改善異形導(dǎo)體擠包絕緣質(zhì)量的工藝探討

陳文奎

(寶勝科技創(chuàng)新股份有限公司，江蘇寶應(yīng)225800)

0 引言

在電線電纜導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)體

這種結(jié)構(gòu)導(dǎo)體比圓形結(jié)構(gòu)導(dǎo)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(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，這是一個行業(yè)普遍存在的質(zhì)量問題。

1 工藝現(xiàn)狀

目前，現(xiàn)有電纜生產(chǎn)企業(yè)對異形導(dǎo)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(dǎo)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(rèn)為，這種異形導(dǎo)體生產(chǎn)的絕緣應(yīng)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(dá)到要求。但是，這種做法增加了材料成本，導(dǎo)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(dǎo)體絕緣線芯，導(dǎo)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(dǎo)體存在明顯的棱角，導(dǎo)致絕緣厚度不均。本文以扇形導(dǎo)體為例進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)偏薄，而D處最厚，不但比A、B、C處厚很多，甚至比標(biāo)準(zhǔn)值厚，AB邊和AC邊厚度相對比較均勻，比較符合標(biāo)準(zhǔn)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(dǎo)體絕緣

2 改進(jìn)措施

2.1 改變拉伸比

拉伸比對電線電纜絕緣和護(hù)套擠塑非常重要。在生產(chǎn)絕緣或護(hù)套的過程中，擠塑機(jī)?？谔幩芰蠝囟茸罡?，也最容易變形，適當(dāng)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(dǎo)體外徑的大小而定，肯定比圓形導(dǎo)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”。

2.2 縮短水槽與機(jī)頭模口間的距離

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(jī)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(jī)?？谥g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(jī)這邊設(shè)計一段可伸縮的水槽，便于調(diào)整水槽與擠塑機(jī)機(jī)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

2.3 增加吹風(fēng)裝置

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(fēng)力，風(fēng)是沒有硬度的，但能提供需要的力。

增加一個向上吹風(fēng)的裝置，向上吹的風(fēng)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(fēng)箱的設(shè)計很重要，要保證風(fēng)箱能發(fā)揮重要、有效的作用，封箱的設(shè)計要考慮三點:(1)風(fēng)箱出風(fēng)口要設(shè)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(fēng)箱要有可調(diào)節(jié)高度和可移動裝置;(3)風(fēng)箱要有可調(diào)節(jié)風(fēng)力大小的控制閥。圖8是使用風(fēng)箱的異形導(dǎo)體絕緣生產(chǎn)線。

圖8 帶風(fēng)箱的異形導(dǎo)體生產(chǎn)線

3 結(jié)束語

異形導(dǎo)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(dǎo)體絕緣最薄點厚度往往達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，導(dǎo)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(fù)勞動將大大增加產(chǎn)品成本，造成巨大損失。因此，異形導(dǎo)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。