電線(xiàn)電纜畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、緒 論電線(xiàn)電纜有五大類(lèi)產(chǎn)品：電力電纜、裸線(xiàn)、通信電纜與光纜、繞組線(xiàn)、電氣裝備用電線(xiàn)電纜。它們是輸送電能、傳遞信息和制造各種電機(jī)、電器、儀表所不可缺少的基礎(chǔ)器材,是未來(lái)電氣化、信息化社會(huì)中必要的基礎(chǔ)產(chǎn)品。電線(xiàn)電纜制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中最大的配套行業(yè),其產(chǎn)品必須滿(mǎn)足各使用領(lǐng)域的技術(shù)性能和價(jià)格性能比要求,滿(mǎn)足人民生活水平不斷提高的要求。其發(fā)展具有超前于應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展的必要性。電線(xiàn)電纜制造業(yè)作為配套行業(yè)，是各產(chǎn)業(yè)（尤其是基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)）的基礎(chǔ)，其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于能源、交通、通信、汽車(chē)以及石油化工等基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展受?chē)?guó)際、國(guó)內(nèi)宏觀經(jīng)濟(jì)狀況、國(guó)家經(jīng)濟(jì)政策、產(chǎn)業(yè)政策走向以及各相關(guān)行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)的影響。因此，與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的

2、發(fā)展密切相關(guān)。20世紀(jì)90年代以來(lái)，中國(guó)電線(xiàn)電纜沐浴著國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速穩(wěn)步向前發(fā)展的東風(fēng)，飛速發(fā)展，被譽(yù)為城市“神經(jīng)”和“血管”的電線(xiàn)電纜行業(yè)，肩負(fù)著為各行各業(yè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱行業(yè)配套的職能，業(yè)已成長(zhǎng)為我國(guó)機(jī)械行業(yè)中位置僅次于汽車(chē)的第二大產(chǎn)業(yè)，而且我國(guó)是一個(gè)巨大而且還在不斷成長(zhǎng)壯大的市場(chǎng)，中國(guó)人口是世界人口的五分之一，但線(xiàn)纜產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值僅占世界線(xiàn)纜產(chǎn)業(yè)的15%左右，這個(gè)巨大的市場(chǎng)還有許多的發(fā)展空間和空白點(diǎn)，有待于開(kāi)發(fā)。十一五”期間，按國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度年遞增7%8%計(jì)算，電線(xiàn)電纜行業(yè)發(fā)展速度將與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度持平，預(yù)計(jì)在8.5%左右。從宏觀上看，整個(gè)中國(guó)電線(xiàn)電纜行業(yè)正處于快速發(fā)展增長(zhǎng)期。 在中國(guó)線(xiàn)纜

3、行業(yè)快速發(fā)展的同時(shí)，電線(xiàn)電纜行業(yè)又開(kāi)始面臨著新的問(wèn)題。目前，電線(xiàn)電纜行業(yè)產(chǎn)品品種滿(mǎn)足率和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率均超過(guò)90%，全行業(yè)生產(chǎn)能力已大大超過(guò)市場(chǎng)需求。總量過(guò)剩、有效供給不足、結(jié)構(gòu)性矛盾突出、投入產(chǎn)出低、科技創(chuàng)新薄弱等問(wèn)題日益嚴(yán)峻，開(kāi)始嚴(yán)重阻礙電線(xiàn)電纜行業(yè)的健康發(fā)展。2011年4-10月，國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局組織地方質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局開(kāi)展了全國(guó)電線(xiàn)電纜產(chǎn)品質(zhì)量聯(lián)動(dòng)監(jiān)督抽查和生產(chǎn)企業(yè)調(diào)查，共對(duì)30個(gè)省(自治區(qū)、直轄市)2603家企業(yè)生產(chǎn)的3803批次電線(xiàn)電纜產(chǎn)品進(jìn)行了監(jiān)督抽查。本次抽查主要依據(jù)GB/T12706.1-2008額定電壓1千伏到35絕緣子避雷器電力電纜及附件第1部分：額定電壓1千伏和3

4、千伏電纜、GB/T5023.5-2008額定電壓450/750伏及以下聚氯乙烯絕緣電纜第5部分:軟電纜軟線(xiàn)、JB/T8734.3-1998額定電壓450/750伏及以下聚氯乙烯電纜電線(xiàn)和軟線(xiàn)第3部分:連接用軟電線(xiàn)等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)絕緣與護(hù)套厚度、絕緣與護(hù)套老化前后拉力、絕緣與護(hù)套失重、絕緣熱延伸、絕緣收縮、導(dǎo)體電阻、曲撓實(shí)驗(yàn)等項(xiàng)目進(jìn)行了檢驗(yàn)。抽查的2603家企業(yè)合格率為84.5%;合格產(chǎn)品3363批次，不合格產(chǎn)品440批次，抽查產(chǎn)品合格率為88.4%。而擠塑工藝更是關(guān)系到電纜的絕緣性能的好壞，是整個(gè)生產(chǎn)工程中極為關(guān)鍵的一步。第1章 擠塑材料及原理1.1 擠塑的材料電線(xiàn)電纜制造中所用的塑料

5、都是熱塑性塑料。電線(xiàn)電纜常用的熱塑性塑料有聚氯乙烯、聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯、泡沫聚乙烯、氟塑料、聚酰胺、聚丙烯和聚酯塑料等。塑料是以合成樹(shù)脂為基本成份，再添加各種配合劑，經(jīng)捏合、切粒等工藝而塑制成一定形狀的材料。為了滿(mǎn)足加工、貯存和使用的要求，合成樹(shù)脂內(nèi)一般都要添加各種配合劑，根據(jù)添加配合劑所起的作用不同，塑料的添加劑大致有以下幾種：防老劑（它包括抗氧劑、穩(wěn)定劑、紫外線(xiàn)吸收劑、光屏蔽劑等，這幾種材料在塑料中所起的作用不同但又相互聯(lián)系，同一種材料可起幾種作用，所以統(tǒng)稱(chēng)為防老劑。）；增塑劑；交聯(lián)劑；潤(rùn)滑劑；填充劑；著色劑；發(fā)泡劑；防霉劑；驅(qū)避劑；阻燃劑；耐電壓穩(wěn)定劑；抑煙劑等。各種塑料既具有塑料共有的

6、特性，又具有各不相同的各自獨(dú)具的某些特性。各種塑料共有的特性有：比重小、機(jī)械性能較高、電絕緣性能優(yōu)異并且化學(xué)穩(wěn)定性好、耐水、耐油、加工成型方便，原料來(lái)源豐富。為了適應(yīng)日益增長(zhǎng)的電線(xiàn)電纜技術(shù)發(fā)展的需要，塑料將不斷改進(jìn)配方和性能，提高其耐熱性和電壓等級(jí)，提高材料的耐寒、耐大氣老化性能、耐火阻燃性能，延長(zhǎng)電線(xiàn)電纜使用壽命，同時(shí)，還將不斷開(kāi)發(fā)新型塑料并合理用于電線(xiàn)電纜上1.1.1 聚氯乙烯（PVC)聚氯乙烯塑料是以聚氯乙烯樹(shù)脂為基礎(chǔ)，加入各種配合劑混合而成的。其機(jī)械性能優(yōu)越、耐化學(xué)腐蝕、不延燃、耐氣候性好、電絕緣性能好、容易加工、成本低，因此是電線(xiàn)電纜絕緣和護(hù)套用的好材料。聚氯乙烯的主要性能電絕緣性能

7、：聚氯乙烯樹(shù)脂是一種極性較大的電介質(zhì)，電絕緣性能較好，但比較非極性材料（如聚乙烯、聚丙烯）稍差。樹(shù)脂的體積電阻率大于1015·cm；樹(shù)脂在25和50Hz頻率下的介電常數(shù)為3.43.6，當(dāng)溫度和頻率變化時(shí)，介電常數(shù)也隨之明顯的變化；聚氯乙烯的介質(zhì)損耗正切tg為0.0060.2。樹(shù)脂的擊穿場(chǎng)強(qiáng)不受極性影響，在室溫和工頻條件下的擊穿場(chǎng)強(qiáng)比較高。但聚氯乙烯的介質(zhì)損耗較大，因而不適用于高壓和高頻場(chǎng)合，通常用在15kV以下的低壓和中壓電線(xiàn)電纜的絕緣材料。老化穩(wěn)定性：從分子結(jié)構(gòu)上看，氯原子都與碳原子相連，應(yīng)具有較高的耐老化穩(wěn)定性。但在生產(chǎn)過(guò)程中，由于溫度的直接影響和機(jī)械力的作用，易放出氯化氫，在氧

8、的作用下，產(chǎn)生降解或交聯(lián)，導(dǎo)致材料變色發(fā)脆，物理機(jī)械性能顯著下降，電絕緣性能惡化，因此聚氯乙烯老化。為改善它的老化性，必須添加一定的穩(wěn)定劑。熱機(jī)械性能：聚氯乙烯樹(shù)脂為無(wú)定型聚合物，在不同溫度下具有三種物理狀態(tài)，即玻璃態(tài)、高彈態(tài)、粘流態(tài)。聚氯乙烯樹(shù)脂的玻璃化溫度為80左右，粘流溫度160左右。在常溫下處于玻璃狀態(tài)，這很難滿(mǎn)足電線(xiàn)電纜使用要求。為此，必須將聚氯乙烯進(jìn)行改性，使其在室溫下具有較高的彈性，同時(shí)又兼有較高的耐熱性和耐零性。加入適量的增塑劑能夠調(diào)節(jié)玻璃化溫度，以增加塑性，達(dá)到柔軟性，提高機(jī)械性能。 電力電纜所用聚氯乙烯區(qū)分絕緣有紅、黃、綠、藍(lán)、黑、白六種顏色，名稱(chēng)為J-70護(hù)套有黑、白兩種

9、顏色，名稱(chēng)為H-70注：另外還有柔軟型聚氯乙烯料1.1.2 聚乙烯(PE)聚乙烯是一種乳白色的塑料，表面呈蠟狀且半透明，是電線(xiàn)電纜較為理想的絕緣和護(hù)套材料。其主要優(yōu)點(diǎn)是：1 優(yōu)異的電氣性能。其絕緣電阻和耐電強(qiáng)度高；在較寬的頻率范圍內(nèi)，介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角正切tg值小，且基本不受頻率變化的影響，作為通信電纜的絕緣材料，是近乎理想的一種介質(zhì)。2 機(jī)械性能較好，富有可撓性，而且強(qiáng)韌，耐容性好。3 耐熱老化性能、低溫耐寒性能及耐化學(xué)穩(wěn)定性好。4 耐水性好，吸濕率低，浸在水中絕緣電阻一般不下降。5 作為非極性材料，透氣性大，低密度聚乙烯的透氣性是各種塑料中最為優(yōu)良的。6 比重輕，其比重均小于1。高壓聚乙

10、烯尤為突出，約為0.92g/cm3；低壓聚乙烯雖其密度較大，也僅為0.94g/ cm3左右。7 具有良好的加工工藝性能，易于熔融塑化，而不易分解，冷卻易于成型，制品幾何形狀和結(jié)構(gòu)尺寸易于控制。8 用它制作的電線(xiàn)電纜重量輕，使用、敷設(shè)方便，接頭容易。但聚乙烯還有不少缺點(diǎn)：軟化溫度低；接觸火焰時(shí)易燃燒和熔融，并放出與石蠟燃燒時(shí)同樣的臭味；耐環(huán)境應(yīng)力龜裂性和蠕變性較差，在聚乙烯作為海底電纜和落差較大（尤其是垂直敷設(shè)）電纜的絕緣和護(hù)套材料使用時(shí)應(yīng)特別注意。電線(xiàn)電纜用聚乙烯塑料一般絕緣用聚乙烯塑料僅由聚乙烯樹(shù)脂和抗氧劑所組成。耐候聚乙烯塑料主要由聚乙烯樹(shù)脂、抗氧劑、和碳黑組成。耐候性能的好壞取決于碳黑的

11、粒徑、含量、和分散度。耐環(huán)境應(yīng)力龜裂聚乙烯塑料采用熔融指數(shù)0.3以下，分子量分布不太寬的聚乙烯；對(duì)聚乙烯進(jìn)行輻照或化學(xué)交聯(lián)。高電壓絕緣用聚乙烯塑料高電壓電纜絕緣的聚乙烯塑料要求高度純凈，還需要添加電壓穩(wěn)定劑和采用特殊的擠塑機(jī)，避免氣孔產(chǎn)生，以抑制樹(shù)脂放電，提高聚乙烯的耐電弧、耐電腐蝕和耐電暈性。半導(dǎo)電聚乙烯塑料是在聚乙烯中加入導(dǎo)電碳黑獲得的，一般應(yīng)采用細(xì)粒徑、高結(jié)構(gòu)的碳黑。熱塑性低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料該種電纜料是以聚乙烯樹(shù)脂為基料，加入優(yōu)質(zhì)高效的無(wú)鹵無(wú)毒阻燃劑、抑煙劑、熱穩(wěn)定劑、防霉劑、著色劑等改性添加劑，經(jīng)混煉、塑化、造粒而成。1.1.3 交聯(lián)聚乙烯（XLPE) 交聯(lián)聚乙烯繼承了聚乙烯擊穿

12、場(chǎng)強(qiáng)高、介質(zhì)損耗小、絕緣電阻大、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)改變聚乙烯分子的線(xiàn)性結(jié)構(gòu)為體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，來(lái)提高機(jī)械和耐熱性能，改善耐環(huán)境老化性，如：聚乙烯絕緣電纜長(zhǎng)期允許工作溫度只有70，而交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜可達(dá)90，使相同截面電纜的載流量得以提高。1.2 擠塑原理 擠塑機(jī)的工作原理是：利用特定形狀的螺桿，在加熱的機(jī)筒中旋轉(zhuǎn)，將由料斗中送來(lái)的塑料向前擠壓，使塑料均勻的塑化（即熔融），通過(guò)機(jī)頭和不同形狀的模具，使塑料擠壓成連續(xù)性的所需要的各種形狀的塑料層，擠包在線(xiàn)芯和電纜上。1.2.1 塑料擠出過(guò)程電線(xiàn)電纜的塑料絕緣和護(hù)套使是采用連續(xù)擠壓方式進(jìn)行的，擠出設(shè)備一般是單螺桿擠塑機(jī)。塑料在擠出前，要事先檢查塑料是否

13、潮濕或有無(wú)其它雜物，然后把螺桿預(yù)熱后加入料斗內(nèi)。在擠出過(guò)程中，裝入料斗中的塑料借助重力或加料螺旋進(jìn)入機(jī)筒中，在旋轉(zhuǎn)螺桿的推力作用下，不斷向前推進(jìn)，從預(yù)熱段開(kāi)始逐漸的向均化段運(yùn)動(dòng)；同時(shí)，塑料受到螺桿的攪拌和擠壓作用，并且在機(jī)筒的外熱及塑料與設(shè)備之間的剪切摩擦的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)，在螺槽中形成連續(xù)均勻的料流。在工藝規(guī)定的溫度作用下，塑料從固體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿廴跔顟B(tài)的可塑物體，再經(jīng)由螺桿的推動(dòng)或攪拌，將完全塑化好的塑料推入機(jī)頭；到達(dá)機(jī)頭的料流，經(jīng)模芯和模套間的環(huán)形間隙，從模套口擠出，擠包于導(dǎo)體或線(xiàn)芯周?chē)?，形成連續(xù)密實(shí)的絕緣層或護(hù)套層，然后經(jīng)冷卻和固化，制成電線(xiàn)電纜產(chǎn)品。1.2.2 擠出過(guò)程的三個(gè)階段塑料

14、擠出最主要的依據(jù)是塑料所具有的可塑態(tài)。塑料在擠出機(jī)中完成可塑過(guò)程成型是一個(gè)復(fù)雜的物理過(guò)程，即包括了混合、破碎、熔融、塑化、排氣、壓實(shí)并最后成型定型。值的注意的是這一過(guò)程是連續(xù)實(shí)現(xiàn)的。然而習(xí)慣上，人們往往按塑料的不同反應(yīng)將擠塑過(guò)程這一連續(xù)過(guò)程，人為的分成不同階段，即為：塑化階段（塑料的混合、熔融和均化）；成型階段（塑料的擠壓成型）；定型階段（塑料層的冷卻和固化）。第一階段是塑化階段。也稱(chēng)為壓縮階段。它是在擠塑機(jī)機(jī)筒內(nèi)完成的，經(jīng)過(guò)螺桿的旋轉(zhuǎn)作用，使塑料由顆粒狀固體變?yōu)榭伤苄缘恼沉黧w。塑料在塑化階段取得熱量的來(lái)源有兩個(gè)方面：一是機(jī)筒外部的電加熱；二是螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的摩擦熱。起初的熱量是由機(jī)筒外部的電

15、加熱產(chǎn)生的，當(dāng)正常開(kāi)車(chē)后，熱量的取得則是由螺桿選裝物料在壓縮、剪切、攪拌過(guò)程中與機(jī)筒內(nèi)壁的摩擦和物料分子間的內(nèi)摩擦而產(chǎn)生的。第二階段是成型階段。它是在機(jī)頭內(nèi)進(jìn)行的，由于螺桿旋轉(zhuǎn)和壓力作用，把粘流體推向機(jī)頭，經(jīng)機(jī)頭內(nèi)的模具，使粘流體成型為所需要的各種尺寸形狀的擠包材料，并包覆在線(xiàn)芯或?qū)w外。第三階段是定型階段。它是在冷卻水槽或冷卻管道中進(jìn)行的，塑料擠包層經(jīng)過(guò)冷卻后，由無(wú)定型的塑性狀態(tài)變?yōu)槎ㄐ偷墓腆w狀態(tài)。1.2.3 塑化階段塑料流動(dòng)的變化在塑化階段，塑料沿螺桿軸向被螺桿推向機(jī)頭的移動(dòng)過(guò)程中，經(jīng)歷著溫度、壓力、粘度，甚至化學(xué)結(jié)構(gòu)的變化，這些變化在螺桿的不同區(qū)段情況是不同的。塑化階段根據(jù)塑料流動(dòng)時(shí)的物

16、態(tài)變化過(guò)程又人為的分成三個(gè)階段，即加料段、熔融段、均化段，這也是人們習(xí)慣上對(duì)擠出螺桿的分段方法，各段對(duì)塑料擠出產(chǎn)生不同的作用，塑料在各段呈現(xiàn)不同的形態(tài)，從而表現(xiàn)出塑料的擠出特性。在加料段，首先就是為顆粒狀的固體塑料提供軟化溫度，其次是以螺桿的旋轉(zhuǎn)與固定的機(jī)筒之間產(chǎn)生的剪切應(yīng)力作用在塑料顆粒上，實(shí)現(xiàn)對(duì)軟化塑料的破碎。而最主要的則是以螺桿旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生足夠大的連續(xù)而穩(wěn)定的推力和反向摩擦力，以形成連續(xù)而穩(wěn)定的擠出壓力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)破碎塑料的攪拌與均勻混合，并初步實(shí)行熱交換，從而為連續(xù)而穩(wěn)定的擠出提供基礎(chǔ)。在此階段產(chǎn)生的推力是否連續(xù)均勻穩(wěn)定、剪切應(yīng)變率的高低，破碎與攪拌是否均勻都直接影響著擠出質(zhì)量和產(chǎn)量。在熔

17、融段，經(jīng)破碎、軟化并初步攪拌混合的故態(tài)塑料，由于螺桿的推擠作用，沿螺槽向機(jī)頭移動(dòng)，自加料段進(jìn)入熔融段。在此段塑料遇到了較高溫度的熱作用，這是的熱源，除機(jī)筒外部的點(diǎn)加熱外，螺桿旋轉(zhuǎn)的摩擦熱也在起著作用。而來(lái)自加料段的推力和來(lái)自均化段的反作用力，使塑料在前進(jìn)中形成了回流，這回流產(chǎn)生在螺槽內(nèi)以及螺桿與機(jī)筒的間隙中，回流的產(chǎn)生不但使物料進(jìn)一步均勻混合，而且使塑料熱交換作用加大，達(dá)到了表面的熱平衡。由于在此階段的作用溫度已超過(guò)了塑料的流變溫度，加之作用時(shí)間較長(zhǎng)，致使塑料發(fā)生了物態(tài)的轉(zhuǎn)變，與加熱機(jī)筒接觸的物料開(kāi)始熔化，在機(jī)筒內(nèi)表面形成一層聚合物熔膜，當(dāng)熔膜的厚度超過(guò)螺紋頂與機(jī)筒之間的間隙時(shí)，就會(huì)被旋轉(zhuǎn)的螺

18、紋刮下來(lái)，聚集在推進(jìn)螺紋的前面，形成熔池。由于機(jī)筒和螺紋根部的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使熔池產(chǎn)生了物料的循環(huán)流動(dòng)。螺棱后面是固體床（固體塑料），物料沿螺槽向前移動(dòng)的過(guò)程中，由于熔融段的螺槽深度向均化段逐漸變淺，固體床不斷被擠向機(jī)筒內(nèi)壁，加速了機(jī)筒向固體床的傳熱過(guò)程，同時(shí)螺桿的旋轉(zhuǎn)對(duì)機(jī)筒內(nèi)壁的熔膜產(chǎn)生剪切作用，從而使熔膜和固體床分界面的物料熔化，固體床的寬度逐漸減小，知道完全消失，即由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)。此時(shí)塑料分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本的改變，分子間張力極度松弛，若為結(jié)晶性高聚物，則其晶區(qū)開(kāi)始減少，無(wú)定形增多，除其中的特大分子外，主體完成了塑化，即所謂的“初步塑化”，并且在壓力的作用下，排除了固態(tài)物料中所含的氣體，實(shí)

19、現(xiàn)初步壓實(shí)。在均化段，具有這樣幾個(gè)突出的工藝特性：這一段螺桿螺紋深度最淺，即螺槽容積最小，所以這里是螺桿與機(jī)筒間產(chǎn)生壓力最大的工作段；另外來(lái)自螺桿的推力和篩板等處的反作用力，是塑料“短兵相接”的直接地帶；這一段又是擠出工藝溫度最高的一段，所以塑料在此階段所受到的徑向壓力和軸向壓力最大，這種高壓作用，足以使含于塑料內(nèi)的全部氣體排除，并使熔體壓實(shí)，致密。該段所具有的“均壓段”之稱(chēng)即由此而得。而由于高溫的作用，使得經(jīng)過(guò)熔融段未能塑化的高分子在此段完成塑化，從而最后消除“顆粒”，使塑料塑化充分均勻，然后將完全塑化熔融的塑料定量、定壓的由機(jī)頭均勻的擠出。1.2.4 擠出過(guò)程中塑料的流動(dòng)狀態(tài)在擠出過(guò)程中，

20、由于螺桿的旋轉(zhuǎn)使塑料推移，而機(jī)筒是不動(dòng)的，這就在機(jī)筒和螺桿之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)塑料產(chǎn)生摩擦作用，使塑料被拖著前進(jìn)。另外，由于機(jī)頭中的模具、多孔篩板和濾網(wǎng)的阻力，又使塑料在前進(jìn)中產(chǎn)生反作用力，這就使塑料在螺桿和機(jī)筒中的流動(dòng)復(fù)雜化了。通常將塑料的流動(dòng)狀態(tài)看成是由以下四種流動(dòng)形式組成的：正流是指塑料沿著螺桿螺槽向機(jī)頭方向的流動(dòng)。它是螺桿旋轉(zhuǎn)的推擠力產(chǎn)生的，是四種流動(dòng)形式中最主要的一種。正流量的大小直接決定著擠出量。倒流又稱(chēng)逆流，它的方向與正流的流動(dòng)方向整好相反。它是由于機(jī)頭中的模具、篩板、和濾網(wǎng)等阻礙塑料的正向運(yùn)動(dòng)，在機(jī)頭區(qū)域里產(chǎn)生的壓力（塑料前進(jìn)的反作用力）造成的。由機(jī)頭至加料口形成了

21、“壓力下的回流”，也稱(chēng)為“反壓流動(dòng)”。它能引起生產(chǎn)能力的損失。橫流它是沿著軸的方向，即與螺紋槽相垂直方向的塑料流動(dòng)。也是由螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)的推擠所形成的。它的流動(dòng)受到螺紋槽側(cè)壁的阻力，由于兩側(cè)螺紋的相互阻力，而螺桿是在旋轉(zhuǎn)中，使塑料在螺槽內(nèi)產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，形成環(huán)狀流動(dòng)，所以橫流實(shí)質(zhì)是環(huán)流。環(huán)流對(duì)塑料在機(jī)筒中的混合、塑化成熔融狀態(tài)，是和環(huán)流的作用分不開(kāi)的。環(huán)流使物料在機(jī)筒中產(chǎn)生攪拌和混合，并且利于機(jī)筒和物料的熱交換，它對(duì)提高擠出質(zhì)量有重要的意義，但對(duì)擠出流率的影響很小。漏流它也是由機(jī)頭中模具、篩板和濾網(wǎng)的阻力產(chǎn)生的。不過(guò)它不是螺槽中的流動(dòng)，而是在螺桿與機(jī)筒的間隙中形成的倒流。它也能引起生產(chǎn)能力的損失。由

22、于螺桿與機(jī)筒的間隙通常很小，故在正常情況下，漏流流量要比正流和倒流小的多。在擠出過(guò)程中，漏流將影響擠出量，漏流量增大，擠出量將減小。塑料的四種流動(dòng)狀態(tài)不會(huì)以單獨(dú)的形式出現(xiàn)，就某一塑料質(zhì)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，既不會(huì)有真正的倒流，也不會(huì)有封閉的環(huán)流。熔體塑料在螺紋槽中的實(shí)際流動(dòng)是上述四種流動(dòng)狀態(tài)的綜合，以螺旋形軌跡向前的一種流動(dòng)。1.2.5. 擠出質(zhì)量擠出質(zhì)量主要指塑料的塑化情況是否良好，幾何尺寸是否均一，即徑向厚度是否一致，軸向外徑是否均勻。決定塑化情況的因襲除塑料本身外，主要是溫度和剪切應(yīng)變率及作用時(shí)間等因素。擠出溫度過(guò)高不但造成擠出壓力的波動(dòng)，而且導(dǎo)致塑料的分解，甚至可能釀成設(shè)備事故。而減小螺槽深度，增大

23、螺桿長(zhǎng)徑比，雖然有利于塑料的熱交換和延長(zhǎng)受熱時(shí)間，滿(mǎn)足塑化均勻要求，但將影響擠出量，又為螺桿制造和裝配造成困難。所以確保塑化的重要因素應(yīng)是提高螺桿旋轉(zhuǎn)對(duì)塑料所產(chǎn)生的剪切應(yīng)變率，以達(dá)到機(jī)械混合均勻，擠出熱交換均衡，并由此為塑化均勻提供保障。這個(gè)應(yīng)變率的大小由螺桿與機(jī)筒間的剪切應(yīng)變力所決定,在保證擠出量的要求下，可以在提高轉(zhuǎn)速的情況下加大螺槽深度。此外，螺桿與機(jī)筒的間隙也對(duì)擠出質(zhì)量有影響，間隙過(guò)大時(shí)則塑料的倒流、漏流增加，不但引起擠出壓力波動(dòng)，影響擠出量；而且由于這些回流的增加，使塑料過(guò)熱而導(dǎo)致塑料焦燒或成型困難。第2章 擠塑機(jī)設(shè)備及輔助設(shè)備 電線(xiàn)電纜的塑料擠包是采用連續(xù)擠壓方式進(jìn)行的。通過(guò)擠塑機(jī)

24、用螺桿擠壓，將塑料包到導(dǎo)體或線(xiàn)芯上，構(gòu)成電線(xiàn)電纜的絕緣層、屏蔽層、內(nèi)護(hù)層、和外護(hù)套。 塑料擠出機(jī)組通常由放線(xiàn)裝置及放線(xiàn)張力裝置、校直裝置、預(yù)熱裝置、擠塑機(jī)（主機(jī)）、冷卻裝置、火花試驗(yàn)機(jī)、計(jì)米裝置、牽引裝置、收線(xiàn)裝置及控制系統(tǒng)等組成。 塑料擠出機(jī)的主機(jī)是擠塑機(jī)，它由擠壓系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)和加熱冷卻系統(tǒng)組成。擠壓系統(tǒng)：擠壓系統(tǒng)包括螺桿、機(jī)筒、料斗、機(jī)頭、和模具，塑料通過(guò)擠壓系統(tǒng)而塑化成均勻的熔體，并在這一過(guò)程中所建立壓力下，被螺桿連續(xù)的擠出機(jī)頭。螺桿：是擠塑機(jī)的最主要部件，它直接關(guān)系到擠塑機(jī)的應(yīng)用范圍和生產(chǎn)率，由高強(qiáng)度耐腐蝕的合金鋼制成。機(jī)筒：是一金屬圓筒，一般用耐熱、耐壓強(qiáng)度較高、堅(jiān)固耐磨、耐腐蝕的

25、合金鋼或內(nèi)襯合金鋼的復(fù)合鋼管制成。機(jī)筒與螺桿配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)塑料的粉碎、軟化、熔融、塑化、排氣和壓實(shí)，并向成型系統(tǒng)連續(xù)均勻輸送膠料。一般機(jī)筒的長(zhǎng)度為其直徑的1530倍，以使塑料得到充分加熱和充分塑化為原則。料斗：料斗底部裝有截?cái)嘌b置，以便調(diào)整和切斷料流，料斗的側(cè)面裝有視孔和標(biāo)定計(jì)量裝置。機(jī)頭和模具：機(jī)頭由合金鋼內(nèi)套和碳素鋼外套構(gòu)成，機(jī)頭內(nèi)裝有成型模具。機(jī)頭的作用是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的塑料熔體轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫兄本€(xiàn)運(yùn)動(dòng)，均勻平穩(wěn)的導(dǎo)入模套中，并賦予塑料以必要的成型壓力。塑料在機(jī)筒內(nèi)塑化壓實(shí)，經(jīng)多孔濾板沿一定的流道通過(guò)機(jī)頭脖頸流入機(jī)頭成型模具，模芯模套適當(dāng)配合，形成截面不斷減小的環(huán)形空隙，使塑料熔體在芯線(xiàn)的周?chē)纬蛇B

26、續(xù)密實(shí)的管狀包覆層。為保證機(jī)頭內(nèi)塑料流道合理，消除積存塑料的死角，往往安置有分流套筒，為消除塑料擠出時(shí)壓力波動(dòng)，也有設(shè)置均壓環(huán)的。機(jī)頭上還裝有模具校正和調(diào)整的裝置，便于調(diào)整和校正模芯和模套的同心度。擠塑機(jī)按照機(jī)頭料流方向和螺桿中心線(xiàn)的夾角，將機(jī)頭分成斜角機(jī)頭（夾角120o）和直角機(jī)頭。機(jī)頭的外殼是用螺栓固定在機(jī)身上，機(jī)頭內(nèi)的模具有模芯坐，并用螺帽固定在機(jī)頭進(jìn)線(xiàn)端口，模芯座的前面裝有模芯，模芯及模芯座的中心有孔，用于通過(guò)芯線(xiàn)；在機(jī)頭前部裝有均壓環(huán)，用于均衡壓力；擠包成型部分由模套座和模套組成，模套的位置可由螺栓通過(guò)支撐來(lái)調(diào)節(jié)，以調(diào)整模套對(duì)模芯的相對(duì)位置，便于調(diào)節(jié)擠包層厚度的均勻性。機(jī)頭外部裝有加

27、熱裝置和測(cè)溫裝置。傳動(dòng)系統(tǒng)：傳動(dòng)系統(tǒng)的作用是驅(qū)動(dòng)螺桿，供給螺桿在擠出過(guò)程中所需要的力矩和轉(zhuǎn)速，通常由電動(dòng)機(jī)、減速器和軸承等組成。加熱冷卻裝置  加熱與冷卻是塑料擠出過(guò)程能夠進(jìn)行的必要條件?，F(xiàn)在擠塑機(jī)通常用的是電加熱，分為電阻加熱和感應(yīng)加熱，加熱片裝于機(jī)身、機(jī)脖、機(jī)頭各部分。加熱裝置由外部加熱筒內(nèi)的塑料，使之升溫，以達(dá)到工藝操作所需要的溫度。冷卻裝置是為了保證塑料處于工藝要求的溫度范圍而設(shè)置的。具體說(shuō)是為了排除螺桿旋轉(zhuǎn)的剪切摩擦產(chǎn)生的多余熱量，以避免溫度過(guò)高使塑料分解、焦燒或定型困難。機(jī)筒冷卻分為水冷與風(fēng)冷兩種，一般中小型擠塑機(jī)采用  風(fēng)冷比較合適，大型則多采用水冷或兩種形式

28、結(jié)合冷卻；螺桿冷卻主要采用中心水冷，目的是增加物料固體輸送率，穩(wěn)定出膠量，同時(shí)提高產(chǎn)品質(zhì)量；但在料斗處的冷卻，一是為了加強(qiáng)對(duì)固體物料的輸送作用，防止因升溫使塑料粒發(fā)粘堵塞料口，二是保證傳動(dòng)部分正常工作。2.1 輔助設(shè)備塑料擠出機(jī)組的輔機(jī)主要包括放線(xiàn)裝置、校直裝置、預(yù)熱裝置、冷卻裝置、牽引裝置、計(jì)米器、火花試驗(yàn)機(jī)、收線(xiàn)裝置。擠出機(jī)組的用途不同其選配用的輔助設(shè)備也不盡相同。如還有切斷器、吹干器、印字裝置等。校直裝置：塑料擠出廢品類(lèi)型中最常見(jiàn)的一種是偏心，而線(xiàn)芯各種型式的彎曲則是產(chǎn)生絕緣偏心的重要原因之一。在護(hù)套擠出中，護(hù)套表面的刮傷也往往是由纜芯的彎曲造成的。因此，各種擠塑機(jī)組中的校直裝置是必不可

29、少。校直裝置的主要型式有：滾筒式（分為水平式和垂直式）；滑輪式（分為單滑輪和滑輪組）；絞輪式，兼起拖動(dòng)、校直、穩(wěn)定張力等多種作用；壓輪式（分為水平式和垂直式）等。預(yù)熱裝置：纜芯預(yù)熱對(duì)于絕緣擠出和護(hù)套擠出都是必要的。對(duì)于絕緣層，尤其是薄層絕緣，不能允許氣孔的存在，線(xiàn)芯在擠包前通過(guò)高溫預(yù)熱可以徹底清除表面的水份、油污。對(duì)于護(hù)套擠出來(lái)講，其主要作用在于烘干纜芯，防止由于潮氣（或繞包墊層的濕氣）的作用使護(hù)套中出現(xiàn)氣孔的可能。預(yù)熱還可防止擠出中塑料因驟冷而殘留內(nèi)壓力的作用。在擠塑料過(guò)程中，預(yù)熱可消除冷線(xiàn)進(jìn)入高溫機(jī)頭，在模口處與塑膠接觸時(shí)形成的懸殊溫差，避免塑膠溫度的波動(dòng)而導(dǎo)致擠出壓力的波動(dòng)，從而穩(wěn)定擠出

30、量，保證擠出質(zhì)量。擠塑機(jī)組中均采用電加熱線(xiàn)芯預(yù)熱裝置，要求有足夠的容量并保證升溫迅速，使線(xiàn)芯預(yù)熱和纜芯烘干效率高。預(yù)熱溫度受放線(xiàn)速度的制約，一般與機(jī)頭溫度相仿即可。冷卻裝置：成型的塑料擠包層在離開(kāi)機(jī)頭后，應(yīng)立即進(jìn)行冷卻定型，否則會(huì)在重力的作用下發(fā)生變形。冷卻的方式通常采用水冷卻，并根據(jù)水溫不同，分為急冷和緩冷。急冷就是冷水直接冷卻，急冷對(duì)塑料擠包層定型有利，但對(duì)結(jié)晶高聚物而言，因驟熱冷卻，易在擠包層組織內(nèi)部殘留內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致使用過(guò)程中產(chǎn)生龜裂，一般PVC塑膠層采用急冷。緩冷則是為了減少制品的內(nèi)應(yīng)力，在冷卻水槽中分段放置不同溫度的水，使制品逐漸降溫定型，對(duì)PE、PP的擠出就采用緩冷進(jìn)行，即經(jīng)過(guò)熱水

31、、溫水、冷水三段冷卻。塑料擠出機(jī)的控制系統(tǒng)包括加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)及工藝參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，主要由電器、儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu)（即控制屏和操作臺(tái)）組成。其主要作用是：控制和調(diào)節(jié)主輔機(jī)的拖動(dòng)電機(jī)，輸出符合工藝要求的轉(zhuǎn)速和功率，并能使主輔機(jī)協(xié)調(diào)工作；檢測(cè)和調(diào)節(jié)擠塑機(jī)中塑料的溫度、壓力、流量；實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)機(jī)組的控制或自動(dòng)控制。擠出機(jī)組的電氣控制大致分為傳動(dòng)控制和溫度控制兩大部分，實(shí)現(xiàn)對(duì)擠塑工藝包括溫度、壓力、螺桿轉(zhuǎn)數(shù)、螺桿冷卻、機(jī)筒冷卻、制品冷卻和外徑的控制，以及牽引速度、整齊排線(xiàn)和保證收線(xiàn)盤(pán)上從空盤(pán)到滿(mǎn)盤(pán)的恒張力收線(xiàn)控制。2.1.1 擠塑機(jī)主機(jī)的溫度控制電線(xiàn)電纜絕緣和護(hù)套的塑料擠出是根據(jù)熱塑性塑料變形特性，使之處于

32、粘流態(tài)進(jìn)行的。除了要求螺桿和機(jī)筒外部加熱，傳到塑料使之融化擠出，還要考慮螺桿擠出塑料時(shí)其本身的發(fā)熱，因此要求主機(jī)的溫度應(yīng)從整體來(lái)考慮，既要考慮加熱器加熱的開(kāi)與關(guān)，又要考慮螺桿的擠出熱量外溢的因素予以冷卻，要有有效的冷卻設(shè)施。并要求正確合理的確定測(cè)量元件熱電偶的位置和安裝方法，能從控溫儀表讀數(shù)準(zhǔn)確反映主機(jī)各段的實(shí)際溫度。以及要求溫控儀表的精度與系統(tǒng)配合好，使整個(gè)主機(jī)溫度控制系統(tǒng)的波動(dòng)穩(wěn)定度達(dá)到各種塑料的擠出溫度的要求。2.1.2 擠塑機(jī)的壓力控制為了反映機(jī)頭的擠出情況，需要檢測(cè)擠出時(shí)的機(jī)頭壓力，由于國(guó)產(chǎn)擠塑機(jī)沒(méi)有機(jī)頭壓力傳感器，一般是對(duì)螺桿擠出后推力的測(cè)量替代機(jī)頭壓力的測(cè)量，螺桿負(fù)荷表（電流表或

33、電壓表）能正確反映擠出壓力的大小。擠出壓力的波動(dòng)，也是引起擠出質(zhì)量不穩(wěn)的重要因素之一，擠出壓力的波動(dòng)與擠出溫度、冷卻裝置的使用，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的長(zhǎng)短等因素密切相關(guān)。當(dāng)發(fā)生異常現(xiàn)象時(shí)，能排除的迅速排除，必須重新組織生產(chǎn)的則應(yīng)果斷停機(jī)，不但可以避免廢品的增多，更能預(yù)防事故的發(fā)生。通過(guò)檢測(cè)的壓力表讀數(shù)，就可以知道塑料在擠出時(shí)的壓力狀態(tài)，一般取后推力極限值報(bào)警控制。 圖2-1 擠塑機(jī)的組成2.1.3 螺桿轉(zhuǎn)速的控制螺桿轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)與穩(wěn)定是主機(jī)傳動(dòng)的重要工藝要求之一。螺桿轉(zhuǎn)速直接決定出膠量和擠出速度，正常生產(chǎn)總希望盡可能實(shí)現(xiàn)最高轉(zhuǎn)速及實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)，對(duì)擠塑機(jī)要求螺桿轉(zhuǎn)速?gòu)钠饎?dòng)到所需工作轉(zhuǎn)速時(shí)，可供使用的調(diào)速范圍要

34、大。而且對(duì)轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性要求高，因?yàn)檗D(zhuǎn)速的波動(dòng)將導(dǎo)致擠出量的波動(dòng)，影響擠出質(zhì)量，所以在牽引線(xiàn)速度沒(méi)有變化情況下，就會(huì)造成線(xiàn)纜外徑的變化。同理如牽引裝置線(xiàn)速波動(dòng)大也會(huì)造成線(xiàn)纜外徑的變化，螺桿和牽引線(xiàn)速度可通過(guò)操作臺(tái)上相應(yīng)儀表反映出來(lái)，擠出時(shí)應(yīng)密切觀察，確保優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。2.1.4 外徑的控制如上所述為了保證制品線(xiàn)纜外徑的尺寸，除要求控制線(xiàn)芯（纜芯）的尺寸公差外，在擠出溫度、螺桿轉(zhuǎn)速、牽引裝置線(xiàn)速度等方面應(yīng)有所控制保證，而外徑的測(cè)量控制則綜合反映上述控制的精度和水平。2.1.5 收卷要求的張力控制為了保證不同線(xiàn)速下的收線(xiàn)，從空盤(pán)到滿(mǎn)盤(pán)工作的恒張力要求，希望收排線(xiàn)裝置有貯線(xiàn)張力調(diào)整機(jī)構(gòu)。2.2塑料擠出機(jī)螺

35、桿螺桿是擠塑機(jī)主機(jī)擠壓系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一，它不僅起輸送塑料的作用，同時(shí)對(duì)塑料的擠壓、塑化、成型的難易也起著極其重要的作用，所以合理選用螺桿結(jié)構(gòu)和參數(shù)是獲得理想的產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的重要環(huán)節(jié)。螺桿分為漸變形（等距不等深和等深不等距）和等距突變型，前者常擠PVC，后者常擠低密度PE。螺桿分三段，加料段對(duì)塑料壓實(shí)和輸送；壓縮段進(jìn)一步壓實(shí)塑料，使之加熱塑化，全部成粘流態(tài)；均化段使粘流體輸送中進(jìn)一步塑化和均勻化，定壓、定量、定溫從機(jī)頭中擠出。各段長(zhǎng)度不同。2.3溫度控制系統(tǒng)擠塑機(jī)的溫度控制系統(tǒng)是由電加熱和冷卻組成，以實(shí)現(xiàn)擠塑機(jī)各區(qū)域溫度的升降和調(diào)節(jié)，控制適當(dāng)溫度可保證擠出質(zhì)量。2.3.1 溫度控制機(jī)理安裝在

36、擠塑機(jī)上的電加熱器和冷卻風(fēng)機(jī)是主要的控制機(jī)構(gòu)。由于電加熱具有升溫、降溫迅速的特點(diǎn)，而溫度過(guò)高和過(guò)低都是擠出中要絕對(duì)避免的，所以電加熱必須有一套靈敏度相當(dāng)高的溫度調(diào)節(jié)裝置尤溪般包括有自動(dòng)測(cè)量?jī)x器、控制儀表，以及有效的冷卻設(shè)施。在擠塑機(jī)的適當(dāng)位置上（越接近塑料層越好）安裝有測(cè)量元件熱電偶，就是極其重要的溫度檢測(cè)元件。在加溫和擠出過(guò)程中，測(cè)溫元件熱電偶隨時(shí)測(cè)得的熱電勢(shì)信號(hào)被送到控溫儀，經(jīng)放大處理后與溫度設(shè)定值比較，溫度儀表指示不到設(shè)定值時(shí)，則繼續(xù)加熱，如接近或到達(dá)設(shè)定值，則按不同的調(diào)節(jié)規(guī)律儀表發(fā)出不同的指示信號(hào)。當(dāng)超過(guò)設(shè)定值，則開(kāi)動(dòng)冷卻風(fēng)機(jī)，是機(jī)身得到冷卻，使溫度得以下降，回到預(yù)設(shè)定值。如此反復(fù)，自

37、動(dòng)控制或手動(dòng)調(diào)節(jié)，使溫度穩(wěn)定在被控制值附近。2.3.2 擠塑機(jī)的溫控部位根據(jù)擠出原理，擠塑機(jī)各部位的溫度應(yīng)有差別，可以用設(shè)置于各部位電加熱片的容量差別來(lái)實(shí)現(xiàn)。一般的，加料段容量最小，(壓縮)塑化段和均化段容量要大些，而機(jī)頭是保溫區(qū)，主要以加熱克服散熱，所以容易不大。在擠塑機(jī)中溫控一般是根據(jù)加熱片的多少分為68段，小型擠塑機(jī)一般分為六段，大型擠塑機(jī)分成八段，通過(guò)控制屏上溫度儀表的顯示，來(lái)對(duì)擠塑機(jī)的六個(gè)加熱區(qū)進(jìn)行溫控。以六段加熱擠塑機(jī)為例，六個(gè)溫控區(qū)域部位如下圖所示。擠塑機(jī)的六個(gè)溫控部位或各加熱段的溫度，在控制屏上都可以在溫度儀表上一一顯示，由操作者直接觀察而知，便于調(diào)整。2.3.3溫控各部位的作

38、用還是以六段加熱擠塑機(jī)為例。六個(gè)溫控部位在擠塑機(jī)的機(jī)頭處有三個(gè)，機(jī)身處有三個(gè)。溫度可根據(jù)需要自動(dòng)調(diào)節(jié)，但應(yīng)滿(mǎn)足工藝規(guī)定的溫度范圍。在使用過(guò)程中，加料段加熱區(qū)溫度較低，機(jī)脖加熱區(qū)的溫度較高，模具加熱區(qū)的溫度稍低，形成了一般溫控部位由低到高到稍低的變化，這是由于各部位的作用而決定的。 1 機(jī)頭1、2區(qū)的作用：機(jī)頭區(qū)的溫控，對(duì)塑料擠出表面質(zhì)量起著決定作用，如果溫度控制得合適，模具選配的恰當(dāng)，塑料產(chǎn)品的表面就平整光滑。 2 機(jī)頭3溫區(qū)（機(jī)脖）的作用：塑料塑化好以后，在螺桿旋轉(zhuǎn)作用下由機(jī)筒進(jìn)入機(jī)脖，由于機(jī)脖容積較機(jī)筒小，又加上濾板的作用，產(chǎn)生較大的阻力，螺桿旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的推力作用，塑料致密，并塑化壓實(shí)，保證

39、了塑化效果。此時(shí)需要較高的溫度，有利于塑料熔體順利的進(jìn)入機(jī)頭。 3 機(jī)身4、5溫區(qū)的作用：此加熱區(qū)為均化段和塑化段，由于螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)的攪拌壓縮作用，經(jīng)過(guò)預(yù)熱的固體塑料變成可塑的粘滯液體（熔融狀態(tài)），在溫度的作用下，塑料完成塑化均勻。 4 機(jī)身6溫區(qū)的作用：顆粒狀塑料從加料斗進(jìn)入機(jī)筒內(nèi)，由于溫度的作用，塑料開(kāi)始被預(yù)熱，并把多余的氣體從加料口排除。此段的溫度控制不宜過(guò)高，以免影響顆粒塑料的下料，故為溫度控制區(qū)域最低的加溫區(qū)。2.4控制溫度的高低對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響溫度是塑料由固體狀態(tài)向粘流狀態(tài)轉(zhuǎn)變的有效手段，同時(shí)它也可能造成塑料的燒焦或分解，溫度低時(shí)，也可能造成嚴(yán)重的設(shè)備事故。由于塑料品種的不同，以及擠出

40、速度、擠出外徑、擠出厚度的不同，在實(shí)際的擠出過(guò)程中，溫度控制不盡相同，因此對(duì)具體的品種采用相應(yīng)的擠塑溫度。另外，除塑料和結(jié)構(gòu)尺寸造成的溫度控制不同外，環(huán)境溫度也應(yīng)予以考慮。因此，嚴(yán)格按照工藝要求控制溫度的高低，保證擠塑過(guò)程的順利進(jìn)行，保證良好的產(chǎn)品質(zhì)量，是每一個(gè)操作者不可忽視的職責(zé)。溫度過(guò)高：指的是溫度控制超過(guò)某種塑料的最佳塑化溫度，容易使塑料焦燒和老化，也容易產(chǎn)生氣孔、氣泡、氣眼、定型不好等質(zhì)量問(wèn)題。溫度過(guò)高，還會(huì)造成擠出過(guò)程中擠出壓力波動(dòng)，塑料在機(jī)筒內(nèi)“打滑”，擠出量不穩(wěn)，使擠包層和產(chǎn)品外徑尺寸不均。溫度過(guò)低：指的是溫度控制低于塑料的最佳塑化溫度，造成塑料塑化不好，擠出表面有樹(shù)脂疙瘩或未塑

41、化好的小顆粒。特別是合膠縫合不好，不但影響產(chǎn)品質(zhì)量，還容易造成塑膠層脫節(jié)、裂紋、斷膠等現(xiàn)象。因此，要嚴(yán)格按照工藝規(guī)定控制溫度，不宜過(guò)高或過(guò)低。在實(shí)際操作過(guò)程中，因設(shè)備新舊、外徑大小的不同，擠制工藝有所不同，溫度控制也不盡相同，擠制絕緣和護(hù)套所用塑料一樣，但因樹(shù)脂中的添加劑不同，其溫度控制亦有區(qū)別。另外，環(huán)境溫度的高低也會(huì)影響擠塑溫度的控制，冬天與夏天就要相差510oC。第3章 擠塑過(guò)程中應(yīng)注意的事項(xiàng)3.1擠塑前的準(zhǔn)備工作按照生產(chǎn)任務(wù)單確定生產(chǎn)任務(wù)。按生產(chǎn)任務(wù)單、工藝要求配備原材料、模具及印字輪等。檢查設(shè)備的各部位，確保正常，清理料斗，機(jī)筒及機(jī)頭，確保無(wú)雜物及灰塵，需要時(shí)必須將螺桿清理干凈。給擠

42、塑機(jī)機(jī)身，機(jī)頭及模具預(yù)熱，并檢查各區(qū)電流是否正常。當(dāng)發(fā)現(xiàn)電流為0說(shuō)明加熱系統(tǒng)有問(wèn)題，應(yīng)通知電工檢查，及時(shí)采取措施，確保加熱正常，熱電偶應(yīng)插入相應(yīng)固定位置，接觸有效，到達(dá)工藝設(shè)定溫度至少保溫半小時(shí)，才能開(kāi)車(chē)。根據(jù)電纜外徑和長(zhǎng)度準(zhǔn)備好合適的收線(xiàn)盤(pán)，可參照擠塑裝盤(pán)長(zhǎng)度參照表。檢查電纜所經(jīng)路徑是否符合要求，水槽內(nèi)導(dǎo)輪轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活，高度是否符合規(guī)定，確保無(wú)擦傷，刮傷問(wèn)題發(fā)生。需分段冷卻的電纜，必須將第一節(jié)水槽內(nèi)水加熱至規(guī)定溫度。需印字的電纜按印字要求檢查印字輪是否符合工藝要求、噴墨機(jī)噴碼信息是否正確，印字機(jī)配件是否齊全，有問(wèn)題應(yīng)及時(shí)修理好后方可使用。準(zhǔn)備好牽引線(xiàn)并試車(chē)觀察螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)、牽引轉(zhuǎn)速、放線(xiàn)、收線(xiàn)

43、轉(zhuǎn)動(dòng)、加溫控制系統(tǒng)、各部分電氣開(kāi)關(guān)、上下水流通道等情況，確認(rèn)無(wú)問(wèn)題后開(kāi)車(chē)生產(chǎn)。3.2 開(kāi)車(chē)向料斗加料，打開(kāi)插板、啟動(dòng)螺桿繼續(xù)跑膠，應(yīng)觀察電壓表和電流表的變化；塑料從模套擠出后，觀察塑料塑化情況，塑化良好后條，開(kāi)始校正模具，使厚度均勻；按工藝要求取樣檢查塑料厚度、塑料質(zhì)量，有無(wú)氣孔等；穿頭引線(xiàn)，牢固接頭。啟動(dòng)牽引，控制牽引和螺桿速度，有專(zhuān)人跟線(xiàn)芯端頭，以防進(jìn)水或被卡斷；使計(jì)米器回零，準(zhǔn)確計(jì)米，截去廢線(xiàn)，檢查厚度與偏心度，符合要求后方可上盤(pán)；人員分工合作，及時(shí)加料、注意溫度、電流、電壓、線(xiàn)速、螺桿轉(zhuǎn)速、塑料套外觀和直徑變化，并采取措施.3.3 開(kāi)車(chē)時(shí)注意事項(xiàng)3.3.1遇到下列情況時(shí)必須停機(jī)清理機(jī)頭

44、并把料筒內(nèi)剩余料推干凈：生產(chǎn)任務(wù)完成后無(wú)人接班時(shí)；溫度控制過(guò)高，造成有塑料焦燒時(shí)；換不同品種及不同顏色的料時(shí)，特別是深色換淺色時(shí)；停車(chē)在2小時(shí)以上時(shí)；由于其它原因停車(chē)，如制品質(zhì)量不合格、停電、停水、待線(xiàn)、待盤(pán)等時(shí)。3.3.2遇到下列情況時(shí)須停機(jī)清理機(jī)頭、料筒、料斗、螺桿：生產(chǎn)任務(wù)完成后該擠塑機(jī)長(zhǎng)期不生產(chǎn)時(shí)；溫度控制過(guò)高或長(zhǎng)期生產(chǎn)產(chǎn)生焦料時(shí)；當(dāng)螺桿漏水或漏油時(shí)；換不同品種的料時(shí)，特別是護(hù)套料和絕緣料互換，絕緣料、護(hù)套料和內(nèi)屏料互換或生產(chǎn)低煙無(wú)鹵料、硅烷料時(shí)；生產(chǎn)硅烷料由于停機(jī)或生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)產(chǎn)生預(yù)交聯(lián)料時(shí)；長(zhǎng)時(shí)間生產(chǎn)護(hù)套擠出表面質(zhì)量不好沒(méi)有出螺桿時(shí)。3.4 停車(chē)停車(chē)先停停車(chē)牽引，再停主電機(jī)，關(guān)掉料斗

45、插板，打開(kāi)機(jī)頭與機(jī)身連接螺栓，跑凈機(jī)筒內(nèi)塑料，拆下模芯和模套，清理機(jī)頭和篩板。遇有下列情況之一應(yīng)停車(chē)清理機(jī)頭：生產(chǎn)任務(wù)完成后；發(fā)現(xiàn)塑料焦燒時(shí)；停車(chē)1小時(shí)以上； 停電停水等特殊情況。清理機(jī)頭和螺桿應(yīng)干凈，之后應(yīng)及時(shí)將機(jī)頭和螺桿裝好；記好交接班日記，為下一班做準(zhǔn)備模具、半成品、生產(chǎn)用盤(pán)；清掃機(jī)臺(tái)和環(huán)境；全面檢查機(jī)臺(tái)后，關(guān)掉電、氣和水源后，方可離開(kāi)機(jī)臺(tái)。第4章 塑料的擠出工藝4.1 材料的選擇材料選用如下表表4-1 材料選用序號(hào)型 號(hào)材料1（ZR-）V（L）V0.6/1（ZR-）V（L）V220.6/1（ZR-）V（L）V320.6/1絕 緣 J 70 PVC絕緣料護(hù) 套 H 70 PVC護(hù)套料或

46、HZ70 PVC護(hù)套料2（ZR-）YJ（L）V0.6/1（ZR-）YJ（L）V220.6/1（ZR-）YJ（L）V320.6/1絕 緣 ：1kV輻照力纜絕緣料，10kV及以下護(hù) 套 ： 護(hù)套料 或 Z 阻燃 PVC護(hù)套料3（ZR-）KVV （ZR-）KVV22 （ZR-）KVVP（ZR-）KVVP2 （ZR-）KVVR （ZR-） KVVRP（ZR-）KVV32BV、RV系列絕 緣 ：絕緣料 絕緣料護(hù) 套 ：護(hù)套料或 護(hù)套料或 Z阻燃護(hù)套料4JKY0.6/1 JKLY0.6/1耐侯絕緣料5JKLYJ0.6/硅烷溫水交聯(lián) ：硅烷交聯(lián) 聚乙烯絕緣電纜料輻 照 交 聯(lián) ： 輻照交聯(lián)架空電纜用聚乙烯絕

47、緣料高密度絕緣料6JKYJ1JKYJD-1 JKLYJD-1 JKYJB-1 JKLYJB-1 硅烷溫水交聯(lián) ：k及以下硅烷交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜料輻 照 交 聯(lián) ：k及以下輻照交聯(lián)架空電纜用聚乙烯絕緣料7YJYJD-0.6/1KV YJYJD-1.2/2KV絕 緣 ：本色輻照交聯(lián)電力電纜用改性聚乙烯絕緣料護(hù) 套：黑色耐環(huán)境開(kāi)裂聚乙烯護(hù)套料 4.2 配模4.2.1配模的理論公式模芯 Dde （4-1）模套 DD22e （4-2）式中：D模芯出線(xiàn)口內(nèi)徑（mm）；D模套出線(xiàn)口內(nèi)徑（mm）；d 生產(chǎn)前半制品最大直徑（mm）；模芯嘴壁厚（mm）；工藝規(guī)定的產(chǎn)品塑料層厚度（mm）；e模芯放大值（mm）；e模

48、套放大值（mm）。4.2.2 放大值e或e的說(shuō)明1絕緣線(xiàn)芯模芯e的放大值為0.53mm；2絕緣線(xiàn)芯模套e的放大值為13mm；3生產(chǎn)外護(hù)套電纜用模芯e的放大值、鎧裝電纜為26mm，非鎧裝為24mm；4生產(chǎn)外護(hù)套電纜用模套e的放大值為25mm。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，模具的選配往往在操作規(guī)程或生產(chǎn)工藝卡中給出一定的經(jīng)驗(yàn)公式，如65擠塑機(jī)給出的模具選配公式（為塑料擠包層的標(biāo)稱(chēng)厚度）。擠壓式模芯（mm）模套（mm）單線(xiàn)絞線(xiàn)導(dǎo)線(xiàn)直徑（0.050.10）絞線(xiàn)外徑（0.100.15）導(dǎo)線(xiàn)直徑2（0.050.10）絞線(xiàn)外徑2（0.050.10）擠管式模芯（mm）模套（mm）絕緣護(hù)套線(xiàn)芯外徑（0.11.0）纜芯最大外

49、徑（26）模芯外徑2（0.050.10）模套外徑2（1.04.0）表4-2 模芯模套的選用線(xiàn)芯或纜芯外徑不均時(shí)，放大值取上限；反之取下限。在保證質(zhì)量及工藝要求的前提下，要提高產(chǎn)量，一般模套放大值取上限。4.2.3選配模具的經(jīng)驗(yàn)16mm以下的絕緣線(xiàn)芯的配模，要用導(dǎo)線(xiàn)試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，以?dǎo)線(xiàn)通過(guò)模芯為宜。不要過(guò)大，否則將產(chǎn)生倒膠現(xiàn)象。抽真空擠塑時(shí)，選配模具要合適，不宜過(guò)大，若大，絕緣層或護(hù)套層容易產(chǎn)生耳朵、起棱、松套現(xiàn)象。擠塑過(guò)程中，實(shí)際上塑料均有拉伸現(xiàn)象存在，一般塑料的實(shí)際拉伸在2.0mm左右。根據(jù)拉伸考慮模套的放大值，拉伸比大的塑料模套放大值大于拉伸比小的塑料模套放大值，如聚乙烯大于聚氯乙稀。安裝模具

50、時(shí)要調(diào)整好模芯與模套間的距離，防止堵塞，造成設(shè)備事故。圖4-1 模頭4.2.4.配模的調(diào)整1.模具的安裝和拆卸模芯安裝：模芯安裝在模芯支撐器上，一種為螺紋連接，另一種為插接。模套安裝：模套嵌入模套座內(nèi)，再將模套座置入機(jī)頭的膛腔內(nèi)并徑向固定，再擰上壓蓋壓緊模蓋。壓蓋不要擰太緊，否則不利于初調(diào)偏心 ；模具拆卸：順序是：擰松模套調(diào)偏螺絲、卸下模蓋、拿出模套、取出模芯支撐器、取下模芯、清洗模芯和模套上的塑膠。清洗干凈并妥善保管，以免碰傷模具 。2.模具的調(diào)整原則：面對(duì)機(jī)頭，先松后緊；防止觸電，和碰壞測(cè)溫和加溫元件；調(diào)模時(shí)模套的壓蓋不要太緊，調(diào)好后一定把壓蓋壓緊。調(diào)模順序：空對(duì)模：間隙均勻后再擰緊對(duì)模螺

51、釘；跑膠對(duì)模：先松薄處螺釘，再緊厚處螺 釘，取樣看厚度直到均勻后，把螺釘擰緊。走線(xiàn)對(duì)模：適合小截面的電線(xiàn)電纜的調(diào)模。步驟為穿線(xiàn)、與牽引線(xiàn)接好、跑膠、螺釘微調(diào)、起車(chē)走線(xiàn)取樣、停車(chē)測(cè)量厚度、螺釘微調(diào)、直到均勻后，把螺釘擰緊。燈光對(duì)模：用燈光觀察厚度適合聚乙烯、尼龍等透明塑料感覺(jué)對(duì)模：用手指感覺(jué)塑料厚度再調(diào)模，適用于大截面其他對(duì)模方式利用游標(biāo)卡尺的深度尺測(cè)量塑料層厚度，調(diào)整模具 ；利用對(duì)模螺釘?shù)穆菁y深度調(diào)整模具；利用取樣測(cè)量塑料層厚度調(diào)整模具。特別提示一般必須使模套的內(nèi)錐角大于模芯的外錐角310°，保證擠出壓力逐漸增大，使塑料密實(shí)，但角度不能過(guò)大，否則擠出壓力增大而降低擠出量。4.3 塑料

52、的擠出溫度溫度控制規(guī)律為低-高-低，參考溫如下 ：塑料名稱(chēng)加料段塑化段均化段機(jī)脖機(jī)頭?？谲浘勐纫蚁?30-140150-170175-180170-180170-175170-180硬聚氯乙烯150-160160-170175-185175-180170-175170-180聚乙烯護(hù)套140-150180-190210-220210-215190-200200-210泡沫聚乙烯150-160180-190200-220210-215200-210210-220溫度高低對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響材料本身特性、擠出速度、擠出外徑、擠出厚度、擠出時(shí)的自然環(huán)境都對(duì)溫度控制有一定影響。溫度控制超高，容易燒焦和使塑

53、料老化，也容易產(chǎn)生氣孔、氣泡、氣眼等質(zhì)量問(wèn)題。溫度控制過(guò)低，塑料塑化不好，有樹(shù)脂疙瘩或未塑化好的顆粒，特別是合縫不好，不但影響產(chǎn)品質(zhì)量，還容易造成脫節(jié)、裂紋、斷膠等缺陷。在中密度PE和高密度PE的擠出過(guò)程中，如加料段溫度過(guò)高，產(chǎn)生出膠不均勻，均化段溫度低同樣會(huì)產(chǎn)生出膠不均勻，同時(shí)機(jī)身溫度低將使擠塑機(jī)負(fù)荷增大，嚴(yán)重時(shí)造成設(shè)備事故。因此在中密度及高密度PE擠出中，必須嚴(yán)格控制螺桿回水，回水量與擠出PVC相比應(yīng)小1/3，同時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制溫度，觀察主機(jī)負(fù)荷，以保證擠塑質(zhì)量。4.4 塑料擠出的速度需要提高螺桿轉(zhuǎn)速提高擠出速度時(shí)，必須增加加熱溫度，控制機(jī)頭壓力；擠出速度與擠出厚度、溫度、材質(zhì)有關(guān)。4.5 牽

54、引速度要求牽引速度均勻穩(wěn)定，與螺桿轉(zhuǎn)速協(xié)調(diào)；牽引速度不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生竹節(jié)；牽引速度過(guò)慢，容易堆膠或產(chǎn)生空管現(xiàn)象；牽引速度過(guò)快，容易拉薄厚度或拉斷。4.6 冷卻及各種冷卻的作用 螺桿冷卻：其作用是消除摩擦過(guò)熱，穩(wěn)定擠出壓力，促使物料攪拌均勻，提高塑化質(zhì)量，但其使用必須適當(dāng)，尤其不能過(guò)甚。否則機(jī)膛內(nèi)膠料驟然冷卻，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重事故的發(fā)生。而螺桿冷卻，在擠出前是絕對(duì)禁止的，否則也會(huì)造成嚴(yán)重設(shè)備事故。一般來(lái)講，對(duì)于溫度要求高的材料螺桿回水的水量應(yīng)適當(dāng)放少，而對(duì)于溫度要求低的材料，螺桿回水可適當(dāng)放大，但必須注意電機(jī)負(fù)荷，防止負(fù)荷大，造成設(shè)備事故。機(jī)身冷卻：其作用是增加機(jī)身散熱，以此去克服摩擦過(guò)熱形成的溫升，因?yàn)檫@一溫升在擠出中甚至在切斷加熱電源后也不能停止，而使合理的溫度不能得到控制。因此必須增加散熱,而使機(jī)身冷卻，以維持?jǐn)D出熱平衡，考慮到機(jī)身各段的功能,均化段冷卻尤其要注意。產(chǎn)品冷卻：產(chǎn)品冷卻是確保制品幾何形狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的重要措施，必須根據(jù)擠出物料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，合理選擇冷卻方式，即急冷和緩冷。聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯急冷會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力，它是日后產(chǎn)生龜裂的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原因之一。必須在加工中予以重視，不能用急冷，宜用分段冷卻。冷卻時(shí)應(yīng)注意第一個(gè)水槽導(dǎo)輪的高度及與出?？诰嚯x