电缆包带的研究与实践

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1、关于通信电缆包带的研究与实践 姜廷运（辽宁省大连通信电缆厂.116021） 摘要：本文通过对通信电缆现行的包带方式进行了理论分析与研究，得出了同心式包带优于其他包带方式的结论，并在此理论指导下对现有的设备进行了改造的实践，证明了改造后的同心式包带可以使生产速度得到大幅度地提高。关键词：切线绕包、同心包带、张力控制、生产速度 1．1．          引言众所周知：在已有的缆芯上包复1—2层聚脂带，可以有效地保证电缆产品能够达到规定的绝缘和耐压强度；包带的质量直接决定了最后工序能否顺利进行，对电缆的一次合

2、格品率起到了决定性的作用；包带装置的转速是影响成缆工序生产速度的瓶颈。因此，对通信电缆的包带方式进行理论上的分析和研究，找出改善包带质量和提高生产速度的方法，对于高质量高速度地通信电缆制造具有十分重要的实际意义。2．包带装置的历史与现状随着通信事业的发展，通信电缆的制造设备也经历了从简单到复杂的过程，而包带装置也经过了单头切线绕包、双头切线绕包、同心式包带研究试用等三个过程，现分述如下：2.1单头切线包带20世纪50～70年代，世界范围内的包带装置几乎全部采用单头切线方式绕包（以下简称“单切包带”）其原理

3、如图2-1所示 2.2双头切线式包带为了克服单头切线式包带的不足，自20世纪80年代初期，欧洲的电缆设备制造商逐渐推出了双头切线式包带装置（以下简称“双切包带”）。其原理如图2-2所示。2.3同心式包带进入20世纪80年代中期以后，随着光缆制造的普及，欧洲的厂商在光缆的成缆设备中成功地采用了同心包带装置，进而从原理上克服了“单切包带”、“双切包带”的不足，有效地提高了电缆的生产速度。其原理如图2-3所示。33．各种包带方式的理论分析为了搞清楚三种方式的优劣，必须从理论上对这三种方式加以分析，现分述如下：3

4、.1单切包带从动力学的基本理论，我们知道：一个旋转体绕其中心转动时所产生的不平衡离心力，其值可由下式计算： (公斤)……………………式2-1 式中：G—转动体的重量e—转动体的重心对旋转轴线的偏移，即偏心距（mm）n—转动体的转速（转/分）ω—转动体的角速度（孤度/秒）g—重力加速度9800（mm/秒2）从式2-1中我们可以清楚地看出：转动体的不平衡离心力，与其自身的重量G、偏心距e、转速的平方即n2成正比。因此这种结构转动体的转速就受到了极大地限制，必须控制在一定的范围之内，否则机器破坏的可能性就很大或

5、者根本不可能，在实际使用中，70～80年代国内生产的设备的转动体几乎全部在250转/分以内，换言之，这种包带方式的成缆设备，在规定的节距内生产线速度均低于20米/分。3.2双切包带为了有效地降低不平衡离心力，70年代中期以后发达国家先后设计出了“双切包带”装置（如图2-2所示），即双盘对称放置包复。这样有效地减少了偏心距e，从而使转动体的转速成倍增加。但是这种机器也有其二点不足：其一：该机器为了对称和提速后的强度、刚度等原因，转动体的体积不得不设计的相对较大，由于机构复杂，绝对的对称是无法做到的，因而偏心

6、距仍然存在。并且由于其自身重量G和转速n的增加，离心力C也大幅度增加，因此这种机构的转速也受到了一定的限制，约在600转/分以内。同时体积比前者增大了十几倍。其二：从动力学的另一角度，旋转物体的功率值可由下式算得：（千瓦）………………式2-2式中：GD2—转动体的飞轮矩（kg·m2）ε—转动体的角加速度（弧度/秒2）ω—转动体的角速度（弧/秒）g—重力加速度9800（mm/秒2）从式2-2中可以看出，该装置所消耗的功率是前者的十几倍。在实际使用中该设备的功率约为7—10kw，而实际转速多在600转/分以内

7、。3.3同心包带从图2-3中我们可以直观地看出：精确地制造和配重，我们可以使同心包带这种装置的偏心距e几乎为零，从动力学角度看，该装置的转动不平衡离心力可以很小。这样我们可以把它的转速提到很高（系统设备能接受的极限程度）。另外从功率角度分析，由于其身的重量很小，因此转动体所消耗的功率也可以降到“双切包带”十分之几的程度。从动力学的角度这种方式的生产速度可以提的很高，即便考虑存在的空力阻力问题，在实际使用中达到1000转/分也是没有问题的。3.4可靠性分析前面我们是从动力学的角度出发，分析了三种方式在动力学

8、中的可以性，而运动速度只决定了生产效率，对包带质量虽有一定的作用但并不起决定性作用，电缆的包带质量的决定因素有二：其一：转动体在机组中起步和停车时与机组的同步性。众所周知，包带节距是由机组的线速度与包带装置的转速之间比例决定的，这一比例若自始至终保持不变那么缆芯的节距就均匀稳定在一个数值，否则将出现节距时大时小，重叠率不等的现象。从理论上讲包带装置在机组起步时有滞后起步的趋势，在机组停车时有滞后停止的趋势。从这一点看同心包带因