光缆成缆

光缆成缆工艺学（初级）教育大纲目的：本课程是光缆成缆工种工人专业理论知识课。

通过学习使学员了解本工种所需要的专业理论基础知识，达到二、三级光缆成缆工的技术理论要求。

要求：1、了解光缆的分类和基本结构2、掌握本工种加工所用材料的性能要求，了解半制品的标准要求及一般检测方法3、熟悉成缆设备的性能，掌握使用操作和维护保养方法4、熟悉本工种工艺过程和基本计算方式5、熟悉保证产品质量的方法6、掌握安全技术操作规程7、本工种常用量具的使用和保养光缆成缆工艺学目录第一节概述第二节成缆设备第三节成缆工艺第四节成缆盘具和模具第五节成缆质量控制第六节成缆过程缺陷和预防第七节钢丝铠装第八节计量器具的使用第一节概述一般松套内的光纤容量是有限的，不可能将松套管做得很大很粗。

另外为便于光纤的连接识别和光节点的分配，都希望每一松套管中的光纤数量不要太多，那么对于大容量的通信要求时，就只能将松套管按一定的规律进行组合，也就是我们所说的绞合。

这种将松套管按一定规律绞合起来的工艺，包括绞合时缆芯间隙的填充和缆芯上的包带的过程叫作成缆。

成缆的主要作用是：增加光纤芯数，满足大容量通信路由的要求；松套管按一定的节距绞合后其缆芯结构非常稳定，有助于今后的施工；由于松套管按一定的螺旋升角进行绞合，提高了光缆的柔软性能；由于进行了绞合，松套管有一定的绞合半径，相对于光纤来说使其增加了绞合余长，提高了光缆的耐环境性能。

光纤光缆的成缆工艺与电缆基本相同，只不过由于光纤是一个非常脆弱的元件，因此对其控制也有所不同。

通信光缆的成缆绞合形式一般采用同心式正规绞合，由于其在一个缆结构内，松套管的直径相同，也可称为对称成缆。

成缆的基本过程如下：第二节成缆设备生产工艺与生产设备是密切相关的，生产工艺是在一定的生产设备上形成，生产设备又必须能满足工艺要求。

成缆机是生产缆芯的专用设备，它们与绞合工艺的关系也就更为密切。

因此研究成缆工艺，首先应熟悉成缆设备。

用于成缆的设备，也就是把芯线绞合在一起，并加以填充、绕包的设备，称为成缆机。

要使芯线以一定螺旋升角（节距）进行成缆，成缆机必须满足两个条件：一是使所有芯线围绕设备中心轴线作旋转运动。

另一是使绞合缆芯作直线运动。

通过改变这两种运动速度的配合，即可调节螺旋升角的大小，使生产出来的缆芯符合产品的设计要求。

如图可见，松套管从分线板集中到并线模，然后经牵引装置绕到收线盘上，整个过程在设备上完成旋转和直线前进运动。

目前光纤光缆的成缆方式主要采用SZ绞合方式和单向绞合方式，由于SZ绞合具有成缆应力相互抵消的作用，一般采用SZ绞合为主。

在了解SZ 绞合前，先对SZ绞成缆设备的组成和功能了解一下，掌握其操作方式和要求。

1、成缆机的组成SZ绞成缆机主要由加强芯放线及张力控制系统、12路光纤放线和张力控制系统、油膏填充系统、SZ绞合系统、扎纱系统、牵引系统、收排线系统、包带系统等组成。

（1）加强芯放线及张力控制系统加强芯放线采用龙门悬挂式放线架,最大装盘规格直径1600mm。

其由机架、升降机构、夹盘机构及电控部分组成。

两只升降柱既可单独升降，也可同时升降，放线张力由磁粉制动器控制。

张力控制采用双轮储线式张紧装置。

其由两只直径800mm的张紧轮及磁粉制动器组成，改变磁粉制动器的激励电流的大小，就可以得到预想的张力，确保成缆过程中加强芯张力恒定。

（2）12路光纤放线和张力控制系统12路光纤放线采用直流电机及摆线针轮减速器，传动光纤放线轴。

该放线轴具有伸缩条件的功能，以满足线盘的尺寸。

光纤张力控制装置为一滑轮结构，由上面5个定轮和下面4个动轮组成。

其作用是通过动轮控制放线，使之自动跟踪成缆速度，放线张力的大小可通过平衡砝码的配重来实现。

（3）油膏填充系统加强芯填充由供胶装置和压力填充头组成。

成缆后的填充装置由供膏装置、加压装置和压力填充头组成。

加强芯的填充头前后装有弹性的耐磨橡胶制成的挂胶模，当向储胶筒内供胶时，储料筒内就具有一定压力，实现压力供胶。

成缆后的填充，要求具有足够大的压力，把油膏挤如缆芯，而且在填充过程中保持压力恒定。

（4）S Z绞合系统SZ绞合装置采用差动结构，由八个导向头和一个绞合成型头组成。

SZ 绞和头的动力来自于绞和台内的交流伺服电机。

通过对安装在绞合头上的编码器进行计数，在PLC控制器中进行逻辑运算，产生换向信号，控制电机正反转。

交流伺服电机的转速同步于成缆速度，其同步比例由电位器作无级调速。

换向控制中的计数进行阀值设定，可以得到一系列SZ绞合的换向速度。

绞体有八个导向装置，每个导向装置的转动角度按等差数列变化，使束管形成一条连续光滑的空间螺旋线。

（5）扎纱系统扎纱头具有两个扎纱绞盘，其扎纱方向相反，可保证光缆结构稳定。

扎纱速度与成缆速度同步，其同步比例系数可由电位器无级调整。

每个扎纱头上同时安装由两个纱盘，即使有一股断纱，也不会形成缆芯松散。

扎纱张力可通过调节弹簧对导线轮的压力来实现张力调节。

（6）牵引系统牵引装置是使成缆机完成成缆条件之一的直线运动，由牵引轮和分线轮组成，一般采用直流电机驱动或交流电机变频控制，通过减速器使牵引轮转动，牵引速度与SZ绞合速度同步。

（7）收排线系统收线架为龙门自动对中悬挂式，宽调速永磁直流电机通过减速器实现收线转动，并且由“高速”、“空挡”、“低速”三个挡位。

低速挡时最高收线转速为15.8rpm，高速挡时为33.3rpm。

收线张力控制为滑动式结构，当成缆速度变化时，张力轮移动，其后耦合的位移传感器也随之移动，从而自动调节收线电机的转速，实现收线速度与成缆速度同步，收线张力来自于汽缸，调整汽缸压力，便可调整收线张力大小。

排线采用丝杆螺母机构，通过电机带动丝杆和螺母实现排线。

（8）包带系统包带系统主要是在缆芯外包覆隔离带或阻水带，包带方式由螺旋绕包和纵包两种类型。

绕包形式的又可分为普通式、平面式、切线式、同心式，如图所示。

纵包装置由放带座、报警装置、纵包模等组成。

断带和包带用完均有报警停机装置。

放带位被动式，张力调节为绳轮结构。

二、设备安全操作规程成缆设备正确良好的维护保养，不仅是使设备耐久，而且也能减少运行中出现的事故，从而提高产品质量。

所以设备必须经常维护，定期检修。

1、成缆设备使用规范设备的合理使用可以提高设备的使用寿命，设备要有专职人员进行操作。

开机前按产品工艺要求确认齿轮箱各手柄位置，节距齿轮与绞向齿轮是否正确。

检查收线放线盘装夹正确可靠，并按收线盘宽度调整排线档距。

每次启动主机前必须按警铃,提示其他人员应及时离开危险区域。

开车时由于转动惯量很大，不能未停车就开反车。

起动必须逐级加速，但也不能长期低转速运转。

成缆设备换盘时应等绞笼完全停转后方可操作。

严禁设备在运转时人员进入防护栅内和变动齿轮箱手柄。

2、成缆设备的日常保养（1）每班检查传动部位紧固件有否松动，设备在运行时或日常点检时发现有特别异常情况时应及时停机，并通知当班主任或工程部人员进行修理。

（2）每班检查各仪表、辅机、制动装置、放线盘锁紧装置可靠。

（3）每班检查变速箱，齿轮箱油位，设备润滑部位注油，托轮与滚轮处每班注油4次。

（4）每班检查开关、按钮、仪表、防护装置完好。

（5）绞笼支撑圈及支撑托轮的接触部分应完全接触，中心对准。

制动灵活完好。

（6）线框稳固不幌动，绕包带夹紧装置不自动松动。

. （7）收线装置运转声正常,电流指示不超过负荷要求.（8）每班清除缠绕在传动体上的杂物。

工作结束擦干净设备并切断电源。

第三节成缆工艺一、成缆工艺的基本概念成缆的质量，一方面取决于松套管及附加材料的本身质量，另一方面取决于成缆的工艺。

在成缆制品所用材料相同的情况下，其质量主要与生产工艺密切相关，其中包括设备的选择是否恰当、绞合工艺参数的设计是否合理等等。

对电线电缆来说，其结构中的各个组成部分是一层层地绞、绕、挤、包、涂上去的，里层的材料逐一被外层材料所覆盖，如果在成品检验时发现内层有质量问题，就难以修补，因此控制成缆工艺是十分必要的。

1、成缆设备的选择选用何种设备与成缆制品的结构、芯数、及制造长度有关系。

主要考虑放纤盘的数量是否能满足产品成缆结构的要求；是采用螺旋绞和还是SZ绞合；放纤装置能否满足松套管收线盘的尺寸要求；成缆节距、扎纱节距能否满足工艺要求；收线装置的最大容量能否满足大长度的要求等等。

一般情况下对操作员工来说，设备选择是根据工艺规定的，但工装盘具的选择是操作工的范畴。

2、成缆方向一般通信光缆成缆方式采用SZ绞合的居多，这里对成缆方向的判别作一简单介绍。

大部分产品规定，成缆的方向为右向。

在生产过程种区别成缆的方向就是从收线面向放线，绞笼顺时针旋转的即为右向，逆时针旋转的即为左向。

对于成缆好的缆芯可用自己的双手去判断，四指并拢拇指叉开，四指与缆芯轴线平行，拇指所指方向与缆芯中松套管的斜向一致，如果使用的是左手则为左向，如果使用的是右手则为右向。

如图：3、成缆节距成缆过程中，成缆的每根松套管都有直线和旋转两种运动，当松套管旋转一周时，缆芯沿轴线前进的距离，称之为成缆节距。

成缆的节距是根据光缆的要求进行的设计的。

节距长度的均匀，可保证光缆能达到设计的工作范围和弯曲半径。

节距短，提供的光缆的温度范围大，但对光纤造成的应力也大，缩短了光纤的使用寿命，增加了光纤的损耗。

在理解光缆成缆节距对光缆性能的影响之前，首先要对光缆中光纤的受力运动情况进行分析。

当光缆受到拉力或环境温度变化时，光缆的长度会产生伸长或缩短的变形。

正确的光缆设计应将标准温度的光纤位于松套管的中心，即此时光纤的长度与输送套管的长度相同，光纤相对松套管的余长为零。

通常温度系设定为光缆使用温度范围的中值（一般为20℃）。

如图所示，在标准温度下，光纤位于松套管的中心，光纤中心与光缆横截面中心的距离为R1，当光缆受拉而伸长时，光缆内各元件均遭受拉力，由于松套管内有活动空间，受到拉力的光纤就会向光缆的中心移动，使绞合半径减小而绞合节距加大，从而提供出拉伸所需长度。

如果忽略松套管内填充油膏的影响，光纤就不会受到拉伸应力，但光纤刚刚接触到松套管的内壁时，绞合半径为R3，如图。

如果此时光缆继续受到拉伸，由于松套管已无空间可以提供，光纤就会受拉伸长，并尽量向光缆的中心移动，这时会产生两个问题，首先光纤力图缩小绞合半径，从而向光缆中心移动，这就使光纤遭受松套管内壁的侧压力，由于松套管内壁不平滑，使光纤产生微弯曲，造成衰减增加，降低使用寿命。

综上所述可知，光纤绞合半径为R3位置，是光缆的允许拉伸极限，当染光缆遇到高温时也会产生类似情况。

当光缆遇到低温时，光缆会收缩，由于光纤的线膨胀系数远小于光缆中其他元件，因此光纤就会产生多余长度，为使光纤的多余长度得到吸收，光纤就会向光缆的外侧移动，即增加绞合半径，从而吸收多余的光纤长度。

当光纤刚刚接触到松套管外侧内壁，绞合半径为R2时，即为光缆收缩的允许极限位置。