芳纶纱绞合工艺与设备优化方案

对ADSS光缆来讲，松套管结构缆芯和内护套的生产与上一章通信光缆相同，所以缆芯工艺不再重复，最大的差异就是芳纶纱绞合工艺及相关控制点。

ADSS光缆芳纶纱绞合设备关键在于放纱张力的一致性和纱线在缆芯分布的均匀性。控制芳纶纱放线张力的方式主要有两种：一是通过施加在每个放线盘中心轴上的固定阻尼器或摩擦力，如图5.2.3所示；二是纱线放出后经过独立的阻尼器控制纱线的张力，如图5.2.4（a）和（b）所示。

图5.2.3　放线盘轴心阻尼放线架

图5.2.4　放线盘外阻尼器张力控制放线架及阻尼器实物图

图5.2.3所示放线设备基本属于早期产品，不合理，也不太科学。因为力矩（M）＝力（F）×力臂（L），所以如果力矩M固定，即放线轴的轴向阻尼固定不变，力臂（L）越大，力（F）就越小。参考杜邦公司Kevlar－49／7900dtex芳纶纱标准包装6.8kg，纱捆外径为201mm，纱捆内径为106mm。生产过程中，力矩是不可调整的。随着纱的消耗，剩余纱的长度越来越小，力臂也越来越小，作用在单股纱上的张力线性增长，到尾端将达到最大，也就是初始放线张力差不多是底层放线张力的一倍（201／106）。(www.xing528.com)

这种设备上生产出来的光缆，从端头开始，芳纶纱的放线张力持续在增加，导致末端作用在光缆缆芯上的轴向压缩力值成倍增加。如果芳纶纱股数多，将导致中心加强件（FRP）被严重挤压，甚至引起FRP挫断。缆芯上盘收线，或收线张力力值小，就会产生芳纶纱偏心，收线架牵引力或负荷也在持续增大。缆芯如果不及时护套，还将因芳纶纱偏心，收缩力过大导致缆芯从芳纶纱中“解放”出来，跳出芳纶的包围圈，弯曲变形，无法进行后续的生产。施工时，也可能会因光缆张力的松懈，导致光缆中心加强件（FRP）压缩而挫断，刺穿套管，表现为光纤折断。

如果生产短盘长光缆，用不同长度的芳纶纱（纱筒外径不一致），如果不对设备力矩进行校核，放线张力将会不一致，导致最终光缆实际承受的力值与设计相差较大。当光缆受力时，芳纶纱不同步“出力”，一部分纱接近断裂伸长率，而另一部分纱也可能刚开始出力，步调不一致，最终力值会大大偏离设计值。

图5.2.4的设计相对就合理很多。它在轴筒上施加很小的力矩，防止设备运转中纱反转而松散，而通过外围独立的阻尼器持续、恒定地施加放线张力，这样就不会有力臂上的差异，如图5.2.4（b）与（c）所示，只要张力事先设定好，生产过程中纱线上就不存在张力变化了。

根据芳纶纱特性，对杜邦Kevlar－49牌号的7900dtex芳纶纱来说，其张力控制一般在10N左右较好。线密度小的纱，放线张力也应该跟随减小。

生产时，尽量避免两次或多次绕制芳纶纱。对于大档距ADSS光缆，芳纶纱股数超出放线架头数，不得不分多次进行绕制时，为避免散纱或偏心，每一次都应该扎纱捆绑，同时合理计算每层纱股的数量，尽量保证圆整，不偏心。为避免护套外表有扎纱的痕迹，最后一层可以不用扎纱。为保持结构的稳定性，不同纱层之间的绞向应相反。当遇到无法合理分配每层纱股数的时候，可以考虑混用同模量的支数小的芳纶纱，如K－49，用10股1580dtex或5股3160dtex替换2股7900dtex，但不建议三种以上支数的纱混用。混用过程中注意放线张力的调整。

而对于小档距的ADSS光缆，大支数的芳纶纱肯定无法全面覆盖内护套或缆芯，此时就应该考虑用细纱替代了。