一种新型自承式光缆护套挤出模具的设计

２０１２年第３期　Ｎｏ．３　２０１２　电线电缆　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｗｊｒｅ＆Ｃａｂｌｅ　２０１２年６月　Ｊｕｎ．，２０１２　一种新型自承式光缆护套挤出模具的设计　　．张艳秋　（中国电子科技集团公司第八研究所，安徽淮南２３２００１）　摘要：在８字型自承式光缆护套挤出的过程中，常出现护套层不紧密、护套偏心、吊索与缆芯对称性不好等问　题。根据多年生产经验及工艺摸索，设计了一种新型８字型自承式护套挤出模具，能较好地解决上述问题。　关键词：自承式光缆；护套；挤出模具　中图分类号：ＴＮ８１８　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２－６９０１（２０１２）０３－００３３－０３　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ａ　Ｎｅｗ　Ｔｙｐｅ　ｏｆ　Ｓｈｅａｔｈｉｎｇ　Ｄｉｅｓ　ｆｏｒ　Ｓｅｌｆ－Ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ　Ｃａｂｌｅｓ　ＺＨＡＮＧ　Ｙａｎ—ｑｉｕ　（Ｔｈｅ　８ｔｈ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＣＥＴＣ，ＨＵａｉｎａｎ　２３２００１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｈｅａｔｈｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｉｇｕｒｅ　８　ｓｅｌｆ－ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ　ｃａｂｌｅｓ，ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｌｏｏｓｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，　ｓｈｅａｔｈ　ｅｃｃｅｎｔｉｃｉｔｒｙ　ａｎｄ　ｓｌｉｎｇ　ｉｓ　ｎｏｎ—ｌｉｎｅａｒ　ｗｉｔｈ　ｃａｂｌｅ　ｃｏｒｅ　ｏｆｔｅｎ　ｏｃｃｕｒ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｏｕｒ　ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｓ　ａｎｄ　ｃｒａｆｔ　ｔｒｉａｌｓ，ａ　ｎｅｗ　ｔｙｐｅ　ｏｆ　ｓｈｅａｔｈｉｎｇ　ｄｉｅｓ　ｆｏｒ　ｆｉｕｒｅ　８　ｓｅｌｇｆ－ｓｕｐｐｏｒｒｉｎｇ　ｃａｂｌｅｓ　ｗａｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｅｌｆ－ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ　ｃａｂｌｅｓ；ｓｈｅａｔｈｉｎｇ；ｄｉｅｓ　０引　言　８字型自承式光缆是一种自承式架空光缆，其　由两部分组成：上半部分中心为吊索线，由镀锌钢丝　绳或其它绳索组成，起固定保护作用；下半部分中心　１模具结构形式的选择　从８字型自承式光缆结构元件来看，吊索用绳　索的外径一般在　３．５～６．０　ｍｍ之间。在绳索圆整　度好、结构尺寸偏差小的情况下，以采用挤压式模具　挤包塑料护套比较合适。挤压式模具可使成型后的　护套层结构密实，能将流态塑料在吊索线外周的间　隙填满，使其结构结实稳定而表面圆整。当光缆缆　芯外径偏差大，圆整度不好时，采用挤管式模具挤包　塑料护套，可以克服缆芯外径不均匀的缺点。　挤管式模具是以管状成型后经拉伸实现包覆　为光缆缆芯，在吊索线与缆芯外一体包覆有塑料护　套层，并通过中间的吊带相联。由于自承式光缆敷　设方便，可一次敷设成功，施工成本较低；同时，光缆　由于吊索线的支撑及保护，可提高其传输的可靠性　及稳定性。因此自承式光缆应用越来越广泛。　８字型自承式光缆结构的特殊性，决定了其与　传统单芯式光缆生产工艺有所不同。现有的用于自　承式模具中模套与模芯采用分离式结构，因存在加　工精度与装配误差，很难保证模套与模芯的同心度，　而吊索线与缆芯需同时送入模芯两个不同的孔，然　后进入模套端口，这就导致偏心进一步扩大，需要操　的，故其通用性强。所以，考虑到实用及易操作，我　们根据自承式光缆较为常见的结构，设计了一种集　挤管式和挤压式于一体的、适用性强的挤出模具。　该模具中模芯与模套连接端采用密封连接的方式，　在模具加工阶段精确控制模芯与套模的同心度，从　而避免了模芯与模套产生偏心而需要经常调偏的缺　作者每次生产前进行调偏。这就对操作者的技能及　熟练程度有一定的要求，给正常生产带来许多不便。　为了克服现有技术的不足，本文提出了一种新　陷，保证了挤出护套层的均匀性。模具结构如图１　所示。　型的自承式光缆护套挤出模具，以避免模芯与模套　的偏心而造成护套层挤出的不均匀。　２模具的设计　２．１模套的设计　模套设计的关键是保证熔融的物料在其内表面　流动畅通，这需要在模套的出口处压力一致，才能保　收稿日期：２０１１—１２－２２　作者简介：张艳秋（１９８０一），女，工程师．　证使挤出的护套层厚度均匀、平整密实。这对于圆　形光缆的模套设计来说是不难做到的。８字型自承　式电缆其结构特殊，如果按常规方法设计出带内锥　作者地址：安徽淮南市１０１信箱［２３２００１］．　２０１２年第３期　Ｎｏ．３　２０１２　电线电缆　Ｅｌｅｃｔｉｃ　Ｗｉｒｒｅ＆Ｃａｂｌｅ　２０１２年６月　Ｊｕｎ．，２０１２　图１模具结构不蒽图　１一模套２一挤压式穿线管３一挤管式穿线管４一模芯　５一注料孔６一模芯连接座　度的模套，势必会在模套的内表面出口处存在死角，　不但料流不能畅通流动，而且还会导致塑料停滞产　生焦料，影响正常挤出和挤出护套质量。我们设计　的模套内表面均为圆滑过渡，扁平部位的流道采用　叠加设计。它能保证在模芯外表面和模套内表面间　所形成的流道里建立稳定的挤出压力，流道任何部　位的出胶量相对均等。内型腔采用“线切割”工艺　精加工而成，内表面光滑，型腔规则有利于８字缆的　成型。型腔的长度一般为７—１０　ｍｍ，模套内表面锥　度为４Ｏ。～６０。。模套结构如图２所示。　‘　．　图２模套结构示意图　２．２模芯的设计　挤护套时，要求吊索线和缆芯必须处在同一水　平线上，否则容易出现偏心。对于分离开来的模套　和模芯来说，装配后很难保证不偏心。所以我们在　加工阶段将模芯与模套定位后焊接成一体，通过加　工的手段来保证模芯与模套的同心较为容易，省去　了生产中调偏的步骤。　设计模芯时，我们将模芯分成模芯体、穿线管、　连接座三部分，穿线管和模芯体连接采用静锥度配　合。这一设计主要基于如下考虑：（１）当缆芯外径　存在偏差时，不需要重新加工模芯，只需更换穿线管　即可；（２）吊索线硬度高，易使模芯严重磨损，采用　穿线管除更换方便以外，若穿线管用硬质合金制成，　还可降低模芯的磨损损坏率。　这种集挤管式和挤压式于一体的模具，主要体　现在吊索线的穿线管与缆芯穿线管的长度不同，吊　．３４．　索线的穿线管外端面离模套端面留有一定的距离，　料流通过挤压直接被覆在吊索线上，可以根据压力　不同要求更换挤压式穿线管。缆芯的穿线管较长，　一般需露出模套端面，料流通过模套的型腔形成熔　融管状后通过拉伸及收缩包覆在缆芯上，易于成型　及外径控制。　在模芯进料端面上开有多个注料口，多个注料　口呈圆周分布。注料口与模套的容腔相通，注料口　的数量尽可能多开一些，保证料流很容易进入容腔　内（见图３）。　模芯连接座主要用于将模具与机头中模芯座相　连同定在机头内，其一端与模芯相连，另一端与机头　的模芯座相连。连接座沿其中心线开设有与模芯穿　线管通道相连的贯穿孔，保证吊索线与缆芯很容易　穿入。　。　图３模芯结构示意图　１一注料口２一挤压式穿线管３一挤管式穿线管　４一模芯体５一模芯连接座　３模具工艺尺寸的设计　图４为该模具的工艺尺寸的示意图。　图４模具工艺尺寸示意图　ｄ。一模套吊索孔径ｄ２一模套光缆孔径　ｄ，一挤压式穿线管孑Ｌ径ｄ４一挤管式穿线管孔径　。一孔中心距￡１一模套承径三２一模芯模套间距　一挤压式穿线管长度　一挤管式穿线管长度　Ｒｌ一模套内圆半径Ｒ２一模芯顶圆半径　ｎ一模套内锥度ｐ一模芯外锥度　（下转第３８页）　２０１２年第３期　电线电缆　２０１２年６月　Ｎｏ．３　２０１２　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｗｉｒｅ＆Ｃａｂｌｅ　Ｊｕｎ．，２０１２　次增大，三者对管道上感应电压的影响逐次减弱。　“１”型板的屏蔽效果优于“Ｉ”型。　分别增大约喜三　ｍ２　．３％和　［ｌ　ｖｊ＇，壬Ｉ２　０￣　．５％。ｌ　每增大ｍ０　　Ａ＇感应电压　４’　　结　论３屏蔽措施　本文通过理论建模和数值计算，评估高压交流　电缆线路对邻近金属管道的磁感应影响，并采用参　要减小管道上的感应电压，必须引入恰当的屏　数化研究来比较各因素的作用，得到结论如下：　蔽措施。在电缆线路和金属管道之间放入一块磁性　（１）与电缆线路之间的距离减小，电缆载流量　的金属板，讨论平板形状和位置对其屏敲效果的影　增大，管道的半径、壁厚、磁导率增加，都将导致金属　响。“Ｉ”型板为一块薄平板，“１”型板为两块薄平　管道上的感应电压增大；管道材料的电阻率对感应　板组合而成，为便于区分，按照其形状分别命名为　电压没有影响。各因素中，距离和材料磁性对电磁　“Ｉ”型板和“１”型板。　感应电压的影响最大。　３．１“Ｉ”型板的位置对感应电压的影响　（２）电缆隧道壁中的钢筋结构对电缆线路的工　电缆线路土壤中直埋敷设，与金属管道之间的　频磁场有一定的屏蔽作用。　距离为ｄ＝１．５　ｍ，在两者之间竖直放置一块“Ｉ”型　（３）金属板对磁场的屏蔽作用与其厚度、结构、　磁性金属板。当平板位于电缆和管道之间的不同位　位置有关，靠近管道放置“１”型板具有较好的屏蔽　置时，管道上的感应电压在表３中列出，其中　为平　效果。　板到管道中心的距离。可以看出，在不同位置的金　属平板对电缆线路的磁场屏蔽作用不同，当“Ｉ，’型　参考文献：　平板放置在管道附近或靠近电缆线路时，屏蔽效果　［１］　赵刚，杨光俊，李晓琴．输变电工程电磁影响及其环境影响　较好。　评价问题的探讨［Ｊ］．电力环境保护，２００７，２３（４）：１６．１９．　表３“Ｉ．’型板的位置对感应电压的影响　［２］ＩＥＥＥ　Ｘ９５．６—２ｏｏ２　Ｓｔａｎｄａｒｄ　ｆｏｒ　ｓ小ｔｙ　ｌｅｖｄｓ　ｗｉｔｈ　ｒｅｓｐｅｃｔ　ｔｏ　ｈｕ—　ｍａｎ　ｅｘｐｏｓｕｒｅ　ｔｏ　ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｆｉｅｌｄｓ，０～３　ｋＨｚ［Ｓ］．　ｘ／ｍ　１．４　０．９　Ｏ．４　［３］　王景江，梅良英，黄健，等．５００　ｋＶ输变电线廊电磁场强度　（×１０一　Ｖ／ｍ）　４．５７　５．ｏ８　４．０１　和危害调查分析［Ｊ］．公共卫生与预防科学，２００９，２０（２）：２０．　［４］蒋宏济，万力，王继纯．１１０　ｋＶ电缆电磁辐射对环境的影响　３．２“Ｉ”型和“１”型板的屏蔽效果比较　［Ｊ］．高电压技术，２００５，３１（１）：８７－８８．　两种板除结构上的差异外其余完全相同。研究　［５］　Ｖｅｒｉｔｅ　Ｊ．ｃ，Ｂｊｏｒｌｏｗ—Ｌａｒｓｅ　Ｋ．Ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｉｆｅｌｄ　ｉｎ　ＨＶ　ｃａｂｌｅ　ｓｙｓｔｅｍｓ　发现，两者的加入都可以有效屏蔽电缆线路产生的　１：Ｓｙｓｔｅｍｓ　ｗｉｔｈｏｕｔ　ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ【Ｒ］．ＣＩＧＲＥ，１９９６．　磁场，从而大大降低金属管道上的感应电压。引入　［６］ＴＢ／Ｔ　２８３２－－１９９７交流电气化铁道对油（气）管道（含油库）　“Ｉ”型板后，感应电压比之前降低了４２％；而“１”　的影响容许值及防护措施［ｓ］．　［７］　郭剑，曹玉杰，胡士信，等．交流输电线路对输油输气管道电　型板使电压降低了４６％。相同位置和材料属性下，　磁影响的限值［Ｊ］．电网技术，２００８，３２（２）：１７－２０．　（上接第３４页）　在设计该模具时，首先按照常规挤压式及挤管　４结束语　式模具的设计方法来确定ｄ。、ｄ　、ｄ”ｄ　的值，这里　本文所介绍的新型８字型自承式护套挤出模具　就不再赘述。确定孔径后按光缆的外形尺寸及塑料　不但能够满足产品质量和工艺要求，而且其模芯与　相应的收缩比来确定０值及模套吊带型腔的尺寸。　模套连接端为密封连接的方式，避免了模芯与模套　Ｌ　一般取值在７～１０　ｍｉｉｌ，可按缆径适当调整。因　产生偏心需要调节的缺陷。由于该模具采用了组合　Ｌ２对单位时间内的出料量有很大关系，故设计中建　式结构设计，因此零部件的通用性和互换性强，模具　议　值控制在１—３　ｍｍ之间，若缆径较粗可适当放　磨损后便于局部更换。这为同行设计该类型模具时　大。　长度一般保证穿线管与模套留有２　ｍｍ左右　提供了一些新的思路。　的间距为宜。厶的长度一般保证穿线管露出模套１　参考文献：　～２　ｍｍ。在设计中　、卢值的确定对产品护层紧密　［１］唐崇健．新型８字形自承式电（光）缆护套挤出模具的设计　程度、外观质量等有一定的影响，一般　取值在４０。　［Ｊ］．电线电缆，２００１（４）：３７－３９．　［２］王佳，龚建良，包耀文，等．一种８字型自承式室外光缆的　一６０。范围内，Ｏ／一卢值在６。一１０。之间为宜。　。一　研制［Ｃ］．中国通信学会２００７年光缆电缆学术论文集，２００７，　值一般根据　一　值及　：确定。　２７７－２８０　．３８・