工艺技术_挤塑工艺培训教材

挤塑工艺培训教材 第一章概述 第一节塑料电线电缆的种类一 分类主要品种有塑料电力电缆 塑料通信电缆 电气装备用塑料电线电缆 1 塑料电力电缆 用于传输电力和分配大功率电能等 主要绝缘材料和产品 聚氯乙烯和聚烯烃塑料 产品有电力电缆 交联电缆 含硅烷交联电缆和辐照电缆 架空绝缘电缆 主要规格 针对中性点不同的接地方式 标准中规定的中低压电力电缆的电压等级系列是 0 6 1 1 8 3 3 3 3 6 6 6 6 6 10 8 7 10 8 7 15 12 20 18 20 18 30 21 35 26 35单位为千伏 缆常用电力电芯数为1 2 3 4 5芯 只有低压电力电缆采用4 5芯 低压电缆为用户网 须配中性线及直接接地线芯 电缆导体截面规格为 2 546101625355070951201501852403004005006308001000mm 2 塑料通信电缆 主要用于电话 电报 传真 电视及其它电讯信息的传递 主要绝缘材料和产品 聚氯乙烯和聚烯烃塑料 产品有市话电缆 长途对称通信电缆 同轴通信电缆 海底通信电缆和广播电视用电线电缆 导体主要用软铜线 个别用铝线导线标称直径0 32 0 9mm 有星绞和对绞结构 对绞标称线对 10 3600对 3 电气装备用塑料电线电缆 用于电力系统的开关柜和用电设备或装置之间 做电源连接线 还作为电气装备内部的安装线 控制 信号 仪表用电线电缆 主要产品包括 塑料绝缘 软 电线 安装线 电梯电缆 控制电缆 信号电缆 船用电缆 矿用电缆 探测电缆高压直流软电缆 航天用电线电缆 汽车用电缆等 主要材料与电力电缆相似 二 塑料电线电缆的型号 名称和使用情况行业中对电线电缆产品名称的表达一般顺序导体 绝缘 内护套 铠装结构 外护套 附加特征 类别名称 外护层用阿拉伯数字表示举例 22钢带铠装聚氯乙烯护套23钢带铠装聚乙烯护套32细钢丝铠装聚氯乙烯护套43粗钢丝铠装聚乙烯护套6附加型号的阻燃耐火类在GB T19666 2005标准新规定举例 Z ZA ZB ZC ZD ZAN ZBN ZCN 第二节塑料电线电缆的基本结构基本结构 导电线芯 绝缘层 保护层一 导电电芯1 基本概念 导体的最基本要求应有较高导电率 是传导流的元件 在一定电压下 导体电阻越小越好 根据电阻定律 在一定温度下 有 R L S 电阻系数 L 导体长度 S 导体截面积 R 导体电阻 塑料电线电缆规格是用导体标称截面或标称直径来表示 导体实际截面不一定等于导体的标称截面 但是某一规格下的导体电阻一定要符合标准 规定 要求 二 绝缘层 塑力缆和装备用缆主要用实心绝缘 塑料通信电缆则用实心绝缘 泡沫绝缘和带皮泡沫绝缘等形式 1 绝缘层越厚 耐电压越高 选料和绝缘层厚度设计先考虑电性能并有安全裕度 也要考虑机械性和加工性 2 电力电缆目前有标准GB T12706 1 12706 4 2008代替了GB T12706 1 12706 4 2002 规定一般绝缘最薄厚度不小于标称厚度的90 0 1 第二章材料和半制品一 塑料基本性能的含义举例1 体积电阻系数 v 该系数越高 绝缘性能越好 2 击穿场强 击穿电压与塑料厚度之比 3 介电常数 表示塑料极性大小的指标 该常数越小 塑料在电场的作用下极化强度越小 其介质损耗也越好 4介质损耗角正切tg 该值越小 说明介质损耗越小 电缆绝缘性能越好 5熔融指数 在一定温度和压力下 熔融树脂在10分钟内从一定孔穴中被压出的克数 用MI表示 单位g min 6 抗拉强度 在拉力机机上 材料被拉断时单位长度上所承受的拉力 二 聚氯乙烯 PVC 是聚氯乙烯树脂为基本成份 添加各种配合剂 在一定条件下混合而成的 分子表达式为 C2H3CI n 普通PVC绝缘料主要技术要求 体积电阻系数 1 10的14次方 击穿场强 20kV mm拉伸强度 170N mm 软化温度 170 190 PVC普通护套料主要技术性能 体积电阻系数 1 10的10次方 击穿场强 18kV mm拉伸强度 150N mm 软化温度 165 180 屏蔽用半导电PVC料主要技术性能 体积电阻系数 1 10的5次方 拉断延伸率 100 抗拉强度 100N mm 200 热稳定时间 60min 环保型防白蚁 防鼠护套料已经不允许用氯丹等有毒添加剂 低烟低卤阻燃护套料已经大量使用 三 聚乙烯1 聚乙烯种类 低密度聚乙烯 LDPE 也叫高压聚乙烯 密度为0 915 0 930 中密度聚乙烯 MDPE 也叫中压聚乙烯 密度为0 931 0 940 高密度聚乙烯 HDPE 也叫低压聚乙烯 密度为0 941 0 965 2 聚乙烯结构分子式表达式为 CH2 CH2 n或 C2H4 n 高压聚乙烯分子构型呈树枝状 其密度低 柔软性好 结晶度低 低压聚乙烯分子构型呈线型 密度高 刚性好结晶度高3 聚乙烯特性聚乙烯乳白色 呈蜡装 半透明 优异的电气性能 绝缘电阻和耐电强度高 介电常数和介损小 基本不受频率变化影响 是理想的通信电缆绝缘材料 机械性能较好 耐老化性能 耐寒性 及耐化学稳定性 吸湿性极低 浸水后绝缘电阻一般不下降 透气性在各塑料中最优良 比重小于1 高压聚乙烯约0 92 低压聚乙烯约0 94 加工工艺性良好 用它制作的电线电缆重量轻 使用 敷设方便 接头容易 缺点 软化温度低 易燃烧 易龟裂 低密度聚乙烯性能举例密度 0 91 0 93 抗拉强度 80 160 0 1MPa脆化温度 70 体积电阻系数 10的14次方击穿场强 18 40kV mm各种频率下介质损失角正切 0 0005各种频率下介电常数 2 25 2 35熔融指数 2 0 高速加工常用0 3以下 聚乙烯料种类 一般聚乙烯绝缘料 耐候聚乙烯料 耐环境龟裂聚乙烯料 高电压聚乙烯绝缘料 半导电聚乙烯塑料 热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料 10kV耐候性高密度聚乙烯架空绝缘料 四 交联聚乙烯聚乙烯在高能射线或交联剂的作用下 能使线形分子结构变成立体网状分子结构 使热塑性材料变成热固性材料 优良的电性能不变其他性能提高和增强 长期工作温度提高到90 瞬时短路温度170 250 辐照交联聚乙烯 化学交联聚乙烯五 泡沫聚乙烯在聚乙烯里加了发泡剂 市话电缆中的绝缘的发泡度要求为20 25 六 氟塑料分子中含有氟原子的塑料叫氟塑料 常用有聚四氟乙烯 F4俗称塑料王 耐化学性极好 可在 190 260 长期使用 加工难度大 聚全氟乙丙烯 F46 可在 85 200 长期使用 耐化学性极好 可在普通挤出机上挤出 七 聚丙烯八 聚酰胺 俗称尼龙 九 聚酯塑料 PET绝缘带 几种常用的添加剂 添加剂有防老剂 含抗氧剂 稳定剂 紫外线吸收剂 光屏蔽剂 增塑剂 填充剂 交联剂 润滑剂 发泡剂 阻燃剂 着色剂 防霉剂 驱避剂等 电阻率20 时软圆铝线为0 0280 硬态圆铝线为0 028264 设备和辅助设备 定义 将塑料挤包到导体或缆芯上作为绝缘层 屏蔽层 内护层和外护层 而采用的机械设备称为挤出设备 挤出设备是电线电缆行业应用最广 数量最大的的设备系列 塑料挤出机组通常由挤塑机 主机 辅助装置 传动系统和控制系统组成 其中辅助装置包括放线 预热装置 冷却 牵引 计米 收排线装置及火花机等 塑料挤出流水线一 普通挤出机基本参数 设备中心高1000mm 主机主参数为挤塑机的螺杆直径和螺杆长径比 其他参数举例如下 45 20的螺杆直径为45mm 螺杆长径比为20 进线直径0 5 1 20mm 放线装置规格 250 500 收线装置规格 400 630 90 25的螺杆直径为90mm 螺杆长径比为25 进线直径7 5 20 0mm 放线装置规格 800 1600 收线装置规格 800 1600 150 25的螺杆直径为150mm 螺杆长径比为25 进线直径16 0 60 0mm 放线装置规格 1250 2500 收线装置规格 1250 2500 长径比是螺杆长度与螺杆直径之比 长径比大 使塑料混合充分 塑化好 挤推压力大 可以提高螺杆转数和挤出量 挤塑主机由挤压系统 传动系统 加热和冷却系统组成 1 挤压系统挤压系统包括螺杆 机筒 料斗和模具等 螺杆是挤塑机的主要部件 由高强度耐腐蚀的合金钢制成 机筒是一个金属圆筒 由耐热 高强度 耐磨 耐腐蚀的合金钢或复合钢管制成 其长度是其直径的15 30倍 以使塑料充分加热和塑化 机筒外装电阻丝或感应加热管 测温元件和冷却管道 机头和模具 机头由合金钢内套和碳素钢外套构成 机头的作用 将塑料熔体由旋转运动变为平行直线运动均匀平稳地导入模套 使塑料产生必要的成型压力 螺杆的主要参数螺杆的主要参数有螺杆的直径 长径比 压缩比 螺距 螺槽宽度 螺槽深度 螺旋角 螺杆与机筒的间隙等 插图 1 螺杆直径即螺纹的外径 挤塑机的挤出量近似与螺杆直径的平方成正比 影响很大 故常用螺杆直径作为挤塑机规格 2 螺杆长径比即螺杆工作部分的长度与螺杆直径之比 加工聚氯乙烯采用长径比20 聚烯烃为25 3 压缩比即螺杆加料段第一个螺槽容积与均化段最后一个螺槽容积之比 加大压缩比是为了使塑料充分塑化 压实 采用普通型螺杆 挤低密度PE 软PVC压缩比为2 3 硬PVC压缩比为2 5 4 5 高密度PE和聚丙烯压缩比为3 5 采用分离螺杆挤软PVC和聚烯烃压缩比为1 9 2 0 目前常用的是等距不等深螺杆 三 螺杆的分段和说明1 加料段 又称预热段 此段螺杆表面光滑 螺纹深些 作用 预热加温 对塑料压实和输送 加料段长度与塑料种类有关 挤结晶聚合物较长 硬性非结晶性聚合物次之 软性非结晶性聚合物较短 2 塑化段 又称压缩段 此段螺纹比加料段螺纹浅 作用 对塑料进一步压实和塑化 排出塑料中的空气 螺纹逐渐浅 滤网 多孔滤板和机头产生阻力 塑料内产生高压被压实 机筒外部加热 螺杆使塑料在机筒内强烈搅拌 混合 剪切开始熔融变为粘流态 PVC塑化段长 可达螺杆全长 PE约占螺杆全长45 50 3 均化段 又称熔融段 作用 使粘流态塑料塑化更加均匀 由螺杆搅拌推动 使之定压 定量定温地从机头挤出 此段约占螺杆全长地20 25 四 螺杆的冷却 螺杆转速提高 塑料在机筒中剪切和摩擦加剧并生热 容易分解和焦烧 为避免塑料分解和在机筒内 打滑 应该对螺杆冷却 加料段冷却有利于气体返回加料斗并排出 均化段冷却 一层温度低的塑料会覆在螺纹槽的底部 客观上使均化段螺槽变浅 冷却介质可以是水或空气 靠冷却水管插入螺杆的长度来满足冷却需求 使用冷却水注意事项 螺杆冷却水流量不宜过大 用手摸 感觉水温暖即可 使用螺杆冷却水应密切注意外径的变化 以便对冷却水的控制 停机应停水 防止发生设备事故 交接班应交清螺杆冷却水情况 第三节加温系统一 温度控制系统 温度控制系统由电加热和冷却组成 1 温度控制机理在接近塑料层的若干个适当位置上 安装热电偶测温元件 在加温或挤出过程中 测温元件随时测得的热电势信号被送到控温仪经放大处理后与温度设定值比较 达不到设定值 则继续加热 超过设定值 则开动冷却风机 使机身冷却 回到设定温度 如此反复 进行自动或手动调节即可 2 挤塑机的温控部位主要是 前机头 中机头 机脖 前机身 中机身 后机身六个温控部位 3 温控部位的作用 前机头 中机头 只要温度适当 配模适当 塑料表面就会平整光滑 机脖比机筒容积小 又有滤板 阻力大 需要较高的温度 有利塑料熔体进入机头 前机身 中机身为均化段和塑化段 在温度的作用下完成塑化均匀 后机身温控 一是预热 二是使多余气体从加料口排出 此区温度最低 三 温度设置对产品质量的影响 温度过高 超过最佳塑化温度 塑料易焦烧和老化 容易产生气孔 定型不好 塑料容易在机筒内 打滑 影响挤出量的稳定性 造成厚度波动 温度过低 低于最佳塑化温度 塑料塑化不好 塑套表面有僵块 小颗粒 合缝不好 出现脱节 裂纹 断胶等现象 在温度设置时 也要考虑环境温度的影响 冬天和夏天相差5 10 第四章工艺第一节塑料的挤制一 挤出基本原理1 塑料挤出过程 用单螺杆挤塑机采用连续挤压方式进行 检查料 加热螺杆 料预热 加入料斗 由预热段到塑化段 均化段 经过机筒加热 剪切 摩擦 塑料定温 定压 定量推向机头 经过模芯 模套成型 2 挤出过程的三个阶段 塑化阶段变粘流态在机筒完成 成型阶段在机头经模具挤出成型 定型阶段即挤出后经水槽冷却又回到固态 玻璃体 3 塑料的流动 从加料段 破碎段 到塑化段 熔融段 到均化段 均压段 正流 倒流 横流 漏流 塑料在机筒与螺杆间隙形成倒流 4 挤出量和挤出质量挤出量是挤塑机的重要特性参数 影响挤出量的因数主要是 挤出压力越大 挤出量越小 螺槽越浅 挤出量越稳定 螺槽较深时 挤出压力微小变化 挤出量将大幅度波动 螺槽越宽 则挤出量越大 螺纹太浅 则挤出量小 太深则挤出量不稳 并影响塑化的均匀性 在保证挤出量的要求下 应提高螺杆转速 加大螺槽深度 确保塑化质量 螺杆与机筒的间隙应适当 太大则塑料容易产生回流和漏流 挤出压力波动 影响挤出量 导致塑料过热焦烧和成型困难 二 塑料挤制工艺流程塑料进厂检验预热自动加料塑胶机挤塑导体或线芯校直预热检验收线盘印字火花检验水槽冷却根据产品需要进入其他工序 三 塑料挤出机操作规程 开车前应检查设备 选配好模具 并清洁 预热 提前2 3小时对机身 机头加温预热到工艺温度 开车前应检验原材料或半制品质量 合格后方可上车生产 选择好收线盘 考虑电缆弯曲半径和装盘量不能过满 再次检查传动系统 电气系统 加温和冷却系统 温度达到工艺要求 无问题后 考虑开车 开车 向料斗加料 打开插板 启动螺杆继续跑胶 应观察电压表和电流表的变化 塑料从模套挤出后 观察塑料塑化情况 塑化良好后条 开始校正模具 使厚度均匀 按工艺要求取样检查塑料厚度 塑料质量 有无气孔等 穿头引线 牢固接头 启动牵引 控制牵引和螺杆速度 有专人跟线芯端头 以防进水或被卡断 使计米器回零 准确计米 截去废线 检查厚度与偏心度 符合要求后方可上盘 人员分工合作 及时加料 注意温度 电流 电压 线速 螺杆转速 塑料套外观和直径变化 并采取措施 作好工艺质量记录 写好标签并挂在盘上 停车 停车先停牵引 再停主电机 关掉料斗插板 打开机头与机身连接螺栓 跑净机筒内塑料 拆下模芯和模套 清理机头和筛板 遇有下列情况之一应停车清理机头 生产任务完成后 发现塑料焦烧时 停车一小时以上 停电停水等特殊情况 清理机头和螺杆应干净 之后应及时将机头和螺杆装好 记好交接班日记 为下一班做准备 模具 半成品 生产用盘 清扫机台和环境 全面检查机台后 关掉电 气和水源后 方可离开机台 四 原材料的处理1 干燥 真空干燥料斗 烘箱 导体或线芯预热装置 2 去除固体杂质 真空密闭料斗 滤网 建立洁净环境 对材料厂提出高要求 3 混合配合剂 针对批量小 特殊要求的塑料可以在装有搅拌器的料斗内进行 第二节塑料的挤出工艺一 塑料的挤出温度 温度控制规律为低 高 低 参考温度 如下 二 塑料挤出的速度 需要提高螺杆转速提高挤出速度时 必须增加加热温度 控制机头压力 挤出速度与挤出厚度 温度 材质有关 三 牵引速度 要求牵引速度均匀稳定 与螺杆转速协调 牵引速度不稳定 容易产生竹节 牵引速度过慢 容易堆胶或产生空管现象 牵引速度过快 容易拉薄厚度或拉断 四 冷却1 螺杆的冷却螺杆冷却重要但不能过冷 2 机身的冷却以风冷为主 尤其要注意均化段的冷却 3 产品的冷却聚氯乙烯用冷水冷却 聚乙烯 聚丙烯用逐级冷却方法 第一段为75 85 以后各段逐渐冷却 一直到室温 各段温差越小越好 五 挤塑工艺的技术要求1 PVC和PE绝缘 有直接挤包和抽真空挤包之分 绝缘厚度应符合相应标准标称厚度要求 挤包的内屏蔽层厚度应不包括在绝缘厚度内 绝缘的平均厚度应不小于标称厚度 绝缘的最薄厚度应不小于绝缘厚度标称值的90 0 1mm2 绝缘线芯的分色和打号 多芯电缆的绝缘线芯应按GB6995 4和GB6995 5进行分色和打号 多芯电力电缆绝缘线芯应按下表进行分色和打号 多芯电力电缆绝缘线芯应按下表进行分色和打号 3 绝缘线芯质量要求绝缘表面应光滑平整 不得有连续的竹节 波浪及偏心 绝缘截面不应有肉眼可见的气泡 砂眼 杂质 绝缘塑化应均匀 无焦烧 绝缘线芯两端不应进水 绝缘线芯的识别标志应首位一致 4 垫层多芯电缆挤包内垫层最小标称厚度为1 2mm 测量任何一点的最小厚度应不低于标称值的80 0 2mm 5 护套 护套表面应光洁圆整 不得有连续的竹节 波浪及偏心 护套横截面不应有肉眼可见的气泡 砂眼 杂质 护套应连续完整 护套厚度应符合规定要求 直接挤在光滑表面的护套 如单芯电缆 无绕包层者 的护套任意一点的最薄厚度应不小于护套厚度标称值的85 0 1mm 直接挤在非正规圆柱形表面的护套 如缆芯有绕包层 皱纹金属套者 的护套任意一点的最薄厚度应不小于护套厚度标称值的80 0 2mm 外护套表面应有厂名 型号 规格 制造长度 制造年份等永久性识别标志 可以是字轮凸印 也可以是色带热印和喷印 要求清晰 完整 连续 耐擦 挤PVC和PE护套时 采用挤管式 对较大截面应同时抽真空 塑料护套允许修补 修补后的护套质量应符合规定 第三节GB T12706 2008有关规定 GB T12706 2008标准于2008年12月31日发布 2009年11月01日实施 根据中华人民共和国标准化法的规定 强制性标准必须执行 不符合强制性标准的产品 禁止生产 销售和进口 推荐性标准 国家鼓励企业自愿采用 国家将采取优惠措施 鼓励企业采用推荐性标准 推荐性标准一旦纳入企业指令性文件 将具有相应的行使约束力 1标准的组成特点1 1共分四部分第一部分1kV 3kV电缆被收入GB T12706 1标准第二部分6kV 30kV电缆被收入GB T12706 2标准第三部分35kV电缆被收入GB T12706 3标准第四部分6kV 35kV电缆附件被收入GB T12706 4标准 2 定义2 1尺寸值定义标称值 近似值 中间值 假设值2 1 1标称值指定的量值并经常用于表格之中 在本标准中通常标称值引伸出的量值考虑规定公差 通过测量进行检验 2 1 2假设值按附录A 标准的附录 计算所得的值 2 2有关试验的定义例行试验 抽样试验 型式试验 安装后电气试验2 2 1例行试验由制造方在成品电缆的所有制造长度上进行的试验 以检验所有电缆是否符合规定的要求 出厂时 每盘 2 2 2抽样试验由制造方进行 按规定的频度在成品电缆试样上 或在取自成品电缆的某些部件上进行的试验 以检验电缆是否符合规定要求 定期抽查 从一批中取样 2 2 3型式试验按一般商业原则对本标准所包含的一种类型电缆在供货之前所进行的试验 以证明电缆具有能满足预期使用条件的良好性能 该试验的特点是 除非电缆材料或设计或制造工艺的改变可能改变电缆的特性 试验做过以后就不需要重做 一次性短样 2 2 4安装后电气试验用以证明安装后的电缆及其附件完好的试验 供需协商 2 3额定电压在电缆的电压表示Uo U Um 中 2 3 1Uo 电缆设计用的导体对地或金属屏蔽之间的额定工频电压 2 3 2U 电缆设计用的导体间的额定工频电压 2 3 3Um 设备可承受的 最高系统电压 的最大值 见GB156 3 几点说明3 1绝缘材料应为该标准规定的挤包固体介质的一种 PVC A PVC B EPR HEPR XLPE 选什么要看电缆电压等级 要对照该标准的各部分 3 2绝缘厚度标称厚度应符合该标准规定 3 3任何隔离层的厚度应不包括在绝缘厚度之中 隔离层是为了防止结构之间的粘粘 易剥 相互间不发生化学作用 如导体外纵包聚酯带 3 4隔离套当铠装下的金属层与铠装材料不同时 必须按该标准挤包一层护套将其隔开 挤包隔离套的标称厚度 以mm计 应按下列公式计算 Ts 0 02Du 0 6式中 Du 挤包该隔离套前的假设直径 mm 非铅套电缆的隔离套标称厚度应不小于1 2mm 3 5外护套3 5 1外护套通常为黑色 若制造方和购买方达成协议 允许采用非黑色的其他颜色 以适应电缆使用的特定条件 3 5 2材料 外护套为热塑性护套混合料 聚氯乙烯或聚乙烯 或弹性体护套混合料 聚氯丁烯 氯磺化聚乙烯或类似聚合物 外护套材料应与表4规定的电缆运行温度相适应 在特殊条件下 例如为了防白蚁 使用的外护套 可在配方中加入化学添加剂 但这些添加剂应对人类及环境无害 3 5 3厚度若无其他规定 挤包护套标称厚度值 以mm计 应按下列公式计算 Ts 0 035D 1 0式中 D 挤包护套前电缆的假设直径 mm 见附录A 标准的附录 按上式计算出的数值应修约到0 1mm 见附录B 标准的附录 无铠装的电缆和护套不直接包覆在铠装 金属屏蔽或同心导体上的电缆 其单芯电缆护套的标称厚度应不小于1 4mm 多芯电缆护套的标称厚度应不小于1 8mm 护套直接包覆在铠装 金属屏蔽或同心导体上的电缆 护套的标称厚度应不小于1 8mm 第四节模具 模具是产品成型装置 选配非常重要一 模具的形状和说明1 模具形状 根据承线径长度 模芯分为无嘴 平嘴 模芯 短嘴模芯 长嘴模芯 根据外形模套分为平面模套 凸面模套 和凹面模套 2 挤塑模具类型和工艺特性 模芯和模套配合主要有三种形式 挤压式 挤管式 半挤管式 挤压式模具 由无嘴模芯和任何一种模套配合而成 挤出塑料层紧密结实 并镶入线芯和缆芯的间隙 与制品结合紧密无隙 外表平滑 绝缘强度可靠 由于模芯缩在里面 不容易调偏心 选配模芯孔径要求高 过小 过大都会出问题 挤出速度慢 常用于小截面线芯挤塑或材料拉伸比过小者的挤塑 挤管式模具 由长嘴模芯和任何一种模套配合 模芯嘴与模套口相平 就是挤管式模具 由于拉伸比原因 提高线速度和产量 容易调偏心 厚度均匀 节约原材料 拉伸取向 提高塑料机械强度和耐龟裂性 挤塑后的线芯柔软 配模简便 模具使用寿命长 每套模具通用性强 能挤扇形 瓦形等多种形状 小截面提高拉伸比 大截面采用抽真空 可以改善挤包的密实性 半挤管式模具 又称半挤压式 用短嘴模芯和任意一种摸套配合 模芯嘴的承线径伸到模套承线径的1 2处为半挤管式 避开挤压式和半挤管式之短 容易调偏心 包紧力大 适用于大规格挤包 但太柔软的线芯挤塑 容易偏心 3 模具设计要点 模具材料主要选用碳素结构钢 合金结构钢和合金工具钢等 模心多用耐磨合金钢 挤压式模具 模芯 挤压式 对于单芯 模芯内孔直径 线芯直径 0 05 0 15 mm对于绞合线芯 模芯内孔直径 线芯直径 0 10 0 25 mm模芯大小要适宜 过大易偏心和倒胶 太小易刮伤线芯 断线 缩短模芯使用寿命 方向 模芯孔径尺寸系列化 整数化 模芯出线端壁厚控制 0 5 1mm模芯定径长度是模芯孔径0 5 1 5倍 模套 挤压式 模套定径区直径 成品标称直径 0 05 0 15 mm模套定径区长度 模套定径区直径的1 3倍 模套定径区长度越长对定型有利 但是越长阻力越大 影响产量 所以一般不能取到上限 挤管式模具 模芯 挤管式 对于单芯 模芯内孔直径 线芯直径 0 5 2 mm对于绞合线芯 模芯内孔直径 缆芯直径 3 6 mm模芯嘴的壁厚为0 5 1 5mm 定径长度为模芯内孔直径的0 5 2倍 模芯内孔直径大 取下限 反之则反之 模套 挤管式 模套定径区直径 模芯嘴外圆直径 2倍挤包厚度 拉伸余量拉伸余量一般取0 02 0 8倍挤包厚度 并与材料 挤包厚度 产品结构有关 模套定径区长度 模套定径区直径的1 3倍 模套定径区长度 模芯定径区外圆柱的长度 1 6 mm 挤包厚度小时 括号内取上限 否则反之 抽真空时 模芯的承线径一般应为20 40mm 模套的承线径应为15 30mm 二 工艺配模1 模具的选配依据 挤压式的选配依据 挤塑前后的电缆线芯外径 挤管式的选配依据 主要是挤出塑料的拉伸比 拉伸比定义 模芯与模套形成的间隙截面积与制品标称截面积之比值 即 K D1 D2 d1 d2 其中D1 模套孔径 D2 模芯出口外径d1 挤出后制品外径 d2 挤出前制品外径聚氯乙烯的K为1 2 1 8 聚乙烯的K为1 3 2 0 2 模具的选配方法 测量半制品直径 就大不就小 检查和修正模具 绝缘线芯模具大小应适宜 铠装模具应选大些 应考虑接头因素 选配模具应以工艺规定的标称厚度为准 选模芯时应对挤塑前半制品外径进行实测并就大不就小如 扇形或瓦形宽度 还要考虑放大值 3 配模的理论公式 模芯D1 d e1 模套D2 D1 2 2 e2其中D1 模芯出线口内径 D2 模套出线口内径 d 挤塑前半制品外径 模芯嘴壁厚 挤出标称厚度 e1 模芯放大值 e2 模套放大值 以上单位 mm e1或e2说明 开绝缘线芯时 模芯e1取0 5 3mm 模套e2取1 3mm 开铠装电缆外护套时 模芯e1取2 6mm 开非铠装电缆外护套时 模芯e1取2 4mm 开所有外护套时 模套e2取2 5mm 4 模具选配举例 生产3 185实心铝导体扇形绝缘线芯时 其扇形导体标称宽度为21 97mm 其最大宽度允许值22 07mm 绝缘标称厚度为2 0mm 其最小厚度允许值2 0 90 0 1 1 7mm 模芯嘴壁厚为1 0mm 请选配模具 模芯D1 d e1 21 97 1 5 23 47mm考虑是扇形实心且最大宽度 则选取D1 24mm模套孔径D2 D1 2 2 e2 24 2 1 2 2 3 33mm 生产0 6 1VLV240成缆后直径为23 6mm 挤护套标称厚度为2 0mm 模芯嘴壁厚取1 5mm 请选配模具 模芯孔径D1 d e1 23 6 3 26 6 27mm模套孔径D2 D1 2 2 e2 27 2 1 5 2 2 4 38mm 经验公式 为标称厚度 外径不均 放大值取上限 提高产量模套取上限 第五章质量检验第一节塑料机制质量检验一 常用检查量具外观结构尺寸检查常用量具的种类很多 如游标卡尺 千分尺 直尺 放大倍数的读数显微镜和各种样板 1 游标卡尺 用途 测量制品的外径 节距和厚度等 内径 深度 测量范围 mm 0 125 0 200 0 300 0 500 0 1000等 测量精度 mm 0 02 0 05 0 1三种 我们用0 02 构造 主要有主尺 主尺量爪 游框 游标副尺 游框量爪 和紧固螺钉等部分 读游标卡尺方法 首先要轻轻地使量爪接触被测部分 先读整数部分 就是看游标副尺 0 线左边主尺上第一条刻度线的数值 再读小数部分 就是看游标副尺刻度的第几条线与主尺刻线对齐 游标副尺上的这条线的数值即为小数 最后把两次读数的整数部分与小数部分相加 其和就是游标卡尺所测的尺寸数值 2 千分尺 用途 测量单线导体的直径 制品厚度等 测量精度 mm 0 01 构造 固定测杆 活动测杆 固定套筒 微分筒 棘轮 止动器 尺架等 读游标卡尺方法 测量时 当两个测杆的测量面快要与被测件表面接触时应停止转动微分筒 只转动棘轮 等棘轮发出 卡 卡 响声后 就开始读数 先读整数部分 就是看微分筒左边套筒上露出来的第一条刻度线的数值 读时要特别注意0 5mm的刻线是否露出来 否则会多读或少读0 5mm 再读小数部分 就是看微分筒上刻度的第几条线与固定套筒上的轴向刻线对齐 如果微分筒上0 5mm的刻线没有露出来 那么微分筒上与固定套筒轴向刻线对齐的线就是读得的毫米小数 如果0 5mm的刻线已经露出来 那么还要加上0 5mm才是真正的小数得数 最后把两次读数的整数部分与小数部分相加 其和就是千分尺所测的尺寸数值 当固定套筒轴向刻线与微分筒上任何刻度线都不能对齐 就应该估读小数 此时的得数应该是第三位小数 确保整个测量面与被测件表面接触 不要只接触测量面的边缘 为了消除弹性体的测量误差 可以在被测件同一部位多测几次 然后读数相加再取平均值 二 外观检查绝缘 护套应连续完整 表面应光滑圆整 无起棱现象 不得有连续的竹节 波浪及偏心 塑料截面不应有肉眼可见的气泡 砂眼 杂质 塑化应均匀 无焦烧 线芯两端不应进水 线芯的识别标志应首位一致 绝缘或护套不应与内层或外层相粘连 但应对内层包覆紧密 护套内表面应可见包带痕 经过火花试验而击穿的绝缘层 允许修 修理长度不超过绝缘外径的10倍 最长不超过100mm 三 尺寸检查1 外径的测量 直接测量法 用精度0 02游标卡尺和0 01千分尺 与制品轴线垂直并全面接触 同截面两垂直方向各测一次 取算术平均值 对要求高的 离两个端头1米以上位置测量 选3处截面 每两处距离应不小于0 5m 同截面两垂直方向各测一次 取各处数据平均值 在测最大外径 最小外径时 在圆周方向对称多测几点 读出所需数值 然后按下式计算 外径偏差 dmax dmin mm 不圆度 d0 100 d0为标称值 纸带法 测量工具 窄纸带 铅笔 精度0 5钢板尺 绕管法 显微镜直读法 放大20 40倍 精度0 01mm可供仲裁 2 厚度的测量 外径测量法 测量工具 0 01千分尺 0 05游标卡尺 直接测量法 即多点测量法 测量工具 0 01千分尺 护套层测量点数等于成缆主线芯芯数 但最多4点 同一截面测量四点后 取算术平均值 绝缘层测量时 在同一截面均匀分布取6点测量 扇形或瓦形线芯应包括小圆弧处 然后对各测量点厚度取算术平均值 第二节电气性能测试一 直流电阻的测量1 直流电阻的测量意义在电缆损耗总量中 导线电阻导致的损耗占主要部分 根据电阻定律 R L S从式中知 导线电阻与长度成正比 与导线截面积成反比 此外还与导体特性 加工方法 温度密切相关 通过该项测量能发现生产问题 及时采取改进措施 2 测量方法采用直流电桥形式 其中包括单臂电桥和双臂电桥 二 绝缘电阻的测量1 绝缘电阻的测量意义绝缘电阻的大小可以反映产品承受电压击穿和热击穿的能力 电缆绝缘电阻低 说明绝缘质量肯定有问题 如绝缘厚度不够 气泡 偏心 有杂质 烧焦 受潮等 2 测量方法常用的有欧姆表法 摇表 高阻计法 检流计法 第三节质量缺陷的产生及预防方法一 焦烧1 焦烧现象模具出口烟雾大 气味强烈刺激并有劈啪声 塑料表面有颗粒焦烧物 合逢处有连续气泡 2 问题原因及改进方法 螺杆长期使用 螺杆未清洗 积存烧焦物带出 拆螺杆清洗彻底即可 加温时间太长 塑料老化 焦烧 缩短加温时间 检查加温系统是否有问题 及时检修 停车时间过长 塑料分解焦烧 停车时及时换模开车 已经焦烧的应及时彻底清理机头 模盖没压紧 里面老胶分解焦烧 应清洗模具压紧模套盖 换模换料频繁 排胶不尽而塑料焦烧 应清洗模具排尽胶 二 塑化不良1 表现塑料表面有蛤蟆皮现象 表面发乌 并有微小裂纹或没有塑化好的小颗粒 合逢处有一条明显的痕迹2 问题原因及改进方法 温度过低 适当提高即可 造粒时 塑料混合不均或塑料中有难以塑化的颗粒 遇此情况 模套适当配小些 提高出胶口的压力 螺杆和牵引速度太快 塑料没有完全塑化 适当放慢速度 延长加温和塑化时间 提高塑化效果 却属材料问题 换料 三 表面质量 表面缺陷原因及解决方法 难以塑化的树脂在没有塑化时挤出 造成表面有小晶点和颗粒 分布在表面四周 应适当提高温度或降低牵引线速和螺杆转速 加料时混入杂质 表面有杂质疙瘩 加料时应严防杂质混入 发现混进杂质应立即清理机头 把螺杆内存胶排净 模套承线径表面不光滑或有缺口 或有塑料分解物堆积在模口处 使表面有痕迹 选模时应仔细检查承线径表面是否光滑 适当降低模口温度 发现堆积物在模口处应立即清除 缆芯太重 放线张力小 且冷却不好时 塑料表面容易起皱 前者应加大张力 后者应降低牵引线速 保证冷却时间 四 塑料层尺寸超差 表面缺陷原因 线芯或缆芯不圆 且有蛇形 使外径变化大 半制品有质量问题 使表面凸凹不平或有包 棱 坑 模芯配模过大或模芯口损伤 造成倒胶而产生塑料层偏心 温升过高或加料口 过滤网堵塞 造成出胶量减少而出现负差 电流电压表指针左右摆动 造成螺杆和牵引的不稳而产生超差 解决方法经常测外径 检查塑料厚度 跟踪调整 合理选配模具并检查其质量 调好偏心后拧紧调模螺钉 把模套盖压紧 随时关注牵引和螺杆的电流和电压表 有异常应加紧检修 严格按工艺控制温度 及时清除料斗中的条料或其他料 五 粗细不均和竹节形1 现象和原因由于螺杆和牵引不稳 造成产品粗细不均 由于张力圈有问题 容易产生竹节 模具过小 或缆芯外径变化大 造成厚度波动 2 解决办法经常检查牵引 螺杆 和收放线张力装置或速度 及时调整 选配模具要合适 防止倒胶 经常监视外径的变化 六 气孔和气泡 产生原因和消除方法温控局部超高造成的 发现了应及时调整并严加控制温度塑料受潮或进水引起的 发现了应及时停用并排净受潮料 应增加烘料装置 料烘干后再用 线芯受潮应先预热 七 其它缺陷1 脱胶或断胶 原因 导电线芯有水或有油 缆芯太重与模芯局部接触 塑料因降温而冷却 造成塑料拉伸并脱节或断胶 半制品出问题 如绕包带松套 接头不牢或过大 加料脱节 消除方法选配模具时 适当放大 适当缩小模心嘴的长度和厚度 降低牵引速度并适当提高机头控制温度 挤包前应严格检查线芯质量 必要时返工合格后再开车 在车上已经出问题的 可以分头处理 也可以剥掉塑料 重新挤塑 发现缆芯有水应及时采取预热措施 2 坑和眼 产生的原因 紧压线芯绞合不紧 有空隙 线芯弯曲或钢带重合 温度控制较低 消除方法 及时反馈 紧压线芯绞合应符合规定 加强半制品检查 适当调整挤塑温度 3合逢不好 产生的原因 温度控制较低 塑化不良 模具磨损 机头温度低 塑料合胶不好 机身温度过高 料的黏度小 挤出压力不足 机头内塑胶不密实 消除方法 严格按工艺控制温度 改制或淘汰磨损模具 适当提高机头温度 适当降低螺杆和牵引速度 延长塑化时间 增加过滤网 以增加压力 提高塑化程度 加长模具的承线径 增加挤出压力 第四节不良品的修复方法 基本要领 用刀对缺陷周围剖割成45 角的坡口 修补时 采用与本体相同的材料且颜色相同 采用热风塑焊枪 焊接时温度不宜过高 防止焦烧 用铜片压紧 压平 压实 最后对焊接处 进行火花试验 不击穿为合格 大接头的修补 临时停车 护套断开 可以连续接头 即把塑料套削成45 角的坡口 退到机头伸入模芯嘴内30mm 然后排胶 用手把塑料层连接好 然后再整形修补 对有定长要求的 一端很长护套有缺陷 可以剥掉这端护套 使其先通过放大模具挤塑 到达合格处时 逐步开快车 减薄护套厚度 包在原护套上 下车后整形修补 低压电缆绝缘挤出工序互检项目 1 挤出用导体的结构尺寸 2 所有绝缘料的型号 规格 颜色 3 所用导体的外观质量 导体表面要光滑 色泽均匀 无明显三角口 裂纹 毛刺 刃边 梅花边 油污 氧化 4 耐火电缆绕包云母带后的外观质量 5 实物与流转卡的一致性 自检项目 1 挤出绝缘的外径 平均厚度 最薄点 2 挤出绝缘的外观质量 线芯表面光滑 无目力可见的气泡 油污 熟胶粒子 僵块 生料 擦伤 凹坑 松空 鼓包 压痕 竹节状 换色不清等缺陷 3 火花检验 火花机珠链 报警必须完好 导体要接地 火花检验电压要符合规定 4 绝缘修补质量 修补处不影响外观质量 符合线芯尺寸要求且再次火花检验合格 5 线芯不能进水 橡套电缆绝缘与导体不能粘连 6 单根及软结构线芯挤出后导体的丝径 7 双色线的各种颜色的覆盖面积 8 盘具选用正确 排线要整齐 不能超满 9 流转卡的正确选用 正确填写 自检项目 1 挤出绝缘的外径 平均厚度 最薄点 2 挤出绝缘的外观质量 线芯表面光滑 无目力可见的气泡 油污 熟胶粒子 僵块 生料 擦伤 凹坑 松空 鼓包 压痕 竹节状 换色不清等缺陷 3 火花检验 火花机珠链 报警必须完好 导体要接地 火花检验电压要符合规定 4 绝缘修补质量 修补处不影响外观质量 符合线芯尺寸要求且再次火花检验合格 5 线芯不能进水 橡套电缆绝缘与导体不能粘连 6 单根及软结构线芯挤出后导体的丝径 7 双色线的各种颜色的覆盖面积 8 盘具选用正确 排线要整齐 不能超满 9 流转卡的正确选用 正确填写 中压电缆绝缘挤出工序互检项目 1 导体的外径 绞向 铜丝根数 2 导体的外观质量 导体表面要光滑 色泽均匀 无明显三角口 裂纹 毛刺 刃边 油污 氧化 3 半导电带绕包后的外观质量 平整 不能有漏包及擦破 压伤 4 半导电层数及搭盖率 5 实物与流转卡的一致性 自检项目 1 使用材料型号规格的正确性 2 外观质量 无皱皮 焦子 凹坑 擦伤 竹节等 3 绝缘 内屏 外屏 平均厚度 最薄点厚度 偏心度 4 排线要整齐 盘具的正确选用 大小 防线标志及盘具质量符合要求 量 5 外屏的剥离检查 气孔 杂质 弹劾 清洗料等 6 单丝的焊接 焊头必须锉平 其外径不大于单丝外径的110 不允许采用胶带等缠绕处理 7 流转卡的正确选用与填写 110KV三层共挤工序互检项目 1 半导电带绕包后的外观质量 2 半导电层数及搭盖率 3 实物与流转卡的一致性 自检项目 1 使用材料的型号 规格的正确性 2 跟踪电缆冷却情况 当室温超过20度时 电缆在水槽中应完全浸没电缆冷却 3 外观质量 不能有竹节 焦了 凹坑等 4 挤包平均厚度 最薄点厚度 偏心度 内屏 绝缘 外屏 及外径的检查 5 外屏的剥离检查 气泡 杂质 碳黑 清洗料 6 接头的焊接质量 7 盘具的正确使用 排线要整齐 8 收线时筒体应采用空纸袋或电缆纸铺垫 两侧应采用橡皮类或发泡类弹性材料垫隔防护 电缆排线不易过紧但应排整齐 9 流转卡的正确选用与填写 护套工序互检项目 1 钢带的宽度 厚度及金属丝直径 根数 搭盖率 2 铠装后的外观质量 不能有发黑 生绣现象 卷边 翘起 漏包 圆整度 鼓包等 及焊接情况 3 非铠装型的包带 填充是否对 电缆是否圆整 4 电缆实物与流转卡一致性 自检项目 1 外护材料型号规格的正确性 2 外护层平均厚度 最薄点厚度 3 外护外观质量 无明显破洞 鼓包 未塑化和烧焦缺陷 其断面无肉眼可见沙眼 杂质和气泡 4 抽真空 150机及以上 外护层应包覆紧密 以手感无明显松动和护套不能单独转为准 5 火花检验 火花机珠链 报警必须完好 导体要接地 火花检验电压要符合规定 6 外护的印字 正确 清晰 耐磨 间距符合要求 印字顺序 米标符合要求 7 内端头露出长度 8 外护修补质量 9 排线要整齐 盘具的正确选用 大小 防线标志及盘具质量符合要求 10 流转卡的正确选用与填写 110KV电缆护套工序互检项目 1 焊接缝的外观 光洁 平整 2 轧纹的间距 3 轧纹后的外径 4 实物与流转卡的一致性 自检项目 1 外护层平均厚度 最薄点厚度 2 外护外观质量 无明显破洞 鼓包 未塑化和烧焦缺陷 其断面无肉眼可见沙眼 杂质和气泡 3 外护层应包覆紧密 以手感无明显松动和护套不能单独转为准 4 火花检验 火花机珠链 报警必须完好 导体要接地 火花检验电压要符合规定 外护修补情况 5 外护的印字 正确 清晰 耐磨 间距符合要求 印字顺序 米标符合要求 6 石墨涂覆要均匀 7 内端头露出长度符合规定 8 盘具的正确选用 排线要整齐 9 流转卡的正确选用与填写 分支电缆工序互检项目 1 主杆 分支的型号规格 长度 护套表面印字 2 电缆的圆整度 护套表观质量 结构尺寸 两端头不能有水 自检项目 1 连接体之间的距离 个数 外观 接头方向及连接体间是否完好 2 收缩套塑封后是否完好 平整 要无皱折 3 吊头安装 填充清除干净 料正确使用 4 分支 主干米数是否正确 5 收线盘具正确使用 放线方向要符合要求 6 内端头露出长度 7 流转卡的正确选用与填写 2 5挤塑 挤橡 交联工 绝缘 2 5 1中高压交联电缆三层共挤是关键工序 对于交联内芯结构尺寸的控制 要求操作工严格按工艺规程要求生产 质量工艺员应严格按技术中心制订的质量指标进行检查考核纠正 三层共挤过程应检查使用的原材料 洁净室净化 挤出机及机头清理 模具 滤网 交联管道清理及密封和产品结构尺寸和相关 质检员至少在开机 中间 结束抽查交联内芯外屏与绝缘表面 内屏与绝缘表面的质量状况 是否符合文件规定要求 对不符合质量指标或绝缘平均厚度不符合的每例处300 1000元罚款 绝缘最薄点或最厚点不符合的每例处300 1000元罚款 对其它指标不符合处100 300元罚款 造成损失的另承担损失的15 50 赔款 2 5 2操作工应严格按工艺要求生产 上机和落盘应进行自检 互检 对不合格的半成品不能流入下道工序 按工艺文件检查所生产规格是否符合要求 若违反处100 300元罚赔款 2 5 3挤塑后的内芯或成品表面应圆整 光滑 不能有明显的绞痕 若违反则对操作工处50元罚赔款 属于批量的处300 1000元罚赔款 造成损失的按15 50 赔款 2 5 4严格按规定 如导体铜或铝良好接地 使用火花机 选择电压 并对火花检测结果负责 若试验电压超出偏差 允许 0 1 0 3kV 对责任人处50元罚赔款 火花试验中出现的击穿点应做好明显标识和记录 温水交联绝缘内芯经挤塑火花检测合格无修补的可直接封头流入温水房 若需复绕修补须作记录并交由当班质量工艺员核实汇总核算复绕工时 若发现无标识和记录 对责任人处100元罚赔款 不使用火花机的 处200元以上罚赔款 不需使用的除外 2 5 5流转过程中的半成品不得用脚踢 踩产品或碰撞表面 若发现造成撞伤或明显污痕 对责任人处100 300元罚赔款 2 5 6在生产过程中 同一种颜色产品 不能有换色不清或颜色不均及缺失标志色带等现象 若发现不符 则对责任人处100 300元罚赔款 2 5 7生产的双色线按标准生产 双色应控制在规定的范围内 若发现不符 则对责任人处100元罚赔款 2 5 8严格控制挤塑 挤橡及交联温度 保证产品表面光洁 无焦子 孔洞 气泡 开裂 僵块 生料及欠硫 内部无气孔等现象 连硫及交联允许超过管道长度的1 0倍 若发现不符 则对有关责任人每个处50 100元罚赔款 由于控制不当造成铜丝氧化处100 500元罚赔款 交付后的半成品若发现以上类似问题每个处100 300元罚赔款 造成质量损失的按15 50 赔款 2 5 9中压交联绝缘线芯原则上应采用2800及以上专用工艺盘收线 高压交联绝缘线芯必须采用3150及以上专用工艺盘收线 该专用盘内侧及筒体应采用橡皮等弹性材料铺垫防止擦伤或变形 若发现不符 则对责任人处100 500罚赔款 造成质量损失的按15 50 赔款 2 5 10正确维护使用喷码机 印字机 印字应清晰 按工艺规定使用字体大小 印字内容 字符间距离等 对强制性认证产品要正确使用印字轮 按规定印刷相应标识 若发现印字不符 或模糊不清 间距不符等不规范现象 则对责任人处100 200元罚赔款 造成批量返工的处300 500元罚赔款 选用油墨错误 对责任人处100 200元罚赔款 在连续生产过程中出现印米跳码或打印米数偏离公差的每例处300 500元罚赔款 造成损失的按15 50 赔款 2 5 11生产的半成品 成品应粗细均匀 无肉眼可看见的气泡