擠塑工序在電纜生產(chǎn)中是不可缺少的一部分,它包含絕緣和護(hù)套生產(chǎn)工序。絕緣生產(chǎn)方式有:涂覆、繞包、擠包,以及它們的組合?,F(xiàn)在絕緣生產(chǎn)主要的是涂覆(繞組線,已不在生產(chǎn)許可證管理范圍)和擠包(電線電纜)。
一、塑料擠出設(shè)備與模具
1.塑料擠出設(shè)備:擠出機(jī)
1.1擠塑機(jī)的工作原理:利用特定形狀的螺桿在加熱的機(jī)筒中旋轉(zhuǎn),將由料斗中送來的塑料向前壓,使塑料均勻地塑化,通過機(jī)頭和不同形狀的模具,使塑料擠壓成各種形狀的制品。
1.2擠塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu):擠塑機(jī)由擠壓系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)(冷卻)組成。
1.2.1擠壓系統(tǒng)(包括螺桿、機(jī)筒、料斗、機(jī)頭和模具五部分)
①螺桿:螺桿是擠塑機(jī)中的重要部分,它是由高強(qiáng)度、耐熱和耐腐蝕的合金鋼制成,其作用是將塑料向前推進(jìn),產(chǎn)生壓力,攪拌,旋轉(zhuǎn)時(shí)與塑料產(chǎn)生摩擦熱,使塑料熔化,并邊連續(xù)不斷地將融體送入機(jī)關(guān)擠出,它直接關(guān)系到擠塑機(jī)的應(yīng)用范圍和生產(chǎn)率。
②機(jī)筒是一個(gè)金屬筒,一般用耐熱耐壓的強(qiáng)度較高的,堅(jiān)固耐磨、耐腐蝕的合金鋼或內(nèi)襯合金鋼的復(fù)合鋼制成,它與螺桿構(gòu)成了塑料塑化和輸送作用的擠壓系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu),機(jī)筒的長度一般為其直徑的15~30倍,以使物料得到充爭加熱和塑化充分為原則。機(jī)筒應(yīng)有足夠的厚度,剛度、內(nèi)壁應(yīng)光滑。在機(jī)筒的外面裝有電阻或感應(yīng)加熱器測量裝置及冷卻系統(tǒng)。
③料斗通常為錐形容器,其容積至少應(yīng)能容1小時(shí)的用料,料斗底部裝有切斷料流截短裝置,料斗側(cè)面裝有視孔可標(biāo)定和計(jì)量。
④機(jī)頭是擠塑機(jī)的成型部件,機(jī)頭主要有過濾裝置(多孔板和篩網(wǎng))、連接管、分流器、模芯座、模具等組成。
1.2.2傳動(dòng)系統(tǒng)
它的功能是保證螺桿以所需要的力矩和轉(zhuǎn)速勻速地旋轉(zhuǎn),一般偉動(dòng)系統(tǒng)都包括三個(gè)必要的環(huán)節(jié):原動(dòng)力——變速器——減速器。要求螺桿的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定,不隨其負(fù)荷的變化而變化,以保證制品質(zhì)量均勻一致。但在不同場合下又要求螺桿能變速,以達(dá)到一臺(tái)設(shè)備能擠出不同規(guī)格制品的要求。為此傳動(dòng)電機(jī)一般采用整流電機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)等。
1.2.3加熱冷卻系統(tǒng)
功能:通過機(jī)筒的加熱或冷卻,以保證塑料始終在其工藝溫度范圍內(nèi)擠出。
①塑機(jī)的加熱方法:擠出機(jī)螺桿速度保持恒定時(shí),影響出膠量穩(wěn)定性的主要因素是擠塑機(jī)的機(jī)身溫度。
交聯(lián)擠塑機(jī)加熱方法通常有兩種,采用載體(如加熱水)加熱和電阻器加熱。采用載體加熱的特點(diǎn)是加熱均勻,不易產(chǎn)生局部過熱現(xiàn)象,但是載體加熱溫度對系統(tǒng)的密封性能要求很高,成本較高。因而用于溫控要求較高擠塑機(jī)上。
②塑機(jī)冷卻:在擠出過程中經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生機(jī)筒內(nèi)塑料溫度過高,熱量過多的現(xiàn)象,如不及時(shí)排出過多的熱量,則容易引起物料“先期交聯(lián)”;擠塑機(jī)一般在兩個(gè)部位冷卻:機(jī)筒冷卻和機(jī)頭冷卻。
a.機(jī)筒冷卻(機(jī)筒冷卻方法有兩種風(fēng)冷和水冷)
從冷卻效果來看,空氣冷卻比較柔和,冷卻速度較慢,水冷卻速度則快,但比較激烈,易造成較強(qiáng)的“熱振動(dòng)”,水冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是比較復(fù)雜的,它除了具有良好的冷卻效果外,還應(yīng)有良好的密封性以防泄漏,使在不需要冷卻時(shí),最好能使冷卻系統(tǒng)中的水全部逸出,以免因存水產(chǎn)生的水垢使冷卻系統(tǒng)堵塞,結(jié)構(gòu)上還應(yīng)有利于維修,目前的水冷卻系統(tǒng)大部分是在機(jī)筒外表面車出螺旋形溝槽,然后盤繞冷卻管。
b.螺桿冷卻
冷卻螺桿的主要目的是防止塑料過熱,此外冷卻螺桿的加料段也有利于物料往機(jī)頭輸送。通入螺桿的冷卻介質(zhì)通常是水,水溫可以根據(jù)要求保持一定數(shù)值。甚至螺桿的冷卻長度也可以調(diào)整,有時(shí)全長冷卻,有時(shí)只冷卻一部分,最新設(shè)計(jì)的擠塑機(jī)螺桿溫度可以分區(qū)調(diào)節(jié)。
1.2.4擠塑機(jī)螺桿參數(shù)
螺桿的主要參婁有直徑長徑比、壓縮比、螺距、螺槽寬度、螺旋角、螺桿與機(jī)筒之闡的間隙等。
①螺桿直徑D:擠塑機(jī)的大小規(guī)格通常用螺桿直徑表示,直徑越大,出膠量就越大,擠出量近似和其平方成比例,因此螺桿直徑少許增加,將引起擠出量的顯著增加。
②長徑比L/D:螺桿工作部分長度L與直徑D的比值。在螺桿直徑一定時(shí),增大長徑比就意味增加螺桿的長度,長徑比越大,有利于物料充分塑化,同時(shí)還能產(chǎn)生較大的壓力,保證產(chǎn)品更加密實(shí),提高質(zhì)量。然而長徑比太大也不行,對交聯(lián)料產(chǎn)生過分塑化,引起物料的先期交聯(lián),用于交聯(lián)機(jī)組的擠出機(jī),長徑比一般在20~25倍之間。
③壓縮比是加料段第一個(gè)槽容積與均化段最后一個(gè)螺槽容積之比,壓縮比的選擇,應(yīng)根據(jù)原材料不決定,塑料性質(zhì)不一樣,壓縮比也不一樣,顆粒大、壓縮比小;顆粒小、壓縮比大,低密度聚乙烯的壓縮比為2~3倍。
④螺槽深度H:即螺紋的外半徑與根部半徑之差,根據(jù)壓縮的要求,加料段槽深大于熔融段,熔融段又大于均化段,加料段螺槽深度大,有利于提高其輸送能力,熔融段和均化段螺槽淺,螺桿能對物料產(chǎn)生較高有剪切速度,有利于機(jī)筒壁向物料傳熱和物料的混合和塑化。
2.擠出機(jī)的模具
2.1擠出機(jī)的模具分為擠壓式、半擠管式、擠管式。
2.2各種模具的特點(diǎn):
2.2.1.擠壓式優(yōu)點(diǎn):
1)、擠出的塑料層結(jié)構(gòu)緊密結(jié)實(shí)。
2)、絕緣與導(dǎo)體結(jié)合緊密無隙,擠包層的絕緣強(qiáng)度可靠。
3)、外表面平整光滑。
2.2.2.擠壓式缺點(diǎn):
1)、調(diào)整偏芯不易。
2)、配模的準(zhǔn)確要求高,產(chǎn)品質(zhì)量對模具依賴性大。
3)、擠出線的彎曲性不好。
2.2.3擠管式優(yōu)點(diǎn)
1)、擠出速度快。
2)、操作簡單,調(diào)偏芯容易。
3)、間隙大,磨損小,使用壽命長。
4)、配模方便。
5)、塑料定向拉伸,塑料擠出強(qiáng)度增加。
6)、護(hù)套厚度容易控制。
2.2.4擠管式缺點(diǎn):
1)、致密性差。
2)、塑料與線芯結(jié)合性差。
2.2.5半擠管式:吸取了擠壓式和擠管式的優(yōu)點(diǎn)。
二、交聯(lián)聚乙烯材料的交聯(lián)方法:分為化學(xué)和物理兩種方式
1.化學(xué)交聯(lián):過氧化物交聯(lián)(1、蒸汽交聯(lián)(SCP);2、紅外線交聯(lián)法(RCP)與干式交聯(lián);3、長承模(MDCV)交聯(lián);4、加壓熔巖鹽交聯(lián)(PLCV)工藝;5、硅油交聯(lián)(FZCV)工藝。)和硅烷接枝交聯(lián)(一步法、兩步法、共聚法)。
2.物理交聯(lián):高能射線輻照交聯(lián)。