陳文奎
(寶勝科技創(chuàng)新股份有限公司,江蘇寶應225800)
在電線電纜導體結(jié)構(gòu)中,多芯電纜為了整體結(jié)構(gòu)圓整和降低成本,35 mm2以上導體根據(jù)絕緣芯數(shù)不同,采用瓦形結(jié)構(gòu)和扇形結(jié)構(gòu),如圖1所示。
圖1 扇形和瓦形導體
這種結(jié)構(gòu)導體比圓形結(jié)構(gòu)導體成纜后的纜芯直徑小,而且成纜后的纜芯比較圓整,成纜時可減少填充物,甚至不用填充材料,對降低材料成本有很大好處。但是,這種結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的絕緣線芯也有一定的缺陷,市場抽查不合格率較高,主要是絕緣最薄點厚度達不到標準要求,這是一個行業(yè)普遍存在的質(zhì)量問題。
目前,現(xiàn)有電纜生產(chǎn)企業(yè)對異形導體擠包絕緣工藝幾乎相同,均采用擠管式生產(chǎn),沒有采取有效措施來改善異形導體絕緣厚薄不均的質(zhì)量問題,圖2為絕緣生產(chǎn)示意圖。大部分生產(chǎn)廠家認為,這種異形導體生產(chǎn)的絕緣應該就是這個現(xiàn)狀,難以改變。廠家為了能保證合格,把絕緣厚度總體提高,以確保最薄點的厚度達到要求。但是,這種做法增加了材料成本,導致絕緣料消耗上升,這也是生產(chǎn)企業(yè)難以取舍的問題。
圖2 絕緣生產(chǎn)示意圖
這種無任何改善措施的生產(chǎn)工藝,生產(chǎn)出的異形導體絕緣線芯,導體棱角處的絕緣厚度比其他地方要薄。主要原因是,高溫下的絕緣塑料具有流動性,熱性塑料在萬有引力作用下向下蠕動,而導體存在明顯的棱角,導致絕緣厚度不均。本文以扇形導體為例進行分析(見圖3)。
由于熱性塑料的流動得不到有效方法的控制,最終形成圖4的結(jié)構(gòu),在A、B、C三處最薄,容易比標準偏薄,而D處最厚,不但比A、B、C處厚很多,甚至比標準值厚,AB邊和AC邊厚度相對比較均勻,比較符合標準要求。
圖3 熱性塑料在萬有引力作用下的流動圖
圖4 無改善措施情況下加工的異形導體絕緣
拉伸比對電線電纜絕緣和護套擠塑非常重要。在生產(chǎn)絕緣或護套的過程中,擠塑機??谔幩芰蠝囟茸罡?,也最容易變形,適當增加拉伸比,增大拉伸長度L1,也就是提高了冷卻速度,縮短擠出塑料的變形時間,有利于減少絕緣在萬有引力作用下的變形量。圖5為增大拉伸比的示范,L11為增大拉伸比后的拉伸長度。
圖5 增大拉伸比的絕緣生產(chǎn)圖
拉伸比至于增大多少,這是一個經(jīng)驗值,要根據(jù)導體外徑的大小而定,肯定比圓形導體擠包絕緣時的拉伸比大,但也不能太大,太大會造成絕緣松動,擠包不緊的現(xiàn)象,也就是常說的“脫殼”。
水槽是用來冷卻擠出的塑料的,塑料快速冷卻便于上盤不變形,不易被劃傷,有利于提高生產(chǎn)效率。一般的冷卻水槽都是固定的,也就是擠塑機頭與冷卻水槽口的間距一經(jīng)安裝,就不能改變。為了減少熱性塑料在萬有引力作用下的變形時間和變形量,必須對擠出的塑料盡快冷卻。上面說到,可以增大拉伸比,但是拉伸比又不能太大,所以,改變冷卻水槽口與擠塑機模口之間的距離是一種可行的手段。為了方便生產(chǎn),把現(xiàn)有的水槽由固定式改為活動式,在靠近擠塑機這邊設計一段可伸縮的水槽,便于調(diào)整水槽與擠塑機機頭的間距L2,如圖6所示。
圖6 帶伸縮水槽的絕緣生產(chǎn)示意圖
作用力與反作用力是相反的,在絕緣生產(chǎn)中,熱性塑料受到向下的萬有引力而向下流動,要保證產(chǎn)品合格,需要一個向上的力作用于熱性塑料,阻止其向下流動,減小塑料的變形量。怎么提供這個向上的力很重要,這個力不能與絕緣硬性接觸,那樣會損壞絕緣,必須是軟性的接觸。最好的辦法就是風力,風是沒有硬度的,但能提供需要的力。
增加一個向上吹風的裝置,向上吹的風給熱性塑料一個向上的力,方向與熱性塑料受到的萬有引力相反,阻止熱塑性塑料向下移動,如圖7所示。
圖7 力與反作用力示意圖
風箱的設計很重要,要保證風箱能發(fā)揮重要、有效的作用,封箱的設計要考慮三點:(1)風箱出風口要設計為條形狀,保證吹在絕緣上的有效長度面積,否則不能提供有效的力;(2)風箱要有可調(diào)節(jié)高度和可移動裝置;(3)風箱要有可調(diào)節(jié)風力大小的控制閥。圖8是使用風箱的異形導體絕緣生產(chǎn)線。
圖8 帶風箱的異形導體生產(chǎn)線
異形導體結(jié)構(gòu)有利于縮小多芯電纜的外形尺寸,有利于節(jié)約材料成本,但是異形導體絕緣最薄點厚度往往達不到標準要求,導致產(chǎn)品不合格,必須剝掉絕緣重新生產(chǎn)。如果是在后道工序或市場抽檢才發(fā)現(xiàn),各種費用和重復勞動將大大增加產(chǎn)品成本,造成巨大損失。因此,異形導體絕緣生產(chǎn)工藝顯得尤為重要,只有合理的工藝才能保證合格的產(chǎn)品。