室内光缆生产线的设计与研制发布

1 引 言

随着光纤通信事业的不断深入发展，光纤到大楼(FTTB)、光纤到户(FTTH)、光纤到桌面（FTTD）、局域网（LAN）以及三 网合一等多媒体传输媒介的发展，智能建筑业也将在中国掀起一股热潮，室内光缆还将在军事、高科技领域用来代替五类线，彻底改变五类线的传输距离短的历史， 在未来的6-8年以后，将会占国内整个光纤使用市场的50%左右。而室内光缆结构与室外光缆有很大的不同，它不仅要具有一定的抗拉强度，还要具有直径小、 柔软、易弯曲、便于布放等特点。另外，这种光缆既然是用于室内还必须具有一定的安全性能要求，即防火阻燃要求、良好的绝缘性以及抗啮齿类动物（如老鼠等） 撕咬的能力。常见的室内光缆结构见图1、图2和图3、图4。

它们主要由非金属加强芯元件(FRP)、紧包光纤、芳纶纱（Kevlar）、阻然外护套组成。其中的FRP非金属加强芯元件可保证光 缆具有一定的抗拉、抗侧压机械强度；芳纶纱一方面使光缆具有更高的抗拉机械强度，同时当光缆受到外力的冲击和侧压时，可以和紧包光纤的套塑层、阻燃外护套 一起起缓冲作用，从而保护了光纤。阻燃外护套一般采用具有阻燃性能的聚氯乙烯（PVC）和阻燃聚乙烯（ZRPE）材料挤制而成。当紧包光纤数量较多或光缆 外径较大时，为了使光缆具有较好的弯曲性能，可以使紧包光纤和芳纶纱在光缆内以单螺旋方式绞合在一起。

2 生产线的基本组成

2.1 生产线组成

室内光缆的结构有很多种，一般按外形把它分为圆形和扁平形两大类。在圆形结构可以采用平拖式、层绞式和单元式。在平拖式结构中，一般 采用紧包光纤，且光纤和非金属加强构件（芳纶纱）在光缆中不绞合，而是直接平放，多用于小芯数室内光缆；层绞式结构也多采用紧包光纤，一般采用SZ方式进 行绞合，用于多芯数室内光缆；单元式结构适用于大芯数室内光缆，由多根多芯室内光缆绕加强芯绞合而成。扁平形结构多采用光纤带作缆芯，外面均匀绕包一层芳 纶纱加强件，再挤制外护套。本文主要讨论平拖式和层绞式结构的设备的研制，它们主要由以下部件组成：FRP非金属加强芯放线装置、紧包光纤放线装置、芳纶 纱放线装置、挤塑机及机头、水槽及水箱、吹干装置、线径测试仪、喷码印字机、牵引装置、收线张力及收线装置及电气控制系统。它们部件组成的主要不同是，在 平拖式结构中，紧包光纤和芳纶纱采用直接平放；在层绞式结构中，紧包光纤和芳纶纱采用旋转放线，为了不使紧包光纤在旋转放线时被扭断，紧包光纤放线单元在 旋转放线的同时应退扭。根据缆的不同结构，也可组成不同的生产线布置。生产线布局见图5、图6。

1．非加强芯放线(FRP);2紧包光纤放线;3芳纶纱放线;4挤塑机及机头;5电气控制系;6.热水槽;7.热水箱;8.冷水槽；9冷水箱.10;吹干装置;11线径测试仪;12.喷码印字机;13;牵引装置;14;收线张力;15.收线装置

2.2 各部件的基本结构及原理

2.2.1 非金属加强芯(FRP)放线装置

此放线装置与传统的放线结构相似，采用液压摆臂式结构，线盘的升降由液压机构自动实现，线盘的夹紧采用操作快捷方便的无轴顶尖式机 构；芯线的放线张力由磁粉制动器控制，调整磁粉制动器电流大小就可以控制芯线的放线张力。在单芯和两芯室内光缆的结构中不采用此部件，此部件多用于层绞式 结构的室内光缆中。

2.2.2 紧包光纤放线装置

在平拖式结构中，由交流变频电机通过蜗轮蜗杆减速器驱动放线盘，实现主动放线；摆臂式张力控制器控制调整放线电机的转速，实现张力在 生产过程中的稳定；放线张力的大小通过调整配重砝码的大小或其在摆臂上的位置来满足生产工艺的要求。在层绞式结构中，采用旋转绞笼式放线，由12个紧包光 纤放线单元、行星退扭机构、旋转绞体、气动刹车装置等组成；每个放线单元均为独立的主动放线单元，每个放线单元均有一套张力控制系统，通过张力传感器与电 机控制器形成独立闭环控制系统，确保每根紧包光纤的张力基本一致。在平拖式结构中，由于紧包光纤不经过绞合，所形成的缆较层绞式结构的缆，在弯曲性能上差 很多，但旋转绞笼放线的缺点是，放线速度低，成本高。

2.2.3 芳纶纱放线装置

在平拖式结构中，每组芳纶纱通过导向轮导至并线单元，然后通过并线单元进入挤出机机头，芳纶纱的张力由机械摩擦带式或磁粉制动器共同 控制，通过调整弹簧或磁粉制动器电流大小就可以控制的芳纶纱放线张力。在层绞式结构中，采用旋转绞盘式结构，它由24个芳纶纱筒夹紧单元、张力机构、导向 装置、并线模、刹车以装置及旋转动力源等组成，通过机械张力和磁粉制动器两级张力来控制芳纶纱的张力，以保证在生产过程中芳纶纱放线张力的变化很小，此种 结构的缆在弯曲性能、抗拉及抗侧压方面优于平拖结构的缆，但旋转绞盘放线的缺点是，放线速度低，成本高。

2.2.4 挤塑机及机头

挤塑机采用SJ45*25,螺杆长径比为25：1的挤塑机，并配有上料装置、烘干装置以及色母料混料装置；机头采用十字自定芯机头； 温控系统采用日本岛电公司生产的SR73型智能单回路温度控制仪（自由式输入，可方便的与任何热电偶及热电阻连接），配合先锋公司的固态继电器组成；本系 统具有上、下限报警，超温后，自动启动风机冷却等功能。

2.2.5 水槽、水箱

生产线配有4m活动温水槽、0.2m2温水箱和12m冷水槽、冷却水箱，均采用不锈钢制作，中间有保温层，并有水温自动控制系统，控制精度±2℃。水槽和水箱内的热水或冷水可循环利用，由此节约能源和用水量。

2.2.6 吹干装置

吹干装置采用哈夫式结构，固定在冷却水槽的最后一个下水斗上，这样可保证吹出的水全部流向下水斗内，具有吹干效果好、用气量小和噪声低的优点。

2.2.7 线径测试仪

外购进口线径测试仪，精度为±0.001mm。

2.2.8 喷码印字机

外购进口喷码印字机，确保字体清楚耐磨。

2.2.9 牵引装置

轮式压带牵引由Ф500mm牵引轮、皮带压紧装置、计米装置以及动力装置组成。牵引动力由交流变频电机通过减速器驱动实现，气缸调节皮带的张紧。为确保足够大的牵引力、光缆在牵引轮上不打滑以及计米准确，我们选用进口柔软且耐磨的牵引带。

2.2.10 收线张力控制器

为了实现收线和牵引的同步，该机配备了储线张力控制装置。该装置由两导柱和固定导轮以及滑动导轮组成，最大储线长度为10米，收线张 力可通过改变配重砝码的重量自由调节，张力范围在5N～50N；通过滑轮的上下滑动，可带动电位器的转动来控制收线电机的转速，从而实现速度的同步。

来源：光电新闻网