制塑料电线电缆护套的挤出质量及常出现的护套挤出质量问题和消除方法_课程毕业设计

制塑料电线电缆护套的挤出质量及常出现的护套挤出质量问题和消除方法绪论塑料电线电缆作为新兴的电缆品种，已越来越多地运用到国民经济各部门中。

塑料电线电缆的绝缘层和外护层由于采用塑料这种高聚合物材料为主体的挤包形式，使其具有电气性能好、机械性能优越、耐环境气候、不延燃、耐化学腐蚀、容易加工、工艺流程较短、技术操作简便、材料来源丰富、成本较低等优点。

尤其是中、低压塑料电线电缆应用更广泛，在敷设条件、使用环境等诸方面更显示其优异之处。

随着我国工业石油的发展，随着各种性能优越的塑料产量、质量的不断提高，以及高新技术研制、开发的新型电线电缆用塑料品种的不断涌现，塑料电线电缆一定会有更大的发展空间。

本篇论文主要讨论的就是如何控制塑料电线电缆护套的挤出质量及常出现的护套挤出质量问题和消除方法，这对进一步的提高塑料电线电缆护套的外观、性能等质量要求有一定的帮助作用。

由于国内的挤塑机等设备相对比较落后、陈旧，所以在挤出质量上面往往不是很理想，特别是对于那些不是很有经验的新手来说更是需要很长一段时间的摸索才能达到要求的水准，这样不但浪费大量的时间，也会造成一定的财产损失，通过这篇论文的阐述，可以对他们的工作带来帮助，省去对一些问题的摸索时间。

而一些新型设备对护套的基础质量控制则起了很大的帮助，比如微机控制的电线电缆护套挤出，它是用材料压力控制电线电缆护套的挤出，比通过挤出速度的方法更为优越。

对材料的温度可进行更精确的观察，其精度用微机控制，同时对挤出速度、挤出时的材料压力、加工参数、安全功能也起到监控作用，这对提高生产质量是很有意义的。

对于一般的挤塑机，做好成品质量就需要有丰富的经验了。

第1章护套挤出设备电线电缆的塑料绝缘和护套使是采用连续挤压方式进行的，挤出设备一般是单螺杆挤塑机。

塑料在挤出前，要事先检查塑料是否潮湿或有无其它杂物，然后把螺杆预热后加入料斗内。

在挤出过程中，装入料斗中的塑料借助重力或加料螺旋进入机筒中，在旋转螺杆的推力作用下，不断向前推进，从预热段开始逐渐的向均化段运动；同时，塑料受到螺杆的搅拌和挤压作用，并且在机筒的外热及塑料与设备之间的剪切摩擦的作用下转变为粘流态，在螺槽中形成连续均匀的料流。

在工艺规定的温度作用下，塑料从固体状态转变为熔融状态的可塑物体，再经由螺杆的推动或搅拌，将完全塑化好的塑料推入机头；到达机头的料流，经模芯和模套间的环形间隙，从模套口挤出，挤包于导体或线芯周围，形成连续密实的绝缘层或护套层，然后经冷却和固化，制成电线电缆产品。

1.1 挤塑机组的构成挤出机组的构成：挤塑机主要由主机、辅机和控制系统构成。

主机就是塑料挤塑机，辅机主要包括放线装置、放线张力控制装置（或校直器、储线器）、线芯预热器（或连续退火装置）、冷却水槽、牵引装置、计米器、火花试验机、收线装置。

挤出机组的用途不同其选配用的辅助设备也不尽相同。

如还有切断器、吹干器、印字装置等。

1.2 塑料挤出原理及过程挤塑机的工作原理是：利用特定形状的螺杆，在加热的机筒中旋转，将由料斗中送来的塑料向前挤压，使塑料均匀的塑化（即熔融），通过机头和不同形状的模具，使塑料挤压成连续性的所需要的各种形状的塑料层，挤包在线芯和电缆上。

在挤出过程中，装入料斗中的塑料借助重力或加料螺杆进入机桶中, 由旋转螺杆的推力不断向前推进,同时塑料受到螺杆的搅拌和挤压作用，并且在机筒的外及塑料与设备之间的剪切摩檫热的作用下转变为粘流态, 在螺槽中形成均匀连续的流料,到达机头的流料经模芯和模套间的环型间隙,挤包与线芯周围,形成连续密实的绝缘或护套层。

塑料挤出主要是利用塑料的可塑性，使塑料在机筒内通过加热和螺杆的作用，经过破碎、融熔、塑化、排气、压实过程，最后成型、冷却定型。

这一系列过程是连续实现的，按照物料的不同反应，一般将整个过程分为三个阶段：塑化阶段、成型阶段、定型阶段。

塑料挤出特性主要表现在塑化阶段。

塑料挤出最重要的条件是挤出压力和挤出温度。

1.2.1 塑化阶段该段是挤出成型的主要阶段，为了便于研究和控制挤出过程，按照塑料物态连续变化的过程，又将塑化阶段分为三个阶段：加料段（又叫破碎段）、熔融段（又叫塑化段）、均压段（又叫均化段）。

根据不同的塑料品种、不同的厂家材料对塑化温度要求的不同，这三段的温度控制是影响挤出产品质量的关键。

1加料段：塑料在此阶段只发生搅拌、破碎和软化，并不发生物态的转变，温度不能太高。

该阶段产生的推动力是否连续、均匀、稳定，剪切应变率的高低，破碎与搅拌是否均匀都影响着挤出的质量和产量。

2熔融段：在此阶段，初步搅拌、破碎和软化塑料，受螺杆的推挤作用、较高温度的热作用、与机筒和螺杆的摩擦作用、由于螺槽体积变小造成的压力作用，使塑料热交换作用加大，表里达到热平衡，逐渐由固态转变为粘流态（可塑态）。

此时塑料的分子结构发生了根本改变，分子间张力极度松弛，除组成中特高分子量外，主体完成了塑化—即初步塑化，并且在压力作用下，排除了固态物料中所含气体，实现初步压实。

3 均压段：塑料进入熔体输送段后进一步塑化和均匀化，并使之定压、定量和定温地从机头挤出。

该段的温度也最高，使经过熔融段未能塑化的高分子在此段完成塑化，从而消除“颗粒”，使塑化充分均匀，所以该段又称“均匀段”。

因挤出量的大小由该段的容积决定，所以又叫“计量段”。

1.2.2成型阶段挤出成型主要通过模具在机头内完成的。

机头的主要作用是：改变经过滤板机脖的熔融物料的直线前进方向；进一步压实物料；保温，为出模成型提供密实结构的可塑态胶料。

因为机头是为成型系统提供胶料的最后一道“关卡”，所要求机头：分流合理、无死角；有一定的压力；加热控制灵敏、受热均匀。

1.2.3定型阶段模具是塑料挤出过程中最后的热压作用装置，是产品的定形装置。

电线电缆常用的模具（包括模芯和模套）有三种型式：挤压式、挤管式、半挤管（压）式。

1挤压式模具：靠压力实现产品的最后定型，优点：塑胶层结构紧密结实、胶层与线芯结合紧密、外表面平整结实。

缺点：对模具尺寸要求精度高、易偏心、产量低。

适用于绝缘的挤出。

2 挤管式模具：靠对预成型塑料的拉伸，包覆在电线电缆的线芯或缆芯上。

其优点是：a、充分利用塑料的拉伸特性，提高产量；b、不易偏心；c、塑料经拉伸，可提高机械强度。

d、延长模芯的使用寿命。

e、模具通用性较大。

其缺点是：塑胶层结构致密性差、胶层与线芯结合不紧密。

所以常采用抽真空的方法提高胶层与线芯结合的紧密度。

常用于挤护套。

3 半挤管（压）式：是挤压式与挤管式的过渡型式，常用于异形导体挤绝缘和高速挤绝缘时，但必要时应该采用抽真空装置。

1.3挤塑机的组成挤出机组的主机是塑料挤出机，习惯上将其划分为挤压系统、传动系统和加热冷却系统三部分。

1.3.1.挤压系统挤压系统包括螺杆、机筒、料斗、机头、和模具，塑料通过挤压系统而塑化成均匀的熔体，并在这一过程中所建立压力下，被螺杆连续的挤向机头。

螺杆是挤塑机的最主要部件，它直接关系到挤塑机的应用范围和生产率，由高强度、耐热和耐腐蚀的合金钢制成。

机筒是一金属圆筒，一般用耐热、耐压强度较高、坚固耐磨、耐腐蚀的合金钢或内衬合金钢的复合钢管制成，机筒应有足够的厚度、刚度，内壁应光滑，但在新式挤塑机中为提高输送效率，常在机筒内壁开有纵向沟槽。

在机筒的外面装有电阻或电感加热器、测温系统及冷却系统。

料斗通常为锥形容器，其容积至少应能容100L用料。

料斗底部装有截断装置。

根据需要有的料斗装有抽真空、搅拌、加热等推进装置。

亦有自动的加料料斗，计量配料料斗。

机头的作用是将旋转运动的塑料熔体转变为平行直线运动，并将熔体均匀、平稳地导入模套中，并赋予塑料必要的成型压力，模芯模套适当配合形成截面不断减小的环形间隙，使熔体在芯线周围形成连续密实的管状包覆层，机头中的多空板能使机头和机筒对中定位，贝宁感能支承过滤网对熔体产生反压力，机头上还装有模具校正和调整装置，能调整和校正模芯模套的同心度。

1.3.2传动系统传动系统的作用是驱动螺杆，供给在挤出过程所需要的力矩和转速。

通常由电动机、减速箱和轴承等组成。

要求螺杆转速稳定，不随其负荷的变化而变化，以保证制品质量均匀一致。

但在不同场合下又要求螺杆能变速，以达到一台设备能挤出不同塑料和不同制品的要求。

1.3.3加热冷却装置加热与冷却是塑料挤出过程能够进行的必要条件，加热系统由外部加热器加热，使温度升高，以达到工艺操作所需要的温度。

冷却装置是为了保证塑料在不大于工艺要求的温度范围内而设定的。

现在挤塑机通常用的是电加热，分为电阻加热和感应加热，加热片装于机身、机脖、机头各部分。

加热装置由外部加热机筒内的塑料，使之升温，以达到工艺操作所需要的温度。

冷却装置是为了保证塑料处于工艺要求的温度范围而设置的。

具体说就是为了排除螺杆旋转的剪切摩擦产生的多余热量，以免温度过高使塑料分解、焦烧或定型困难。

为此必须对机筒、螺杆和料斗进行冷却。

机筒冷却分为水冷和风冷两种。

螺杆冷却主要采用中心水冷，目的是增加物料固体输送率，稳定出胶量，同时提高产品质量；但在料斗座出的冷却，一是为了加强读固体物料的输送作用，防止因升温使塑料粒发粘堵塞料口，二是保证传动部分正常工作。

1.3.4辅机各部分的作用1．放线装置有单盘和双盘两种为提高生产效率，放线装置趋向大容量和双盘放线，以利于高速连续挤出。

其结构型式有无轴式和有轴式；单盘或双盘放线；活动式或固定式；张力控制或自由放线；放线架手动升降开档或自动上盘放线。

其基本要求是：放线速度要均衡而不应有跳动；线盘的装卸要方便、迅速；运转灵活，安全可靠性大；能为连续生产提供保障等。

2．校正（退火）装置：塑料挤出废品中最常见的一种是偏心，而线芯各种型式的弯曲则是产生绝缘偏心的重要原因之一。

在护套生产中，护套表面的刮伤也往往是由缆芯的弯曲造成的。

因此，校正装置是塑料挤出过程中必不可少的。

其型式主要有：滚筒式；滑轮式；绞轮式；压轮式等。

3.火花检验机：为了发现并消除线芯塑料绝缘层的薄弱结构，及时发现挤出中的缺陷，最大限度的减少废品，一般在冷却装置后安装有高频火花检验机，对线芯绝缘层或护层进行耐压试验。

4.收排线装置：在许多挤塑机组中，排线与收线是单独传动的，但收排线之间有着严格的同步要求。

即为实现收线盘制品排列均匀整齐，要求线盘每转一周，排线移动一定的距离，这个距离应等于或略大于制品的外径，而这个距离是由排线丝杠的转速和螺纹结局确定的；同时收线盘的宽度与排线丝杠的行程必须一致，排线行程的两端与线盘的两个侧板对应。

为此挤塑机组收排线装置应为联合机构，以一定的形式进行机械连锁或电器连锁。

5.记米器：能准确记录挤出制品的长度。

6.切断器：能迅速切断电缆，便于分盘。

7.吹干器：能迅速吹干挤出层表面水分。

8.印字装置：分为轮式凸字热印和色带印字，在电缆挤出层表面标明产品型号、规格、电压等级及制造厂商。