掌握电线电缆成缆工艺技术成为电缆高手

吴工图书馆 2019-10-21

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导语：成缆工序做为电缆生产过程中的重要组成部分，其工艺参数的选取对电缆产品的质量及生产成本都有一定的影响。选取合理的电缆结构及成缆工艺参数有助于提高产品的性能及降低生产成本，本文主要叙述了高压电缆分割导体成缆和中压电缆成缆工序中的常见问题和解决方法。

电线电缆

　　一、成缆绞合方向

　　成缆绞合方向有左向和右向之分，区别的方法与绞合线芯相同，即将绝缘线芯成缆后，水平放置向前看，如果是左旋为左向，右旋为右向，电缆最外层成缆应为右向。在生产过程中面对着绞线机或成缆机的前端(即放线端)，绞笼是顺时针旋转，绞出的线芯为右向，反向为左向。判别已绞好的线芯绞向可用手去比试，拇指沿着电缆线芯轴向，其余四指与郊线方向一致，若与左手相同为左向，与右手相同为右向。如图4——1所示。

　　成缆机一般可以分为笼式成缆机和高速笼式成缆机两种。其中高速笼式成缆机是用于铜芯铝绞线、裸铝线的绞合，同时还可以用于塑力电缆、橡套电缆等产品的成缆。

　　二、成缆机的用途：

　　该系列产品适应于各种截面的多芯橡胶电缆，橡皮电缆，信号电缆，塑力电缆，交联电缆，电话电缆，控制电缆，等成缆厂家使用。

　　三、成缆机的特点：

　　本系列成缆机是生产电缆的必要设备，该设备品种多规格全，适用广，用户可按照自己的生产产品需要选择相应的成缆设备。该设备具有退扭和不退扭功能，退扭方式有退扭环退扭和进行星轮系退扭及链轮式退扭。预扭形式分为手动预扭和电动预扭，线盘夹紧分手动夹紧和电动夹紧，收线分为有轴和无轴形式。

　　四、设备组成：

　　放线架、绞笼体、线模座、绕包机、装铠机、计米器、牵引装置、收排线架、传动系统及电器系统。

　　五、主要技术参数：

　　1、成缆截面 2、绞龙转速 3、成缆节距 4、绕包头转速 5、绕包节距 6、牵引轮直径 7、出线速度。

　　六、成缆机的种类

　　用于成缆的设备，也就是把绝缘线芯绞合在一起，并加以填充、绕包的设备，称为成缆机。成缆机有普通式和盘绞式两种。普通式成缆机有笼式和盘式两种，成缆速度一般在10m/min 以下。大型成缆机制成盘式，能进行三芯、四芯及五芯电缆的成缆。如1+3/1600 和1+3/2400、1+4/1600、1+4/2400 成缆机，最大放线盘分别为1600mm 和2400mm。中、小型成缆机制成笼式，绞合部分如同绞线机的绞笼，有1+6/1000 和1+6/400 型等规格形式。盘绞式成缆机是较新的成缆设备，生产效率高，速度一般在30m/min 以上，适用范围大，能用于各种电力电缆的成缆，也可用于通信电缆和控制电缆以及大截面超高压电缆分裂导体的缆合。

　　七、变频器在成缆机中的应用

　　1、放线系统

　　由12台被动放线单元组成放线架，放线张力由钢带摩擦固定放线盘转轴产生，实现导线被动带张力放线。

　　2、牵引系统

　　采用多股导线、皮带压轮牵引，实现系统速度给定和系统速度基准，变频器通过RS485通信接口将速度有效值输出到PLC，PLC在处理绞弓、收线机驱动器数据后，再通过RS485接口将数据输出到绞弓和收线驱动器。

　　3、活套(dancer)

　　通过调节导线经过的过线轮配重或调节气缸气压，实现导线张力调节;收线机在收线过程中，经过活套(dancer)位置变化，将活套值送入PLC，调节由卷经变化引起的收线机收线速度的变化，实现恒线速、恒张力卷曲控制。

　　4、纵包带机

　　纵包带机是实现电缆绝缘带或者电缆屏蔽层绞合的机械装置，此装置无动力系统。电缆在绞弓和收线电缆盘的共同作用下，产生恒定的线速度和稳定的节距，使电缆向前运动和转动，从而带动电缆屏蔽层或绝缘带被动运行，而纵包带机放出带的张力则由钢带摩擦固定包带的转轴产生。

　　5、绞弓

　　绞弓与收线机共同实现高精度电缆节距的无级控制，它们的转向相同，节距由绞弓与收线机的同相速度差产生，其表达式如下：

　　L ：节距(由人机界面/编程计算机设定);

　　v ：线速度(通过牵引机控制实现，由人机界面 / 编程计算机设定);

　　d ：收线机收线盘卷径(收卷机初始空盘盘径，由人机界面/编程计算机设定);

　　N1：绞弓转速;

　　N2：收线机转速。

　　绞弓转速表达式如下：

　　N1 = v╱L (1)

　　节距表达式如下：

　　L = (N1 - N2) ×π×d╱N1 (2)

　　由公式(1)和公式(2)可以得到收线机转速表达式(3)。

　　6、收线机

　　收线机是成品绞和电缆的收缆设备，其转速确定公式如下：

　　N2 = v(πd-L)╱πdL (3)

　　7、排线机

　　排线机是在电缆收线过程中排列电缆的机械设备，其运行速度与收线机有效收线速度成线性比例关系，排线速度等于K×N2，K值可以根据实际运行情况进行调整。

　　8、可编程控制器PLC

　　完成系统逻辑控制，实现收线机、绞弓和排线机驱动给定信号的处理。系统设定值在“人机界面/编程计算机”中设定后，通过RS485接口送至PLC，PLC根据收线、绞弓驱动运行速度，由上述公式得到绞弓、收线机实际运行速度，通过检测活套位置，微调收线机速度，同时计算出实际收线盘外径。

　　9、人机界面/编程计算机

　　用于PLC编程，是系统监视控制上位机，可以完成系统数据统计、故障报警和运行参数设定等功能。如果系统没有配备监控计算机，上述的设定值可通过拨码开关直接在PLC中设定。收线机与绞弓的转向相同，彼此独立，没有任何机械联系。原系统的收线机设置在绞弓设备上，因此绞弓体积庞大，转速不可能太快，速度仅为200rpm/min，收线速度60m/min。改造后的机械设计方式，使绞弓结构小巧、紧凑，转速可以达到1000rpm/min，收线速度达到180m/min，大大地提高了生产效率。

　　收线机与绞弓是产生内节距的关键设备，其速度的稳定性和精度直接影响电缆节距和频宽特性，因此这两台设备的驱动器选用非常重要。经过对众多品牌变频器的技术、性能和综合价格比较后，决定选用艾默生EV2000变频器作为收线机和绞弓的驱动。为了满足设备的速度精度要求，驱动器速度反馈采用编码器反馈，能同时改善系统力矩响应。收线机和绞弓属于大惯量设备，为了满足降速和恒速运行过程中的快速调速响应性能，电机会产生能量回馈，为了避免变频器直流母线电压过高，在驱动器上加装了制动单元和制动电阻。牵引机和排线机采用艾默生EV1000变频器，由于牵引机是整套系统速度的基准点，因此采用了测速反馈系统，提高系统速度精度。

　　七、电缆成缆机 -成缆机操作规程

　　A、成缆机的安装与维护

　　⒈安装

　　安装机器前应参照基础图尺寸，做好地基和地脚螺丝予留孔，待基础凝固后方可安装(各部件的地脚孔位置应根据实配尺寸现场定位后再灌注水泥固定)。首先确定地基上两个标准点，用墨斗弹出一根墨线，引出机器中心线，然后按照图纸尺寸与位置，把主机齿轮箱、支承座、绞智能、纸包头、钢包头、牵引轮等部件按总图依序排列好。同时在墨线的两端架起两个一米高的标杆，拉紧一根细线使其通过空心轴在同一轴心线上。然后安装主机齿轮箱、绞笼、绕包头、钢带头、万向联轴器、27级变速箱。

　　⒉润滑

　　本机各机组采用局部润滑，齿轮减速箱应加30—40号机油，并经常从视油孔观察油位，更换箱内油液，各传动轴轴承加钙基润滑脂，箱内需加润滑油的设备有：

　　①绞笼变速箱 ②转角箱 ③减速机 ④绕包头变速箱 ⑤钢带头变速箱⑥牵引变速箱 ⑦排线齿轮箱 ⑧升降蜗轮箱生产满1000小时，各齿轮箱清洗，更换新油，以后每12个月更换新油一次。

　　有相对运动的部位(滑道、丝杆、开式齿轮副等)每班生产前加油一次。

　　润滑脂部位每年加油一次。

　　⒊维护

　　齿轮箱每月检查一次油位，油位低于油线须加注新油，每班生产前应先检查线框压盖的紧固螺丝是否松动并上紧。

　　生产一个月后应检查地脚及各螺丝有无松动现象，一旦发现及时紧固，各运动部件有无异常，绞笼运行是否平稳，检查、调整托轮，确保绞笼运转。

　　B、成缆机操作及注意事项

　　⒈开机前的准备工作

　　⑴操作者首先检查机器所有旋转部分的润滑情况，变速手柄位置是否到位，机器所有部分是否正常，绞笼翻转是否灵活，回扭插销安放是否正确，摇篮螺栓是否拧紧，一切安全装置是否良好，检查妥当后先以慢速运转。

　　⑵根据产品工艺要求，做好成缆前的准备工作，把要求绞制的电缆线芯吊装到框架上，并选定使用回扭或不退扭绞制，然后把线芯从线盘上引到分线盘前端，经人工绞头后穿过线模座，借助一根牵引缆绳，把电缆头引出，此时开动机器慢速运转，使引出的电缆有足够长度，在牵引轮上绕下几道后，再次启动机器，经过一定时间的运转，绞制的电缆好可缠绕到线盘上去。

　　⒉吊装线盘及制动器的工作

　　使绞笼框架处于上顶部水平位置，拉紧制动器，把轴瓦打开，用吊车将线盘吊装到框架内，合上轴瓦上紧螺栓，松开制动器，把吊装好的线盘调到下面，须拉紧制动器，然后依照上述方法吊装其它的线盘

　　⒊注意事项

　　非生产人员远离现场，开机后任何人不得进入禁区更换线盘时，必须先拉闸断电，再换线盘，以防电器失灵生产完毕后，必须先断电后离现场修理时应先断电，待车停稳后方可进入现场，切不可边生产边修理，修理期间电器部分应有专人看管或锁死电闸箱，以防意外。

　　八、成缆工艺常见品质问题及处理

　　A.品质不良现象：成缆后电缆蛇形。

　　不良原因分析：

　　1.成缆张力不均匀.

　　2.成缆节距不符合要求.

　　3.收线排线乱压成蛇形.

　　解决方案：

　　1.调整放线张力。