改善異形導體擠包絕緣質量的工藝探討

陳文奎

(寶勝科技創新股份有限公司，江蘇寶應225800)

0 引言

在電線電纜導體結構中，多芯電纜為了整體結構圓整和降低成本，35 mm2以上導體根據絕緣芯數不同，采用瓦形結構和扇形結構，如圖1所示。

圖1 扇形和瓦形導體

這種結構導體比圓形結構導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，這種結構生產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不到標準要求，這是一個行業普遍存在的質量問題。

1 工藝現狀

目前，現有電纜生產企業對異形導體擠包絕緣工藝幾乎相同，均采用擠管式生產，沒有采取有效措施來改善異形導體絕緣厚薄不均的質量問題，圖2為絕緣生產示意圖。大部分生產廠家認為，這種異形導體生產的絕緣應該就是這個現狀，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到要求。但是，這種做法增加了材料成本，導致絕緣料消耗上升，這也是生產企業難以取舍的問題。

圖2 絕緣生產示意圖

這種無任何改善措施的生產工藝，生產出的異形導體絕緣線芯，導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，而導體存在明顯的棱角，導致絕緣厚度不均。本文以扇形導體為例進行分析(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的結構，在A、B、C三處最薄，容易比標準偏薄，而D處最厚，不但比A、B、C處厚很多，甚至比標準值厚，AB邊和AC邊厚度相對比較均勻，比較符合標準要求。

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體絕緣

2 改進措施

2.1 改變拉伸比

拉伸比對電線電纜絕緣和護套擠塑非常重要。在生產絕緣或護套的過程中，擠塑機模口處塑料溫度最高，也最容易變形，適當增加拉伸比，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圖

拉伸比至于增大多少，這是一個經驗值，要根據導體外徑的大小而定，肯定比圓形導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，擠包不緊的現象，也就是常說的“脫殼”。

2.2 縮短水槽與機頭模口間的距離

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，有利于提高生產效率。一般的冷卻水槽都是固定的，也就是擠塑機頭與冷卻水槽口的間距一經安裝，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模口之間的距離是一種可行的手段。為了方便生產，把現有的水槽由固定式改為活動式，在靠近擠塑機這邊設計一段可伸縮的水槽，便于調整水槽與擠塑機機頭的間距L2，如圖6所示。

圖6 帶伸縮水槽的絕緣生產示意圖

2.3 增加吹風裝置

作用力與反作用力是相反的，在絕緣生產中，熱性塑料受到向下的萬有引力而向下流動，要保證產品合格，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。最好的辦法就是風力，風是沒有硬度的，但能提供需要的力。

增加一個向上吹風的裝置，向上吹的風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

風箱的設計很重要，要保證風箱能發揮重要、有效的作用，封箱的設計要考慮三點:(1)風箱出風口要設計為條形狀，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)風箱要有可調節高度和可移動裝置;(3)風箱要有可調節風力大小的控制閥。圖8是使用風箱的異形導體絕緣生產線。

圖8 帶風箱的異形導體生產線

3 結束語

異形導體結構有利于縮小多芯電纜的外形尺寸，有利于節約材料成本，但是異形導體絕緣最薄點厚度往往達不到標準要求，導致產品不合格，必須剝掉絕緣重新生產。如果是在后道工序或市場抽檢才發現，各種費用和重復勞動將大大增加產品成本，造成巨大損失。因此，異形導體絕緣生產工藝顯得尤為重要，只有合理的工藝才能保證合格的產品。