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柔性铠装光缆制造设备和工艺流程优化方案

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:而螺旋装铠缆芯生产的是专用设备,是本节重点介绍内容,设备配置见表6.2.3。放线装置设有张力传感器,通过调节放线速度实现放线张力的恒定。

柔性铠装光缆制造设备和工艺流程优化方案

全球范围内“光纤到户(FTTH)”战略实施及智能建筑迅猛发展,在一些鼠患比较严重的山区、林区,在光缆入户敷设方面,如果采用常规的FTTH布线用光缆,经常会被老鼠咬断,影响信号正常通信,给用户带来不便;另外考虑到通信管道资源有限,光缆整体需要达到更小的尺寸,更大的芯数要求,因此,有些光缆网络敷设和运行环境需要具备防鼠、耐侧压、柔软等性能,柔性铠装光缆是一种很好的解决方案,其结构如图6.1.1(c)所示。

柔性铠装光缆分为单铠和双铠,单铠外围不含金属编织网,双铠则含有金属编织网和金属螺旋形铠管,其光单元结构形式有涂覆光纤、紧套光纤、微束管光纤。

6.2.3.1 柔性铠装光缆生产工艺路线

光单元为紧套光纤的单铠柔性铠装光缆是常规结构,根据光缆生产工艺,主要包括缆芯和护套两大部分。紧套光纤放线、芳纶纱放线、不锈钢丝放线,不锈钢丝压扁成窄带、不锈钢带卷曲成形组成缆芯,最后是护层挤制,因此有相对独立的两道工序:螺旋装铠、护层挤制。工艺路线分别如图6.2.6和图6.2.7所示。

图6.2.6 不锈钢带螺旋装铠工艺路线

由工艺路线可见,护套生产线的配置与单/双芯光缆生产线基本相同。而螺旋装铠缆芯生产的是专用设备,是本节重点介绍内容,设备配置见表6.2.3。

图6.2.7 螺旋装铠护套线工艺路线

表6.2.3 螺旋铠装设备配置

6.2.3.2 螺旋装铠生产线及工作原理

螺旋装铠生产线的关键部件是不锈钢丝压扁装置和不锈钢带螺旋绕包装置,其他的部件与普通光缆制造设备相近。生产线主要由以下部分组成。

1)光纤或紧套光纤放线装置

紧套光纤放线装置主要功能是在不锈钢带装铠过程中,小张力放出光纤或紧套光纤。放线装备为柜式结构,主动放线。放线装置设有张力传感器,通过调节放线速度实现放线张力的恒定。光纤放线张力对余长影响较大,张力大会使螺旋管的间隙后缩,余长变小,甚至负余长,影响使用,一般要求尽可能减小放线张力,增加光纤余长。实际上,只要光纤能拉直自由进入螺旋装铠机即可。

2)芳纶纱放线装置

芳纶放线装置主要功能是在不锈钢螺旋装铠中恒定张力放出芳纶纤维,芳纶纤维主要起到抗拉作用,也对紧套光纤起到缓冲和保护作用。芳纶放线要求张力均匀、恒定,通常采用主动放线方式。

3)钢丝压扁机

螺旋绕包的不锈钢带是由一根不锈钢丝采用机械压扁的方法而成。

钢丝压扁机是配合螺旋装铠生产设备完成螺旋管的形成,一般一台压扁机可供五台光纤装铠螺旋管生产。

钢丝压扁机能自动连续把金属圆丝压制成生产所需要的各种规格扁带,用于螺旋装铠光缆,主要包括不锈钢丝放线系统、钢丝校直、导向轮、钢丝压扁系统、收线排线装置、电控系统等。轧辊压扁系统是钢丝压扁系统的核心装置,主要功能是通过轧辊对圆形不锈钢丝施加碾压变形,形成不锈钢带,轧辊压扁系统是由轧辊轮、尺寸调节螺杆、冷却系统组成。

压扁机启动时,先安装好钢丝,打开主电源开关,报警开关拨到自动位置,按启动按钮,再按调(升)速按钮。当速度在20m/min左右时,再将钢丝穿入导丝槽,进入压滚即可。转动手轮调节螺杆,使扁丝压到所需的精确尺寸,然后把扁丝引向工字轮,把扁丝头折1cm长,小于90°角钩住工字轮上的小孔内,并将头压实。(www.xing528.com)

4)光纤螺旋铠管机

光纤螺旋装铠管机是生产不锈钢窄带、小直径螺旋绕包装铠的防鼠、耐侧压柔软光缆的核心设备,主要功能是把不锈钢窄带在紧套光纤外围卷绕成小节距,小直径螺旋管,起到装铠作用,可生产φ1.2~φ6mm光纤铠装外径的金属软管

光纤螺旋铠管生产线主要由紧包光纤放线装置、不锈钢带放线装置、钢带卷绕成型机、低张力收线装置、计数装置等构成。不锈钢带采用被动放线方式,通过卷绕成型机对光纤进行小直径、小节距螺旋装铠。

钢带卷绕成形装置是窄不锈钢带小节距,小直径铠装成管的关键技术部分,主要功能是将扁平的不锈钢带曲卷成小直径螺旋管,主要由主轴、差速轴与机头总成组成。机头总成由机头、偏心压轮、导带装置、导丝槽、R形模具、间隙刀组成,如图6.2.8所示。主轴连着机头总成转动,差速轴带着机头上的压轮转动,即机头总成上两个大小一样的轮子,主轴速度每分钟应快于差速轴50转左右,产生两轴之间的速差,使压轮相向转动,迫使扁丝向导线槽运动,进入R模具圈成相应尺寸的螺旋铠管,或软管。依据产品或钢带的尺寸可调节机头的蜗轮螺杆,使下压轮轴上的蜗轮偏心运动,将两只压轮渐进靠近压住钢丝。

图6.2.8 带卷绕成形关键部件图

挤出的不锈钢软管不论呈S或Z方向旋转,机头转一圈,不锈钢软管必须向相向方向转一圈。这就要求压轮挤进R形模具的量刚好是软管一圈的周长,在设备上表现为主轴和差速轴的转差率

5)收排线装置

收排线装置是将制好的螺旋铠管收卷在工具盘上,排线可采用光杆排线系统组成。由于不锈钢软管有弹簧特性,较大张力会拉伸光纤螺旋管,增加成品光缆的余长,所以在收线时应让软管处于自由状态缓慢收线或间隙收线。

钢带卷绕成形装置操作注意步骤及注意事项:

(1)用升降平台把装好扁丝的工字轮吊装在拖板锥度轴上,锁紧反牙螺杆;

(2)把扁丝穿入机头导丝架,进入上进丝槽和两压轮之间;

(3)调节机头上的涡轮螺杆,使下压轮偏心挤压上轮,用千分尺测量偏丝挤压厚度,一般压丝量在0.01~0.03mm;

(4)将扁丝穿入导丝槽,并固定好导丝槽底板,用钢丝钳将扁丝在导丝槽口向下折一圈,装上R形模具,用左手抓住机头上的导丝架向前转动,使钢丝从R形模具挤出形成圆形,再用千分尺测量并调整至自己所需的尺寸,如管直径偏大,松开R形模具固定座的螺丝将尾部向上敲,如直径偏小,尾部向下敲;

(5)把拖板向右推到位置,锁紧拖板刹车,盖上防护罩壳;

(6)将允许指令定位自动,按启动按钮,调整好所需的速度,待软管从锥度轴尾孔出来时,观测管子是否打转,如软管向右打转,将下调节手轮向右转,如软管向左打转,调节轮向左转,根据情况同方向调节,直至平稳;

(7)把光纤穿入计数轮中间,引入机头进入金属管。

6.2.3.3 柔性铠装光缆生产工艺关键控制点

(1)控制好螺旋不锈钢带绕包间隙,以保证螺旋铠装管弯曲半径。间隙过大,弯曲半径小,光缆的柔软性好,但同时会影响光缆的高低温的性能,在护套后会产生二次收缩过大,使光缆最终的余长过大;间隙过小,弯曲半径大,光缆的柔软性差,甚至容易折断。

(2)控制好光纤或紧包光纤的余长,光纤螺旋管装铠工序的光纤余长控制主要涉及光纤螺旋装铠机的放纤张力,螺旋管成型机、收线张力等。

(3)螺旋管不能有旋转。在生产过程中,如果螺旋管存在自身旋转的现象,螺旋管会因自身旋转而变形,光纤或紧包光纤也会因螺旋管的旋转而旋转,产生应力

总之,柔性铠装光缆有着独特的性能,具备较小的尺寸、耐侧压、柔软易弯曲、防鼠咬等特点,有些场合难以替代,但是不锈钢带卷绕铠装生产线由于钢带窄、节距小,生产速度非常慢、效率低、产能不高,在一定程度上影响了此类产品的规模化应用。

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