光缆松套工艺

光纤与光缆技术
(4)挤塑：单层挤套塑工艺。
松套管：聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)；
挤塑机：松套管外径较小(3.0mm左右) ，选用φ45mm挤塑机； 挤塑机螺杆的长径比从24：1～30：1；
挤塑机熔融加工温度在250-270º C。
PBT颗粒料经送料装置送入挤出机的进料口，使其在螺杆的作用下
进入挤塑机内部并在加热区熔化，在挤塑机熔融挤出区出口模挤出并
式余长牵引与履带式主牵引的组合。
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热松弛法：利用冷却水温与材料玻璃化温度的差异，使材料产生收缩
变化得到光纤余长。光纤或光纤带从光纤放线盘上放出，挤上PBT塑 料套管，并在套管中充以油膏，由余长牵引轮进行牵引，光纤或光纤 带在轮式余长牵引轮上得到锁定。光纤或光纤带在余长牵引轮上会形 成一定的负余长。套管在热水槽和余长牵引轮区间，PBT套管温度在 45～75℃之间，其高于PBT材料的玻璃化温度(40～45℃)，基本上不会 产生收缩，不产生余长。进入冷却水槽后(14～20℃)，PBT会产生较大 的收缩，这一收缩不仅补偿了其在余长牵引轮上的负余长，而且得到 了所需的正余长。此时，要求履带式主牵引的牵引张力很低，使套管 得到充分的热松弛。
抖动。因为套管外径测量一般在吹干之后，为保证套管外径测量的准
确性应注意保持套管的位置稳定。
在此阶段光纤形成正余长。
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(6)收线
充分冷却、干燥的套塑管通
过张力测量装置及履带牵引进 入收线装置，履带牵引压力的 设置应既不对套管外形造成影 响又不使套管打滑。
收排线装置的要求是排线平 整无压线及抛线现象，收线张 力的设置不宜过大。
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④阻水油膏粘度 光纤用阻水油膏都具有一定的粘度，由此产生一定的剪应力并作用在 光纤上，在水平方向抵消部分放纤张力的作用，使产生的负余长减少，
即正余长的形成更加容易，所以阻水油膏的粘度越大，越容易形成正
余长。 ⑤主牵引张力 主牵引是施加在轮式牵引到主牵引之间的光纤松套管上，这一段正是 松套管处于冷水槽受冷收缩的区间，因而牵引张力对松套管的弹性拉 伸作用是对松套管的冷却收缩起抵制作用，在二次套塑生产线中，正 余长主要是由松套管的冷收缩程度来决定的。因此，主牵引张力对光 纤余长起到局部的调节作用。牵引力越大，对冷收缩的牵制越大，正 余长越小，反之亦然。
( L f LT ) / LT 100 % （2 1.16 n d f d T ) /( D d T ) 100 %
d T 2 1.16 n d f
0
所以在牵引轮上产生的光纤余长为负。由上式可知，牵引轮直径D 越 大，负余长越小，正余长越大，反之亦然。
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⑥生产速度：速度快，松套管在温水槽中不易冷却，这样会使其在冷 水槽中收缩增大，从而导致光纤的余长增加。
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(2)套管的几何尺寸 包括：外径、内径、同心度、壁厚、不圆度。套管表面要求光洁、平 整、无包块。2-12芯套管外径一般在1.8～3.0mm，根据不同的芯数确定 外径。一定芯数情况下外径越大，套管与光纤间隙越大，无疑会有良 好的物理、机械性能，但原料耗用也会相应增加，应根据光缆的结构 及使用情况，在保证光缆的性能的前提下，尽量缩小外径。对外径为 1.8～3.0mm的套管，其壁厚一般控制在0.3～0.5mm范围，在保证套管 机械强度的情况下，应尽量减少壁厚以保证套管与光纤的间隙。套管
在出口模和余长牵引之间完成套塑，形成套管。
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(5)冷却与干燥 梯度冷却方式 第一节温水冷却，水温接近PBT材 料的结晶温度，使PBT形成较稳定的 结晶，一般在45～75º C，最佳为 60º C。严格控制水温的偏差在±2º C 内。采用循环水冷。 套管经过第一冷却水槽后，已形成较
为稳定的结构，经过牵引轮后进入第二
松套管产生的形变不会直接作用于光纤，为光纤提供了进一步的抗压、
抗拉的机械保护。 光纤余长
关键技术
光纤余长的产生使光纤在光缆受到伸缩变化时可以不受外力或使外 力的作用减小到可以承受的程度，保证光缆具有良好的机械、物理性 能。
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1、光纤套塑生产设备图(分组、讨论)
分组要求：1、选出组长 2、小组内部讨论
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主牵引的线速度低于余长牵引轮的线速度，其速度差的调整和确定
既决定了所的余长值，这样得到的具有光纤正余长的套管在离开主牵 引到收线盘时，基本上没有内应力，从而得到一个稳定地光纤套管和
设计的光纤正余长值。
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2)影响光纤余长形成的主要因素(热松弛法) 在光纤松套套塑工艺中影响光纤余长的因素有很多，其中有些因素可 作为调节光纤余长的工艺手段，而有些因素虽然影响光纤余长的值， 但却不宜作为光纤余长的调节手段。影响松套管中光纤余长的主要因 素有：放线张力；前后段冷却水槽水温温差；牵引轮直径；阻水油膏 粘度；主牵引张力；生产速度。 ①放线张力 光纤放线张力越大，光纤被拉的越紧，光纤在松套内靠向内侧愈甚， 产生的负余长愈大。因此，光纤放线张力愈大，松套管成型后的正余 长愈小，反之，张力愈小，正余长愈大，由此可见，通过调整光纤放 线张力的大小可以调节光纤余长，这是最有效的调节工艺参数之一。
双盘收线架
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3、松套工艺的关键技术
(1)光纤余长 1)余长的控制：光纤余长大小的确定是套塑工艺控制的关键。那么，在 制造工艺中如何得到光纤余长的设计值？在不同的光缆结构中，要求 光纤或光纤带在束管中有不同的余长值。(小组讨论) 光纤余长在工艺上的形成一般有两种方法：热松弛法和弹性拉伸法。 当采用以热松弛形成光纤余长时，二次套塑生产线的最佳配置为：轮
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②冷却水温差
松套管在热水槽和光纤余长牵引轮区的温度为45～75º C之间，进入冷 却水槽后，水温在14～20º C之间，由于温差作用，使光纤松套塑料管
遇冷收缩，从而产生正余长。温水槽中的冷却水温度比冷水槽中的冷
却水温度高，因此前后段的冷温水槽中的冷却水温差产生的光纤余长 永远为正，由此可见，水温差越大，正余长越长。冷热水温的调节可 作为正余长控制的最主要的手段。
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第九章 光缆制造
第二节 光纤松套工艺
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知识回顾：1、光缆的制作流程？
紧套 护套 缆芯 填充 缆芯 绞合 光纤套塑 松套
光纤与光缆技术
2、光纤套塑的目的？
光纤与光缆技术
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新课引入：
光纤与光缆技术
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第二节 松套工艺
松套管 机械保护 松套管内壁与光纤间填充阻水油膏，当有侧压力施加在松套管上时，
放线张力，在30～120g范围内(取决于光纤 余长)，过大将影响光纤传输性能和使用寿
双盘放线架
命。
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(2)SZ绞合
光纤经放线装置放出后，进
入SZ绞合机，通过两级穿纤 孔。第一级穿纤孔固定位置，
第二级穿纤孔以均匀的速度向
左右两向交替旋转一定角度， 使光纤束形成一定绞合节距进 入套管。 根据两级穿纤孔的距离设置 相应的旋转角度，距离较大时， 旋转圈数较多；距离较小时，
水槽，这节水槽温度较低，一般设置在 10℃～20℃左右的温度范围内。套管经 此槽水冷时，应充分冷却，使套管结构 稳定。
奥地利ROSENDAHL公司光纤带套塑机， 温水槽5米、冷水槽18米。
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干燥
用吹干机将水分燥干，使进入收线的套管不但充分冷却而且无水分。
★吹干机模具和气流的控制：在保证吹干的前提下，保持套管平稳不
壁厚应均匀一致。对于多芯(n﹥48)时，可采用光纤带套塑工艺。
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(3)阻水油膏的填充 光纤油膏的粘度随着温度的增加而下降，因此可以在二次套塑工艺中 对光纤油膏加热降低其粘度。这样更有利于油膏的填充。同时，在二 次套塑中，光纤油膏在出模口充入松套管，到主牵引这一阶段，是松 套管中光纤余长形成过程，无论采用哪种余长形成方式，都要求光纤 或光纤带在松套管内必须产生相对滑动，因此，在这一过程中，光纤 油膏必须具有足够的流动性，亦具有较低的粘度，从而不会因为粘度 过大限制光纤或带纤的滑动。因此，要求光纤油膏的稠粘性恢复时间，
即工艺窗口，必须大于二次塑套中光纤余长最终形成的时间。
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(4)颜色套管的生产
在层绞式光缆结构中，由于围绕在中心加强件周围的松套光纤数量及 层数随着光纤芯数的增加也越来越多，为了便于识别和维护，生产中
经常使用各种颜色的松套管进行识别，那么如何得到具有色彩的松套
管呢？在PBT母料中添加不影响松套管性能的颜料，共同挤成松套管。 对于颜色套管的质量要求是其色泽鲜明，在整个制造长度上颜色均匀， 颜料必须与PBT材料、油膏有很好的相容性。
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③牵引轮直径 设轮式牵引轮直径为D，松套管直径为dT，松套管壁厚为δ，松套管内 光纤纤数为n，光纤束或带的等效半直径df= 1.16 n d f，松套管在牵引 轮上绕的圈数为N， 松套管的长度： LT N ( D dT ) PBT管内光纤长度：
L f N ( D 2 1.16 n d f )
旋转圈数少。
光纤SZ绞合机的主要作用在于使套管中每根光纤余长均匀，其本身 对光纤余长大小影响不是很大。
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(3)油膏填充
光纤经SZ绞合后，进入填充阻水 油膏装置，光纤穿入油膏，利用油
膏与光纤间的摩擦力使纤膏一道进
入松套管。 阻水油膏除气处理。 气泡的存在：会导致松套管外径 不均匀；影响油膏的填充度。 油膏除气方式：过滤真空分离式 和离心真空分离式。
光纤与光缆技术
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2、工艺过程
(1)放线：利用多头光纤放线机将多根光纤 从放线盘上放出，电子控制系统对多根光纤 进行同步控制。
放线架：
光纤高速放出时，光纤不抖动(静电)； 应具有较大直径导轮；
可以精确地控制放线张力。
光纤放线架上应加装除静电装置，并能去
除光纤表面附着的灰尘，杂质；