韓紹松

（濟南瑞通鐵路電務(wù)有限責任公司，山東 濟南250013）

0 引言

內(nèi)屏蔽鐵路數(shù)字信號電纜用于鐵路信號系統(tǒng)中有關(guān)設(shè)備和控制裝置之間的連接，滿足鐵路信號通信兼容、低電容寬頻帶多項業(yè)務(wù)綜合傳輸需要。該電纜傳輸衰減小、傳輸距離長，廣泛應(yīng)用于高鐵客運專線，由于不同線組進行了單元屏蔽，有效解決了同頻同纜傳輸線組間彼此干擾問題，進一步完善了電纜傳輸電氣性能指標。下面對提高內(nèi)屏蔽鐵路數(shù)字電纜質(zhì)量起關(guān)鍵作用的一種內(nèi)屏蔽工藝方法進行介紹、交流與探討。

1 概述

1.1 內(nèi)屏蔽鐵路數(shù)字信號電纜類型

內(nèi)屏蔽鐵路數(shù)字信號電纜按護層屏蔽類型主要分為鋁護套、綜合護套兩種，纜芯由A型和B型兩種結(jié)構(gòu)，A型由內(nèi)屏蔽四線組、非屏蔽四線組及單線構(gòu)成，B型由內(nèi)屏蔽四線組和單線構(gòu)成，使用時可根據(jù)不同的設(shè)計要求進行選擇。

1.2 內(nèi)屏蔽四線組結(jié)構(gòu)

內(nèi)屏蔽四線組結(jié)構(gòu)示意圖見圖1。

圖1 內(nèi)屏蔽四線組結(jié)構(gòu)示意圖

1.3 電纜技術(shù)要求

電纜技術(shù)要求執(zhí)行鐵道部標準TB/T3100.5-2008[1]《內(nèi)屏蔽鐵路數(shù)字信號電纜》

2 影響內(nèi)屏蔽質(zhì)量的關(guān)鍵因素分析

內(nèi)屏蔽工序是內(nèi)屏蔽鐵路數(shù)字信號電纜生產(chǎn)過程中關(guān)鍵工序之一，其生產(chǎn)工藝過程主要分為銅帶壓紋、線組塑料薄膜縱包、銅帶變形與縱包、屏蔽定徑成型、薄膜繞包等幾個階段。由于銅帶厚度僅有0.1mm，直接縱包其機械強度無法保證屏蔽結(jié)構(gòu)均勻、圓整，且屏蔽線組彎曲性能差，要滿足銅帶縱包后的機械性能，必須采用銅帶軋紋方式，以增加銅帶的等效使用厚度和機械強度。而軋紋方式的選擇和如何保證軋紋銅帶均勻穩(wěn)定的縱包在薄膜縱包線組外面，成為該工序保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵，實踐表明，采取普通的鋸齒狀銅帶軋紋和縱包變形方式，對屏蔽質(zhì)量均有較大影響，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

2.1 銅帶軋紋

普通的銅帶軋紋是在壓軋輥軸表面橫向加工齒高為0.5mm的鋸齒狀齒紋，通過調(diào)整兩壓軋輥軸之間的間隙改變其軋紋厚度，軋紋厚度偏小，機械性能則不能滿足使用要求，軋紋厚度偏大，會導(dǎo)致縱包變形阻力大，若銅帶厚度有差異，易將銅帶拉斷，有時還可能由于壓軋超過銅帶的極限強度使銅帶直接軋斷，無法正常生產(chǎn)。

2.2 屏蔽銅帶軋紋縱包[2]

用普通縱包長模嘴模具變形縱包，無法保證屏蔽縱包質(zhì)量的穩(wěn)定?？v包長模嘴模具是用0.8mm厚的不銹鋼板手工變形而成，加工精度低，模具過渡段、變形段、出口成型段尺寸在銅帶行進的過程中受銅帶變形回彈張力的影響極易變化，一套模具使用不久就會因為尺寸變化無法繼續(xù)生產(chǎn)，表現(xiàn)為斷帶、變形阻力大等。

2.3 縱包薄膜

縱包薄膜是縱包于四線組與屏蔽銅帶之間的縱包隔離層，可以起到避免銅帶傷線、提高線對地絕緣性能、保證屏蔽下機圓整和穩(wěn)定的作用。一般是采用尺寸與銅帶縱包模有差異的長模嘴完成，使用時與銅帶縱包長模嘴相向安裝固定，生產(chǎn)時當薄膜有缺陷或模具有異常時，易導(dǎo)致薄膜縱包跑偏或擠壓在屏蔽縱包銅帶搭接處，不僅影響銅帶縱包質(zhì)量，同時也容易造成線與銅帶之間絕緣不良，導(dǎo)致電纜短段和浪費。

2.4 產(chǎn)品質(zhì)量的影響

采用上述生產(chǎn)工藝，對內(nèi)屏蔽線組質(zhì)量影響主要表現(xiàn)為屏蔽結(jié)構(gòu)尺寸不穩(wěn)定、外觀不圓整、表面有皺褶、電特性對地電容不平衡指標波動范圍大、銅帶橫向開裂、彎曲性能差等質(zhì)量問題。針對以上問題，采用上述傳統(tǒng)的銅帶軋紋、薄膜縱包和銅帶縱包方式及一般的改進措施，如提高銅帶的質(zhì)量、改進模具材質(zhì)和加工板材厚度、提升職工操作技能等均不能從根本上解決問題，不能確保內(nèi)屏蔽數(shù)字信號電纜質(zhì)量。

3 內(nèi)屏蔽生產(chǎn)工藝的改進

3.1 銅帶軋紋方式

軋紋銅帶機同樣由兩個相向轉(zhuǎn)動的壓軋輥組成，每個壓軋輥上由原齒高為0.5mm的鋸齒狀齒紋改為菱形狀麻點，麻點在壓軋輥表面均勻分布排列，麻點彼此相距1.5mm，深1mm，菱形邊長約0.7mm。銅帶經(jīng)過上下旋轉(zhuǎn)的壓軋輥，調(diào)整彼此之間的間隙，壓至厚度約0.35mm，此壓軋方式避免了齒狀軋紋可能將銅帶壓軋裂開的現(xiàn)象，提高了銅帶抗拉強度。

3.2 線組薄膜縱包

線組薄膜縱包采用長度200mm、寬度30mm、出口直徑8mm長模嘴，搭邊變形部分垂直向下安裝，線組經(jīng)薄膜縱包后，再通過銅帶縱包喇叭模具（圖2）中的中心過線管定徑，使其反彈的縱包搭邊處位于銅帶縱包的徑向中間位置，克服了薄膜縱包易張開和對銅帶縱包搭邊的影響。

圖2 銅帶縱包喇叭模示意圖

圖3 銅帶縱包成型模示意圖

3.3 軋紋銅帶縱包

壓軋菱形麻點后的屏蔽銅帶縱包過程由銅帶縱包喇叭模（圖2）、銅帶縱包成型模（圖3）、銅帶縱包定徑模完成?？v包喇叭模進口直徑50mm、出口直徑14mm、長度為200mm；縱包成型模進口直徑8.7mm、出口直徑8.0mm、長度為65mm。

銅帶縱包喇叭模中心軸線裝有內(nèi)徑12mm的薄膜縱包線組過線定徑管，保證線組縱包后結(jié)構(gòu)尺寸的穩(wěn)定。

銅帶縱包成型模中間成型孔為一偏心錐孔，且孔垂直上方開有一個固定壓模的槽，屏蔽壓模（圖4）采用特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計，保證縱包搭邊不反扣，變形順暢穩(wěn)定。

薄膜縱包通過縱包長模嘴將薄膜縱包在線組上，由（圖2）中的定徑過線管通過，軋紋銅帶由喇叭模（圖2）的進線端進入，通過喇叭模錐形孔變形成四分之三圓弧狀，縱包在含有薄膜縱包的四線組外面。

圖4 銅帶縱包成型壓模示意圖

縱包銅帶變?yōu)樗姆种龍A弧狀后，同薄膜縱包線芯同步進入縱包成型模具偏心孔（圖3），適當調(diào)整壓模（圖4）在壓模槽的深度，使銅帶縱包內(nèi)層搭接部分由壓模（圖4中變形A）給予一定的變形力，銅帶縱包外層搭接面沿縱包模偏心孔通過壓模（圖4中變形B）逐步給予過渡段的漸變力，進一步向前通過壓模（圖4中變形C）的受力完成銅帶搭接縱包成型。

縱包成型的屏蔽線組經(jīng)由定徑模過渡區(qū)、定徑成型區(qū)定徑，使其光滑圓整，無皺褶、無翹邊、均勻一致。

定徑成型的屏蔽四線組，經(jīng)泄流線引進導(dǎo)向模將泄流線順貼在屏蔽層外面進入薄膜繞包裝置，外層重疊繞包兩層塑料薄膜，使線組屏蔽結(jié)構(gòu)圓整穩(wěn)定，完成屏蔽線組的生產(chǎn)。

經(jīng)過上述工藝改進，用于生產(chǎn)單線直徑為2.70mm的屏蔽四線組，下機質(zhì)量統(tǒng)計如表1所示。

表1 屏蔽四線組下機質(zhì)量統(tǒng)計

由表1可以看出，采用改進后的內(nèi)屏蔽線組生產(chǎn)工藝，電氣性能指標優(yōu)良，外觀平滑圓整，無皺褶變形，由于操作簡單，在保證產(chǎn)品質(zhì)量可靠穩(wěn)定的同時，提高了效率，降低了成本。

［1］中華人民共和國鐵道行業(yè)標準.TB/T3100.5內(nèi)屏蔽鐵路數(shù)字信號電纜[S].2004.

［2］唐崇健.中心束管式光纜鋼帶軋紋縱包模具設(shè)計[J].電線電纜，1998,05.