哈尔滨理工大学学士学位论文
由于户外电缆的市场需求量大,故高速绝缘芯线生产线大多用来生产户外电缆；户外电缆没有阻燃要求，一般都用电气、机械物理性能较好的聚烯烃作绝缘材料。聚烯烃绝缘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)。这几种绝缘料都具有良好的电气特性，但在与防水石油膏的相容性和耐高温方面高密度聚乙烯较低密度聚乙烯更优；聚丙烯因其价格较贵，使用较少，一般用于抗高温场合，它的另一缺陷是低温时较脆。
图4-4 预热机与辅助张力机结构示意图
图4-4给出了预热机与辅助张力机的结构示意图。
预热机有时称为再热机或芯线预热机，以区别于软化机的导体预热。与软化机不同的是这里采用感应电流对铜导体进行预热，它的作用是使铜导体具有一定的温度，以利绝缘在高速挤包情况下，仍对铜导体有良好的附着性。从理论上讲挤实心结构的绝缘时铜导体温度应为140～150℃。 与预热机配合工作的还有一台热风机（在辅助张力机下），它由一个循环水系统和风机组成，当环境温度很低时，循环水通过电加热，由风机将热风吹向辅助张立机上已预热过的导体，以保持它的温度；反之风机将温度适宜的风吹向辅助张力机。
辅助张力机的作用是减少导体的脉动，维持一个最利于挤包绝缘的张力。铜导体在主导轮与导轮5之间至少要绕三圈，这样就有足够的长度来让辅助张力机对铜导体的张力进行调整。调整原理是：当张力合适时，主
- 26 -
哈尔滨理工大学学士学位论文
导轮转速与导体线速相对应；当张力过大时主导轮转速略大于对应的导体线速；当张力太小时（脉动显著）主导轮转速略小于对应的导体线速。如此导体便能获得合适的张力和最小的脉动去接受绝缘挤包。
预热机和辅助张力机操作简便，但它们是绝缘挤包良好的重要条件，在操作中应勤加观察，否则将成为绝缘偏心，剥离强度偏低，导体拉细等的重要原因。
挤出机包括主、辅机。主机出机能挤包实心或泡沫绝缘；当需挤包泡沫/实心皮绝缘时，主挤出机挤内层的泡沫绝缘，辅助挤出机挤外层的实心皮绝缘。虽然挤出机的结构和工作原理与普通挤出机基本相同，但模具采用了不调偏结构，主、辅助可同时工作；绝缘颜色是通过色比计在本色料中添加色母粒来实现，这些都给制造技术提出了新的要求。
挤出模由模套、内模、外模、模套紧固螺母、外模紧固螺母及铜线导向螺母等组成；若主、辅机同时工作(挤泡沫/实心皮绝缘)，模套需换成有专用连接头的，另外还要加一个分流模。内外模为主件，余为附件。内外模的制造精度极高，内模采用镶嵌式，在头部嵌入一钻石材料制成的“子弹头”，外模采用钨钢材料制成。在装模时应在各部件的接触面上涂抹二硫化钼油，以便换规格时调换模具。
色比计是用来控制色母粒的供料速度的。通常本色绝缘料的供料速度是给定的，只要合理设定色比计值，就能使本色料和色母料以一定的比例向挤出机供料，从而得到符合工艺要求的有色绝缘。供料比正确与否，以绝缘芯线的绝缘颜色是否符合工艺要求为准。
一般主挤出机分六段控制温度，螺杆筒四段（C1～C4），十字机头一段(CH),模头一段(D)；辅助挤出机分四段控制温度，螺杆筒三段（C1ˊ～C3ˊ）,连接头一段（Dˊ）。挤出机的温度设定实践性很强，以挤包绝缘塑化良好，剥离强度、外径、电容符合工艺要求为目标，以环境温度、材料品质、挤出机性能为条件，从进料口开始到摸头，由低到高，形成一种合理的温度梯度。
高速生产线的冷却水槽比较长，短了绝缘冷却不足，会造成热缩率过大和偏心等情况。在引进生产线中，有的冷却水是直接射到绝缘芯线上的，对绝缘芯线阻力较大；有的冷却水是喷雾状的，对绝缘芯线阻力较小。在挤包实心绝缘时影响尚不大，在挤包泡沫或泡沫/实心皮绝缘时冷却水阻力大了会造成偏心，甚至影响发泡的均匀性和绝缘外径的一致性。 对于刚从熔融状态凝成半固态的绝缘来讲最好是缓慢冷却，因此在水槽的前三分之一段冷却水宜用温水，温度在60℃左右，如果采用的是低密度聚乙烯（LDPE），则可不用温水。
牵引机同时也是计米器，它以一定的速度牵引绝缘好的芯线，并将绝缘芯线送向收线单元；另外通过电路记下牵引轮转过的圈数并乘以牵引轮周长，最后将绝缘芯线的长度显示在主操作柜的计米显示仪上（计米是实
- 27 -
哈尔滨理工大学学士学位论文
时的）。在牵引机后设有吹干器（用风机吹风），将绝缘芯线上从水槽中带出的水全部吹干，以免影响高压测试和外径测量。
4.1.4 检测单元
检测单元由高压测试器、绝缘外经测试器、电容纪录仪等组成。高压测试器安装在牵引机之后，用来检测绝缘破损（针孔）并予以计数。检测电压一般设在2～6千伏左右。若工厂车间内空气含尘量高，或绝缘料中含有杂质，或导体上有乳浊液或其它物质的残留物，高压往往加不上或出现假象击穿，这点亟待研究解决。
外径测试器安装在高压测试器之后，它是一个光电设备，在绝缘芯线的径向对其外径作双向（X向、Y向；X与Y互成直角）测量。在主操作柜的外径控制仪上得到X向、Y向及X、Y向的平均值等三个绝缘芯线的外径读数，平时读出的是平均值。在外径控制仪上可测定标称和允许正、负偏差值，当外径超差时，能控制主挤出机螺杆转速来进行校正。
记录仪一般安装在生产线的末端，也有安装在主操作柜上的，它根据外经测试器和电容测试器供给的信号，用记录器把外径及电容曲线记录在记录纸上，可作生产档案，以便查考或在产生质量问题时进行分析。
4.1.5 收线单元
双盘自动收线装置对绝缘芯线生产线来讲，无疑是一个重大突破，因为有了它，实现了自动换盘，才得以有今天2500m/min的高速度。由于高度自动化，操作比较简便，但维护难度较大。
对日常生产来讲要注意三点：一是变形的工具盘无论如何不能用；二是合理选择排线节距；三是合理选择排线位置和宽度。这些看似微不足道，但一旦发生问题，不仅影响产品质量，还可能损坏设备，不可掉以轻心。
4.2 CT500-Ⅱ型退扭机和高精度对绞机完成芯线对绞
如图4-5所示，左侧为退扭机，下方为电动升降台，可方便操作人员换盘。退扭率采用无级可调方式退扭，退扭范围在0—50%，绞弓最大转速1500转/分，退扭最大速度3000转/分。右侧为对绞机。之所以称之为对绞机，是因为绞弓旋转一周，完成两个节距。其绞弓最大转速为2200转/分，扭绞最大速度为4400转/分。可以正绞和反绞，其节距选择是通过采用不同齿轮的配比来完成的。其原理是，保持齿轮回转速度不变，改变齿轮大小，使其收线速度改变，从而改变节距值。齿轮越大，收线速度越快，节距越大。其优点是节距值稳定、精确，缺点是如果要改变节距值，就必须变换齿轮，工序比较麻烦。当然也有采用电气方法来改变节距值的，例如采用稀土宽调速电机或直流电机来改变转速，从而改变节距。优
- 28 -
哈尔滨理工大学学士学位论文
点是控制方便，缺点是如果电压不稳定，会使绞合节距不稳定，从而影响电缆性能。 退扭机退扭绞弓放线盘对绞机收线盘对绞绞弓升降台图4-5 退扭机和对绞机结构示意图 4.3 YD630单绞机成缆
如图4-6所示，单绞机的主要作用是把对绞线对绞合，并加以聚酯带，屏蔽层，以便下一工序外护层的挤出。之所以称之为单绞机，是因为其旋转一周，完成一个节距。其最高转速为600转/分，最大绞合线径为10mm，可以完成正反两种绞合方式，采用气动增压式刹车装置，变频调速，采用PLC及人机界面（触摸屏）进行行动控制，主要运行参数自动显示。其绞合节距范围在120mm—160mm之间。绞距的大小与绞线质量有
外层聚酯带铝箔屏蔽十字填充条内层聚酯带电控箱控制面板收线箱图4-6 单绞机结构示意图
很大的关系，过大的绞距会产生松散的绞线，严重的会产生绞线不圆，甚
- 29 -
哈尔滨理工大学学士学位论文
至“跳线”从而导致后道工序押出的质量低下，合理的绞距应该是绞合线径的15~20倍。升降台是装上或卸下线盘用，用按钮控制电机正反转可使升降台上升或下降。升降台的底板可以轻灵的左、右滑动，这样当线盘孔要进出顶头就会很省力。但是要对准、进入空盘前要预先把该活动底板移向右侧。当要接卸满盘前，则要预先移向左侧，升降台下降到底后把线盘取出。要特别注意空盘装好后升降台必须下降到底后才能关门後开机。线盘拔肖装在右边顶头上，用作带动线盘旋转而收线，必须安装好后用螺母固定方可开机使用。收线张力的大小，是通过调节装在操作面板上旋转按钮来实现，张力的大小与绞线线径有关。线径越大收线张力越大。原则上在能保证收线的前提下收线张力尽可能小为宜。收线张力是通过气压来实现的，其值一定要合适。放线张力是用放线架上入线轴摩擦盘与摩擦皮带松紧调节来实现。原则上是小线小张力，大线大张力。张力过大容易断线，张力过小则绞线不均。特别注意所有支线张力都要接近一致，否则，容易出现绞线不圆和“跳线”现象。开机、停机时速度宜用调速旋钮来操纵，务使转速缓慢地升速和缓慢的降速，这样各有关不同质量和惯性矩的转动部件容易达到同步变速，也就是不容易发生因开车和停车而导致断线和松线，同时也能延长机器寿命。
4.4 CB-φ65护套挤出机挤出外护层
电缆的护套是通过连续挤压方式挤出的。挤出设备是单螺杆挤出机。在挤出过程中，装入料斗中的塑料借助重力进入机筒中，由旋转螺杆的推力作用不断向前推进，同时塑料受到螺杆的搅拌和挤压作用，并且在机筒的外热及塑料与设备之间的剪切摩擦热的作用下转变为粘流态，在螺槽中形成均匀连续的料流，到达机头的料流，经模芯和模套间的环形间隙，挤包于线芯周围，形成连续密实的护套层。塑料挤出机组由主机、辅机和控制系统组成。主机是挤出机，由挤压系统、传动系统和加热冷却系统组成。辅机主要有放线架、冷却水槽、印字轮、火花检验器、牵引机、收线储线器、收线装置等。控制系统主要有电器、仪表和执行机构组成，其主要作用是：控制和调节主辅机的拖动电机，输出符合工艺要求的转速和功率，并能使主辅机协调工作；检测和调节挤出机中的物料的温度、压力、流量；实现对整个机组的控制或自动控制。挤出机螺杆直径为65mm，长径比为25，转速为20—120转/分，采用铸铝加热方式，机身五段，机颈一段，机头一段。机头为可调偏结构，附模具一套。冷却水槽长十米，最大牵引速度300米/分。双轮式牵引，一为主动，一为被动。
- 30 -