混合和塑化此時塑料在機筒中受熱的時間也較長塑料的塑化將更充分更均勻從而提高擠塑質(zhì)量如果在塑化質(zhì)量要求不變的前提下長徑比增大后螺桿的轉(zhuǎn)速可提高從而增加了塑料的擠出量但是選擇過大的長徑比螺桿消耗的功率將相應(yīng)增大而且螺桿與機筒的加工和裝配的難度增加螺桿彎曲的可能性也會增加將會引起螺桿與機簡內(nèi)壁的刮磨降低使用壽命另外對于熱敏性塑料過大的長徑比容易因停留時間長而熱分解影響塑料的塑化和擠出質(zhì)量因此在充分利用長徑比加大后的優(yōu)點選取時要根據(jù)加工塑料的物理性能和對產(chǎn)品的擠塑質(zhì)量要求而定例如加工聚烯烴和聚氯乙烯的螺桿LDs分別為25和203壓縮比壓縮比亦稱為螺桿的幾何壓縮比是螺桿加料段第一個螺槽容積與均化段最后一個螺槽容積之比它是由塑料的物理壓縮比即制品的密度與進料的表觀密度之比來決定的擠塑機的壓縮比較大目的是為了使顆粒狀塑料能充分塑化壓實加工塑料的種類不同時壓縮比的選擇也應(yīng)不同采用普通型螺桿時低密度聚乙烯軟聚氯乙烯聚酰胺的壓縮化ε＝23聚苯乙烯和硬聚氯乙烯的壓縮比ε＝2545高密度聚乙烯和聚丙烯的壓縮比ε＝35由于分離型螺桿適應(yīng)性較強而且回流較小其壓縮比可取較小值采用分離型螺桿擠軟聚氯乙烯和聚烯烴的壓縮比可取ε＝1920按壓縮比來分螺桿的形狀可分為三種①等距不等深螺桿常用的等距漸變螺桿從加料段的第一個螺朋開始直至均勻段的最后一個螺槽深度逐漸由深變淺而螺距不變這種螺桿加工制造容易塑料與機筒的接觸而積大傳熱效果好所以是最常用的一種②等深不等距螺桿其螺槽深度不變螺距從加料段第一個螺撇開始至均化段末端由寬逐漸變窄這種螺桿尾部強度較高有利于進一步增大螺桿轉(zhuǎn)數(shù)來提高生產(chǎn)能力但因螺桿加工困難而較少采用③不等深不等距螺桿螺槽深度和螺紋升程從加料段開始至均化段末端都是逐漸變化的即螺紋升程螺距從寬逐漸變窄螺槽深度由深逐漸變淺因其機械加工復(fù)雜也較少采用4螺旋升角θ即螺紋與螺桿橫斷面的夾角螺旋角太大保證不了塑化時間降低螺桿的塑化質(zhì)量太小則螺紋密螺槽容積減小影響擠出量對于送料段30o螺旋角最適合于粉料15o螺旋角適合于方形料粒17o左右螺旋角適合于球狀或柱狀料粒由均勻段理論分析得知螺旋角30o時的擠出流率最高實際上為了加工方便多取螺旋角為17o415螺距S和螺槽寬度W螺距即螺紋的軸向距離螺槽寬度即垂直于螺棱的螺槽寬度在其它條件相同時螺距和槽寬的變化不但決定螺桿的螺旋角而且還影響螺槽的容積從而影響塑料的擠出量和塑化的程度螺槽寬度加大則意味著螺棱寬度減小螺槽容積相應(yīng)增大擠出量提高同時螺棱寬度減少螺桿旋轉(zhuǎn)摩擦阻力減小所以功率消耗低6螺槽深度H即螺紋外半徑與根部半徑之差根據(jù)壓縮比的要求加料段槽深大于熔融段熔融段槽深又大于均化段加料段螺槽深度大有利于提高其輸送能力但槽深太深一則使螺桿強度下降導(dǎo)致螺桿在較大扭力作用下發(fā)生剪斷二則太深使塑料在槽間混合不均攪拌不勻影響熱傳導(dǎo)和熱平衡導(dǎo)致螺桿塑化能力下降而熔融段和均化段螺槽漸淺螺桿對物料產(chǎn)生較高的剪切速率有利于機筒壁向物料傳熱和物料的混合塑化但是太淺螺槽容積減小直接影響擠出量7螺桿與機筒的間隙δ即機筒內(nèi)徑與螺桿外徑之差的一半螺桿與機筒間隙的大小對擠塑質(zhì)量和產(chǎn)量都有很大的影響特別是對塑化起著主要作用當(dāng)螺桿與機筒的間隙太大時尤其是均化段間隙增大則塑料的逆流漏流現(xiàn)象增加不但引起擠出壓力的波動影響擠出量而且由于這些回流的增加使塑料過熱這是由于摩擦加劇的結(jié)果這種過熱尤其發(fā)生在散熱不良的環(huán)境中往往導(dǎo)致塑料分解造成塑化差成型困難因此螺桿與機筒間隙一般控制在0106mm8螺桿頭部結(jié)構(gòu)螺桿頭部的形狀和幾何尺寸與物料能否平衡地從螺桿進人機頭能否避免滯流以免局部物料受熱時間過長而產(chǎn)生熱分解現(xiàn)象等有直接關(guān)系不同形狀的螺桿頭在擠塑過程中塑料從螺桿進入機頭時的流動方式也不同從旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動這時靠筒壁處的塑料流動慢在中心處的流動快根據(jù)塑料的流動狀態(tài)螺紋深度和兩側(cè)的圓弧半徑可以相應(yīng)變化以適應(yīng)螺桿各段的要求螺桿頭部常采用錐角較小的錐體形狀為了增加攪拌作用可在錐形狀上制成與螺桿均化段連續(xù)的螺紋9螺桿螺紋的頭數(shù)在其它條件相同時多頭螺紋與單頭螺紋相比多頭螺紋對物料的正推力較大攫取物料的能力較強并可降低塑料熔體的倒流現(xiàn)象但螺紋全長都是多頭螺紋時會由于各條螺槽的熔融均化或?qū)θ荏w輸送能力不一致容易引起擠出量的波動和壓力波動不利于擠出質(zhì)量所以有時只是為了提高加料段攫取物料的能力在加料段設(shè)置雙頭螺紋以提高塑料粒子的輸送能力三擠出機螺桿的分段及各區(qū)段的基本職能擠出過程中塑料隨著螺桿的旋轉(zhuǎn)而前進要經(jīng)歷著溫度壓力粘度等變化這種變化在螺桿的各段是不一樣的螺桿的分段如圖4-2所示它是根據(jù)塑料在擠塑機中物態(tài)變化流動情況和螺桿的基本職能來劃分的擠出機螺桿可分為三段加料段又稱為固體輸送段或預(yù)熱段塑化段又稱壓縮段均化段又稱熔融段1加料段又稱為預(yù)熱段其職能主要是對塑料進行壓實和輸送此段螺桿表面光滑顆粒狀塑料從料斗進入機筒螺桿后開始被預(yù)熱加溫在旋轉(zhuǎn)的螺桿作用下通過機筒內(nèi)壁和螺桿表面的摩擦作用向前輸送和壓實塑料在加料段基本上保持固態(tài)預(yù)熱好的塑料由螺桿旋轉(zhuǎn)推進至熔融段開始塑化加料段前螺紋應(yīng)該深一些該段的螺桿長度隨塑料的種類不同而不同從零至螺桿總長的75％不等一般該段長度為螺桿的有效長度的1525擠出結(jié)晶聚合物較長硬性非結(jié)晶聚合物次之軟性非結(jié)晶聚合物較短2塑化段又稱為壓縮段其作用是將加料段送來的塑料進一步壓實和塑化并將塑料中夾有的空氣壓回到加料口處排出并改善塑料的熱傳導(dǎo)性能這一段螺槽應(yīng)該是壓縮型的螺紋要比加料段的淺些其工作過程是當(dāng)塑料從加料段進入塑化段后隨著塑料的繼續(xù)向前輸送由于螺槽逐漸變淺以及濾網(wǎng)多孔濾板和機頭的阻礙作用塑料中形成了高壓故塑料逐漸壓實同時物料受到來自機筒的外部加熱和螺桿與機筒的強烈攪拌混合和剪切等作用開始熔融隨著推進過程液相不斷增加而固相不斷減少塑料在這段里由固體狀態(tài)變?yōu)槿廴跔顟B(tài)全部或絕大部分轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉黧w塑化段是螺桿工作部分中最關(guān)鍵的部分這段螺紋不要太深因為螺紋一深塑化受到壓力減少則塑化不好塑化段的長度主要和塑料的粘流溫度或熔點等性能有關(guān)熔化溫度范圍寬的塑料如聚氯乙烯的塑化段最長可占螺桿的整個長度熔化溫度范圍窄的聚乙烯塑化段約占螺桿全長的4550％而熔化溫度范圍很窄的聚合物如聚酰胺等塑化段甚至只有一個螺距的長度3均化段又稱為熔融段其作用是將塑化段已經(jīng)塑化好的粘流態(tài)塑料在溫度的持續(xù)作用下塑化得更加均勻塑化均勻的塑料熔體由螺桿的攪拌推動使之定壓定量和定溫地從機頭中擠出這一段也稱為定量段或壓出段約占螺桿全長的2025％為避免螺桿頭部面前形成料流死區(qū)常將螺桿頭設(shè)計成錐形或半圓形有些螺桿均化段為一表面平滑的柱體稱魚雷頭它能節(jié)制料流消除波動提高螺桿的塑化能力四螺桿的維護保養(yǎng)螺桿是塑料擠出的心臟部分維護保養(yǎng)好螺桿是提高產(chǎn)品產(chǎn)品和質(zhì)量的關(guān)鍵因此要注意下列幾個問題1不允許在沒有加塑料時螺桿空轉(zhuǎn)2在清洗螺桿時要把螺桿墊平墊穩(wěn)不允許螺桿轉(zhuǎn)動以免螺桿損傷3嚴(yán)禁將全屬物品加人機筒內(nèi)以免損傷螺桿4溫度過低時或加溫溫度末達到工藝溫度下限時嚴(yán)禁起動螺桿5使用螺桿冷卻水時當(dāng)溫度下降明顯且較低時應(yīng)停止水冷并做到停機必須停水6定期清洗螺桿清洗螺桿時嚴(yán)禁使用金屬器械砸撞螺桿螺桿清洗時經(jīng)常要裝卸而機筒是密閉的不可能打開機筒進行因此在拆卸螺桿時首先要將存于機簡內(nèi)的塑料完全排凈而后卸掉機頭從調(diào)節(jié)頂桿處將螺桿從止推軸承內(nèi)頂出在頂出螺桿的過程中嚴(yán)禁重擊螺桿根部從機身與機頭連接處即機身前沿出料口處將螺桿緩慢取出對較大型螺桿在取出13左右后應(yīng)及時將螺桿平穩(wěn)地放在螺桿托架車上再將螺桿完全取出防止螺桿前端傾斜碰撞機筒或掉在地上安裝時順序相反即將螺桿由托架車上緩慢地從前邊的機筒出料口裝入當(dāng)接觸止推軸承后應(yīng)轉(zhuǎn)動軸承與螺桿配合好后再將螺桿頂進止推軸承內(nèi)即可而后裝上機頭機頭與機身必須上緊并使機頭均勻可靠地壓緊濾板五幾種新型螺桿為了使擠塑機能在擠出量和擠出質(zhì)量上提高發(fā)展了許多新型螺桿新型螺桿有分離型以及在其基礎(chǔ)上變化而來的屏障型螺桿還有銷釘型波浪型分配混合型及組合型螺桿等1分離型螺桿此螺桿是根據(jù)熔融理論從促進塑料熔融出發(fā)而設(shè)計的一般是在螺桿熔融段的螺棱旁再加一道輔助螺棱于是將螺槽主螺棱的前緣一邊分為熔體槽而將其后緣一邊分為固體槽輔助螺棱與機筒的間隙為038-076mm只能容許固體槽中由固體床生成的熔體流主熔體槽而不能使未熔化的塑料進人這樣就與其它結(jié)構(gòu)的螺桿中的情況不同可以避免未熔化的塑料發(fā)生崩潰時和熔體混合在一起輔助螺棱不僅能使熔體受到少量的高剪切作用而使其進一步融化同時也有助于內(nèi)壓力的增加2屏障型螺桿將普通螺桿的均化段螺紋加深在螺桿的中部或端部設(shè)置相當(dāng)短而有屏障性能的混合段以增加阻力提高塑料在螺桿上的壓力增加塑化能力同時把熔體和未熔化的固體分離使熔體只能向端部輸送3銷釘型螺桿這種螺桿是在靠近熔化段末端到均化段這一區(qū)間設(shè)置一組或幾組起混合作用的銷釘使料流發(fā)生攪動并從而產(chǎn)生局部的高剪切以增進固體粒子的熔化此外設(shè)置銷釘還有助于內(nèi)壓力的提高并可保證螺槽被充滿和壓實4波浪型螺桿這種螺桿的螺槽根部是偏心的偏心部位沿軸向按螺旋形移動由于螺槽深度前后各點不一樣螺槽彼此的連接就呈現(xiàn)波浪的形式在波浪型螺桿轉(zhuǎn)動時螺槽根部會產(chǎn)生周期性的起伏波動未熔化的物料將產(chǎn)