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电缆挤塑工艺基础培训

 

===企业主要产品介绍=== 

塑料挤出的速度航天电缆集团电缆集团将2000多万元电缆运往上海港
由挤出机物料输送和均化段粘流体的流率分析可知,塑料流率(即挤出速度)和螺杆转速成正比,由于调节方便,螺杆转速是挤出过程中表征挤出速度的重要操作变量。因此,在一般情况下,提高螺杆转速是现代挤出机提高生产能力,实现高速挤出的重要手段。但对塑料熔融长度分析得知,螺杆转速增加,一方面由于增强剪切作用,使粘性耗散热量增加;另一方面,在没有机头压力控制的情况下,螺杆转速增加,流率增加,物料在机内停留的时间缩短。而且后者的影响超过前者,会因熔融长度延长至均化段而破坏正常的挤出过程。所以需要增加螺杆转速来提高挤出速度时,还必须增加加热温度或采用控制机头压力才能达到目的。
塑料的挤出速度或塑化的好坏与使用的塑料材质和温度控制有关,各种塑料的塑化温度有所不同。如果要快速挤出塑料,只有材质优良,温度适当,才能实现。另外,挤出速度与挤出厚度也有密切关系,正常挤出过程中,出胶量大,挤出速度慢;反之,挤出速度就快,在保证质量的前提下,可适当提高挤出速度。
牵引速度
挤包制品是由牵引装置拖动通过机头的,为保证产品的质量,要求牵引速度均匀稳定,与螺杆转速协调,以保证挤出厚度和制品外径的均匀性。如果牵引速度不稳定,挤包层易形成竹节状,而牵引过慢时挤出厚度大,且发生堆胶或空管现象;牵引速度过快时,易造成挤出拉薄拉细,甚至出现脱胶漏包现象。所以正常挤出过程中,一定要控制好牵引速度。
冷却
塑料挤制工艺制度中的冷却也是很重要的一项。一般分成螺杆冷却、机身冷却,以及产品的冷却。
螺杆的冷却
螺杆冷却的作用是消除摩擦过热,稳定挤出压力,促使塑料搅拌均匀,提高塑化质量。但其使用必须适当,尤其不能过甚,否则机筒内塑料熔体骤然冷却,会导致严重事故的发生。而螺杆冷却在挤出前是绝对禁止使用的,否则也会酿成严重的设备事故。航天电缆集团电缆集团将2000多万元电缆运往上海港
机身的冷却
机身冷却的作用是增加机筒散热,以此克服摩擦过热形成的升温,因为这一温升在挤出过程中,甚至在切断加热电源后也不能停止,从而使合理的温度不能得以长期维持,必须增加散热,而使机筒冷却下来,以维持挤出过程中的热平衡。机身冷却是分段进行的,主要以风机冷却为主,考虑到机身各段的功能不同,对均化段冷却的使用尤其注意。
产品的冷却
产品冷却是确保制品几何形状和内部结构的重要措施。塑料挤包层在离开机头后,应立即进行冷却,否则会在重力作用下发生变形。对于聚氯乙稀等非结晶材料可以不考虑结晶的问题,塑料制品可采用急冷方法,用水直接冷却,使其在冷却水槽中冷透,不再变形。而聚乙烯,聚丙烯等结晶型聚合物的冷却,则应考虑到结晶问题,如果采用急冷方法,会给塑料制品组织带来不利的影响,产生内应力,这是导致产品日后产生龟裂的原因之一,必须在挤塑工艺中予以重视;聚乙烯、聚丙烯等结晶型塑料的挤包层宜用逐步降温的温水冷却方法来进行,一般视设备辅机设施而定,冷却水槽应分段分节,水温可由塑料挤包层进入第一段水槽的75℃~85℃温度开始,逐段降低水温,直至室温,各段水温的温差越小越合理。
挤出工艺的技术要求
聚乙烯和聚氯乙稀绝缘
电线电缆的塑料绝缘一般采用直接挤包或抽真空挤包两种。挤包的绝缘层应紧密均匀的连续包在各种导电线芯上,其挤包厚度应保证工艺规定的塑料厚度。绝缘层的工艺厚度应符合并满足各种电线电缆相应的国家标准(或IEC标准)中对绝缘层标称厚度的要求。对有导体屏蔽要求的,其挤包的内导电层的厚度应不包括在绝缘层厚度内;测量绝缘层厚度六点的平均值应不小于标称值,而测出绝缘层最薄点值可以低于标称值,但不应小于工艺规定厚度标称值的90%-0.1mm。
绝缘线芯质量要求
绝缘线芯挤包层经水槽冷却后,应经直流火花试验,检验绝缘层是否有质量缺陷,若线芯被击穿则应进行修复。绝缘不得有连续的竹节、波浪及偏芯;绝缘表面应平滑、平整,无疙瘩或塌坑;绝缘层横断面上应没有肉眼可见的气泡、气孔、夹杂和砂眼;塑料绝缘不应有塑化不均匀和焦烧等现象,绝缘线芯内挤制时不得进水,以免影响电气性能,绝缘线芯的识别标志应首尾一致。
护套
塑料挤出的护套表面应光洁圆整,护套横断面无肉眼可见的气泡、夹杂及砂眼等缺陷,护套挤包层应连续完整,挤包的护套厚度应满足工艺规定的标称厚度。其护套的标称厚度尺寸应符合各种电线电缆相应的国家标准的要求。
直接挤包在光滑表面的塑料护套,如单芯电缆,不加塑料薄膜绕包带者,其护套的平均厚度应不小于标称值,测出任一点的最小厚度应不小于标称值的85%-0.1mm。
直接挤包在非正规圆柱形表面的塑料护套,如在缆芯有绕包带、金属铠装、皱纹金属套上挤包外护套,测出任一点的最小厚度应不小于标称值的80-0.2mm。
塑料电线电缆的外护套表面,在挤塑过程中,必须进行打印厂名、型号、规格、制造长度、制造年份等永久性的识别标志。。其识别标志的打印方法可采用字轮字块凸字压印在护套上,或采用色带字块热印在护套表面上,或采用油墨喷印,印字要清晰完整连续。航天电缆集团电缆集团将2000多万元电缆运往上海港
塑料护套出现缺陷时允许进行修补。
第三节模具
模具是产品定型的装置,是塑料挤出全过程中最后的热压作用装置,其几何形状、结构型式和尺寸,温度高低、压力大小等直接决定制品加工的成败,因此任何挤塑产品模具的设计、选配及其保温措施向来都受到高度重视。在用塑料挤出机挤制电线电缆的绝缘层和护套层时,模具是控制绝缘挤包层厚度的关键。为了使塑料塑化的更好,选配合适的模具非常重要,因此要按挤塑工艺参数及配模公式选择模具。一般电线电缆在选模时,绝缘线芯要选小一些,铠装护套要选大些,这样才能对塑料层表面起到良好的塑化作用,达到工艺规定的要求。
1.挤塑模具的形状和设计
挤塑模具的形状:电线电缆用挤塑模具是由模芯和模套配合组成的。根据承线径长度,模芯分为无嘴模芯、短嘴模芯、长嘴模芯;根据外形形状模套分为平面模套、凸面模套、凹面模套。模芯和模套的形状见下图:
(a)无嘴模芯     (b)短嘴模芯   (c)长嘴模芯

(d)平面模套   (e)凸面模套   (f)凹面模套
2.挤塑模具类型及工艺特性
电线电缆生产中使用的模具,根据不同的产品和工艺要求,模芯和模套的配合主要有型式有三种,即挤压式、挤管式、半挤压式(又称半挤管式)。其配合方式见下图:
      
(a)挤压式     (b)挤管式       (c)半挤管式
(1)挤压式模具   由无嘴模芯和任何一种模套配合而成。挤压式模具是靠压力实现产品最后定型的,塑料通过模具的挤压,直接挤包在线芯和缆芯上,挤出的塑料层结构紧密结实。挤包的塑料能嵌入线芯或缆芯的间隙中,与制品结合紧密无隙,挤包层的绝缘强度可靠,外表面平整光滑。但该模具调整偏芯不易,而且容易磨损,尤其是当线芯和缆芯有弯曲时,容易造成塑料层偏芯严重;产品质量对模具依赖性较大,挤塑对配模的准确性要求搞,且挤出线芯弯曲性能不好。由于模芯和模套的配合角差决定最后压力的大小,影响着塑料层质量和挤出产量;模芯和模套尺寸也直接决定着挤出产品的几何形状尺寸和表面质量,模套成型部分孔径必须考虑解除压力后的“膨胀”以及冷却后的收缩等综合因素。而就模芯而言其孔径尺寸也是很严格的。模芯孔径太小,显然线芯或缆芯通不过,而太大会引起挤出偏芯。另外,由于挤出式模具在挤出的模口处产生了较大的反作用力,挤出产量较挤管式的要低的多。因此,挤压式模具一般仅用于小截面线芯或要求挤包紧密、外表特别圆整、均匀的线芯,以及挤出塑料拉伸比过小者。目前越来越多的挤塑模具以挤管式或半挤管式代替挤压式。www.zgtzdl.com
(2)挤管式模具由长嘴模芯和任何一种模套配合,把模芯嘴伸到与模套口相平,就组成了挤管式模具。挤管式模具是使塑料挤包前由于模具的作用形成管状,然后经拉伸作用,包覆在电线电缆的线芯或缆芯上。与挤压式模具相比,挤管式模具具有以下几个突出的优点:
1)挤管式模具充分利用了塑料的可拉伸性,塑料挤包层厚度由模芯与模套间所形成的圆管厚度来确定,它远远超过包覆所需要的塑料层厚度,所出线速度根据拉伸比的不同,有不同程度的提高,大大提高挤出产量。
2)易调偏芯。挤包层的厚度均匀,能节省材料。由于塑料是以管状成型后经拉伸实现包覆的,其径向挤包厚度的均匀性只由模套的同心度来决定,而不会因线芯或缆芯任何型式的弯曲致使塑料层偏芯。
3)塑料经拉伸发生“取向”作用,取向作用的结果使其机械强度提高,挤出的电线电缆的弯曲性能好,这对结晶性高聚物的挤出尤其有意义,能有效的提高制品的耐龟裂性。
4)模具(模芯)与线芯或缆芯的间隙可以有所增大,故磨损程度减轻以致可以基本消除,不但防止了线芯的刮伤而且大大的延长了模具的使用寿命。航天电缆集团电缆集团将2000多万元电缆运往上海港
5)配模简便且模具的通用性较大,能挤包各种形状的线芯,如扇形线芯和瓦形线芯的绝缘层;尤其对拉伸比较大的塑料,同一套挤管式模具,可以用调整拉伸的办法,挤制产品的规格范围很大。
与挤压式挤出相比,挤管式挤出的不足之处在于:塑料挤包层的致密性,胶层与线芯或缆芯结合的紧密性都较差,制品表面有线芯或缆芯绞合节距和绕包节距的痕迹,这在绝缘层挤制时应予以重视。为了克服这些缺陷,在挤管式挤出中往往增加拉伸比,以使分子排列整齐而达到提高塑料层密度的目的,并采用抽真空挤出,更能有效的提高塑料层与包覆的线芯或缆芯结合的紧密程度。w航天电缆集团电缆集团将2000多万元电缆运往上海港
(51)   半挤管式模具 又称半挤压式模具,(52)   用短嘴模芯和任何一种模套配合,(53)   模芯嘴的承线径伸到模套承线径的1/2处。半挤管式模具与挤压式模具大体相同,(54)   只是模套的承线稍(55)   短,(56)   模角也略小一些,(57)   它吸取了挤管式和挤压式的优点,(58)   改善了挤压式模具不(59)   易调偏芯的缺点,(60)   特别是使用于挤包大规格的绞线绝缘和要求包紧力较大的护套。当采用半挤管式模具时,(61)   模芯的尺寸可以适当增大,(62)   从而(63)   在挤包较大外径的绞线不(64)   致出现刮伤、卡牢,(65)   也能防止因导线外径变小而(66)   在模芯内摆动所致的偏芯;同(67)   时半挤管式模具在挤出中有一定的压力,(68)   所以在内护套及要求结合严密的外护套挤出中也有应用,(69)   这是为了压实塑料胶层。但柔软性较差的线芯不(70)   宜采用这种模具进行塑料层的挤包,(71)   因为当线芯或缆芯发生各种型式的弯曲时,(72)   将产生偏芯。

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