Устройство и принцип работы кабельных линий непрерывной вулканизации

Все ЛКНВ построены по одному принципу, поэтому ниже дано подробное описание линии ЛКНВ-125, имеющей наибольшее распространение на кабельных заводах. Для линий других типов приведены их особенности.

Линия ЛКНВ-125 разработана в изоляционном и шланговом вариантах и предназначена в первом случае для изолирования жил сечением 0,75—6 мм2, а втором — для изолирования и ошлангования кабельных изделий диаметром до 15 мм.

Изолируемая жила или провод с отдающего барабана через оборотный ролик поступает в головку червячного пресса, где происходит наложение резиновой изоляции или оболочки. Из головки пресса жила кабеля или провод попадает в вулканизационную камеру, соединенную с экструдером с помощью телескопического затвора. Длина вулканизационной камеры выбирается от 75 до 100 м в зависимости от назначения агрегата. В вулканизационной камере изоляция или оболочка вулканизируется, проходит через паровой промежуточный затвор и поступает в охлаждающую камеру. Охлажденная жила или провод, выходя из камеры, попадает на оборотный ролик, Проходит по желобу с водой, а затем подвергается обдувке воздухом для удаления влаги и поступает на тяговое колесо. С тягового колеса изолированная жила проходит через аппарат сухого испытания и принимается на приемный барабан.

Линии непрерывной вулканизации для наиболее эффективного использования производственной площади размещают на площадках на высоте 3—4 м над работающим оборудованием цеха. На одной верхней площадке устанавливают червячный пресс с тяговым колесом и щиты управления с размещенными на них контрольными приборами. Под площадкой располагают отдающее устройство, приемное устройство, аппарат сухого испытания и станция управления. На другой верхней площадке размещают конец вулканизационной камеры с промежуточным и концевым затворами, охлаждающей камерой и оборотный ролик. Вулканизационная камера подвешивается на фермах вдоль цеха. Для удобства монтажа и обслуживания вдоль вулканизационной камеры над действующим оборудованием цеха на металлических стойках или кронштейнах устанавливают небольшую площадку. Иногда на одной площадке располагают параллельно несколько агрегатов со смещением их по длине. Отдающее и приемное устройства агрегатов размещают под площадкой.

Рабочий на верхних площадках обслуживает червячный пресс и по приборам следит за работой всего агрегата. Другой рабочий находится под площадками — меняет приемные барабаны, устанавливает отдающие барабаны с проволокой или с изолированными жилами, производит учет и сдачу продукции. Кроме того, этот же рабочий следит за работой счетчика длины и аппарата сухого испытания. Если на изолированной жиле и проводе, принятом на приемный барабан или в контейнер, отсутствуют пробои изоляции, такой барабан или контейнер с жилой направляют на дальнейшие операции без перемоток.

Стандартное отдающее устройство на линиях непрерывной вулканизации состоит из отдатчика для барабанов с диаметром щек от 500 до 760 мм, с диаметром сердечника 300—400 мм и шириной 350 мм. На такой барабан помещается от 20 до 40 км проволоки или скрученной жилы. Отдатчики оборудованы устройством для механического подъема и спуска барабанов. Равномерное натяжение проволоки или жилы, поступающей в пресс, обеспечивается регулированием тормозного момента с помощью рычага с роликом. При натяжении жилы поднимается рычаг с роликом, что уменьшает торможение колрдочного или ленточного тормоза. При установке дву^ отдатчиков на агрегате переход с одного барабана на второй производится без остановки агрегата.

При наложении изоляции на однопроволочную медную или алюминиевую жилу с бухт устанавливают конусы для бухт под площадкой агрегата. Конус размещают с наклоном 5-10° так, чтобы ось его совпадала с отверстием в площадке. При установке двух или трех конусов обеспечивается непрерывная подача проволоки путем сварки нижнего конца проволоки д бухте с верхним концом второй бухты.

Экструдер для линии непрерывной вулканизации должен обладать большой производительностью и широким диапазоном ее регулировки, чтобы обеспечить наложение изоляции различной толщины при максимально допустимых линейных скоростях движения проволоки. Червяк пресса изготовляется двухзаходным с убывающим шагом. Диаметр червяка 63, 90 н 125 мм, глубина нарезки в загрузочной зоне выбирается равной (0,1—0,2) D, а в компрессионной и дозирующей зоне— (0,5—0,1), компрессия равна 1,9—2,5.

Червяк экструдера изготовляется полым, внутрь него вставлена трубка с отверстиями для водяного охлаждения во время работы. Конец червяка имеет конусный наконечник, позволяющий уменьшать объем резины во внутреннем пространстве головки.

Питание резиной экструдера производится лентами, снятыми с вальцов механическим ножом. Для обеспечения равномерности питания пресса подача резины производится с помощью механического питателя, состоящего из двух роликов. Ролики захватывают ленту резины и направляют ее в пресс со скоростью, обеспечивающей непрерывное его питание. Привод этих роликов осуществляется от червяка пресса.

Питание пресса из контейнеров с лентами резины может быть ручным или непрерывным механизированным с установленных у пресса нагревательных вальцов. В связи с применением для питания агрегатов непрерывной вулканизации холодных резиновых смесей разогрев и необходимая их пластикация достигаются червяком при увеличении его длины до (10 —15) D, уменьшении глубины нарезки, особенно на выходной части пресса, и увеличении компрессии. При работе пресса с длинным червяком необходимо помнить о точном регулировании температуры в цилиндре пресса, так как превышение температуры резины приводит к преждевременной частичной ее вулканизации.

Головки экструдеров агрегатов непрерывной вулканизации Рассчитаны для малого объема резины. Дорн и матрица Жестко центрируются с помощью дорнодержателя и матрицедержателя. Для образования правильного кольцевого затвора и равномерного распределения в нем давления резины конец дорна глубоко введен в коническую часть матрицы, регулировка центровки изоляции жилы достигается с помощью Установочных винтов, меняющих положение дорнодержателя с Дорном по отношению к матрице. На выходной стороне головки пресса имеется кольцевая выточка с прокладкой в которую входит торец телескопической трубы. Производительность линии можно повысить путем наложения изоляции одновременно на две жилы.

На производительность экструдера и качество кабельных изделий существенное влияние оказывает формующий инструмент (дорн, матрица). Основные геометрические размеры формующего инструмента при наложении резиновой изоляции следующие: угол конуса дорна а = 35-60°; диаметр отверстия дорна д = (1,04—1,09) d, где d—диаметр изолируемой заготовки; длина цилиндрической части дорна 4—12 мм; угол конуса матрицы Р = (65 ч-90ь); диаметр отверстия матрицы DM = 0,99d где dm — диаметр изделия или заготовки по изоляции или оболочке; длина формующей части матрицы не менее 3—7 мм.

При увеличении глубины погружения дорна в матрицу уменьшается степень обжатия жилы резиной. Если цилиндрическая часть дорна глубоко погружена в матрицу или даже выступает из нее, то изоляция или оболочка будут накладываться почти без обжатия. Такой способ наложения изоляции или оболочки применяют для повышения изгибоустойчивости кабельного изделия, особенно при возникновении в процессе эксплуатации крутящих моментов относительно оси кабельного изделия. Приведенные рассуждения относятся к работе на экструдере без вытяжки, т. е. когда скорость выпрессования резиновой смеси равна скорости жилы или скрученной заготовки кабельного изделия.

Наложение изоляции с вытяжкой происходит в том случае, когда токопроводящая жила или скрученная заготовка движется через головку экструдера быстрее, чем выпрессовывается слой резиновой смеси, при этом происходит вытягивание резиновой смеси движущей жилой и уменьшение радиальной толщины изоляции. При малых толщинах изоляции или оболочки работа с вытяжкой позволяет несколько увеличить производительность экструдера, но при слишком больших вытяжках возникают внутренние напряжения в изоляции, которые могут вызывать растрескивание покрытия в процессе вулканизации. При большой толщине изоляции и высокой пластичности резиновой смеси наложение изоляции необходимо производить при минимальной вытяжке, так как чем больше вытяжка, тем больше натяжение, а следовательно, и давление кабельного изделия на тяговое устройство.

Для нормальной работы линии устанавливают второй комплект отдающего и приемного устройств.

Для одновременного наложения на провод или жилу кабеля изоляции и оболочки или изоляции и полупроводящего экрана применяют экструдеры с двумя червяками, размещенным под углом.

Разработаны линии ЛКНВ-63х 63, ЛКНВ-90 х 90 со сдвоенными У-образно расположенными экструдерами. Цилиндры с вращающимися в них червяками с индивидуальным приводом размещены под углом 45°. Каждый цилиндр пресса питают различной резиной для получения двухслойной изоляции, резина из одного из цилиндров подается в общую головку р поступает в зазор между дорном и матрицей, образуя первый слой изоляции. Резина из второго цилиндра поступает по специальным каналам в промежуток между дорном и матрицей, причем матрица для первого слоя изоляции является дорнодержателем для второго слоя. Выходная матрица снабжена регулировочными винтами для центровки изоляции.

Входной или заправочный затвор, соединяющий вулканизационную камеру с головкой пресса, состоит из неподвижной стойки и передвигающейся в ней с помощью зубчатых шестерен и рейки телескопической трубы . При заправке и наладке агрегата телескопическая труба вдвигается внутрь вулканизационной камеры. Пространство между вулканизационной камерой и трубой служит для смены блока головки, проверки и регулировки центровки при наладке пресса.

Вулканизационная камера имеет две основные конструкции. Одна из них состоит из отдельных секций длиной 4,5—6 м, собираемых болтовым соединением фланцев. Каждая секция имеет паровую рубашку (одна труба вставлена в другую большего диаметра с зазором 8—12 мм, завальцованные торцы большей трубы приварены к внутренней трубе). Наружная труба снабжена отводными трубками, соединенными при помощи фланцев.

Для уменьшения конденсации пара в вулканизационной камере температура ее стенок поддерживается близкой к температуре пара путем подачи в рубашку вулканизационной камеры чара. Поверх наружной трубы накладывается теплоизоляция.

Перечень испытаний

№ п/п	Определяемые характеристики	№ стандарта, ТУ
	Удельное объемное электрическое сопротивление	ГОСТ 6433.2-71
	Электрическая прочность при переменном напряжении частоты 50 Гц	ГОСТ 6433.3-71
	Предел текучести при растяжении	ГОСТ IEC 60811-1-1 ГОСТ 11262-80
	Прочность при разрыве
	Относительное удлинение при разрыве
	Количество посторонних включений	ГОСТ 5960-80
	Цвет, цветостойкость	ГОСТ 5960-80
	Потери в массе	ГОСТ IEC 60811-3-2 ГОСТ 5960-80
	Температура хрупкости	ГОСТ 16783-71 ГОСТ 5960-80
	Твердость	ГОСТ 5960-80
	Водопоглощение	ГОСТ 4650-80
	Горючесть по КИ	ГОСТ 21793-76
	Светостойкость	ГОСТ 5960-80
	Сохранение относительного удлинения при разрыве после выдержки при повышенных температурах	ГОСТ IEC 60811-1-1 ГОСТ IEC 60811-1-2 ГОСТ 5960-80
	Термостабильность при переработке	ГОСТ 5960-80
	Внешний вид жгута, поверхность среза жгута	ГОСТ 5960-80
	Сохранение прочности и относительного удлинения при разрыве после воздействия различных сред (масло, бензин, дизтопливо и т.п.)	ГОСТ 5960-80
	Массовая доля хлористого водорода, выделяемого при горении	ГОСТ IEC 60754-1
	Миграционная устойчивость	ГОСТ 14926-81
	Испытание под давлением при высокой температуре	ГОСТ IEC 60811-3-1
	Тангенс угла диэлектрических потерь	ГОСТ 22372-77
	Диэлектрическая проницаемость при частоте 1 Гц	ГОСТ 22372-77
	Количество включений	ГОСТ 16336-77
	Плотность	ГОСТ 15139-69
	Стойкость к термоокислительному старению	ГОСТ 16336-77
	Стойкость к фотоокислительному старению	ГОСТ 16336-77
	Массовая доля летучих веществ	ГОСТ 14043-78 ГОСТ 26359-84
	Показатель текучести расплава	ГОСТ 11645-73
	Стойкость к растрескиванию	ГОСТ 13518-68 ГОСТ IEC 60811-3-1
	Т ермостабильность	ГОСТ IEC 60811-3-2
	Термостойкость окраски. Светостойкость окраски	ГОСТ 5960-80
	Горючесть	ГОСТ 5960-80
	Время до разрушения образца композиции в контакте с медной жилой
	Коррозионная активность газов	ГОСТ Р МЭК 60754-1 ГОСТ Р МЭК 60754-2
	Тепловая деформация	ГОСТ IEC 60811-2-1

Список литературы

1. Корнев, А.Е., Технология эластомерных материалов. / А. Е. Корнев, А.М.Буканов. – М.: Издательство «Эксим», 2009. – 288 с.

2. Большой справочник резинщика. Ч. 1Каучуки и ингредиенты / Под ред. С.В. Резниченко, Ю. Л. Морозова. – М.: ООО «Издательский центр «Техинфором» МАИ», 2012. – 648 с.

3.Григорьян А. Г., Дикерман Д. Н., Пешков И. Б. М.: Машиностроение,

2011. - 368 с