Оборудование для изготовления кабеля

 

Основным способом наложения изоляции или оболочек из пластической массы на кабели является выдавливание на червячных прессах. Для создания давленья, необходимого для выдавливания пластмассы, применяются червячные прессы непрерывного действия.

Он состоит из обогреваемого цилиндра, внутри которого вращается червяк, и головки с формующим инструментом. Цилиндр пресса присоединяется к корпусу, в котором размещены шестеренчатый или червячный редуктор и упорный подшипник, воспринимающий осевое давление червяка. Термопластичные материалы в гранулированном виде поступают в цилиндр червячного пресса. Далее материал нагревается до оптимальной пластичности, а затем направляется в головку пресса, где он формируется в трубку, накладываемую на проходящий через головку кабель. На рис.1.1. приведена схема такого устройства.

Рисунок 1.1. Типовая схема агрегата для наложения пласт­массовой изоляции.

Токопроводящая жила 2 с отдающего устрой­ства 1 поступает в компенсатор 3, который обеспечивает ее по­стоянное натяжение. Это осуществляется за счет перемещения вверх или вниз подвижных роликов.

Перед входом в головку экструдера токопроводящая жила подогревается для обеспечения лучшей адгезии изоля­ции к жиле и во избежание охлаждения расплава в головке. При наложении по­лиэтиленовой и поливинилхлоридной изоляции жила подогревается до 100-150°С. Это осуществляется обычно пу­тем пропускания электрического тока по участкам жилы, находящимся между двумя контактными роликами 6.

После выхода из головки экструдера 7 изоли­рованная жила 8 поступает в охлаждаю­щее устройство 10, которое обычно вы­полняется в виде ванны, наполненной циркулирующей водой. Водяная ванна, через которую проходит провод или кабель по выходе из пресса, служит для охлаждения пластмассы до комнатной температуры или до такой температуры, которая исключала бы деформацию изоляции на тяговом колесе и на приёмном барабане. Вследствие малой теплопроводности пластмасс процесс охлаждения идёт медленно и при применяемых в настоящее время высоких линейных скоростях наложения изоляции или при значительных толщинах изоляции ванны приходится устанавливать весьма длинными, для того чтобы они не ограничивали производительность червячного пресса. В зависимости от диаметра шнека и рода выполняемой работы длина ванны колеблется в пределах от 5 до 50м.

Процесс охлаждения начинается с внешних слоёв изоляции, твёрдость их повышается, и в них возникают внутренние напряжения вследствие того, что пластмасса при охлаждении стремится уменьшить свой объём и оказывает давление на внутренние, ещё не успевшие охладится слои изоляции. Когда начинают охлаждаться внутренние слои изоляции, внешние слои уже приобрели значительную твёрдость и не могут сокращаться в объёме, т.к. уменьшаются внутренние. В результате в толще изоляции и у жилы образуются пустоты, весьма опасные для кабелей высокого напряжения и кабелей высокой частоты. Образование пустот и их размеры могут быть в значительной степени уменьшены, если для охлаждения изоляции применять горячую воду. При этом ванна обычно разделена на секции таким образом, чтобы в первой секции (считая от пресса) температура была 90-95°С, во второй-50-60°С и в третей- 20-30°С. Длина ванны и температура воды в ней зависят от раз­меров изоляционной жилы, скорости ее перемещения и материала изоляция.

После ванны размещается устрой­ство 11 для удаления влаги с поверхно­сти изоляции путем обдува ее струей воздуха под давлением около 0,2МПа. Для контроля и регулирования размеров накладываемой изоляции в агрегате при­меняются измерители диаметра, которые могут быть контактного или бесконтакт­ного типа. Контактный измеритель диа­метра 12 размещают после охлаждаю­щего устройства. Он представляет собой пару роликов, между которыми прохо­дит изолированная жила.

При высоких линейных ско­ростях изолирования и размерах охлаждающей ванны за счет инер­ционности системы автоматического регулирования большие уча­стки готовой продукции могут выходить за пределы нормы, поэтому желательно размещать измерители диаметра непосредственно у вы­хода из головки экструдера, так как материал изоляции в этом месте находится в состоянии расплава, то применение контактных датчиков исключено. Поэтому здесь используются бесконтактные измерители диаметра 9. Тяговый механизм 13 может быть колесного или гусеничного типа. После тягового устройства может располагаться измеритель длины 14 и компенсатор 15. Приемное устройство 16, в котором размещается приемный барабан, может выполняться различной конструкции, причем, обычно в виде сдвоенного прием­ника позволяющего без остановки агрегата осуществлять прием изготовленного изделия.

Наложение изоляции на кабели и про­вода в экструдерах дает возможность широкого совме­щения отдельных технологических операций при их про­изводстве. Это обусловлено тем, что процесс экструзии осуществляется непрерывно, часто на больших скоростях и обеспечивает принципиальную возможность производ­ства кабелей и проводов большими длинами.

При совмещении отдельных технологических процес­сов в одну последовательную цепочку достигается значи­тельная экономия рабочего времени, повышается произ­водительность труда как за счет исключения ряда промежуточных операций (перемотка, установка и вы­грузка приемно-отдающей тары, междуоперационная транспортировка заготовок и т. д.), так и за счет эко­номии производственных площадей и рабочей силы. Кроме того, улучшаются возможности более широкой и комплексной автоматизации производственных процес­сов и контроля продукции. [6]

Скрутка является одним из наиболее распространенных технологических процессов кабельного производства. Из изолированных жил скручиваются либо непосредственно кабели и провода, либо их составные части.

Основная цель скрутки – придать изделию (кабелю, проводу) устойчивую конструкцию. Скрутка осуществляется в результате двух движений: прямолинейного (поступательного) и вращательного. При этом вращение может производиться как по часовой стрелке, так и против нее. Основными параметром, характеризующим процесс скрутки является шаг скрутки. Шаг скрутки – расстояние, за которое проволока совершает полный оборот. Чем меньше шаг, тем лучше гнётся жила.

Скрутка осуществляется на крутильных машинах. Характерными для крутильных машин являются следующие два принципиальных обстоятельства. Первое – весьма широкий диапазон их габаритов – от долей метра до нескольких метров диаметром и десятков метров в длину. Это объясняется тем, что приходится скручивать как тончайшие жилы, так и мощные кабели диаметром около 100мм. Второе – исключительное многообразие конструкций машин. Необходимость использования вращательного движения обуславливает ограниченную скорость процесса скрутки по сравнению с современными процессами, основанными только на прямолинейном поступательном движении заготовки-изделия и, следовательно, не дает возможности резкого увеличения производительности крутильных машин, желательного для интенсификации всего кабельного производства.

Крутильная машина, как и большинство машин кабельного производства, содержит четыре основных узла: отдающее, тяговое и приемное устройства и рабочий механизм. Однако у подавляющего большинства крутильных машин рабочий механизм совмещен либо с отдающим, либо с приемным устройством.

Скрутка изолированных жил силовых кабелей производится на крутильных машинах, которые в зависимости от устройства крутильной части можно разделить на типы: дуговые, жесткорамные, Drum Twister.

Жесткорамные машины являются одной из разновидностью клетьевых машин, не имеющих механизма открутки. Особенностью конструкции ее является то, что отдающие катушки располагаются, ближе к оси вращения клети, что обеспечивает снижение центробежных сил и позволяет значительно увеличить частоту ее вращения. Машины этого типа получают все более широкое распространение. Применяются они для скрутки круглых и фасонных жил, силовых кабелей, не требующих открутки.[6]

Рисунок 1.2. Жесткорамная машина. а) схема клети; б) общий вид клети.

1 – отдающая катушка; 2 – каркас клети.

Рисунок 1.3. Дуговая крутильная машина RL-1250(1+6)

1 – стационарный отдатчик пинольного типа; 2 – бетонный фундамент; 3 – входной ролик с датчиком обрыва;

4 – стальная рама; 5, 10 – опора роликов и крутильной рамки; 6 – люлька с отдающей катушкой; 7 – отдающая катушка; 8 – крутильная рамка с роликами; 9 – выходной ролик с датчиком обрыва; 11 – вал с подшипниками.

 

Стационарный отдатчик пинольного типа и люлька с отдающей катушкой предназначены для подачи токопроводящей жилы или заготовки в процесс производства. Во избежание обрыва заготовки стационарный отдатчик и каждая люлька снабжены электромагнитным тормозом для регулировки натяжения заготовки. Скрутка токопроводящих жил или заготовок осуществляется при помощи крутильной рамки, которая вращается вокруг люльки с отдающей катушкой и задает вращение проволоки вокруг центральной жилы.

Керамические глазки и ролики, установленные на крутильной рамке, предназначены для фиксации и направления жилы или заготовки.

Привод каждого крутильного корпуса осуществляется главным двигателем посредством трансмиссионного вала и зубчатого ремня к каждой крутильной рамке.

Распределительная розетка служит для пространственной ориентации проволок перед входом их в калибр. Розетка прикреплена к последнему корпусу и вращается вместе с машиной.

Калибр для скрутки – это основной рабочий инструмент крутильной машины. Калибр предназначен для скрутки токопроводящих жил, для придания формы изделию и предварительного уплотнения.

Машина состоит из стальной сварной базовой рамы, на которой располагается трансмиссия и вращающаяся головка с рулонами ленты.

Необходимая плотность наложения лент определяется постоянством их натяжения при обмотке. Для поддержания натяжения ленты в заданных пределах используется веревочный тормоз, контролируемый с помощью регулируемого динамометра. Натяжение ленты во время обмотки поддерживается на постоянном уровне с заданной величиной благодаря касательному рычагу, который действует на систему торможения.

Регулируемые направляющие ролики используются для обеспечения необходимого угла наложения ленты на заготовку.

Для сохранения устойчивости скрученных токопроводящих или изолированных жил на обоих концах центрального вала обмотчика установлены калибры в соответствии с диаметром заготовки.

Для контроля качества выпускаемой продукции машина снабжена электронным датчиком для определения обрыва или завершения ленты.

Обмотчик имеет независимый привод с электронной синхронизацией линейной скорости в соответствии с заданным шагом обмотки.

Приемник имеет собственный привод, а также снабжен автоматическим раскладчиком.

 

Рисунок 1.4. Линия бронирования.

1 – портальный отдатчик; 2 – тангенциальный лентообмотчик; 3 – бронемашина; 4 – тяга; 5 – портальный приемник.

 

Для бронирования кабеля применяется бронелента ма­рок АпрI или АпрII по ГОСТ 3559—75. Ленточная броня должна иметь защитное оцинкованное покрытие. Бронеленты накладываются с зазором 20-40% ширины ленты.

Цинковое покрытие ленты АпрII наносится на низкоуглеродистую сталь по ГОСТ 1050, ГОСТ 380,ГОСТ 16523 марки 08КП методом цинкования в расплаве. В процессе перемоток бронеленты и наложения её на кабельную заготовку происходит отслоение цинка. Покрытие ленты марки АпрI наносится на аналогичную стальную основу гальвани­ческим способом. Отслоение цинка у этой ленты при проведении указанных опера­ций наблюдается редко. Такие покрытия, как правило, выдерживают значительные абразивные воздействия, удары и изгибы.

При обрывах бронеленты или её окончании на кассете бронеобмотчика производится пайка ленты. В основном на 1 км кабельной линии приходится 8—12 мест пайки брони. В этих местах покрытие выгорает, что также увеличивает площадь незащищённой поверхности стальной основы. [6]

Наружный покров предназначен для защиты от коррозии стальной брони кабеля. Наиболее надежным является наружный покров типа Шв, который имеет следующую конструкцию: подклеивающий состав на основе битума, пластмассовая лента (ПВХ, ПЭТФ, или другая равноценная), выпрессованный ПВХ шланг (по ТУ битум может не накладываться).

Защитные покровы шлангового типа изготовляются на агрегатах для наложения пластмассовых оболочек.

Бронеобмотчики современных машин обычно являются обмотчиками полутангенциального типа, рассчитанными на два круга ленточной брони диаметром 600—700 мм. Они оборудованы устройст­вами, обеспечивающими постоянство натяжения ленты и угла ее нало­жения на кабель. Для исключения совпадения стальных лент при об­мотке кабеля бронеобмотчики снабжаются плашками, ширина которых соответствует ширине бронеленты. Эти плашки ограничивают переме­щение лент при остановке машины. Частота вращения обмоточной го­ловки обычно не превышает 250об/мин.