4芯平行集束導(dǎo)線的模具設(shè)計(jì)及工藝要求

肖秋雷， 唐乾勛

(廣西縱覽線纜集團(tuán)有限公司，廣西南寧530031)

0 引言

平行集束導(dǎo)線采用緊密型對(duì)稱分裂結(jié)構(gòu)，使導(dǎo)線的電感降低，線間介電常數(shù)增大，電容量增加，使電路電抗大幅度降低，最終實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容降損的目的。它還具有機(jī)械性能高、安裝敷設(shè)方便、成本低等優(yōu)點(diǎn)。

該結(jié)構(gòu)導(dǎo)線廣泛應(yīng)用于農(nóng)村低壓電力配電系統(tǒng)，應(yīng)用較為廣泛的是4等芯、3+1芯、2芯結(jié)構(gòu)。2芯采用直線平行結(jié)構(gòu);3芯采用三角形結(jié)構(gòu);4等芯和3+1芯采用方形(菱形)結(jié)構(gòu)。

本文主要介紹了4芯方形平行集束導(dǎo)線擠出模具的設(shè)計(jì)、偏心度調(diào)節(jié)方式和生產(chǎn)工藝中的注意事項(xiàng)。

1 集束導(dǎo)線的特點(diǎn)

2芯、3芯、4等芯(3+1芯)平行集束導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)分別見圖1、圖2和圖3。圖中中性線帶一根凸脊用于識(shí)別相序標(biāo)識(shí)。

由圖1、圖2可知，2芯和3芯結(jié)構(gòu)擠出時(shí)擠出塑料壓力較為均勻，絕緣厚度和偏心度均較易控制，生產(chǎn)工藝要求也不高。

從圖3可知，4芯平行集束導(dǎo)線是分裂結(jié)構(gòu)，要通過3條連接筋將4根絕緣線連接在一起，擠出收線時(shí)展平收取在盤子上，收線卷取方式見圖4。該結(jié)構(gòu)集束導(dǎo)線擠出時(shí)導(dǎo)線中心和導(dǎo)線外部壓力不均勻，絕緣厚度不易控制，偏心度難以調(diào)節(jié)。

圖1 2芯結(jié)構(gòu)

圖2 3芯結(jié)構(gòu)

圖3 4芯結(jié)構(gòu)

圖4 4芯展平收線圖

為了解決4芯平行集束導(dǎo)線擠出時(shí)塑料壓力不均勻、偏心度難以調(diào)節(jié)等問題，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種微調(diào)擠出模具。

2 集束導(dǎo)線微調(diào)擠出模具的設(shè)計(jì)

4芯平行集束導(dǎo)線在擠出時(shí)4根導(dǎo)體共同擠出，塑料在模具內(nèi)壓力分布不均勻，靠外的絕緣偏厚，靠?jī)?nèi)的偏薄，且無法進(jìn)行調(diào)整。而傳統(tǒng)擠出模具采用上、下、左、右互相垂直的調(diào)偏螺栓調(diào)節(jié)擠出偏心量，本身模具內(nèi)部流道和壓力的不平衡，擠出偏心不易調(diào)節(jié)，故擠出厚度不均勻且不易控制。

圖5 4芯平行集束導(dǎo)線模具裝配圖

我們?cè)O(shè)計(jì)的微調(diào)型模具為半擠管式，模具由模芯、中間模、模套板三部分組成(見圖5)。這樣設(shè)計(jì)是為了更好地調(diào)整偏心，模芯與中間模部分在裝入機(jī)頭后，靠機(jī)頭的一塊壓板固定在機(jī)頭內(nèi)，不可移動(dòng)，模套板可以通過機(jī)頭的4顆調(diào)偏螺栓進(jìn)行偏心微調(diào)節(jié)。

2.1 模具尺寸

導(dǎo)體截面為10～70 mm2時(shí)，模芯內(nèi)孔尺寸d=導(dǎo)體外徑+0.5 mm;當(dāng)導(dǎo)體截面大于70 mm2時(shí)，內(nèi)孔尺寸 d=導(dǎo)體外徑 +1 mm，模芯壁厚0.5 mm。因?yàn)槟＞咴O(shè)計(jì)為半擠管式，所以模套的尺寸設(shè)計(jì)為模芯孔外徑+2倍的絕緣標(biāo)稱厚度。

2.2 模具的裝配

最初設(shè)計(jì)的模套四孔的橫豎間距與模芯的相同(見圖6)，經(jīng)過調(diào)試后，生產(chǎn)出的絕緣外側(cè)偏厚，內(nèi)側(cè)偏薄。分析其原因是塑料在模具外側(cè)流道段，壓力較小，內(nèi)側(cè)流道較遠(yuǎn)，壓力較大，所以才產(chǎn)生外厚內(nèi)薄的情況。

我們經(jīng)過分析，對(duì)模套進(jìn)行尺寸微調(diào)。如圖7所示，將模套四個(gè)內(nèi)孔的位置進(jìn)行微調(diào)，模套橫向間距與豎向間距同時(shí)減少t(t的取值與絕緣厚度有關(guān)，厚度越厚t值越大)。

我們以4×35的模套調(diào)整距離為0.2 mm為例進(jìn)行試制。調(diào)整后，模具組合內(nèi)側(cè)部分的厚度會(huì)相應(yīng)增寬，這樣有利于對(duì)模具內(nèi)側(cè)的壓力進(jìn)行調(diào)整，增加內(nèi)側(cè)的出膠量，以達(dá)到與外側(cè)擠出厚度相等的效果。經(jīng)過多次調(diào)整與實(shí)驗(yàn)后，該平行集束導(dǎo)線絕緣偏心度基本達(dá)到理想效果。

3 工藝要求

3.1 模具裝配的工藝要求

4芯平行集束導(dǎo)體在生產(chǎn)時(shí)，因擠出壓力的不均勻，造成偏心不合格，所以適當(dāng)減少模套板上的4個(gè)內(nèi)孔的橫向間距與豎向間距。線徑越大時(shí)其減少的間距越大，具體要減少的間距數(shù)值，要經(jīng)過多次的試驗(yàn)，才能得出。所以在生產(chǎn)時(shí)需制備幾個(gè)不同間距的模套板，以便于隨時(shí)更換與調(diào)整。

模具在第一次調(diào)節(jié)好后，擰緊模套板的四個(gè)螺栓，將模套板固定好，待下次生產(chǎn)可直接作為免調(diào)模具使用。

3.2 導(dǎo)線生產(chǎn)的工藝要求

(1)平行集束導(dǎo)線放線張力要盡可能保持均勻，以免因張力不均勻而造成絕緣開裂或連接筋斷開。

(2)冷卻水盡量靠近機(jī)頭，便于絕緣線一出機(jī)頭就進(jìn)行冷卻定型，以防絕緣線在擠出后出現(xiàn)粘結(jié)現(xiàn)象。

(3)生產(chǎn)時(shí)在出模具的水槽處放置一個(gè)自行設(shè)計(jì)的沖水裝置，從下開口無連接筋處沖水，防止下面兩根絕緣線芯粘連。

(4)為便于牽引及成盤收線，在牽引前，通過雙導(dǎo)輪將方形線展平，待四芯絕緣成平行狀后，再進(jìn)行卷繞成盤收線。

圖6 最初設(shè)計(jì)的模具結(jié)構(gòu)

圖7 微調(diào)后的模具結(jié)構(gòu)

4 結(jié)束語

我們采用4芯平行集束導(dǎo)線微調(diào)擠出模具調(diào)節(jié)偏心度，按照相應(yīng)的工藝控制要求，生產(chǎn)出符合國(guó)家電網(wǎng)技術(shù)規(guī)范的4芯平行集束導(dǎo)線。此方法也為多芯電纜的擠出工藝調(diào)節(jié)提供了參考。