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电缆在挤塑生产时的工艺

发布时间:2019-03-04 14:32:15浏览次数:1552次

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一、 挤塑机工作原理

  利用特定形状的螺杆,在加热的机筒中旋转,将由料斗中送来的塑料向前挤压,使塑料均匀地塑化(即熔融),通过机头和不同形状的模具,使塑料挤压成连续性的所需要的各种形状的材料。

工艺


  1.挤出过程中塑料经过的三个阶段:

(1)塑化阶段:又称压缩阶段。在机筒内完成。经过螺杆的旋转,使塑料由固体的颗粒状变为可塑性的粘流体。

(2)成型阶段:在机头内进行。由螺杆旋转和压力的作用,把粘流体推向机头,经过机头内的模具,使粘流体成型为所需要的各种尺寸及形状的挤包材料。机头的模具起成型作用,而不是起定型作用。

(3)定型阶段:在冷却水槽中进行。塑料经过冷却后,将塑性状态变为定型的固体状态。


2.挤出过程中塑料的流动状态:

(1)正流——沿螺旋线向前流动。正流由螺杆旋转的推挤力产生,正流影响挤出量。

(2)逆流——与正流相反。它是机头、模具、过滤网的反作用力产生的。

(3)横流——即环流。沿轴向向前流动,方向与螺纹垂直。也是由螺杆旋转的推挤力产生。塑料之所以能在螺杆中混合、塑化成熔融状态,是和环流的作用分不开的。

(4)漏流——它也是由机头、模具、过滤网的阻力产生的。不在落槽中流动,而是在螺杆和机筒的间隙中流动。通常比正流和逆流小很多。漏流影响挤出量。

挤塑机


3.挤塑机螺杆的压缩比和长径比

(1)压缩比——压缩段开始处的一个螺槽和终止处的一个螺槽容积之比。

(2)长径比——螺杆有效工作长度和螺杆直径之比。

(3)压缩比和长径比的大小对挤塑质量的影响

螺杆是挤塑机的重要组成部分,它的形状、直径的大小和长短对塑化的好坏起着决定性的作用。

螺杆较长——料在螺杆中受热时间长——塑化均匀——挤出量大——塑化效果好。

长径比一般为:15∶1~20∶1,近来有向大的方向发展可达20∶1~25∶1。

聚乙烯和聚氯乙烯塑料的压缩比为1∶2~1∶3。


4. 挤塑机螺杆的维护保养

⑴ 不允许螺杆空转。

⑵ 清理螺杆时,要垫平垫稳,不要滚动或转动,防止损伤螺杆。

⑶ 严禁将金属物品投入机筒内,以免损伤螺杆。

⑷ 温度过低时严禁启动螺杆。

⑸ 使用螺杆冷却水时,要做到停机必须停水。

⑹ 定期清理螺杆。

挤塑机

5.挤塑机的操作要点

⑴ 开机前操作者应检查设备个部位的润滑、传动、电气控制等情况,发现问题立即找有关人员解决。

⑵ 按产品要求选配模具,并把模芯和模套间的距离调好,防止塑料层厚度偏差太大。

⑶ 提前2~3小时启动加温系统,按工艺规定调好各段温度,防止温度控制过高或过低。

⑷ 生产前要按工艺规定检查半成品的质量,确认合格后方可投产。

⑸ 按产品长度准备好合适的收线盘,排线要紧实整齐。

⑹ 准备和牵引绳,并试车观察螺杆的转动、牵引转速、放线和收线的转动、加温控制系统、各电气开关、上下水流通等情况,确认无问题后开车生产。

⑺ 开车

① 将合格的塑料加入料斗,打开插板,启动螺杆。操作者应注意进料情况,观察电压、电流表指示。此时,操作者不许离开岗位,防止发生问题。

② 塑料从摸口挤出后,要观察塑料的塑化情况,待塑化将要好时,开始校正模具,把塑料厚度调匀,防止厚度偏差太大。

③ 按工艺规定取样检查厚度和表面质量,如:气孔、疙瘩、塑化状态等。

④ 一切正常并能满足工艺要求后,立即组织人员开车,开车时要分工操作、密切配合。

⑤ 穿头引线,启动牵引,按工艺规定的厚度,控制好螺杆与牵引的速度,电缆通过牵引后,在带排线架的线盘上整齐排好。

⑥ 在正常开车生产过程中,要注意以下几点:

a.产品的质量。

b.设备各部位机械运转情况。

c.加温系统的控制情况。

d.螺杆和牵引的速度变化情况。

e.做到三勤:勤测外径(厚度);勤检查质量;勤观察设备。

⑻ 记好标签、跟踪卡、记录表等记录。

⑼ 停车:首先切断牵引电源,然后停主机。要及时地拆除模芯和模套,把机头与机身的接触螺栓扭开,关闭料斗插板,顶出机头,跑净机筒内的塑料,组织人员清理机头和模具。

① 遇到下列情况时应停车:

a.生产任务完成后要及时停车清理机头。

b.温度控制超高时,会造成塑料焦烧,要停车清理机头和螺杆。

c.停车1小时以上需清理机头。

d.有其它原因停车,如停电、停水、等线、缺盘、发生设备或人身事故等,需要停车清理机头。

② 机头和螺杆清理要干净,清理完以后要及时装好。

③ 记号交接班记录,并给下一班做好生产准备工作,如模具、盘具、半成品等。

④ 按岗位责任要求,清洁机台卫生。

⑤ 停车后,要检查电源、水源、设备各部分,确认无问题以后,关掉电源和水源再离开机台。


二、挤塑模具类型及工艺特性

电线电缆生产中使用的模具(包括模芯和模套)主要形式有三种:挤压式、挤管式、半挤压式(或半挤管式)。

1.挤压式模具:是靠压力实现产品成型的,所以挤压式成型的产品密实。模芯与模套配合角度差决定最后压力的大小,影响胶层质量和挤出量;模芯与模套的尺寸决定挤出产品的几何形状和表面质量。

挤压式模具选配尺寸要求很严,成本高、挤出量低,所以除要求绝缘结构密实和挤出拉伸比小的以外,大都采用挤管式代替挤压式。

挤塑机


2.挤管式模具:在胶料包覆于线芯之前,由于模具的作用形成管状,然后经拉伸后包覆于线芯表面。挤管式模具比挤压式模具具有以下优点:

(1)可充分利用塑料的可拉伸特性,挤出厚度远大于所需厚度,所以出线速度可依拉伸比的不同而有所提高。

(2)包覆厚度的均匀性只与模套的同心度有关,不会因线芯形状的改变或弯曲变形而致包覆偏芯。

(3)塑料经拉伸而取向,从而提高了机械强度、结晶度及耐龟裂性。

(4)模具与线芯间隙较大,可减少模具磨损和划伤线芯。

(5)模具通用性较大。

挤管式产品与挤压式相比的不足是:挤塑密度小,胶层与线芯结合紧密性差。增加拉伸比可提高密度,抽空挤出可提高胶层与线芯结合的紧密程度。

3.半挤管式模具:通常用于大规格绝缘挤包和内护套或外护套的挤包。


三、模具的选配

挤压式:依线芯选模芯,依成品外径选模套,根据塑料工艺特性决定模芯、模套角度及角度差、定径区长度等。

挤管式:根据拉伸比(模口截面积与实际截面积之比)配模。


1.绝缘线芯的配模原则

(1)圆形:模具不易过大,要适可而止,即导电线芯穿过时不易过松或过紧。模芯——线径+放大值;模套——模芯直径+2标称厚度+放大值。

(2)扇形:模芯——扇形宽度+放大值;模套——模芯直径+2标称厚度+放大值。


2.配模的理论公式

(1)模芯:D1=d+e1

(2)模套:D2= D1+2f+2△+ e2

式中:D1——模芯直径(mm);

D2——模套直径(mm);

d——挤塑前最大直径(mm);

f——模芯嘴壁厚(mm);

△——绝缘标称厚度(mm);


3.检查模具的质量

检查承线径表面是否光滑,有无裂口或缺口、划痕、碰伤、凸凹等现象。

配好模具后,应用细砂布把承线径圆周式的擦抹光滑。


4.选配模具的经验

(1)16mm2及以下的线芯绝缘配模,应用导线试模芯,以导线能通过模芯为宜,不要过大,以免产生倒胶现象。

(2)真空挤塑时,选配模具要合适,不宜过大,以免产生耳朵棱或松套等现象。

(3)实际挤塑过程中,塑料存在拉伸现象,一般的拉伸量为2.0mm。

(4)安装时,要调整好模芯与模套的距离,防止堵塞,造成设备事故。


5. 模具设计要求

(1)增加模具压力,使塑料由机筒进入模具后压力增大,从而提高塑料的塑化程度和致密性。

(2)延长模腔内的塑料流动通道,使流道中的塑料进一步塑化。

(3)消除流道中的死角,使流道中形成流线型。

(4)真空挤塑的模具,其模芯承线径一般在20~40mm,模套承线径一般在15~30mm。


6.模具的调整

(1)调整模具的原则:

a. 面对机头,先松后紧;

b. 经常检查对模螺钉是否松动或损坏;

c. 调模时,模套压盖不要压得太紧,调好模后再压紧,以防进胶,造成偏芯或焦烧。

(2)调整模具的方法:

a.空对模:生产前将模具调整好,用肉眼观察把模芯与模套的距离或间隙调整均匀,然后把对模螺钉拧紧;

b.跑胶对模:塑料塑化好后,边跑胶,边调整对模螺钉,同时取样检查挤塑厚度与是否偏芯,直至调整满意,然后把对模螺钉拧紧;

c.走线对模:把导线穿过模芯,与牵引线接好,然后跑胶。胶跑好后,调整好螺杆与牵引速度,起车跑线取样,然后停车,观察样品的绝缘层厚度。反复几次,直至满意,然后把对模螺钉拧紧。该方法适用于小截面的电线电缆调模;

d.灯光对模:利用灯光照射绝缘层和护套层,观察四周的厚度调整对模,直至满意,然后把对模螺钉拧紧。该方法适用于PE塑料绝缘电线电缆的调模;

e.感觉对模:是经验对模法。利用手摸,感觉挤塑层厚度来调整模具。该方法适用于大截面电线电缆的外护层。

f.其它:

① 利用游标卡尺的深度;

② 利用对模螺钉的螺纹深度;

③ 利用取样。

值得一提的是:选配好模芯与模套的孔径后,还必须选定模套内锥角与模芯外锥角的角度差,一般为3°~10°。这个角度差能使挤出压力逐渐增大,实现挤塑层密实、与线芯结合紧密的目的。


四、 挤塑原理

1.挤塑过程及其特点

挤塑过程是一个连续、复杂的物理过程。塑料的挤出特性主要表现在塑化阶段。

加料段:提供软化温度;产生剪切应力,破碎软化了的塑料;形成连续而稳定的推力;进而实现搅拌与均匀混合,并进行初步热交换。加料段所产生的推力是否连续均匀稳定、剪切应变率的高低、破碎与搅拌是否均匀都直接影响挤出质量和产量。

熔融段:热源有外热和螺杆摩擦热;回流进一步均匀混合,并充分热交换。塑料从固态转变为粘流态(可塑态),实现初步塑化、排气与压实。

均压段:螺纹深度最浅,螺槽容积最小,轴向和径向压力最大,温度最高。所以塑料在此段充分排气与塑化。


2. 影响挤出量的因素

(1) 挤出压力愈大,挤出量就愈小;

(2) 螺槽愈浅,挤出量愈稳定;

(3) 螺槽宽度愈大,挤出量愈大;

n 螺纹深度要适当控制,螺纹太浅会使螺槽容积减小,从而使挤出量减小;螺纹太深,挤出量不稳,并且影响塑化的均匀性。


3. 挤出质量

挤出质量主要指塑化情况是否良好,几何尺寸是否均匀。

塑化良好是指既无塑化不足,又无塑料分解。塑化情况主要取决于温度、剪切应变率及其作用的时间等因素。挤出温度过高会造成挤出压力波动、塑料分解及设备事故。改善塑化状况的方法主要是延长热交换和挤出时间。

螺槽的深度愈浅,转速愈高,剪切应变率愈大。

几何尺寸的均匀性是指外径均匀、径向厚度一致。即消除“竹节形”和“偏芯”。


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