室内光缆生产线的设计与研制发布

2.2.11.收排线装置

在单芯和两芯室内光缆的结构中，我们设计了盘走式收排线装置，线盘顶尖为无轴式，由气缸将两顶尖夹紧线盘并成为一个整体，电机带动丝 杆旋转使收线盘行走，以实现收排线，从而避免光缆发生水平方向的弯曲，并设计了张力舞蹈器来控制收线张力，使张力稳定可靠。在有非金属加强芯(FRP)结 构的缆中，由于所需的收线动力较大，收线装置采用液压摆臂式结构，由收线电机、减速器、线盘夹紧机构、排线机构以及升降机构组成。

2.2.12 电气控制系统

控制系统采用国际流行的工业计算机与可编程序控制器相结合的方式进行生产线控制，所有的操作通过对计算机屏幕的操作来实现的，计算机 与西门子S7300系列可编程控制器（PLC）通过RS232C口进行串口通讯，所有按钮操作指令及各个电机的给定信号在计算机中进行处理后，发送到可编 程控制器中执行，通过可编程控制器功能模块分送到生产线各执行电路中,从而使各电机按预定的逻辑运转。为便于操作，工控机采用台湾研化公司的 586/133工业计算机配合17寸大屏幕，使图形界面显示效果更好。 生产线既可联动，又可以单独操作,具有各功能显示、故障报警、急停、计算机直观显示工艺参数等特点。整条生产线自动化程度高，操作方便，运行稳定（如图 7）。

3 生产线主要技术指标

生产线的主要技术指标分别为：生产线速度：120m/min(平拖放线),60 m/min(旋转放线)；非金属加强芯(FRP)放线张力：10～60N ；非金属加强芯放线盘规格：φ630～φ800mm ；紧包光纤直径：φ0.60～φ0.90mm(紧包光纤)；紧包光纤放线张力：0.5N～4N±0.2N；紧包光纤线盘规格：φ400mm；芳纶纱筒的尺 寸: φ94×φ290×290mm；芳纶纱张力：0.5N～10N±0.05N；软光缆直径：φ3～φ8mm±0.05mm；收线张力：5～50N；收线线盘 规格：φ800～φ1250mm；附加损耗: ≤0.04dB/KM。

4 生产工艺流程

4.1 工艺流程

4.2. 生产流程

此生产流程是指使用本生产线从紧包光纤到室内光缆的步骤,首先将阻燃护套料抽入挤塑机料斗内，把色母料加入色母料混料斗内，设定好挤 塑料烘干温度以及挤塑机和机头、温水箱的加热温度和冷水箱的温度，根据缆的工艺要求分别设定FRP加强芯张力、紧包光纤、芳纶纱放线张力(以及绞合节 距)、收线张力的值。达到设定的温度后，将FRP加强芯、紧包光纤、芳纶纱从各自的线盘上拉出，依次穿过各并线模，与牵引线扎紧后，穿过模芯、模套从机头 中拉出，将缆芯同挤制外护套一起经过温水槽、冷水槽、吹干装置、线径测试仪和喷码印字机送至牵引装置上，经过收线张力装置最后把光缆卷绕在收线盘上，控制 系统状态设定为联动状态至此进入正常的生产状态。到了所需生产段长后，计算机会给出信号，结束整个生产。

5 技术与工艺的核心

5.1 紧包光纤放线张力的控制

因为紧包光纤的张力大小、均匀性会影响光纤的传输性能及机械性能指标。在平拖式结构中，通过张力控制器控制及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，张力调整简易方便，但不便于在线监控。在层绞 式结构中，放出的紧包光纤经过与传感器相连的张力轮，力传感器将张力信号送到放线电机控制器内，控制器将这一信号与设定张力信号进行比较，如果传感器信号 不同于设定值，控制器将调整放线电机驱动线盘的速度，以改变放线的张力与它相适应，从而实现张力的闭环控制系 统，右面是此装置简易控制图（如图8）

5.2芳纶纱张力的控制

芳纶纱张力大小以及它们之间张力的均匀性和一致性，也会严重影响光缆的机械性能。芳纶纱的张力由机械摩擦带式和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。经过两级摩擦阻力，最终使芳纶纱在整个生产过程中以较小的张力变化量从纱筒中放出。右面是 此装置简易控制图（如图9）。图中1为摩擦带，2为摩擦轮，3为纱筒，4为磁粉制动器，5为导轮组

5.3 模具的设计

模具的结构对生产速度、缆的外圆圆整度、表面光洁度以及缆芯是否偏心，都有很大的影响。为避免出现圆锥撕裂、针孔、裂缝、松包等缺 陷，配模系数的选取在模具的设计中占有很重要的地位。首先应保证配模系数符合要求，在实际生产中，护套料我们选用阻燃聚氯乙烯（ZPVC），配模系数一般 在1～1.1之间；其次，是考虑拉伸比的选取，对于阻燃聚氯乙烯，一般可在1.2～5之间,我们常在2～3之间选取。下面为圆形缆及扁形缆的模具结构示意 简图（如图10、图11）。

6 结束语

此生产线去年已通过科技成果鉴定，获得安徽省科技成果三等奖，目前已销售到国内二十几个光缆厂家，创产值800余万元，利润188余 万元，利税85余万元，创造了良好的经济效益和社会效益。本生产线自动化程度高，性能稳定，技术指标已达到国际九十年代后期先进水平，而价格仅为进口设备 的1/10左右，具有明显的性能价格比优势，随着光纤到搂、光纤到户的发展，市场前景非常广阔。限于笔者专业知识和实践经验，文中错误和不足之处在所难 免，敬请专家不吝指正。