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一 、概述
(一) 線芯絞制
1 、導(dǎo)體的絞合 所謂絞合,就是將若干根相同直徑或不同直徑的單線,按一定的方向和一定的規(guī)則絞 合在一起,成為一個整體的絞合線芯。絞合的導(dǎo)線直接作為電線使用時,稱為裸絞線,如鋼 芯鋁絞線、鋁包鋼芯鋁絞線等;絞合的導(dǎo)線如用作絕緣電線電纜的導(dǎo)體時,稱為絞合線芯, 屬于絕緣電線電纜的主要組成部分。
2、絕緣線芯的成纜 成纜是由若干根絕緣線芯或單元組按一定的規(guī)則進(jìn)行絞合為成纜線芯的過程。 成纜也 是絞合,成纜工藝中除了絞合以外,還包括了成纜填充、包帶等工藝。
3 、線芯絞制的特點(diǎn)
3.1 柔軟性好 由于電線電纜在不同場合下使用,載流量不相同,導(dǎo)線截面也有大有小,隨著導(dǎo)線截 面增大, 導(dǎo)線直徑也隨之增大, 使導(dǎo)線彎曲發(fā)生困難, 如果采用多根小直徑的單線絞合起來, 就可以提高導(dǎo)線的彎曲能力,便于電線電纜的加工制造和安裝敷設(shè)。
3.2 穩(wěn)定性好 多根單線按一定方向和一定規(guī)則絞合起來的絞合線芯, 由于在絞線中每一根單線的位 置均輪流處在絞線上部的伸長區(qū)和絞線下部的壓縮區(qū), 當(dāng)絞線兩端向下彎曲時, 每根單線受 到的伸長力和壓縮力均相等,單線不會產(chǎn)生伸長和壓縮,絞線也不會發(fā)生變形。假如多根單 線不是絞合而是平行組合成線束,那么當(dāng)線束彎曲時,上面的單線會嵌入線束中,下面的單 線也由于長度改變而向線束中心壓縮,這樣就改變了線束的形狀。
3.3 可靠性好 用單線做電線電纜的導(dǎo)體,易受材料的不均勻性或制造中產(chǎn)生的缺陷而影響單根導(dǎo)電 線芯的可靠性,用多根單線絞合的線芯,這樣的缺陷就得到了分散,不會集中到導(dǎo)線的某一 點(diǎn)上,導(dǎo)線的可靠性要強(qiáng)得多,這種情況在導(dǎo)線的接頭處尤為明顯。
3.4 強(qiáng)度高 同樣截面大小的單線與多根絞線相比較,絞線的強(qiáng)度比同截面的單線強(qiáng)度要高。
4、 線芯絞制形式 絞制形式主要分為正規(guī)絞合和不正規(guī)絞合(束線)兩種。正規(guī)絞合可分為正規(guī)同心式 單線絞合和正規(guī)同心式股線絞合 (復(fù)絞合) 兩種。 正規(guī)同心式單線絞合又可分為普通絞線 (銅、 鋁絞線)和組合絞線(鋼芯鋁絞線)兩種。
4.1 正規(guī)同心式單線絞合
4.1.1 普通絞線 用同一直徑的單線,按同心圓的方式,一層一層地有規(guī)則地絞合,每一層的絞向都相 反, 它們的中心層通常是一根單線或 2~5 根相同直徑的單線絞合成的線芯, 在它們的上面 再絞上一層或幾層單線。
4.1.2 組合絞線 組合絞線的代表產(chǎn)品為架空輸電線路用的鋼芯鋁絞線,它是由相同直徑、不同材料或 不同直徑、不同材料的單線絞制而成。
4.2 正規(guī)同心式股線絞合(復(fù)絞線) 復(fù)絞線是由多股普通絞線或束線進(jìn)行正規(guī)同心式絞合的絞線。復(fù)絞線的絞合方向一般 與股線的絞合方向相反。
4.3 不正規(guī)的單線絞合(束線) 束線是由多根單線以同一絞向不按絞合規(guī)律一起絞合而成的絞線,各單線之間的位置 相互不固定,束線的外形也很難保持圓形。 由于束線的絞合全部是向一個方向,與普通絞線一層左向、一層右向的絞合不同,所 以束線比普通絞線更柔軟。
4.4 扇形緊壓線芯及圓形緊壓線芯
(二) 束線與絞線
1 、束線的特點(diǎn)
1.1 束線屬于不規(guī)則絞合,由多根單線按同一絞向一起絞合而成,束 線中各單線位置 是不固定的,所以 7 根以上單線組成的束線,其外形很難保持圓整;再由于束線中各單 線均向一個方向扭絞,在彎曲時,各單線之間滑動余量很大,抗彎曲力小,所以束線的 彎曲性能好,對于需要柔軟的電線電纜產(chǎn)品,大都采用束線芯。
1.2 束線的重量計(jì)算 計(jì)算束線重量的公式為: W=π/4*d2 *z*k*.ρ kg/km 式中:W—束線重量;kg/km d—束線中單線直徑;mm Z—束線中單線數(shù)量; ρ—導(dǎo)體的密度(銅導(dǎo)體為 8.89g/cm k—束線的絞入系數(shù)。
2、 絞線計(jì)算中常用的基本參數(shù)
2.1 絞線節(jié)距 h 絞線中的單線圍繞絞線轉(zhuǎn)一圈的軸向長度 h 稱為絞線節(jié)距。 絞線中的單線與絞線徑向 之間有一個夾角(銳角)α,稱為絞合角。絞線節(jié)距 h、絞線橫截面圓周πD(D 為絞線直 徑)和絞線一個節(jié)距單線展開長 L 構(gòu)成一個直角三角形,如圖 1。 πD ° h 圖1
2.2 節(jié)徑比 m 節(jié)徑比 m 是絞線節(jié)距長度 h 與絞線直徑 D 的比值。 m=h/D
2.3 絞入系數(shù) k 由圖 1 可看出,在絞線的一個節(jié)距中,單線展開長度 L 要比一個節(jié)距長度 h 要 長,絞入系數(shù) k 就是在絞線的一個節(jié)距中,單線展開長度 L 與節(jié)距長度 h 的比值。 k=L/h=1/ sinθ
2.4 填充系數(shù)η 在絞線的橫截面中,導(dǎo)體的實(shí)際面積與按絞線外形尺寸計(jì)算的面積之比,稱為絞線的 填充系數(shù)η,用百分?jǐn)?shù)表示。
3 、線芯絞合的絞向及絞合規(guī)律
3.1 絞合方向 絞線方向分為右向和左向,具體判別方法是:攤開手掌(掌心正對自己) ,讓四指平行 于絞線的軸向,若伸開的右手大拇指方向與單線的斜出方向一致,絞向就是右向,也就是 Z 向;若伸開的左手大拇指方向與單線的斜出方向一致,絞向就是左向,也就是 S 向。
3.2 絞合規(guī)律 同心式正規(guī)絞合除各層絞向相反外,在中心層單線根數(shù)固定的情 況下,每層單線的 根數(shù)也是固定的。 除中心層為 1 根單線是例外情況, 其余中心層為 2~5 根單線的同心式 正規(guī)絞合,其外層單線數(shù)均比中心層單線數(shù)多 6 根。 根據(jù)計(jì)算,同心式絞合每層單線根數(shù) 永遠(yuǎn)比其相鄰的內(nèi)層多 6.28 根,取其整數(shù),即永遠(yuǎn)是多 6 根,不論層數(shù)有多少,也不論中 心層根數(shù)是 2~5 根中任何一種情況,均符合這個絞合規(guī)律,唯一例外情況是當(dāng)中心層為 1 根時,其第 1 層絞線的單線數(shù)是 6 根,比中心層 1 根單線只多出 5 根。
(三) 成纜
1、 退扭絞合和不退扭絞合 絞線的絞合和電纜的絞合有兩種方法,一種為退扭絞合,另一種為不退扭絞合。退扭 絞合是裝有放線盤的線盤架借助其上的特殊裝置(退扭裝置)在機(jī)器旋轉(zhuǎn)時,使放線盤始終 保持水平位置,在絞線或成纜時,單線或絕緣線芯只受撓曲作用,而不發(fā)生扭轉(zhuǎn)作用。不退 扭絞合是裝有放線盤的線盤架固定于絞籠上, 當(dāng)絞籠每旋一轉(zhuǎn) (360 ) 放線盤跟著轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn), , 單線或絕緣線芯也扭轉(zhuǎn) 360.退扭絞合常用于不緊壓的絞合線芯, 絞線中的單線沒有扭轉(zhuǎn)內(nèi)應(yīng) 力(這種內(nèi)應(yīng)力能使絞線有回彈松散的趨向,尤其是由硬單線絞成的架空線) ,絞線結(jié)構(gòu)穩(wěn) 定。還有圓形的絕緣線芯采用退扭絞合成纜后,線芯沒有回彈應(yīng)力,可以保證成纜圓整度和 成纜直徑的準(zhǔn)確性。 不退扭絞合則多用于緊壓圓形線芯和扇形線芯,由單線本身扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生 的 應(yīng)力屬于彈性變形,在通過壓型輪緊壓后,變成了塑性形變,從而消除了原來的扭轉(zhuǎn)應(yīng) 力。對于扇形絕緣線芯的成纜也必要采用不退扭的絞合才能保證成纜后纜芯為圓形。
2、 圓形絕緣線芯的成纜
2.1 成纜的意義 成纜過程就是將若干根絕緣線芯按一定規(guī)則一定絞向絞合在一 起,組成多芯電纜的過 程。成纜工藝除了絞合以外,還包括絕緣線芯間空隙的填充和在成纜后纜芯上包帶等過程。 成纜時,絕緣線芯的絞合形式采用同心式正規(guī)絞合,如果絕緣線芯直徑完全相同的成纜,稱 為對稱成纜。 如果絕緣線芯直徑不相同的成纜稱為不對稱成纜。 為避免成纜過程中絕緣線芯 受扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的影響, 圓形絕緣線芯的成纜均采用有退扭裝置的成纜機(jī)或弓形成纜機(jī)進(jìn)行退扭 絞合。 2.2 成纜方向和節(jié)徑比 成纜方向一般均為右向(多層絞合成纜的控制電纜,最外層為右向,相鄰層間絞向相 反) 。成纜節(jié)徑比按各種類型電纜的不同而不同,交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜的圓形線芯因絕緣較 硬,成纜節(jié)徑比較大,一般為 30~40;聚氯乙 烯絕緣電纜圓形線芯成纜節(jié)徑比為 20~40; 塑料絕緣控制電纜線芯節(jié)徑比國家標(biāo)準(zhǔn)有規(guī)定,不得大于 16~20。
2.3 成纜包帶 為了使成纜后的纜芯不再變形,絕緣線芯在成纜機(jī)上,成纜和填充的同時,還需要繞 包帶層。對于塑料絕緣電纜,其包帶層只是起扎緊作用,常采用 1~2 層的無紡布(也可用 其他材料)帶用搭蓋繞包方式繞包(具體用一層還是兩層,以成纜包緊為原則) ,搭蓋大小 為帶寬的 10%~15%,繞包角在 25 ~40 范圍內(nèi)。
3、 扇形絕緣線芯的成纜
3.1 扇形線芯的成纜采用不退扭式。在成纜過程中,扇形絕緣線芯一方面在絞合前進(jìn),同 時還繞線芯自身旋轉(zhuǎn), 這圍繞自身的旋轉(zhuǎn)必須與成纜同步, 才能確保扇形線芯的尖角頂點(diǎn)始 終對準(zhǔn)成纜圓心, 保證成纜纜芯的圓整性. 采用不退扭成纜的扇形絕緣線芯必須進(jìn)行預(yù)扭, 在成纜機(jī)上進(jìn)行預(yù)扭是將扇形絕緣線芯按成纜相反方向進(jìn)行扭轉(zhuǎn), 使扇形絕緣線芯先有一個 反方向的彈性變形, 扭轉(zhuǎn)的角度根據(jù)成纜節(jié)距的大小而定, 也由成纜機(jī)絞籠上的放線盤到成 纜模之間的距離而定,節(jié)距小,距離又長要多預(yù)扭一些,小截面線芯比大截面線芯要多預(yù)扭 一些, 一般對于在絞籠上扇形絕緣線芯預(yù)扭在半圈到三圈的范圍內(nèi), 對預(yù)扭不足或預(yù)扭過頭 的絕緣線芯還可通過調(diào)整成纜壓模架與分線板之間距離來作少量的調(diào)節(jié), 預(yù)扭不足的把模架 與分線板之間距離調(diào)小一些,預(yù)扭過頭的把距離調(diào)大一些。
3.2 扇形線芯成纜的模具及節(jié)距
3.2.1 成纜模具:一般采用膠木材料或聚四氟乙烯材料,為了不損傷絕緣,一般不宜采用鋼 模,常用 2~3 道模具,第 1 道模芯起纜芯的絞合作用,其孔徑比成纜外徑大 1~3mm, 要保證扇形不能翻身;第 2 道和第 3 道模具起緊壓和定型作用,其孔徑比成纜外徑小 0~ 0.5mm 左右。
3.2.2 扇形絕緣線芯成纜節(jié)距比圓形絕緣線芯大,一般為 30~80 倍。
二 、材料與半成品
(一)絞線用材料和性能 絞線用的材料主要有銅單線、鋁單線和鍍鋅鋼絲。
1、 銅 銅(銅+銀)含量不小于 99.90%;熔點(diǎn)為 1083℃;20℃時銅的密度等于 8.89×10kg/m , 銅的導(dǎo)電性能好,僅次于銀居第 2 位。20℃時銅的體積電阻率(ρ)不大于:0.017241 ,0.01777 2/m(硬) 。我公司規(guī)定退火后 20℃時銅的體積電阻率(ρ20 )不 Ω.mm2/m(軟) 2 大于 0.01700Ω.mm /m。 2 鋁 鋁含量不小于 99.5%; 熔點(diǎn)為 658.7℃; 20℃時鋁的密度等于 2.703×103kg/m3 , 20℃ 2 2 時鋁的體積電阻率(ρ20 )不大于:0.028020Ω.mm /m(軟) ,0.028264Ω.mm /m(硬) 。
2 、有些公司規(guī)定退火后 20℃時銅的體積電阻率(ρ20)不大于 0.02760Ω.mm /m。
3 、鍍鋅鋼絲 鋅錠含鋅量不小于 99.85%; 20℃時鍍鋅鋼絲的密度等于 7.78×103kg/m3 ; 鍍層工藝: 可熱浸涂或電鍍工藝涂敷。 鍍鋅層應(yīng)牢固地附著在鋼絲上,不得開裂或起層到用裸手指能擦 掉的程度。用肉眼檢查鍍鋅層上應(yīng)沒有空隙,鍍鋅層應(yīng)相當(dāng)光滑、厚 度均勻,并與良好的 工業(yè)品相符。
(二)成纜用半成品及材料 成纜用半成品為塑料絕緣單線;成纜用材料主要有填充材料和包帶材料。
1、 塑料絕緣單線 成纜用塑料絕緣單線主要有銅(鋁)芯圓形(扇形)聚氯乙烯(聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯) 絕緣單線。絕緣線芯應(yīng)根據(jù)規(guī)定采用顏色、數(shù)字或其它標(biāo)志方法識別。 絕緣層應(yīng)緊密擠包在導(dǎo)體(或耐火層)上,且應(yīng)容易剝離而不損傷導(dǎo)體(或耐火層) , 絕緣表面應(yīng)光滑平整。
2、填充材料 對于填充材料要求為:填充物的組分與絕緣和護(hù)套之間不發(fā)生有害的相互作用,填充 物的耐熱性能應(yīng)與電纜的工作溫度相一致;填充物應(yīng)能剝離而不損傷絕緣線芯。 不同類型的電纜用不同的填充材料,塑力纜用成型的塑料填充或聚丙烯撕裂繩填充。
3、 包帶材料 包帶的作用是絕緣線芯在成纜后,為了防止絕緣線芯和填充物松散,繞包 1~2 層薄 膜或帶子;扎緊成纜后的線芯,同時也保證了纜芯的圓整度。 塑料絕緣電纜成纜包帶一般采用 1~2 層無紡布 (或其它材料) 以搭蓋繞包方式將纜芯 扎緊,繞包圓整,其搭蓋系數(shù)為 10%~15%,繞 包角在 250 ~400 之間。
三 、絞制設(shè)備及其輔助設(shè)備
(一)束線機(jī)和絞線機(jī) 束線機(jī)和絞線機(jī)是生產(chǎn)絞合線芯和裸絞線的兩種主要設(shè)備, 不論是束線機(jī)還是絞線機(jī), 都包含了兩種運(yùn)動, 一是使所有單線圍繞設(shè)備的中心軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動, 另一是使絞合導(dǎo)體作直 線運(yùn)動。這兩種運(yùn)動的組合,就使一組單線成為具有一定節(jié)距和絞向的束線或絞線。 束線機(jī)和絞線機(jī)的不同處在于:絞線機(jī)上單線圍繞設(shè)備中心軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,是在進(jìn)入 并線模之前(即放線至并線模這一段)完成的。絞線經(jīng)過并線模后僅作直線運(yùn)動,收線盤只 起到把絞線繞在盤子上的作用。 而束線機(jī)上單線圍繞設(shè)備中心軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和束線的直線運(yùn) 動, 都是在單線進(jìn)入并線模之后同時進(jìn)行的, 即收線盤使束線同時作旋轉(zhuǎn)和前進(jìn)的兩種運(yùn)動, 因而單線的放線盤可以安放在固定位置上。 由于單線在絞線機(jī)和束線機(jī)上圍繞中心軸旋轉(zhuǎn)的 部位不同,所以對絞線機(jī)來說,放線部分常起主要作用,絞線機(jī)的類型常以放線部分尺寸來 命名,而束線機(jī)是以收線部分起主要作用,束線機(jī)的類型,按它的收線部分尺寸來命名。 1 束線機(jī) 由于束線機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)動作均在收線部分,變速機(jī)均安裝在轉(zhuǎn)動的欄架里,地點(diǎn)受到限制, 這就決定了束線機(jī)只能制成一個絞向、 規(guī)格較小的產(chǎn)品。 其主要類型分單節(jié)距束線機(jī)和雙節(jié) 距束線機(jī)兩種。按收線盤的外徑大小,可分為 200 型、400 型、500 型、630 型及 1000 型 等。 單節(jié)距束線機(jī)中各單線進(jìn)入分線板后,即收繞到收線盤上,搖籃旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生一個節(jié) 距; 而雙節(jié)距束線機(jī)中各單線沿回轉(zhuǎn)體和設(shè)備中心繞了一整圈后才進(jìn)入收線欄, 回轉(zhuǎn)體每旋 轉(zhuǎn)一周束線機(jī)產(chǎn)生兩個節(jié)距。目前最常用的雙節(jié)距束線機(jī)特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速快,生產(chǎn)率高。 雙節(jié)距束線機(jī)的傳動計(jì)算 H=v/2n*1000 式中:h—束線機(jī)節(jié)距(mm ) v—出線速度(m/min ) h—絞籠轉(zhuǎn)速(r/min ) 2 管式絞線機(jī) 管式絞線機(jī)(管絞機(jī))是退扭的高速絞線機(jī),其絞線質(zhì)量與有退扭的籠管機(jī)相同,而 生產(chǎn)率卻高出好多倍,被廣泛用于銅、鋁、鋼絲和鋼芯鋁絞線的絞制生產(chǎn)中。管絞機(jī)的規(guī)格 和型號是按放線盤的數(shù)量和放線盤的直徑來區(qū)分的,常用管絞機(jī)有 6 盤、12 盤、18 盤等 數(shù)種,放線盤的直徑有 200mm、400mm、500mm、630mm 等。 管絞機(jī)在絞制過程中,由于放線盤不發(fā)生旋轉(zhuǎn),單線從放線盤中放出后,經(jīng)導(dǎo)輪、管 壁至并線模處,隨著管體的回轉(zhuǎn),單線并不繞自身的軸線轉(zhuǎn)動,不產(chǎn)生單線扭轉(zhuǎn)的情況,所 以管絞機(jī)的絞制過程屬于退扭絞合。 管絞機(jī)節(jié)距計(jì)算公式: h=v/n*1000 式中:h—束線機(jī)節(jié)距(mm ) v—出線速度(m/min ) h—絞籠轉(zhuǎn)速(r/min ) 3 籠式絞線機(jī) 籠式絞線機(jī)(籠絞機(jī))的放線盤均裝在旋轉(zhuǎn)的絞籠內(nèi),其絞籠形狀象個鐵籠,故稱籠 式絞線機(jī)。 它是最早的絞線機(jī), 它能同時絞制兩層或三層的單線, 一次絞制的單線根數(shù)較多, 絞制直徑較大,絞合方式可退扭可不退扭,應(yīng)用較廣泛。缺點(diǎn)是放線盤均分布在絞籠周圍的 圓周上,絞籠體積龐大,轉(zhuǎn)動慣量比較大,轉(zhuǎn)速無法提高,生產(chǎn)率較低。 籠絞機(jī)的絞線節(jié)距計(jì)算公式: h=v/n*1000 式中:h—束線機(jī)節(jié)距(mm ) v—出線速度(m/min ) h—絞籠轉(zhuǎn)速(r/min ) 4 叉式絞線機(jī) 叉式絞線機(jī)(叉絞機(jī))的絞籠部分是由叉形架和空心軸構(gòu)成,每個叉形架上裝置三 個放線盤,每段絞籠上的放線盤數(shù)量按需要設(shè)計(jì), 一般都是 3 的倍數(shù)。由于叉絞機(jī)的絞 籠結(jié)構(gòu)緊湊,放線盤貼近旋轉(zhuǎn)空心軸放置,沒有籠絞機(jī)的浮動擺籃部分,因此叉絞機(jī)的轉(zhuǎn) 速就可以提高,生產(chǎn)率也高,設(shè)備價(jià)格比同類型的籠絞機(jī)低,但無退扭裝置。 叉絞機(jī)的絞線節(jié)距計(jì)算公式: h=v/n*1000 式中:h—束線機(jī)節(jié)距(mm ) v—出線速度(m/min ) h—絞籠轉(zhuǎn)速(r/min ) 5 框式絞線機(jī) 框式絞線機(jī)(框絞機(jī))與叉絞機(jī)比較,其線盤分裝在垂直布局的四個框架上,中心軸 不受線盤重量負(fù)荷,線盤在絞籠圓周方向成 900 角分布 ,絞籠回轉(zhuǎn)半徑小,其轉(zhuǎn)速比相同 規(guī)格的籠絞機(jī)提高一倍,絞籠也不用托輪,而是在兩端用大軸承座支承,設(shè)備噪音小,線盤 可單個上下,也可整體上下,由氣動或電動夾緊,操作方便,縮短輔助時間。單線放線張力 用氣動張力控制,可自動調(diào)節(jié)。缺點(diǎn)是不可退扭。 框絞機(jī)的絞線節(jié)距計(jì)算公式: h=v/n*1000 式中:h—束線機(jī)節(jié)距(mm ) v—出線速度(m/min ) h—絞籠轉(zhuǎn)速(r/min )
(二)成纜機(jī) 用于成纜的設(shè)備,也就是把絕緣線芯絞合在一起,并加以填充、繞包的設(shè)備叫作成纜 機(jī),成纜機(jī)有普通式和盤絞式兩種,普通式成纜機(jī)有籠式成纜機(jī)和盤式成纜機(jī)。
1、 籠式成纜機(jī) 中、 小型成纜機(jī)制造成籠式, 絞合部分如同籠絞機(jī)的絞籠, 1+6/400 型和 1+6/1000 有 型等型式。
2 、盤式成纜機(jī) 大 型 成 纜 機(jī) 制 成 盤 式 , 成 纜 速 度 一 般 在 10m/min 以下,如 1+3/1600、2+3/1600 和 1+3/2400 等大型成纜機(jī),最大的放線盤分別為 1600mm 和 2400mm。 盤式成纜機(jī)大絞架由大小不同的圓盤緊固在一個空心軸上,兩圓盤間有三只放線盤的 盤架,放線盤架軸上裝有退扭用的齒輪機(jī)構(gòu)。 盤式成纜機(jī)的絞合部分有一個主軸承, 空心軸的后端在其中旋轉(zhuǎn), 前后圓盤均由托輪支 撐,空心軸的前端是分線板,使絞合前的絕緣線芯依正確方式進(jìn)入并線模,并防止絕緣線芯 扭回。 不論盤式或籠式成纜機(jī),都有一個星形架,以放置成纜用的填充料。在絞合架后分別 是并線模座支架,繞包頭、牽引裝置、收線裝置等。
3 盤絞式成纜機(jī) 盤絞式成纜機(jī)是目前較新的成纜設(shè)備,生產(chǎn)效率高,速度一般在 30m/min 以上,適應(yīng) 范圍廣, 能用于各種電力電纜的成纜, 也可以用于通信電纜和控制電纜及大截面超高壓電纜 分裂導(dǎo)體的絞合,如 1+3/300 型三米成纜機(jī)。
(三)輔助設(shè)備 制造絞線和束線,除需相應(yīng)的絞線機(jī)和束線機(jī)等主要設(shè)備外,還必須配備復(fù)繞機(jī)、焊 接機(jī)等有關(guān)的輔助設(shè)備。
1、 復(fù)繞機(jī) 所謂復(fù)繞機(jī)就是把成圈單線(如鋼絲) ,繞到適合設(shè)備的放線盤上,或是由于線盤不符 合絞合設(shè)備, 或是單線長度不符合生產(chǎn)要求, 也需要把單線從該線盤繞到另一適合的線盤上。 單線復(fù)繞時又一次經(jīng)受反復(fù)彎曲,其表面有可能受到損傷,而且也增加了工序,因此在生產(chǎn) 中應(yīng)盡量少復(fù)繞。 復(fù)繞使用復(fù)繞機(jī),復(fù)繞機(jī)由放線裝置、收線裝置、排線機(jī)構(gòu)等組成,并有拖動和傳動 部分。
2 焊接機(jī) 常用的焊接機(jī)有:電阻對焊機(jī)、銀焊機(jī)、冷壓焊機(jī)和冷壓鉗等。我公司目前使用的焊 接機(jī)為電阻對焊機(jī),這是一種用大電流加熱兩個端頭,并相對施加壓力,使被焊線材焊接在 一起的方法:兩根單線分別夾入左右兩個夾頭里(注意:端頭需平整、對齊) ,按通電源給 變壓器的初級線圈兩端施加電壓, 次級線圈即產(chǎn)生大電流通過兩單線; 由于兩單線端頭的接 觸電阻大,在大電流通過后,端頭處產(chǎn)生大量熱量,并使兩端頭熔融,將兩夾頭相向平移加 壓,兩單線就焊接在一起;等適當(dāng)冷卻后,將線頭取出用銼刀把焊接凸出部分修光銼平。
四、 絞制設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)
對設(shè)備正確、良好的維護(hù)保養(yǎng),不僅使設(shè)備耐用,而且也能減少運(yùn)行中出現(xiàn)事故,從 而提高產(chǎn)品質(zhì)量,達(dá)到工藝對設(shè)備的要求,所以必須經(jīng)常維護(hù)保養(yǎng),定期檢修。
1 、設(shè)備各組成部分和部件,必須完整好用,如部件有缺陷,必須立即修復(fù)或更換, 不能帶病運(yùn)行。
2、工裝模具及更換齒輪,必須保存整齊、完整,防腐蝕損傷。
3、 設(shè)備各裝配部分應(yīng)緊固不松動,保持控制和傳動系統(tǒng)狀態(tài)良好。
4、 設(shè)備絞籠支撐圈及支撐托輪的接觸部分應(yīng)完全接觸,中心線對準(zhǔn)。
5 、設(shè)備線框(線籃)必須穩(wěn)定、不晃動,線架預(yù)扭裝置定位良好,固定不松動。
6 、設(shè)備剎車系統(tǒng)完好、靈活、繞包頭抱閘靈活好用,繞包帶擰緊不自動松動。
7 、撥線環(huán)和牽引輪配合良好,運(yùn)行時撥線環(huán)導(dǎo)輪轉(zhuǎn)動靈活,不歪斜(指單牽引絞合 設(shè)備) 。
8 、收線裝置運(yùn)轉(zhuǎn)正常,電流指示不超過負(fù)荷要求;排線系統(tǒng)完好,調(diào)整可靠。
9 、緊壓裝置系統(tǒng)完好,壓輪不松動,不跳動而且固定牢靠。
10 、開機(jī)時由于轉(zhuǎn)動慣量很大,不能未停機(jī)就開反車。開機(jī)后必須逐漸加速,但不能 長期低速運(yùn)轉(zhuǎn)。設(shè)備張力系統(tǒng)完好,并且需調(diào)整靈活。設(shè)備要按規(guī)定的時間、方法用潤滑劑 進(jìn)行潤滑。詳細(xì)要按不同的設(shè)備、按各自的維護(hù)規(guī)程進(jìn)行。
五 、絞制模具
(一)絞線模 在絞制中常使用的模具有木模、膠木模、鋼壓模、組合模、PVC 塑料壓模、聚四氟乙 烯壓模、硬質(zhì)合金模和壓型輪等模具。
1、 木模和膠木模 木模用硬梨木作成哈夫式,生產(chǎn)中使用很方便,但壽命較短,一般使用 1~2km,模 孔就磨大, 需更換。 為提高使用壽命改木模為膠木模, 也是作成哈夫狀, 使用壽命 3~10km。 也可以用 PVC 塑料模 (或聚四氟乙烯塑料模)來代替膠木模,其使用壽命還可以提高, 當(dāng)然用 PVC 塑料模,孔型光潔度要求較高,孔型交接處必須修成圓弧,避免擦傷線芯。
2、 鋼壓模 鋼壓模材料一般選用 Y 7 或 Y 8 ,作成哈夫狀。由于復(fù)絞線絞制外徑較大,有一些規(guī)格 甚至超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的外徑最大值,用鋼壓模進(jìn)行適當(dāng)?shù)膲嚎s,使復(fù)絞線的外徑明顯減小,并 且能保證線芯的圓整度。這種模使用壽命較長,一般可達(dá)到 50~80km,但壓縮直徑應(yīng)保持 在減縮 5%的范圍以內(nèi),否則容易斷線。
3 、壓型輪 壓型輪對各種規(guī)格形狀的絞線起緊壓作用。根據(jù)標(biāo)稱截面與實(shí)際截面之比,即填充系 數(shù),調(diào)整壓輪尺寸。按工藝要求上好壓輪后,調(diào)整緊壓量,達(dá)到尺寸要求。調(diào)整時,先粗調(diào), 再細(xì)調(diào),邊開車邊調(diào)整,然后停車測量尺寸,直到尺寸達(dá)到規(guī)定要求。
(二)成纜模和包帶模 成纜時采用的模具有壓模和包帶模,這些模具由兩個半圓模組成,模子的孔型大致一 樣:進(jìn)線段是圓滑的喇叭口,以適應(yīng)絕緣線芯進(jìn)入壓模時的過度狀態(tài)。成纜模具應(yīng)不使絕緣 線芯產(chǎn)生彎曲,承線區(qū)是一直線,使線芯經(jīng)過這個區(qū)域后,基本定型。包帶模和成纜?;?/span> 上差不多。
六 、不良品分析和處理
在生產(chǎn)過程中由于多種原因,會產(chǎn)生一些不良品,但是如果事先加以預(yù)防,采取嚴(yán)格 的質(zhì)量管理、建立健全質(zhì)量保證體系,可以減少和杜絕不良品的產(chǎn)生。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn),列 出常見不良品的類型、產(chǎn)生原因和解決方法。
(一)束線、絞線不良品的判別及排除方法
1、 過扭 過扭是指絞合過程中,扭絞過度呈麻花形現(xiàn)象。 產(chǎn)生的原因:一是絞線在牽引輪上繞的圈數(shù)不夠,一般少于四圈,摩擦力過小而打滑, 造成扭絞過度。二是收線張力松或收線盤不轉(zhuǎn),而轉(zhuǎn)體仍在旋轉(zhuǎn),而造成扭絞過度。 排除方法:如果外層單線已經(jīng)劇烈變形,損傷嚴(yán)重,已無修復(fù)的可能,只有剪斷。如 果單線不受嚴(yán)重?fù)p傷,可將設(shè)備轉(zhuǎn)體部分和牽引部分分開,將其朝絞合相反方向轉(zhuǎn)動,使局 部扭絞部分退回,再用手把線芯修好,并把多余的單線繞到收線盤上,把設(shè)備和轉(zhuǎn)體牽引合 一,較松的過壓線模后,用力壓線,另用模具手動修復(fù),這樣就可重新開機(jī)生產(chǎn)。
2 、單線在絞合時斷線,缺股 單線斷線產(chǎn)生的原因:
(1) 由于放線張力過大拉斷線芯。
(2) 單線在拉制時松亂、排線不好、壓線跨線,造成線芯掙斷。
(3) 單線本身材質(zhì)有裂紋,機(jī)械性能不好脆斷。
(4) 放線盤安裝位置不當(dāng),軸向晃動,造成斷線。
(5) 單線跳出滑輪槽,機(jī)械卡斷。 排除方法: 調(diào)整放線張力,
① 使之適當(dāng)。 注意選擇進(jìn)線,
② 發(fā)現(xiàn)拉線時有松亂現(xiàn)象, 必須經(jīng)過復(fù)繞整齊后方可上機(jī)。
③ 注意操作方法,仔細(xì)檢查放線盤的位置,使放出的線不 擺不跳,檢查單線經(jīng)過的地方,有沒有跳出導(dǎo)輪槽的現(xiàn)象。
④ 要檢查線芯表面質(zhì)量,看是 否有裂紋、夾渣、斑疤等缺陷。如果斷線發(fā)生在內(nèi)層,而斷頭已經(jīng)走得過長,就無法修理, 只有剪去這段缺股線芯,如果斷線發(fā)生在外層,應(yīng)把線修復(fù)后再開機(jī)。
3 、絞線表面擦傷,刮傷線芯 產(chǎn)生原因:通常一是分線盤上的線嘴磨損;二是單線跳出滑輪;三是穿線用木管或塑 料管磨通;四是牽引設(shè)備推線板上的定位銷損壞;五是壓模中有異物等原因。 消除方法:更換分線盤上的穿線嘴和穿線用的木管、塑料管,檢查線芯的走向是否正 常,保護(hù)線芯不與設(shè)備直接磨損,并隨時檢查壓模是否完好,并注意操作方法。
4、 束線、絞線中單線背股、松股 產(chǎn)生原因:一是放線張力不均勻,松松緊緊,張力松的線芯走得多、造成背股;二是 壓??仔吞螅鸩坏竭m當(dāng)調(diào)節(jié)張力的作用;三是壓模位置不當(dāng),絞合角不合理;四是節(jié)距 比較大等。 束線機(jī)束制 19 股及以上的單線芯,由于束線沒有方向的區(qū)別,只能同向束制,所以 線芯絞合呈不規(guī)則狀態(tài), 目前生產(chǎn)廠家大都采用雙節(jié)距束制, 因此束線束制 19 股以上的線 芯,背股,松股現(xiàn)象比絞線嚴(yán)重。
排除方法:對束線(19 股以上的束制品)一是改進(jìn)束線的放線裝置,采用較先 進(jìn)的單線放線張力放線器,使得每根單線的張力都可以調(diào)整、控制;二是采用導(dǎo)向模,導(dǎo)向 模的孔徑為束線計(jì)算外徑 97%, 這樣導(dǎo)向??梢赃m當(dāng)調(diào)節(jié)張力; 三是改用單節(jié)距的束線機(jī), 這種束線機(jī)的束制產(chǎn)品,可以達(dá)到絞線的水平;四是對背股,松股嚴(yán)重的束線芯,用過模復(fù) 繞修復(fù)的辦法,也能達(dá)到使用的要求;五是適當(dāng)調(diào)整節(jié)距比。 對于絞線產(chǎn)品背股, 松股的排除方法: 一是調(diào)整放線張力, 使之均勻; 二是改換壓模, 使線芯在模孔中不要松動,注意壓模的喇叭口,如果喇叭口已經(jīng)損壞,也不能使用;三是調(diào) 整壓模座的位置,使絞線的絞入角合理;四是如果絞合節(jié)距較大,應(yīng)適當(dāng)減小。
5、 絞線中單線起槽或表面缺陷 產(chǎn)生原因:單線表面的麻坑,斑疤、三角裂,夾渣等缺陷,主要是材料帶來的,當(dāng)然 線芯表面有碎裂現(xiàn)象,也不排除拉線??仔筒缓侠懋a(chǎn)生,此時需具體情況具體分析。而線芯 表面起槽呈連續(xù)性,一般都是拉線時造成的,拉線潤滑條件惡化,表面粘鋁而造成,不呈連 續(xù)性的起槽,有可能是絞線壓模粘異物所致。 消除方法:對于拉線時鋁線起槽,應(yīng)首先檢查拉線潤滑效果是否能滿足拉線的要求, 需及時更換潤滑油,更換拉線模具,或排除粘在線模上的雜物,認(rèn)真檢查進(jìn)線,對不合格的 進(jìn)線要及時排除,同時檢查壓線模有無損傷,有無雜物,要及時修理和更換。
6 、單線線徑忽大、忽小或摻錯線芯 產(chǎn)生原因: 絞合中發(fā)現(xiàn)單線線徑超差或摻錯線芯, 主要原因是沒有認(rèn)真執(zhí)行工藝規(guī)定, 另一個原因是管理上存在一定的問題。 消除方法:摻錯線芯如果長度不長 ,可以扒下,重新?lián)Q線,按編線修理法修復(fù)。 如果長度太長, 就無法修理,只有下機(jī),另行處理。 因此上機(jī)前,操作者應(yīng)認(rèn)真檢查和測量。 當(dāng)然管理者也應(yīng)該提供一個 保證辦法,比如線規(guī)是否偏多,公差是否合理,生產(chǎn)調(diào)度是否安排得當(dāng),按 20/80 原則認(rèn)真 思考管理上存在的問題,避免人為的不良品和廢品的產(chǎn)生。 絞合線芯松股 產(chǎn)生原因:
(1) 節(jié)距過大,造成絞合線芯不堅(jiān)實(shí), 壓??仔瓦^大,起不到壓
(2 實(shí)和調(diào)節(jié)作用。線模喇叭口過大或磨損,損壞。
(3) 放線張力不均勻,松松緊緊。
(4 ) 各層節(jié)距比配合不好。
(5) 線芯狀態(tài)不 符合工藝規(guī)定,尤其是鋁線芯。
(6) 分線器和壓模座的位置不當(dāng)?shù)取?排除方法:首先嚴(yán)格工藝紀(jì)律,執(zhí)行工藝操作規(guī)程,適當(dāng)減少過大的節(jié)距,調(diào)好放線 張力和壓模。分線器到壓模座的位置,根據(jù)不同的結(jié)構(gòu),一般調(diào)到 200~250mm 為宜。對于 絞制一些抗拉強(qiáng)度特別大的絞線,可以采用組合模具的方法,也有較好的效果,當(dāng)然操作者 按工藝操作規(guī)程中規(guī)定的辦法進(jìn)行操作,是相當(dāng)重要的。
7、 絞合線芯呈蛇形 產(chǎn)生原因: 大截面的絞合線芯和鋼芯鋁絞線芯容易發(fā)生蛇形彎的現(xiàn)象, 主要是線芯芯 子線的絞合存在問題,尤其是太硬的鋼絲,加上張力沒有調(diào)整好,分線不好,壓模又不起壓 實(shí)作用時,容易發(fā)生。
8 、絞合方向錯,絞合節(jié)距不合格(主要是偏大) 產(chǎn)生原因:方向錯主要是判斷錯誤。 操作者在操作時,應(yīng)加強(qiáng)責(zé)任心,嚴(yán)格按工藝卡片執(zhí)行,并且應(yīng)加強(qiáng)流動檢查, 防止人為的不良品和廢品的產(chǎn)生。
9、排線混亂、壓線 產(chǎn)生原因:絞合產(chǎn)品一般都是成盤供應(yīng)。大截面,要一根一根的排好,尤其是底層線 要特別注意排整齊,在排線調(diào)頭時,由于有一個停留,應(yīng)特別注意,上下層之間不能留有太 大的間隙,排距要適當(dāng),過大容易造成壓線。 排除辦法:首先要調(diào)整收線張力,當(dāng)手動排線時,能夠排得動為宜。二是根據(jù)線芯直 徑大小更換排線節(jié)距,排好第一層是關(guān)鍵,一定要排整齊;排第二層,在調(diào)層時,要進(jìn)行人 工排線,確保排線質(zhì)量。三是加強(qiáng)操作責(zé)任心隨時觀察排線質(zhì)量,發(fā)現(xiàn)問題要及時調(diào)整,注 意固定好兩個線頭和留邊距離。
(二)成纜不良品、廢品的判別和排除 在成纜工序中,產(chǎn)生不良品的種類和原因,對不同類型的電纜有 所不同,但從主要內(nèi) 容上有相同之處,因此對其成纜方式也就不再討論。 7 序號 1 廢品不良品的 種類 線芯絕緣損傷 產(chǎn)生原因 1 絕緣線芯下盤后運(yùn)輸和存 放的撞傷。 2 絕緣線芯線盤在成纜過 程中套圈勒傷線芯。 3 成纜時,操作不當(dāng)而扭 傷。 1 2 3 4 5 放線張力過大。 導(dǎo)線嘴夾線。 線芯絕緣上有包。 導(dǎo)線焊接不牢。 收線張力太大 防止方法 1 修理或更換線嘴,導(dǎo)輪,分線板, 壓模。 2 調(diào)整張力。注意絕緣線芯的質(zhì)量。 4 選擇適當(dāng)?shù)膲耗>咝U龎耗!?5 校正壓模 注意檢查,正確操作 2 導(dǎo)線被拉細(xì)、 拉 斷 3 絕緣線芯絕緣 劃傷壓壞 1 放線盤、導(dǎo)輪、壓模內(nèi)表 面有毛刺或缺陷。 1 調(diào)整預(yù)扭角或壓模距線芯導(dǎo)輪的距 離。 2 放線盤張力太大,線嘴 和導(dǎo)管處被拉壞。 3 線芯絕緣局部粗大,造成 過模卡傷。 4 配模小。 5 壓模中心沒有校正。 4 5 絕緣線芯上錯 和序號錯 扇形絕緣線芯 翻身 操作大意造成。 1 預(yù)扭角不當(dāng)。 2 放線盤上的線芯排線翻 身,線芯大,分頭下盤時線 芯退扭造成翻身。 2 線芯放到線盤兩側(cè)板時,要特別注 意線芯進(jìn)入壓模角度。 按工藝正確調(diào)整齒輪。 1 選擇適當(dāng)?shù)膲耗!?2 調(diào)整壓模和線芯導(dǎo)輪距離或放線預(yù) 扭角。 3 合理填充。 4 調(diào)整壓輪壓力。 6 成纜節(jié)距不符 合規(guī)定 成纜橢圓度超 出允許范圍 工藝配換齒輪齒數(shù)不正確。 1 按規(guī)定節(jié)距生產(chǎn)。 2 修理好包帶。 3 控制好填充的數(shù)量。 1 2 3 4 壓模孔徑大。 線芯進(jìn)模角度不合適 填充不滿。 牽引輪壓輪壓得太緊。 1 調(diào)整放線張力。 2 修理好包帶。 3 控制好填充的數(shù)量。 1 調(diào)整放線張力。 2 調(diào)節(jié)節(jié)距 3 注意排線緊密整齊 1 更換帶材。 2 設(shè)備不正常,檢修設(shè)備。 3 調(diào)整齒輪。 更換帶材或如數(shù)補(bǔ)上 7 8 成纜外徑均勻 度超出允許范 圍 成纜后電纜蛇 形 繞包帶 (包括帶 絕緣) 間隙或重 疊率超出允許 范圍 包帶(或帶絕 緣)小 包帶(或帶絕 緣) 劃傷或損傷 1 成纜節(jié)距大。 2 繞包帶夾雜物。 3 填充過滿或過多。 1 成纜張力不均勻。 2 成纜節(jié)距不當(dāng) 3 收線排線亂壓成蛇形。 1 帶材寬度不對。 2 起、停車時間隙或搭蓋的 變化。 3 齒輪換錯。 帶材厚度用錯或缺層。 1 模子孔徑不光滑,錐口弧 度小。 2 撥線環(huán)和分線板有損壞 面,擦傷包帶。 表 1 9 10 11 12 1 選擇光滑和開頭良好的模子。 2 修理撥線環(huán)和分線板,防止損壞。 1 調(diào)整張力。 2 調(diào)整節(jié)距。 3 檢查材料,不符合規(guī)定的更換。
七、 基本計(jì)算
1 、束線生產(chǎn)中,已知單線直徑 d=0.25mm,束線中單線數(shù)量 Z 為 30 根, 束線的絞入系數(shù) k 為 1.008,導(dǎo)體的密度ρ為 8.89g/cm3,求長度 L 為 10 公里的這種束線的重量 W。 解:∵ d=0.25mm=0.025cm ,Z=30 ,k=1.008 ρ=8.89g/cm3 ,L=10km=10 6cm ∴ W=π /4 *d 2*Z*k*ρ*L =π /4*(0.025)2*30*1.008*8089*106 ≈131964(G) ≈132(KG) 答:長度 L 為 10 公里的這種束線的重量 W 約為 132kg。
2、 在絞制生產(chǎn)中,已知絞架的轉(zhuǎn)速 r 為 100r/min,牽引速度 v 為 28m/min,求絞制節(jié)距 h。 解:∵ r=100r/min ,v=28m/min=28000mm/min ∴ h=V/ r =2800/100 =280(mm) 答:絞制節(jié)距 h 為 280mm。
3 、在絞制生產(chǎn)中,已知絞制節(jié)距長度 h 為 580mm,絞制產(chǎn)品的直徑 D 為 29mm,求 其節(jié)徑比 m。 解:∵ h=580mm ,D=29mm ∴m= h /D =580/29 =20(倍) 答:其節(jié)徑比 m 為 20 倍。
4 、在絞制生產(chǎn)中,已知絞制產(chǎn)品的外徑為 20mm,絞架轉(zhuǎn)速 r 為 100r/min,要想絞制產(chǎn)品 的節(jié)徑比 m 等于 18 倍,求牽引速度 v。 解:∵ D=20mm ,m=18 ,m= h /D ∴ 絞制產(chǎn)品的節(jié)距 h=m.D=18×20=360(mm) 又∵ r=100r/min ,h=v/h ∴ 牽引速度 v=h.r =360×100 =36000(mm/min) =36(m/min) 答:牽引速度 v 為 36m/min。
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