電線電纜畢業(yè)設(shè)計(jì)3

1、<p>　　緒 論

2、 </p><p>　　塑料電線電纜作為新興的電纜品種，已越來越多地運(yùn)用到國民經(jīng)濟(jì)各部門中。塑料電線電纜的絕緣層和外護(hù)層由于采用塑料這種高聚合物材料為主體的擠包形式，使其具有電氣性能好、機(jī)械性能優(yōu)越、耐環(huán)境氣候、不延燃、耐化學(xué)腐蝕、容易加工、工藝流程較短、技術(shù)操作簡便、材料來源豐富、成本較低等優(yōu)點(diǎn)。尤其是中、低壓塑料電線電纜應(yīng)用更廣

3、泛，在敷設(shè)條件、使用環(huán)境等諸方面更顯示其優(yōu)異之處。隨著我國工業(yè)石油的發(fā)展，隨著各種性能優(yōu)越的塑料產(chǎn)量、質(zhì)量的不斷提高，以及高新技術(shù)研制、開發(fā)的新型電線電纜用塑料品種的不斷涌現(xiàn)，塑料電線電纜一定會(huì)有更大的發(fā)展空間。</p><p>　　本篇論文主要討論的就是如何控制塑料電線電纜護(hù)套的擠出質(zhì)量及常出現(xiàn)的護(hù)套擠出質(zhì)量問題和消除方法，這對進(jìn)一步的提高塑料電線電纜護(hù)套的外觀、性能等質(zhì)量要求有一定的幫助作用。由于國內(nèi)的擠塑機(jī)

4、等設(shè)備相對比較落后、陳舊，所以在擠出質(zhì)量上面往往不是很理想，特別是對于那些不是很有經(jīng)驗(yàn)的新手來說更是需要很長一段時(shí)間的摸索才能達(dá)到要求的水準(zhǔn)，這樣不但浪費(fèi)大量的時(shí)間，也會(huì)造成一定的財(cái)產(chǎn)損失，通過這篇論文的闡述，可以對他們的工作帶來幫助，省去對一些問題的摸索時(shí)間。而一些新型設(shè)備對護(hù)套的基礎(chǔ)質(zhì)量控制則起了很大的幫助，比如微機(jī)控制的電線電纜護(hù)套擠出，它是用材料壓力控制電線電纜護(hù)套的擠出，比通過擠出速度的方法更為優(yōu)越。對材料的溫度可進(jìn)行更精確的

5、觀察，其精度用微機(jī)控制，同時(shí)對擠出速度、擠出時(shí)的材料壓力、加工參數(shù)、安全功能也起到監(jiān)控作用，這對提高生產(chǎn)質(zhì)量是很有意義的。對于一般的擠塑機(jī)，做好成品質(zhì)量就需要有豐富的經(jīng)驗(yàn)了。</p><p>　　第1章 護(hù)套擠出設(shè)備</p><p>　　電線電纜的塑料絕緣和護(hù)套使是采用連續(xù)擠壓方式進(jìn)行的，擠出設(shè)備一般是單螺桿擠塑機(jī)。塑料在擠出前，要事先檢查塑料是否潮濕或有無其它雜物，然后把螺桿預(yù)熱后加入

6、料斗內(nèi)。在擠出過程中，裝入料斗中的塑料借助重力或加料螺旋進(jìn)入機(jī)筒中，在旋轉(zhuǎn)螺桿的推力作用下，不斷向前推進(jìn)，從預(yù)熱段開始逐漸的向均化段運(yùn)動(dòng)；同時(shí)，塑料受到螺桿的攪拌和擠壓作用，并且在機(jī)筒的外熱及塑料與設(shè)備之間的剪切摩擦的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)，在螺槽中形成連續(xù)均勻的料流。在工藝規(guī)定的溫度作用下，塑料從固體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿廴跔顟B(tài)的可塑物體，再經(jīng)由螺桿的推動(dòng)或攪拌，將完全塑化好的塑料推入機(jī)頭；到達(dá)機(jī)頭的料流，經(jīng)模芯和模套間的環(huán)形間隙，從模套口擠出，擠

7、包于導(dǎo)體或線芯周圍，形成連續(xù)密實(shí)的絕緣層或護(hù)套層，然后經(jīng)冷卻和固化，制成電線電纜產(chǎn)品。</p><p>　　1.1 擠塑機(jī)組的構(gòu)成</p><p>　　擠出機(jī)組的構(gòu)成：擠塑機(jī)主要由主機(jī)、輔機(jī)和控制系統(tǒng)構(gòu)成。主機(jī)就是塑料擠塑機(jī)，輔機(jī)主要包括放線裝置、放線張力控制裝置（或校直器、儲(chǔ)線器）、線芯預(yù)熱器（或連續(xù)退火裝置）、冷卻水槽、牽引裝置、計(jì)米器、火花試驗(yàn)機(jī)、收線裝置。擠出機(jī)組的用途不同其選配用

8、的輔助設(shè)備也不盡相同。如還有切斷器、吹干器、印字裝置等。</p><p>　　1.2 塑料擠出原理及過程</p><p>　　擠塑機(jī)的工作原理是：利用特定形狀的螺桿，在加熱的機(jī)筒中旋轉(zhuǎn)，將由料斗中送來的塑料向前擠壓，使塑料均勻的塑化（即熔融），通過機(jī)頭和不同形狀的模具，使塑料擠壓成連續(xù)性的所需要的各種形狀的塑料層，擠包在線芯和電纜上。</p><p>　　在擠出過程

9、中，裝入料斗中的塑料借助重力或加料螺桿進(jìn)入機(jī)桶中, 由旋轉(zhuǎn)螺桿的推力不斷向前推進(jìn),同時(shí)塑料受到螺桿的攪拌和擠壓作用，并且在機(jī)筒的外及塑料與設(shè)備之間的剪切摩檫熱的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài), 在螺槽中形成均勻連續(xù)的流料,到達(dá)機(jī)頭的流料 經(jīng)模芯和模套間的環(huán)型間隙,擠包與線芯周圍,形成連續(xù)密實(shí)的絕緣或護(hù)套層。</p><p>　　塑料擠出主要是利用塑料的可塑性，使塑料在機(jī)筒內(nèi)通過加熱和螺桿的作用，經(jīng)過破碎、融熔、塑化、排氣、

10、壓實(shí)過程，最后成型、冷卻定型。這一系列過程是連續(xù)實(shí)現(xiàn)的，按照物料的不同反應(yīng)，一般將整個(gè)過程分為三個(gè)階段：塑化階段、成型階段、定型階段。塑料擠出特性主要表現(xiàn)在塑化階段。塑料擠出最重要的條件是擠出壓力和擠出溫度。</p><p>　　1.2.1 塑化階段</p><p>　　該段是擠出成型的主要階段，為了便于研究和控制擠出過程，按照塑料物態(tài)連續(xù)變化的過程，又將塑化階段分為三個(gè)階段：加料段（又叫

11、破碎段）、熔融段（又叫塑化段）、均壓段（又叫均化段）。根據(jù)不同的塑料品種、不同的廠家材料對塑化溫度要求的不同，這三段的溫度控制是影響擠出產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。</p><p>　　1加料段：塑料在此階段只發(fā)生攪拌、破碎和軟化，并不發(fā)生物態(tài)的轉(zhuǎn)變，溫度不能太高。該階段產(chǎn)生的推動(dòng)力是否連續(xù)、均勻、穩(wěn)定，剪切應(yīng)變率的高低，破碎與攪拌是否均勻都影響著擠出的質(zhì)量和產(chǎn)量。</p><p>　　2熔融段：在此

12、階段，初步攪拌、破碎和軟化塑料，受螺桿的推擠作用、較高溫度的熱作用、與機(jī)筒和螺桿的摩擦作用、由于螺槽體積變小造成的壓力作用，使塑料熱交換作用加大，表里達(dá)到熱平衡，逐漸由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)（可塑態(tài)）。此時(shí)塑料的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本改變，分子間張力極度松弛，除組成中特高分子量外，主體完成了塑化—即初步塑化，并且在壓力作用下，排除了固態(tài)物料中所含氣體，實(shí)現(xiàn)初步壓實(shí)。</p><p>　　3 均壓段：塑料進(jìn)入熔體輸送段后進(jìn)一

13、步塑化和均勻化，并使之定壓、定量和定溫地從機(jī)頭擠出。該段的溫度也最高，使經(jīng)過熔融段未能塑化的高分子在此段完成塑化，從而消除“顆?！?，使塑化充分均勻，所以該段又稱“均勻段”。因擠出量的大小由該段的容積決定，所以又叫“計(jì)量段”。</p><p><b>　　1.2.2成型階段</b></p><p>　　擠出成型主要通過模具在機(jī)頭內(nèi)完成的。機(jī)頭的主要作用是：改變經(jīng)過濾板機(jī)

14、脖的熔融物料的直線前進(jìn)方向；進(jìn)一步壓實(shí)物料；保溫，為出模成型提供密實(shí)結(jié)構(gòu)的可塑態(tài)膠料。因?yàn)闄C(jī)頭是為成型系統(tǒng)提供膠料的最后一道“關(guān)卡”，所要求機(jī)頭：分流合理、無死角；有一定的壓力；加熱控制靈敏、受熱均勻。</p><p><b>　　1.2.3定型階段</b></p><p>　　模具是塑料擠出過程中最后的熱壓作用裝置，是產(chǎn)品的定形裝置。電線電纜常用的模具（包括模芯和模

15、套）有三種型式：擠壓式、擠管式、半擠管（壓）式。</p><p>　　1擠壓式模具：靠壓力實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的最后定型，優(yōu)點(diǎn)：塑膠層結(jié)構(gòu)緊密結(jié)實(shí)、膠層與線芯結(jié)合緊密、外表面平整結(jié)實(shí)。缺點(diǎn)：對模具尺寸要求精度高、易偏心、產(chǎn)量低。適用于絕緣的擠出。</p><p>　　2 擠管式模具：靠對預(yù)成型塑料的拉伸，包覆在電線電纜的線芯或纜芯上。其優(yōu)點(diǎn)是：a、充分利用塑料的拉伸特性，提高產(chǎn)量；b、不易偏心；c、塑

16、料經(jīng)拉伸，可提高機(jī)械強(qiáng)度。d、延長模芯的使用壽命。e、模具通用性較大。其缺點(diǎn)是：塑膠層結(jié)構(gòu)致密性差、膠層與線芯結(jié)合不緊密。所以常采用抽真空的方法提高膠層與線芯結(jié)合的緊密度。常用于擠護(hù)套。</p><p>　　3 半擠管（壓）式：是擠壓式與擠管式的過渡型式，常用于異形導(dǎo)體擠絕緣和高速擠絕緣時(shí)，但必要時(shí)應(yīng)該采用抽真空裝置。</p><p><b>　　1.3擠塑機(jī)的組成</b&

17、gt;</p><p>　　擠出機(jī)組的主機(jī)是塑料擠出機(jī)，習(xí)慣上將其劃分為擠壓系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)和加熱冷卻系統(tǒng)三部分。</p><p>　　1.3.1.擠壓系統(tǒng)  </p><p>　　擠壓系統(tǒng)包括螺桿、機(jī)筒、料斗、機(jī)頭、和模具，塑料通過擠壓系統(tǒng)而塑化成均勻的熔體，并在這一過程中所建立壓力下，被螺桿連續(xù)的擠向機(jī)頭。</p><p&g

18、t;　　螺桿是擠塑機(jī)的最主要部件，它直接關(guān)系到擠塑機(jī)的應(yīng)用范圍和生產(chǎn)率，由高強(qiáng)度、耐熱和耐腐蝕的合金鋼制成。</p><p>　　機(jī)筒是一金屬圓筒，一般用耐熱、耐壓強(qiáng)度較高、堅(jiān)固耐磨、耐腐蝕的合金鋼或內(nèi)襯合金鋼的復(fù)合鋼管制成，機(jī)筒應(yīng)有足夠的厚度、剛度，內(nèi)壁應(yīng)光滑，但在新式擠塑機(jī)中為提高輸送效率，常在機(jī)筒內(nèi)壁開有縱向溝槽。在機(jī)筒的外面裝有電阻或電感加熱器、測溫系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)。</p><p>

19、;　　料斗通常為錐形容器，其容積至少應(yīng)能容100L用料。料斗底部裝有截?cái)嘌b置。根據(jù)需要有的料斗裝有抽真空、攪拌、加熱等推進(jìn)裝置。亦有自動(dòng)的加料料斗，計(jì)量配料料斗。</p><p>　　機(jī)頭的作用是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的塑料熔體轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫兄本€運(yùn)動(dòng)，并將熔體均勻、平穩(wěn)地導(dǎo)入模套中，并賦予塑料必要的成型壓力，模芯模套適當(dāng)配合形成截面不斷減小的環(huán)形間隙，使熔體在芯線周圍形成連續(xù)密實(shí)的管狀包覆層，機(jī)頭中的多空板能使機(jī)頭和機(jī)筒 對中

20、定位，貝寧感能支承過濾網(wǎng)對熔體產(chǎn)生反壓力，機(jī)頭上還裝有模具校正和調(diào)整裝置，能調(diào)整和校正模芯模套的同心度。</p><p><b>　　1.3.2傳動(dòng)系統(tǒng)</b></p><p>　　傳動(dòng)系統(tǒng)的作用是驅(qū)動(dòng)螺桿，供給在擠出過程所需要的力矩和轉(zhuǎn)速。通常由電動(dòng)機(jī)、減速箱和軸承等組成。要求螺桿轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，不隨其負(fù)荷的變化而變化，以保證制品質(zhì)量均勻一致。但在不同場合下又要求螺桿能變

21、速，以達(dá)到一臺設(shè)備能擠出不同塑料和不同制品的要求。</p><p>　　1.3.3加熱冷卻裝置</p><p>　　加熱與冷卻是塑料擠出過程能夠進(jìn)行的必要條件，加熱系統(tǒng)由外部加熱器加熱，使溫度升高，以達(dá)到工藝操作所需要的溫度。冷卻裝置是為了保證塑料在不大于工藝要求的溫度范圍內(nèi)而設(shè)定的?，F(xiàn)在擠塑機(jī)通常用的是電加熱，分為電阻加熱和感應(yīng)加熱，加熱片裝于機(jī)身、機(jī)脖、機(jī)頭各部分。加熱裝置由外部加熱機(jī)

22、筒內(nèi)的塑料，使之升溫，以達(dá)到工藝操作所需要的溫度。冷卻裝置是為了保證塑料處于工藝要求的溫度范圍而設(shè)置的。具體說就是為了排除螺桿旋轉(zhuǎn)的剪切摩擦產(chǎn)生的多余熱量，以免溫度過高使塑料分解、焦燒或定型困難。為此必須對機(jī)筒、螺桿和料斗進(jìn)行冷卻。機(jī)筒冷卻分為水冷和風(fēng)冷兩種。螺桿冷卻主要采用中心水冷，目的是增加物料固體輸送率，穩(wěn)定出膠量，同時(shí)提高產(chǎn)品質(zhì)量；但在料斗座出的冷卻，一是為了加強(qiáng)讀固體物料的輸送作用，防止因升溫使塑料粒發(fā)粘堵塞料口，二是保證傳動(dòng)

23、部分正常工作。</p><p>　　1.3.4輔機(jī)各部分的作用</p><p>　　1．放線裝置有單盤和雙盤兩種為提高生產(chǎn)效率，放線裝置趨向大容量和雙盤放線，以利于高速連續(xù)擠出。其結(jié)構(gòu)型式有無軸式和有軸式；單盤或雙盤放線；活動(dòng)式或固定式；張力控制或自由放線；放線架手動(dòng)升降開檔或自動(dòng)上盤放線。其基本要求是：放線速度要均衡而不應(yīng)有跳動(dòng)；線盤的裝卸要方便、迅速；運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，安全可靠性大；能為連續(xù)生

24、產(chǎn)提供保障等。</p><p>　　2．校正（退火）裝置：塑料擠出廢品中最常見的一種是偏心，而線芯各種型式的彎曲則是產(chǎn)生絕緣偏心的重要原因之一。在護(hù)套生產(chǎn)中，護(hù)套表面的刮傷也往往是由纜芯的彎曲造成的。因此，校正裝置是塑料擠出過程中必不可少的。其型式主要有：滾筒式；滑輪式；絞輪式；壓輪式等。</p><p>　　3.火花檢驗(yàn)機(jī)：為了發(fā)現(xiàn)并消除線芯塑料絕緣層的薄弱結(jié)構(gòu)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)擠出中的缺陷，最

25、大限度的減少廢品，一般在冷卻裝置后安裝有高頻火花檢驗(yàn)機(jī)，對線芯絕緣層或護(hù)層進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。</p><p>　　4.收排線裝置：在許多擠塑機(jī)組中，排線與收線是單獨(dú)傳動(dòng)的，但收排線之間有著嚴(yán)格的同步要求。即為實(shí)現(xiàn)收線盤制品排列均勻整齊，要求線盤每轉(zhuǎn)一周，排線移動(dòng)一定的距離，這個(gè)距離應(yīng)等于或略大于制品的外徑，而這個(gè)距離是由排線絲杠的轉(zhuǎn)速和螺紋結(jié)局確定的；同時(shí)收線盤的寬度與排線絲杠的行程必須一致，排線行程的兩端與線盤的兩

26、個(gè)側(cè)板對應(yīng)。為此擠塑機(jī)組收排線裝置應(yīng)為聯(lián)合機(jī)構(gòu)，以一定的形式進(jìn)行機(jī)械連鎖或電器連鎖。</p><p>　　5.記米器：能準(zhǔn)確記錄擠出制品的長度。</p><p>　　6.切斷器：能迅速切斷電纜，便于分盤。</p><p>　　7.吹干器：能迅速吹干擠出層表面水分。</p><p>　　8.印字裝置：分為輪式凸字熱印和色帶印字，在電纜擠出層表面

27、標(biāo)明產(chǎn)品型號、規(guī)格、電壓等級及制造廠商。</p><p><b>　　1.3.5牽引裝置</b></p><p>　　給擠出制品連續(xù)穩(wěn)定向前運(yùn)行的動(dòng)力，常采用輪式牽引和履帶牽引。</p><p><b>　　1.3.6控制系統(tǒng)</b></p><p>　　塑料擠出機(jī)的控制系統(tǒng)包括加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)及

28、工藝參數(shù)測量系統(tǒng)，主要由電器、儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu)（即控制屏和操作臺）組成。其主要作用是：控制和調(diào)節(jié)主輔機(jī)的拖動(dòng)電機(jī)，輸出符合工藝要求的轉(zhuǎn)速和功率，并能使主輔機(jī)協(xié)調(diào)工作；檢測和調(diào)節(jié)擠塑機(jī)中塑料的溫度、壓力、流量；實(shí)現(xiàn)對整個(gè)機(jī)組的控制或自動(dòng)控制。</p><p><b>　　1.4擠塑機(jī)的控制</b></p><p>　　擠出機(jī)組的電氣控制大致分為傳動(dòng)控制和溫度控制兩大部分，

29、實(shí)現(xiàn)對擠塑工藝包括溫度、壓力、螺桿轉(zhuǎn)數(shù)、螺桿冷卻、機(jī)筒冷卻、制品冷卻和外徑的控制等。以外保證在收線盤上從空盤到滿盤的恒張力收線，以及整齊的排線等要求。</p><p>　　1.4.1擠塑機(jī)主機(jī)的溫度控制</p><p>　　電線電纜絕緣和護(hù)套的塑料擠出是根據(jù)熱塑性塑料變形特性，使之處于粘流態(tài)進(jìn)行的。除了要求螺桿和機(jī)筒外部加熱，傳到塑料使之融化擠出，還要考慮螺桿擠出塑料時(shí)其本身的發(fā)熱，因此要

30、求主機(jī)的溫度應(yīng)從整體來考慮，既要考慮加熱器加熱的開與關(guān)，又要考慮螺桿的擠出熱量外溢的因素予以冷卻，要有有效的冷卻設(shè)施。并要求正確合理的確定測量元件熱電偶的位置和安裝方法，能從控溫儀表讀數(shù)準(zhǔn)確反映主機(jī)各段的實(shí)際溫度。以及要求溫控儀表的精度與系統(tǒng)配合好，使整個(gè)主機(jī)溫度控制系統(tǒng)的波動(dòng)穩(wěn)定度達(dá)到各種塑料的擠出溫度的要求。</p><p>　　1.4.2擠塑機(jī)的壓力控制</p><p>　　為了反映

31、機(jī)頭的擠出情況，需要檢測擠出時(shí)的機(jī)頭壓力，由于國產(chǎn)擠塑機(jī)沒有機(jī)頭壓力傳感器，一般是對螺桿擠出后推力的測量替代機(jī)頭壓力的測量，螺桿負(fù)荷表（電流表或電壓表）能正確反映擠出壓力的大小。擠出壓力的波動(dòng)，也是引起擠出質(zhì)量不穩(wěn)的重要因素之一，擠出壓力的波動(dòng)與擠出溫度、冷卻裝置的使用，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的長短等因素密切相關(guān)。當(dāng)發(fā)生異?，F(xiàn)象時(shí)，能排除的迅速排除，必須重新組織生產(chǎn)的則應(yīng)果斷停機(jī)，不但可以避免廢品的增多，更能預(yù)防事故的發(fā)生。通過檢測的壓力表讀數(shù)，

32、就可以知道塑料在擠出時(shí)的壓力狀態(tài)，一般取后推力極限值報(bào)警控制。</p><p>　　1.4.3螺桿轉(zhuǎn)速的控制</p><p>　　螺桿轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)與穩(wěn)定是主機(jī)傳動(dòng)的重要工藝要求之一。螺桿轉(zhuǎn)速直接決定出膠量和擠出速度，正常生產(chǎn)總希望盡可能實(shí)現(xiàn)最高轉(zhuǎn)速及實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)，對擠塑機(jī)要求螺桿轉(zhuǎn)速從起動(dòng)到所需工作轉(zhuǎn)速時(shí)，可供使用的調(diào)速范圍要大。而且對轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性要求高，因?yàn)檗D(zhuǎn)速的波動(dòng)將導(dǎo)致擠出量的波動(dòng)，影響擠

33、出質(zhì)量，所以在牽引線速度沒有變化情況下，就會(huì)造成線纜外徑的變化。同理如牽引裝置線速波動(dòng)大也會(huì)造成線纜外徑的變化，螺桿和牽引線速度可通過操作臺上相應(yīng)儀表反映出來，擠出時(shí)應(yīng)密切觀察，確保優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。</p><p>　　1.4.4外徑的控制</p><p>　　如上所述為了保證制品線纜外徑的尺寸，除要求控制線芯（纜芯）的尺寸公差外，在擠出溫度、螺桿轉(zhuǎn)速、牽引裝置線速度等方面應(yīng)有所控制保證，而外徑

34、的測量控制則綜合反映上述控制的精度和水平。在擠塑機(jī)組設(shè)備中，特別是高速擠塑生產(chǎn)線上，應(yīng)配用在線外徑檢測儀，隨時(shí)對線纜外徑進(jìn)行檢測，并且將超差信號反饋以調(diào)整牽引或螺桿的轉(zhuǎn)速，糾正外徑超差。</p><p>　　1.4.5收卷要求的張力控制</p><p>　　為了保證不同線速下的收線，從空盤到滿盤工作的恒張力要求，希望收排線裝置有貯線張力調(diào)整機(jī)構(gòu)，或在電氣上考慮恒線速度系統(tǒng)和恒張力系統(tǒng)的收卷

35、等等。</p><p>　　1.4.6整機(jī)的電氣自動(dòng)化控制</p><p>　　這是實(shí)現(xiàn)高速擠出生產(chǎn)線應(yīng)具備的工藝控制要求，主要是：開機(jī)溫度聯(lián)鎖；工作壓力保護(hù)與聯(lián)鎖；擠出、牽引兩大部件傳動(dòng)的比例同步控制；收線與牽引的同步控制；外徑在線檢測與反饋控制；根據(jù)各種不同需要組成部件的單機(jī)與整機(jī)跟蹤的控制。 </p><p>　　第2章 影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素&l

36、t;/p><p>　　擠出質(zhì)量主要指塑料的塑化情況是否良好，幾何尺寸是否均一，即徑向厚度是否一致，軸向外徑是否均勻。決定塑化情況的因素除塑料本身外，主要是溫度和剪切應(yīng)變率及作用時(shí)間等因素。擠出溫度過高不但造成擠出壓力的波動(dòng)，而且導(dǎo)致塑料的分解，甚至可能釀成設(shè)備事故。</p><p>　　塑料擠出機(jī)組是由擠塑機(jī)（主機(jī)）和多臺輔助設(shè)備組成的，生產(chǎn)中機(jī)組人員應(yīng)密切配合操作.操作人員必須熟悉生長過程和

37、操作規(guī)程。按工藝規(guī)定的控制溫度，選配好合適的模具，經(jīng)常觀察加溫系統(tǒng)的變化、外徑的變化、速度的變化，防止塑料層的偏心、焦燒、塑化不良等現(xiàn)。</p><p><b>　　2.1塑料</b></p><p>　　塑料電線電纜要適應(yīng)各種不同需要，就應(yīng)具有廣泛的優(yōu)異而穩(wěn)定的使用性能。塑料電線電纜的使用性能和壽命，決定于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的先進(jìn)性、塑料選用的合理性以及工藝的完善性。從塑料電

38、現(xiàn)電纜技術(shù)的發(fā)展來看，合理而正確的使用材料是關(guān)鍵的因素。為了制造性能優(yōu)異而穩(wěn)定的塑料電線電纜，在導(dǎo)電線芯和半成品纜芯滿足規(guī)定的技術(shù)要求的前提下，主要是對絕緣和護(hù)套用塑料提出了較高的要求。絕緣塑料的基本要求是具有優(yōu)異的電絕緣性能，同時(shí)根據(jù)產(chǎn)品用途和使用條件分別提出對機(jī)械性能、耐高溫性、物理－化學(xué)性能及工藝性能的要求。對護(hù)套塑料的基本要求是耐受各種環(huán)境因素作用的老化性能，在滿足 這個(gè)條件下分別提出一些特殊要求和輔助要求。最常用的護(hù)套料是

39、聚氯乙烯、聚乙烯和聚烯烴料等。</p><p>　　2.1.1聚氯乙烯（PVC）</p><p>　　聚氯乙烯塑料是以聚氯乙烯樹脂為基礎(chǔ)，加入各種配合劑混合而成的。其機(jī)械性能優(yōu)越、耐化學(xué)腐蝕、不延燃、耐氣候性好、電絕緣性能好、容易加工、成本低，因此是電線電纜絕緣和護(hù)套用的好材料。</p><p>　　用普通（阻燃）PVC電纜料制造的電纜燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量黑煙，同時(shí)釋放

40、出大量腐蝕性氣體HCl，對人體和儀器裝置會(huì)造成巨大損害。低煙低鹵阻燃電纜料是以專用PVC樹脂為基料，添加各種改性劑、助劑和優(yōu)良阻燃劑，經(jīng)過均勻混煉充分塑化加工而成的高科技產(chǎn)品。它不僅具有優(yōu)良的阻燃性，而且在燃燒是釋放的煙量低，HCl釋出量很低，可觀察到燃燒火焰及附近的物體。與普通PVC護(hù)套料相比，其拉伸強(qiáng)度及斷裂伸長率相當(dāng)；擠出時(shí)無需特種螺桿，其工藝性能亦相當(dāng)。使用這種電纜料制成的電纜，完全適用于地鐵、高層建筑、發(fā)電站、廣播電視中心及計(jì)

41、算機(jī)中心等對電線電纜阻燃性能要求高的場所。</p><p>　　表2-1 護(hù)套用PVC塑料的分類及性能</p><p><b>　　2.1.2聚乙烯</b></p><p>　　聚乙烯是一種乳白色的塑料，表面呈蠟狀且半透明，是電線電纜較為理想的絕緣和護(hù)套材料。根據(jù)合成方法的不同，可以分為低密度聚乙烯（LDPE）、中密度聚乙烯（MDPE）、高密度

42、聚乙烯（HDPE）。</p><p>　　熱塑性低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料： 該種電纜料是以聚乙烯樹脂為基料，加入優(yōu)質(zhì)高效的無鹵無毒阻燃劑、抑煙劑、熱穩(wěn)定劑、防霉劑、著色劑等改性添加劑，經(jīng)混煉、塑化、造粒而成。</p><p><b>　　2.2原材料的處理</b></p><p>　　電線電纜護(hù)套的擠出質(zhì)量對原材料處理的最基本要求有以下幾點(diǎn)：

43、①去除塑料中過量的水分或潮氣；②去除固體雜質(zhì)；③護(hù)套前成纜或鎧裝半制品應(yīng)圓整，外徑均勻，不得有嚴(yán)重的節(jié)距形、竹節(jié)形、局部粗大等現(xiàn)象；④包帶應(yīng)緊貼平服，不得有毛刺和尖角翹起。半制品表面不得有水分和油污。</p><p><b>　　2.2.1干燥</b></p><p>　　塑料中含有水分或塑料受潮，不僅會(huì)影響擠出過程的正常進(jìn)行，還會(huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)量。因?yàn)樗衷跀D出過程中

44、受熱轉(zhuǎn)變?yōu)樗魵?，在成品塑料層中產(chǎn)生許多氣泡，它不僅會(huì)影響絕緣和護(hù)套的機(jī)械性能，更為嚴(yán)重的是它將降低絕緣耐電強(qiáng)度，所以絕緣應(yīng)嚴(yán)格控制其含水量。</p><p>　　2.2.2去除固體雜質(zhì)</p><p>　　為保證電線電纜產(chǎn)品的護(hù)套性能，必須對原材料中的機(jī)械雜質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格控制。為此，除對電纜料生產(chǎn)廠提出較高的要求外，還應(yīng)搞好生產(chǎn)環(huán)境的衛(wèi)生，避免在生產(chǎn)中混入新的雜質(zhì)，在機(jī)頭處裝過濾網(wǎng)濾除已混入

45、的雜質(zhì)，對于要求較高的產(chǎn)品，擠出機(jī)應(yīng)安裝真空密閉料斗，并在機(jī)頭前裝有線芯去污裝置。</p><p><b>　　2.3螺桿</b></p><p>　　螺桿是擠塑機(jī)主機(jī)擠壓系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一，它不僅起輸送塑料的作用，同時(shí)對塑料的擠壓、塑化、成型的難易也起著極其重要的作用，所以合理選用螺桿結(jié)構(gòu)和參數(shù)是獲得理想的產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的重要環(huán)節(jié)。</p><p

46、>　　為適應(yīng)不同塑料加工的需要，螺桿的型式有很多種，常見的有以下幾種：漸變型（等距不等深），漸變型（等深不等距），突變型，魚雷頭型等。</p><p>　　2.3.1螺桿的選擇</p><p>　　螺桿型式的選用主要根據(jù)塑料的物理性能及擠塑機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范來確定。</p><p>　　1．等距突變螺桿：非結(jié)晶型聚合物的軟化是在一個(gè)比較寬的溫度范圍內(nèi)完成的，例如

47、軟聚氯乙烯的軟化點(diǎn)為75~165℃，因此一般選用漸變型螺桿。熔融的溫度范圍比 較窄、粘度較低的結(jié)晶型聚合物，例如尼龍、聚烯烴等，宜選用突變螺桿。如果高粘度塑料選用突變型螺桿，擠出時(shí)易引起局部過熱，因此不宜使用</p><p>　　2.等距不等深：在小型擠塑機(jī)上，如φ45擠塑機(jī)螺桿采用的是等距不等深的全螺紋型式，螺桿的長徑比較小，主要用于擠出小截面的絕緣層和護(hù)套層，擠出速度較快。 </p>

48、<p>　　3.漸變型：中型螺桿采用等距而螺紋深度漸變的全螺紋型式，它的長徑比比小型螺桿大些，螺紋的節(jié)距相等，從根部起由淺到深。螺紋端部的螺紋較深，根部的螺紋較淺，這樣塑料擠出量較多，又不影響螺桿強(qiáng)度，擠出速度快，塑料塑化好，是一般中小型擠塑機(jī)生產(chǎn)絕緣層和護(hù)套層的理想螺桿。</p><p>　　4.大型螺桿的選擇：大型螺桿直徑一般在150mm以上，如φ150、φ200、φ250擠塑機(jī)。大型螺桿采用兩種型

49、式，一是等距不等深， 如φ150、φ200擠塑機(jī)；二是螺桿分三段，即等距等深、等距不等深、不等距不等深， 如φ250擠塑機(jī)， 壓縮比在2～3之間，長徑比在15：1左右，主要用于生產(chǎn)大截面的電線電纜絕緣層和護(hù)套層。</p><p>　　2.3.2螺桿的維護(hù)保養(yǎng)</p><p>　　螺桿作為塑料擠出的心臟部分，維護(hù)保養(yǎng)好螺桿是提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量的關(guān)鍵。因此，要注意下列幾個(gè)問題：①不允許在沒有加

50、塑料時(shí)螺桿空轉(zhuǎn)。②在清洗螺桿時(shí)，要把螺桿墊平墊穩(wěn)，不允許螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，以免螺桿損傷。③嚴(yán)禁將金屬物品加入機(jī)筒內(nèi)，以免損傷螺桿。④溫度過低或加溫溫度未達(dá)到工藝溫度下限時(shí)，嚴(yán)禁起動(dòng)螺桿。⑤使用螺桿冷卻水時(shí)，當(dāng)溫度下降明顯且較低時(shí)，應(yīng)停止水冷；并做到停機(jī)必須停水。⑥定期清洗螺桿。清洗螺桿時(shí)嚴(yán)禁使用金屬器械砸撞螺桿。</p><p>　　1.關(guān)于擠出機(jī)螺桿磨損問題：一般擠出機(jī)螺桿工作溫度高，有時(shí)可達(dá)400oC，工作壓力可達(dá)3

51、00~500kg/cm2，在這樣的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，螺桿的螺棱頂不斷的受到磨損，螺桿與料筒的間隙不斷增大，工作性能因而變壞。影響螺桿磨損的因素很多，主要是加工的樹脂種類、填料、增強(qiáng)物及其他添加劑等。填料和增強(qiáng)物的硬度越大，對螺桿磨損越嚴(yán)重，物料中若有金屬等異物甚至?xí)孤輻U受損而無法使用。如果樹脂和添加劑在加工過程中有腐蝕作用，螺桿的磨損更為嚴(yán)重，尤其對螺桿的壓縮段和均化段。此外，其它工藝參數(shù)比如口模壓力、螺桿轉(zhuǎn)速等對螺桿磨損也有影響。<

52、/p><p>　　螺桿磨損后，產(chǎn)率下降，工藝難以控制，質(zhì)量不穩(wěn)定。盡管人們對這個(gè)問題都有一定的認(rèn)識，但在進(jìn)行產(chǎn)品成本核算時(shí)往往螺桿磨損引起的產(chǎn)量損失，其實(shí)當(dāng)螺桿磨損到一定程度后，設(shè)備產(chǎn)量的降低是很大的，據(jù)測量產(chǎn)量損失可達(dá)5~25%。因此，如在螺桿磨損后能及時(shí)更換或修理，產(chǎn)量和質(zhì)量會(huì)大大提高，所有的資金在大約兩個(gè)月內(nèi)可由產(chǎn)量的提高所得的額外利潤全部補(bǔ)償，同時(shí)使擠出過程的穩(wěn)定性提高，便于操作和控制。</p>

53、<p>　　2.螺桿磨損對產(chǎn)率及產(chǎn)品質(zhì)量的影響：螺桿磨損增大了螺桿和料筒之間的間隙，使漏流量增加，造成產(chǎn)率損失。通常估算產(chǎn)率損失采用這兩種方法：一是測產(chǎn)率法，即把測得的螺桿磨損后產(chǎn)率與該螺桿初用時(shí)的產(chǎn)率做比較，以新螺桿產(chǎn)率峰值的百分?jǐn)?shù)來計(jì)算產(chǎn)率損失；二是計(jì)算法，即通過測量螺桿磨損的程度，據(jù)測得的磨損數(shù)據(jù)計(jì)算出產(chǎn)率損失。</p><p><b>　?。?）.測產(chǎn)率法</b><

54、/p><p>　　在擠出機(jī)安裝上新螺桿和料筒時(shí)，盡可能在不影響產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，以最快的加工速度加工給定的物料，生產(chǎn)正常后測量并紀(jì)錄產(chǎn)率，也可同時(shí)紀(jì)錄下加工溫度、螺桿轉(zhuǎn)速、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓和電流，這對了解螺桿磨損對工藝及產(chǎn)品質(zhì)量的影響有幫助。以后定期的測量這些數(shù)據(jù)，并與第一次測量的數(shù)據(jù)做比較，即可得知螺桿磨損對產(chǎn)率產(chǎn)生的影響程度。定期檢查測量的時(shí)間間隔可以是幾個(gè)月，視加工物料的情況而定。如加工純的聚烯氫類物料，可以半年或

55、一年檢測一次，而加工高填充PVC之類的材料，由于螺桿磨損程度嚴(yán)重，一個(gè)月就要檢測測量一次。一般來說，不論使用哪種物料，生產(chǎn)哪種物品，都要求至少一年檢測一次.</p><p><b>　?。?）.計(jì)算法</b></p><p>　　采用計(jì)算法有這樣兩個(gè)問題，首先，該方法要求對螺桿進(jìn)行拆卸、清理和測量，一般需要停機(jī)24小時(shí)，對產(chǎn)率有影響；其次，除了螺桿磨損造成的產(chǎn)率流失以

56、外，由于螺桿轉(zhuǎn)速增加引起物料溫度升高、黏度下降所產(chǎn)生的產(chǎn)率變化，很難通過該方法計(jì)算進(jìn)去。盡管如此，此法仍不失為一種較為可靠的計(jì)算螺桿磨損產(chǎn)率損耗的方法。</p><p>　　從廣義上說，當(dāng)螺桿和料筒新的時(shí)候有一個(gè)配合間隙，據(jù)擠出理論來看這也意味著產(chǎn)率損失，隨著螺桿和料筒的磨損，間隙增大，產(chǎn)率損失也隨之增大。如果設(shè)A為新螺桿和料筒的配合間隙，B為磨損后的間隙，C為均化段螺槽深度，那么由螺桿磨損造成的產(chǎn)率損失可用下式

57、來計(jì)算：</p><p>　?。?-1） </p><p>　　比如，一根直徑為65mm的螺桿，均化段螺槽深度為3.6mm，料筒內(nèi)徑為65.4mm（設(shè)磨損后不變），磨損后螺桿直徑為64.65mm，那么螺桿與料筒的間隙為：</p><p><b>　　磨損后間隙為：</b&g

58、t;</p><p><b>　　按公式產(chǎn)率損失為：</b></p><p>　　在上述情況下，理論上產(chǎn)率損失約為5%，使用過程中的累計(jì)產(chǎn)量損失相當(dāng)于一根新螺桿生產(chǎn)2~3個(gè)月，可見產(chǎn)量損失是多么大，而且在實(shí)際生產(chǎn)中產(chǎn)率損失可能要大于此數(shù)，有可能高達(dá)25%。</p><p>　　螺桿的拆卸和測量是比較麻煩的，要注意的是螺桿從機(jī)筒中抽出后必須趁熱清

59、理，采用鋼刷刷洗并進(jìn)行拋光（為操作方便，可搽少許機(jī)油），然后把螺桿放在工作太上，待冷卻到室溫后，除去螺桿上的毛刺及粘著物。</p><p>　　測量可從螺桿加料段末端開始，并選取螺棱頂面的最凹部測量，這樣有利于保持測量數(shù)據(jù)的一致性。最后取各測量值的算術(shù)平均值作為磨損螺桿的直徑。為便于以后參考，可繪制一張螺桿簡圖，把螺桿磨損情況及測量數(shù)據(jù)標(biāo)入相應(yīng)位置。</p><p>　　螺桿磨損除產(chǎn)率降低

60、外對產(chǎn)品質(zhì)量等方面也有一定的影響，這主要是因?yàn)槁輻U磨損導(dǎo)致產(chǎn)率降低后，為保持穩(wěn)定的產(chǎn)率，勢必要提高螺桿的轉(zhuǎn)速，這樣，物料所受的剪切和摩擦增大而使熔融溫度升高，造成物料過多的回流，增加了物料在料筒中的滯留時(shí)間，引起塑化溫度不穩(wěn)定，因而產(chǎn)生壓力和產(chǎn)率波動(dòng)，據(jù)測，機(jī)頭壓力波動(dòng)可達(dá)25%，這種情況在實(shí)際生產(chǎn)中往往表現(xiàn)為螺桿轉(zhuǎn)速增加，擠出機(jī)生產(chǎn)總產(chǎn)量節(jié)本不變，但產(chǎn)品質(zhì)量突然下降，廢品率大大上升，這些正是壓力波動(dòng)和產(chǎn)率波動(dòng)造成的，是不可忽視的。&l

61、t;/p><p><b>　　2.4溫控系統(tǒng)</b></p><p>　　溫度是塑料由固體顆粒狀態(tài)轉(zhuǎn)變成粘流態(tài)的主要條件，擠塑機(jī)的溫度加熱控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)塑料物態(tài)轉(zhuǎn)變的重要設(shè)施，溫度控制不好，對產(chǎn)品質(zhì)量影響極大。擠塑機(jī)的溫度控制系統(tǒng)是由電加熱和冷卻組成，以實(shí)現(xiàn)擠塑機(jī)各區(qū)域溫度的升降和調(diào)節(jié)，控制適當(dāng)溫度可保證擠出質(zhì)量。</p><p><b>

62、;　　2.4.1加熱系統(tǒng)</b></p><p>　　1.溫度控制機(jī)理:安裝在擠塑機(jī)上的電加熱器和冷卻風(fēng)機(jī)是主要的控制機(jī)構(gòu)。由于電加熱具有升溫、降溫迅速的特點(diǎn)，而溫度過高和過低都是擠出中要絕對避免的，所以電加熱必須有一套靈敏度相當(dāng)高的溫度調(diào)節(jié)裝置尤溪般包括有自動(dòng)測量儀器、控制儀表，以及有效的冷卻設(shè)施。在擠塑機(jī)的適當(dāng)位置上（越接近塑料層越好）安裝有測量元件熱電偶，就是極其重要的溫度檢測元件。在加溫和擠出

63、過程中，測溫元件熱電偶隨時(shí)測得的熱電勢信號被送到控溫儀，經(jīng)放大處理后與溫度設(shè)定值比較，溫度儀表指示不到設(shè)定值時(shí)，則繼續(xù)加熱，如接近或到達(dá)設(shè)定值，則按不同的調(diào)節(jié)規(guī)律儀表發(fā)出不同的指示信號。當(dāng)超過設(shè)定值，則開動(dòng)冷卻風(fēng)機(jī)，是機(jī)身得到冷卻，使溫度得以下降，回到預(yù)設(shè)定值。如此反復(fù)，自動(dòng)控制或手動(dòng)調(diào)節(jié)，使溫度穩(wěn)定在被控制值附近。</p><p>　　2.擠塑機(jī)的溫控部位:根據(jù)擠出原理，擠塑機(jī)各部位的溫度應(yīng)有差別，可以用設(shè)置于

64、各部位電加熱片的容量差別來實(shí)現(xiàn)。一般的，加料段容量最小，(壓縮)塑化段和均化段容量要大些，而機(jī)頭是保溫區(qū)，主要以加熱克服散熱，所以容易不大。在擠塑機(jī)中溫控一般是根據(jù)加熱片的多少分為6～8段，小型擠塑機(jī)一般分為六段，大型擠塑機(jī)分成八段，通過控制屏上溫度儀表的顯示，來對擠塑機(jī)的六個(gè)加熱區(qū)進(jìn)行溫控。以六段加熱擠塑機(jī)為例，六個(gè)溫控區(qū)域部位如下圖所示。擠塑機(jī)的六個(gè)溫控部位或各加熱段的溫度，在控制屏上都可以在溫度儀表上一一顯示，由操作者直接觀察而知

65、，便于調(diào)整。</p><p>　　3.控制溫度的高低對產(chǎn)品質(zhì)量的影響:溫度是塑料由固體狀態(tài)向粘流狀態(tài)轉(zhuǎn)變的有效手段，同時(shí)它也可能造成塑料的燒焦或分解，溫度低時(shí)，也可能造成嚴(yán)重的設(shè)備事故。由于塑料品種的不同，以及擠出速度、擠出外徑、擠出厚度的不同，在實(shí)際的擠出過程中，溫度控制不盡相同，因此對具體的品種采用相應(yīng)的擠塑溫度。另外，除塑料和結(jié)構(gòu)尺寸造成的溫度控制不同外，環(huán)境溫度也應(yīng)予以考慮。因此，嚴(yán)格按照工藝要求控制溫度

66、的高低，保證擠塑過程的順利進(jìn)行，保證良好的產(chǎn)品質(zhì)量，是每一個(gè)操作者不可忽視的職責(zé)。溫度過高：指的是溫度控制超過某種塑料的最佳塑化溫度,  容易使塑料焦燒和老化,也容易產(chǎn)生氣孔、氣泡、氣眼、定型不好等質(zhì)量問題。溫度過高,還會(huì)造成擠出過程中擠出壓力波動(dòng),塑料在機(jī)筒內(nèi)“打滑,擠出量不穩(wěn),使擠包層和產(chǎn)品外徑尺寸不均。溫度過低：指的是溫度控制低于塑料的最佳塑化溫度,造成塑料塑化不好,擠出表面有樹脂疙瘩或未塑化好的小顆粒。特別是合膠縫合不

67、好,不但影響產(chǎn)品質(zhì)量,還容易造成塑膠層脫節(jié)、裂紋、斷膠等現(xiàn)象。因此要嚴(yán)格按照工藝規(guī)定控制溫度,不宜過高或過低。</p><p>　　在實(shí)際操作過程中，因設(shè)備新舊、外徑大小的不同，擠制工藝有所不同，溫度控制也不盡相同，擠制絕緣和護(hù)套所用塑料一樣，但因樹脂中的添加劑不同，其溫度控制亦有區(qū)別。另外，環(huán)境溫度的高低也會(huì)影響擠塑溫度的控制，冬天與夏天就要相差5～10℃。</p><p><b&

68、gt;　　2.4.2冷卻系統(tǒng)</b></p><p>　　塑料擠制工藝制度中的冷卻也是很重要的一項(xiàng)。一般分成螺桿冷卻、機(jī)身冷卻，以及產(chǎn)品的冷卻。</p><p>　　1.螺桿的冷卻:螺桿冷卻的作用是消除摩擦過熱，穩(wěn)定擠出壓力，促使塑料攪拌均勻，提高塑化質(zhì)量。但其使用必須適當(dāng)，尤其不能過甚，否則機(jī)筒內(nèi)塑料熔體驟然冷卻，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重事故的發(fā)生。而螺桿冷卻在擠出前是絕對禁止使用的，否則

69、也會(huì)釀成嚴(yán)重的設(shè)備事故。</p><p>　　2.機(jī)身的冷卻:機(jī)身冷卻的作用是增加機(jī)筒散熱，以此克服摩擦過熱形成的升溫，因?yàn)檫@一溫升在擠出過程中，甚至在切斷加熱電源后也不能停止，從而使合理的溫度不能得以長期維持，必須增加散熱，而使機(jī)筒冷卻下來，以維持?jǐn)D出過程中的熱平衡。機(jī)身冷卻是分段進(jìn)行的，主要以風(fēng)機(jī)冷卻為主，考慮到機(jī)身各段的功能不同，對均化段冷卻的使用尤其注意。</p><p>　　3.

70、產(chǎn)品的冷卻:產(chǎn)品冷卻是確保制品幾何形狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的重要措施。塑料擠包層在離開機(jī)頭后，應(yīng)立即進(jìn)行冷卻，否則會(huì)在重力作用下發(fā)生變形。對于聚氯乙稀等非結(jié)晶材料可以不考慮結(jié)晶的問題，塑料制品可采用急冷方法，用水直接冷卻，使其在冷卻水槽中冷透，不再變形。</p><p>　　對于聚乙烯，聚丙烯等結(jié)晶型聚合物的冷卻，則應(yīng)考慮到結(jié)晶問題，如果采用急冷方法，會(huì)給塑料制品組織帶來不利的影響，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，這是導(dǎo)致產(chǎn)品日后產(chǎn)生龜裂的原

71、因之一，必須在擠塑工藝中予以重視；聚乙烯、聚丙烯等結(jié)晶型塑料的擠包層宜用逐步降溫的溫水冷卻方法來進(jìn)行，一般視設(shè)備輔機(jī)設(shè)施而定，冷卻水槽應(yīng)分段分節(jié)，水溫可由塑料擠包層進(jìn)入第一段水槽的70℃～60℃溫度開始，逐段降低水溫，直至室溫，各段水溫的溫差越小越合理。</p><p>　　第3章 實(shí)際操作中的影響</p><p>　　在線纜行業(yè)中，線纜的制造工藝要求擠塑設(shè)備的升溫、溫度的穩(wěn)定保持、原料塑

72、化、機(jī)頭壓力、擠塑過程等，應(yīng)盡可能接近設(shè)定的理想狀態(tài)。通常溫度范圍有相應(yīng)的量化指標(biāo)加以規(guī)范，以減少由溫度變化引起的負(fù)面影響。在擠塑過程中，塑料粒子由固體顆粒轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鳡顟B(tài)，溫度是控制其變化的主要手段。</p><p>　　擠塑設(shè)備加熱系統(tǒng)溫度的變化，直接影響擠塑過程的順利與否，進(jìn)而影響線纜產(chǎn)品的質(zhì)量。然而在實(shí)際生產(chǎn)過程中，有時(shí)擠塑設(shè)備的溫度會(huì)在某一范圍波動(dòng)，在對溫度進(jìn)行調(diào)整時(shí)往往不能達(dá)到明顯的效果，在此情況下生產(chǎn)

73、的產(chǎn)品，尤其是對附加值高的電纜(如控制電纜、電力電纜、通信電纜、交聯(lián)聚乙烯電纜等)將造成較大的浪費(fèi)。通過對數(shù)臺擠塑設(shè)備(φ45～φ150mm)的觀察、分析及調(diào)整，導(dǎo)致擠塑設(shè)備溫控失調(diào)原因，大致有設(shè)備自身、傳感器(熱電偶)、測溫控制儀表、人為因素等方面。</p><p><b>　　3.1設(shè)備</b></p><p><b>　　3.1.1加熱設(shè)備</b

74、></p><p>　　擠塑設(shè)備通常是用電加熱器加熱，加熱片裝于機(jī)筒(機(jī)身)、機(jī)脖、機(jī)頭等各部位。機(jī)筒的散熱(冷卻)又分為水冷、風(fēng)冷、或兩種的結(jié)合。擠塑在加熱的情況下進(jìn)行，是一個(gè)連續(xù)的摩擦生熱過程。由于螺桿的旋轉(zhuǎn)，塑料粒子在機(jī)筒內(nèi)受剪切變形和摩擦擠壓，產(chǎn)生的熱量和溫升有時(shí)會(huì)大大超過塑料粒子塑化所需的溫度，甚至在關(guān)閉加熱電源后仍不能停止，進(jìn)而超出工藝要求的溫度范圍。此時(shí)，若機(jī)器冷卻系統(tǒng)的平衡失調(diào)，如散熱風(fēng)機(jī)功

75、率不足、損壞、密封墊破損等，往往導(dǎo)致機(jī)筒的某段溫度失控，引起粒子料塑化不均。若是溫度超高，則會(huì)使粒子料在機(jī)筒和螺桿表面燒焦，進(jìn)而使線纜絕緣層或護(hù)套層的缺陷增加，或引起線纜表面燒焦等。</p><p>　　避免或減少產(chǎn)品缺陷的方法是在開機(jī)過程中，認(rèn)真觀察設(shè)備每個(gè)溫度段的溫度指示值，并隨機(jī)頭出料的塑化質(zhì)量情況調(diào)節(jié)溫控，發(fā)現(xiàn)燒焦應(yīng)立即清理機(jī)頭和螺桿。對于懷疑某段散熱風(fēng)機(jī)有故障或漏風(fēng)，應(yīng)會(huì)同維修人員維修處理后再開機(jī)。若所

76、用設(shè)備的螺桿是用油冷方式冷卻的，則與其模具溫控器中儀表的設(shè)置、管路的通暢與否、電磁閥、油泵、油質(zhì)等因素有關(guān)。若設(shè)備(螺桿和機(jī)筒)用循環(huán)水方式進(jìn)行冷卻，水垢、污物、水壓、水流量、電磁閥故障等為主要因素。以上原因同樣會(huì)引發(fā)溫度失調(diào)現(xiàn)象，因此在開機(jī)過程中，應(yīng)保持冷卻油路或水路的暢通，并經(jīng)常檢查相關(guān)附件是否正常?？赏ㄟ^觀察油溫、水溫指示及壓力指示等對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行判斷。</p><p><b>　　3.1.2螺桿

77、</b></p><p>　　螺桿放置不當(dāng)、安裝過程中發(fā)生碰撞、跌落，使螺桿在一定程度上產(chǎn)生變形、存在毛刺，或是由于粒子料中混入金屬塊或其他硬顆粒，導(dǎo)致螺桿與機(jī)筒內(nèi)壁摩擦使溫升加劇導(dǎo)致溫度失控。這些往往導(dǎo)致儀表在無輸出狀態(tài)下工作，機(jī)器溫度逐漸升高，處于亞失控狀態(tài)(即儀表沒有輸出指示，但溫度示值仍然緩慢升高，并在某溫度點(diǎn)居高不下)，若發(fā)生此現(xiàn)象則比較麻煩，在排除風(fēng)機(jī)、油冷、冷卻水、熱工儀表、熱電偶等因素

78、的情況下，須對螺桿變形進(jìn)行確認(rèn)，必要時(shí)磨削螺桿。嚴(yán)禁將金屬物品加入機(jī)筒內(nèi)，拆卸、清洗螺桿時(shí)應(yīng)將螺桿墊放平穩(wěn)。</p><p>　　3.1.3開機(jī)速度及待機(jī)時(shí)間</p><p>　　設(shè)備開機(jī)速度慢，出膠量少，使原料塑化過頭，粒子料在機(jī)筒內(nèi)打滑，導(dǎo)致螺桿轉(zhuǎn)速波動(dòng)，引起擠出壓力波動(dòng)，再加上螺桿磨損，引起已塑化原料在機(jī)筒內(nèi)翻滾、回流，使摩擦加劇，導(dǎo)致溫控失調(diào)。或是機(jī)脖內(nèi)部錐面面積小、散熱慢，加上在

79、開機(jī)過程中因中和、換料和其他原因引起待機(jī)時(shí)間長，使粒子料燒焦、碳化并附著在機(jī)脖、機(jī)頭內(nèi)部造成堵塞，原料不能正常擠出，導(dǎo)致溫控失調(diào)。因此開機(jī)前，應(yīng)做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，盡量縮短開機(jī)升溫過程中的待機(jī)時(shí)間，換?；驌Q料要及時(shí)、干凈，若待機(jī)時(shí)間需相對延長，則可降低設(shè)定的溫度來避免原料焦化現(xiàn)象。</p><p>　　3.1.4機(jī)脖或機(jī)頭</p><p>　　由于機(jī)脖或機(jī)頭溫度段的上下加熱塊中某一塊損壞，導(dǎo)

80、致該段上下溫度有較大差別，而熱電偶的取樣點(diǎn)只有一個(gè)，所采集的溫度不一定是該段的實(shí)際溫度，此現(xiàn)象在螺桿直徑較大的擠塑設(shè)備中尤為常見。常使物料塑化效果差、不均勻。因此，應(yīng)經(jīng)常檢查加溫、溫控系統(tǒng)是否正常。操作者可以從加熱段電流表的電流變化作出判斷，若發(fā)現(xiàn)加溫系統(tǒng)有問題，應(yīng)找有關(guān)人員處理正常后再開機(jī)。</p><p><b>　　3.1.5濾網(wǎng)</b></p><p>　　由

81、于原料(粒子料)的質(zhì)量較差(回收再生料)，其中含有砂粒和其他顆粒，致使機(jī)頭過濾網(wǎng)阻塞，機(jī)筒壓力增大引起溫度逐漸升高失控。若是以上幾種因素的綜合，則溫控失調(diào)現(xiàn)象將進(jìn)一步加劇。</p><p><b>　　3.2熱電偶的影響</b></p><p>　　熱電偶在測溫過程中，受測量環(huán)境、使用溫度以及絕緣材料和保護(hù)管材料的沾污等影響，使用一段時(shí)間后，其熱電特性將會(huì)發(fā)生變化，這

82、一變化超過規(guī)定范圍時(shí)，會(huì)使熱電偶測量的溫度產(chǎn)生失真。</p><p>　　3.2.1熱電偶的可靠性</p><p>　　熱電偶固定的可靠性、取樣點(diǎn)的設(shè)置、插入深度及接觸點(diǎn)正確與否，對溫度值的真實(shí)反映有很大關(guān)系。由于從機(jī)筒到機(jī)頭各段溫度不盡相同，呈現(xiàn)低、高、低排列，取樣點(diǎn)位置和深度為重要因素。通常熱電偶取樣深度是熱電偶直徑的5～8倍，并應(yīng)有效接觸。</p><p>　

83、　3.2.2熱電偶的正確夾放</p><p>　　熱電偶直接夾放在加熱圈內(nèi)，將導(dǎo)致該測點(diǎn)的溫度有較大偏差，尤其在機(jī)頭更是如此，因?yàn)槠浞从车氖羌訜崛Φ臏囟?，而不是機(jī)頭的實(shí)際溫度。所以機(jī)頭必須選擇合適的溫度取樣點(diǎn)，而不是簡單的夾放。</p><p>　　3.2.3正確選擇熱電偶</p><p>　　熱電偶與儀表的分度號不匹配，(比如K型的錯(cuò)用為J型或E型)導(dǎo)致溫度示值與

84、實(shí)際溫度偏差較大。對工藝參數(shù)的執(zhí)行起誤導(dǎo)作用。因此在更換熱電偶時(shí)，要仔細(xì)辨認(rèn)分度號。</p><p>　　3.2.4使用過程中的注意事項(xiàng)</p><p>　　使用過程中，對熱電偶更換、拔插頻繁，特別在機(jī)頭、機(jī)脖、法蘭等部位，容易導(dǎo)致熱電偶導(dǎo)線扭曲、絕緣下降、局部短路，使測量信號出現(xiàn)偏差，引起該段溫度值偏離。因此，在調(diào)整和清理機(jī)頭時(shí)，要防止損傷插頭、熱電偶導(dǎo)線、接線柱等，保持接觸良好。<

85、;/p><p><b>　　3.2.5斷偶現(xiàn)象</b></p><p>　　溫度指示值是儀表的最高值并且無輸出，電流表無電流指示。斷偶的結(jié)果是該加熱的溫度段不加熱。原因有信號的補(bǔ)償導(dǎo)線接觸不良、導(dǎo)線斷路、熱電偶內(nèi)部損壞等。檢測時(shí)，用萬用表很容易作出判斷。</p><p>　　3.3儀表方面的因素</p><p>　　3.3.

86、1熱工儀表與熱電偶之間存在偏差</p><p>　　對儀表進(jìn)行檢定時(shí)未加以修正，不能反映真實(shí)溫度值。因此，若熱工儀表存在偏差，則必須對儀表示值偏差進(jìn)行修正。</p><p>　　1.動(dòng)圈式測溫控制儀表</p><p>　　由于機(jī)械磨損、儀表指針觸碰表盤或粉塵顆粒等使表針出現(xiàn)卡滯，導(dǎo)致表針停留在某個(gè)溫度段內(nèi)。只要用手指輕輕敲擊儀表表面，儀表指針便會(huì)指向儀表實(shí)際溫度。若

87、卡滯現(xiàn)象嚴(yán)重，則必須修復(fù)或更換。</p><p><b>　　2.數(shù)字式儀表</b></p><p>　　由于其他電器的電磁干擾使儀表產(chǎn)生誤動(dòng)作，出現(xiàn)儀表死機(jī)現(xiàn)象導(dǎo)致溫度失控?？申P(guān)閉儀表電源幾秒鐘后再開啟，一般可恢復(fù)正常。</p><p>　　控溫儀表內(nèi)部模塊、繼電器觸點(diǎn)接觸不良、損壞、粘死等，導(dǎo)致儀表輸出狀態(tài)呆滯，使設(shè)備溫度失控，在此情況下則

88、必須更換儀表。</p><p>　　3.3.2時(shí)間滯后參數(shù)τ</p><p>　　控溫儀表與熱電偶之間存在一個(gè)時(shí)間滯后參數(shù)τ，各儀表與熱電偶組合的τ不盡相同。若在擠塑設(shè)備中有原料燒焦現(xiàn)象，機(jī)筒內(nèi)表面形成一層聚合物熔膜，降低了熱傳導(dǎo)，使τ進(jìn)一步增加，將影響溫控。當(dāng)然儀表品質(zhì)差、靈敏度低導(dǎo)致控溫精度差，也是溫控失調(diào)的原因之一。</p><p><b>　　3.

89、4人為因素</b></p><p>　　3.4.1責(zé)任心欠佳</p><p>　　開機(jī)后人員遠(yuǎn)離設(shè)備，未按工藝要求和操作規(guī)程進(jìn)行操作。螺桿的轉(zhuǎn)速、收線速度、機(jī)頭溫度、產(chǎn)品外徑等未達(dá)到良好配合狀態(tài)，聯(lián)動(dòng)調(diào)整不良。</p><p><b>　　3.4.2盲目開機(jī)</b></p><p>　　對設(shè)備情況、性能、原材

90、料特點(diǎn)、供應(yīng)商提供的原料參考溫度等了解不足，憑以往經(jīng)驗(yàn)開機(jī)。</p><p><b>　　3.4.3違章操作</b></p><p>　　在已知設(shè)備有故障的情況下，仍然開機(jī)。</p><p><b>　　3.5模具</b></p><p>　　配模是否合理，直接影響擠塑的質(zhì)量和產(chǎn)量，故配模是重要操作

91、技能之一。由于塑料熔體離模后的變化，使得擠出線徑并不等于模套的孔徑，一方面由于牽引、冷卻使制品擠包層截面收縮，外徑減少；另一方面又由于離模后壓力降至零，塑料彈性回復(fù)而脹大，離模后塑料層的形狀尺寸的變化與物料性質(zhì)、擠出溫度及模具尺寸和擠出壓力有關(guān)。模具的具體尺寸是由制品的規(guī)格和擠塑工藝參數(shù)決定的，選配好適當(dāng)?shù)哪＞?，是生產(chǎn)高質(zhì)量、低消耗產(chǎn)品的關(guān)鍵。</p><p>　　3.5.1模具的選配依據(jù)</p>

92、<p>　　1.擠壓式模具選配主要是依線芯選配模芯，依成品（擠包后）的外徑選配模套，并根據(jù)塑料工藝特性，決定模芯和模套角度及角度差、定徑區(qū)（即承線徑）長度等模具的結(jié)構(gòu)尺寸，使之配合得當(dāng)。</p><p>　　2.擠管式模具配模的依據(jù)主要是擠出塑料的拉伸比，所謂拉伸比就是塑料在?？谔幍膱A環(huán)面積與包覆與電線電纜上的圓環(huán)面積之比，拉伸比的計(jì)算式為：</p><p>　　（3-1）

93、 </p><p>　　其中：  ――為模套孔徑（mm）； </p><p>　　――為模芯出口處外徑（mm）；   </p><p>　　――為擠包后制品外徑（mm）； </p><p>　　――為擠包前制品直徑（mm）。</p><p>　　由

94、此可確定模套孔徑。但此方法計(jì)算較為繁瑣，一般多用經(jīng)驗(yàn)公式配模。不同塑料的拉伸比K也不一樣，最合適的拉伸比見下表所示。拉伸比不宜選的太大，否則產(chǎn)品表面粗糙或內(nèi)部有殘留應(yīng)力，但也不能太小，以免造成定型困難或降低產(chǎn)</p><p>　　量。 </p><p>　　表3-1 不同塑料擠壓成型時(shí)的拉伸比</p><p>　　3.5.2模具

95、的選配方法</p><p><b>　　1.測量半制品直徑</b></p><p>　　對絕緣線芯，圓形導(dǎo)電線芯要測量直徑，扇形或瓦形導(dǎo)電線芯要測量寬度；對護(hù)套纜芯，鎧裝電纜要測量纜芯的最大直徑，對非鎧裝電纜要測量纜芯直徑。</p><p><b>　　2.檢查修正模具</b></p><p>　　

96、檢查模芯、模套內(nèi)外表面是否光滑、圓整，尤其是出線處（承線）有無裂紋、缺口、劃痕、碰傷、凹凸等現(xiàn)象。特別是模套的定徑區(qū)和擠管式模芯的管狀長嘴要圓整光滑，發(fā)現(xiàn)粗糙時(shí)可以用細(xì)紗布圓周式摩擦，直到光滑為止。 3.鎧裝電纜模具選擇</p><p>　　選配模具時(shí)，鎧裝電纜模具要大些，因?yàn)檫@里有鋼帶接頭存在，模具太小，易造成模芯刮鋼帶，電纜會(huì)擠裂擠壞。絕緣線芯選配的模具不易過大，要適可而止，即導(dǎo)電線芯穿過時(shí)，不要過松

97、或過緊。 4.參照工藝選配模具</p><p>　　選配模具要以工藝規(guī)定的標(biāo)稱厚度為準(zhǔn)，模芯選配要按線芯或纜芯的最大直徑加放大值；模套按模芯直徑加塑料層標(biāo)稱厚度加放大值。</p><p>　　3.5.3配模的理論公式</p><p><b>　　擠壓式配模</b></p><p>　　模芯孔徑：

98、 （3-2） </p><p>　　模套孔徑：（3-3）</p>&l

99、t;p><b>　　式中： </b></p><p>　　――模芯出線口內(nèi)徑（mm）；</p><p>　　――模套出線口內(nèi)徑 （mm）； </p><p>　　――生產(chǎn)前半制品最大直徑 （mm）； </p&

100、gt;<p>　　――擠包塑料層后制品直徑（mm）；   </p><p>　　――模芯放大值， 單線：0.05~0.20 mm， 絞線：0.2~1.0 mm；</p><p>　　――模套放大值, 0.05~0.15 mm。 

101、 </p><p><b>　　2.擠管式配模</b></p><p>　　模芯孔徑： （3-4）</p><p>　　模套孔徑 ：（3-5）式中： </p><p>　　――模芯出線口內(nèi)徑 （mm）；

102、 ――模套出線口內(nèi)徑 （mm）； ――生產(chǎn)前半制品最大直徑 （mm）； ――模芯嘴壁厚 （mm）； ――工藝規(guī)定的產(chǎn)品塑料層厚度 （mm）；

103、 ――模芯放大值 ，見下表3-2 （mm）； ――模套放大值 ，見下表 3-2 （mm）。 </p><p><b>　　表3-2 和</b></p><p&g

104、t;　　3.5.4舉例說明模具的選配</p><p><b>　　1.生產(chǎn)絕緣線芯</b></p><p>　　例：生產(chǎn)0.6/1 kV 3×185mm² 電纜絕緣線芯，采用實(shí)心鋁扇形導(dǎo)體，其扇形（標(biāo)稱）寬度為21.97mm（其最大寬度允許值22.07mm），絕緣層標(biāo)稱厚度為2.0mm。模芯嘴壁厚為1.0mm，請選用模具。</p>

105、<p>　　解：1 kV絕緣線芯生產(chǎn)應(yīng)選用擠管式模具。</p><p><b>　　模芯孔徑： </b></p><p>　　考慮到實(shí)體扇形及最大寬度，選取。模套孔徑：</p><p>　　線芯或纜芯外徑不均時(shí)，放大值取上限；反之取下限。在保證質(zhì)量及工藝要求的前提下，要提高產(chǎn)量，一般模套放大值取上限。</p>&l

106、t;p><b>　　2.生產(chǎn)電纜外護(hù)套</b></p><p>　　例：生產(chǎn)電纜外護(hù)套，其型號為VLV，規(guī)格為1×240mm ，電壓為0.6/1kV，選用模具。該電纜成纜后直徑為23.6mm，護(hù)套標(biāo)稱厚度為2.0mm，取模芯嘴壁厚為1.5mm。</p><p>　　解：模芯孔徑 ：模套孔徑 ：</p><p>　　3.5.5

107、選配模具的經(jīng)驗(yàn)</p><p>　　16mm 以下的絕緣線芯的配模，要用導(dǎo)線試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，以?dǎo)線通過模芯為宜。不要過大，否則將產(chǎn)生倒膠現(xiàn)象。</p><p>　　抽真空擠塑時(shí)，選配模具要合適，不宜過大，若大，絕緣層或護(hù)套層容易產(chǎn)生耳朵、起棱、松套現(xiàn)象。</p><p>　　擠塑過程中，實(shí)際上塑料均有拉伸現(xiàn)象存在，一般塑料的實(shí)際拉伸在2.0mm左右。根據(jù)拉伸考慮模套的放大