雙色線的擠出及雙色均勻環的設計

彭永紅

(無錫電纜廠有限公司，江蘇 無錫214028)

0 引言

我公司出口的架空塑料絕緣電纜主要用于國外家庭配電需要，其中有一根中性線，要求在黑色絕緣表面有對稱均勻分布的三條黃色標志。國內絕緣線的分色一般采用二條顏色標志，并且只對色條的寬度有要求，對色條的厚度不考核。我公司現有設備也只能生產帶有二條黃色標志的雙色絕緣線。因此，試制有三條黃色標志的黃－黑雙色塑料線芯，有較大難度。

1 技術關鍵

該架空塑料絕緣電纜中性線的生產技術關鍵為三條黃色標志要求均勻分布，即在三等分位置上分布在絕緣線芯上，并且每條標志寬度為3.0～3.3 mm，各色條不能有粗有細;而且必須做到厚度0.2～0.3 mm，即黃色標志色條不能太深也不能太淺。

2 雙色線擠出原理

黃－黑雙色塑料絕緣線芯，可采用縱包、涂色或擠包工藝生產。根據IEC標準要求和對國外同類產品的分析，結合本公司的設備條件，針對客戶要求，我們選定采用擠包工藝生產。擠黑色絕緣層的主機是通用的 90型擠塑機。擠黃色塑料色條的副機可以是通用擠塑機，但為使其結構輕巧，便于和不同規格主擠塑機組合，我們以小型擠塑機 30型擠塑機作副機，用立式或臥式均可，我公司采用了立式，因為其占地面積較小。

兩種不同顏色的電纜料，由加料斗分別進入各自的機筒，在兩個機筒內加熱塑化后，經螺桿作用從機頭擠出，副機黃色塑料由主機機頭上部的進料口注入，通過主機機頭內部的雙色均勻環，與主機的黑色塑料在模套和模芯后緣處會合，在黑色絕緣表面上同時擠上三根直條的薄層黃色塑料，即可完成線芯絕緣層雙色擠出。通常其寬度及厚度可根據需要調節，然后通過不銹鋼冷卻水槽進行水冷卻，使絕緣層迅速凝固成型，并由牽引機調節牽引速度以控制電纜外徑尺寸，最后由收排線裝置收線成盤。

3 雙色均勻環的設計

雙色均勻環是制造雙色線的關鍵，特別是黃色塑料出料口的形狀和尺寸與色條的寬度有密切關系。在雙色均勻環的設計中，副機塑料注入到雙色均勻環的部位要選擇得當，這樣才能使機頭內料流維持均壓，防止出料不均勻，克服色條時寬時狹、厚度不易控制的弊病。

為了生產均勻分布、寬度與厚度符合要求的雙色絕緣線，我們對雙色均勻環進行了下述多次設計。

3.1 第一次設計

最初設計的雙色均勻環如圖1所示。

圖1 雙色均勻環第一次設計結構圖

在雙色均勻環徑向中央開一條寬度8 mm、深度3 mm的240°槽，并在最上部方向和兩個槽底方向各鉆3孔。通過擠制工藝試驗發現，只有上部出現一根黃色塑料直條，另兩個方向的二根黃色直條只在剛開車時出現，到后來越來越不明顯。

3.2 第二次設計

第一次設計方案不成功，為此進行了第二次設計。這次把槽開成360°槽，分別在3等分處鉆3個孔，其中一孔在最上部。通過擠制工藝試驗發現，三條色條不平均，上部色條較粗，而另兩條色條較細。分析原因，上部的孔直接在進料口位置，料流總是往最容易流動的地方去，因而上部色條最明顯。為此改變了設計方法，將分流槽開成兩條。

3.3 第三次設計

第三次設計中，在雙色環徑向開兩條槽，一條開成120°槽，在槽底方向各鉆2孔;一條開成360°槽，在整個雙色均勻環的底部鉆1孔，通過擠制工藝試驗發現，仍有三條色條呈色不平均，下部色條較細。此種設計仍不成功。

3.4 第四次設計

第四次設計類似于第三次設計，如圖2所示，只是把雙色均勻環的徑向中心往360°槽的一側偏移，將360°槽的深度加深，使流入該槽料流增加，仍在120°槽的槽底方向各鉆2孔，孔徑較小，在360°槽的底部鉆1孔，孔徑較大，并將3孔的出料口做成喇叭形，以減小擠出壓力，使黃色色條均勻地擠出在黑色絕緣的表面。通過擠制，色條分布較均勻，寬度達到要求，但深度較深，仍不能達到設計要求。

圖2 雙色均勻環第四次設計結構圖

3.5 第五次設計

為了解決色條深度的難題，進行了第五次設計。這次設計類似于第四次設計，只是3孔不是直鉆，而是向出線方向傾斜鉆孔，以使色條均勻地擠出在黑色絕緣的表面。通過試制，色條的深度達到0.4～0.5 mm，稍有改觀，仍未達到要求。

3.6 第六次設計

第六次設計，如圖3所示。仍開兩條槽，通過合理的流道分布使三個方向的料流較平均，采用料流回轉分流掉一部分120°方向的兩個色條料流，使下面一個色條的料流較多，不采用鉆孔，而采用頂部和側面銑0.5 mm高度的3條扁平形槽口的設計，用它擠出的絕緣線芯色條效果最佳，可滿足設計的要求。色條厚度的控制，除與出料口形狀尺寸有關外，還與螺桿轉速、擠出壓力及主副擠塑機的同步速度有關。

圖3 雙色均勻環第六次設計結構圖

通過不斷改進設計，直到使用第六次設計的雙色均勻環，經生產試制的雙色標志中性線，既解決了標志線三根色條的對稱均勻分布問題，又滿足了單根色條的寬度和厚度要求，寬度達3.2 mm左右，厚度達0.2～0.3 mm，均在設計要求范圍內。

4 結束語

通過雙色均勻環的一次次改進，最后成功地試制了帶有三條黃色標志的黃－黑雙色塑料絕緣中性線，至今，我公司已生產了一萬多公里帶有這種色標中性線的架空電纜供應出口，深受外商歡迎。產品性能達了《電線電纜質量分等規定》的優等品指標。

通過對雙色均勻環的改進，它不僅可以在黑色塑料絕緣表面上擠制三根色條，也可以一次擠上多根色條，并且也可生產其它顏色的雙色線，這對于生產各類有色標要求(包括以色標代替線芯編號)的電線電纜，也是非常適合的。這為以后能同時擠出在同一截面上均勻分布的不同色條打下了堅實基礎。

［1］韓中洗.電纜工藝原理［M］.北京:機械工業出版社，1991.

［2］邱明恒.塑料成型工藝［M］.西安:西北工業大學出版社，1994.

［3］成大先.機械設計手冊(第三版)第1卷［M］.北京:化學工業出版社，2000.