橡胶电缆复合机头的研究

随着我国经济建设步伐的进一步加快，特别是近年来对基础建设的大力投资，国内对电线电缆的需求急剧增加，其使用场合也越来越广，对产品质量也提出了更高要求。电缆根据其生产所使用的原材料不同可分为橡胶电缆和塑料电缆两大类，橡胶电缆由绝缘层、护套层和芯线等组成，具有耐弯曲、耐腐蚀、耐老化和绝缘性好等特点，得到了广泛的应用。
复合挤出蒸汽管道连续硫化是较先进的橡胶电缆生产方式，与传统的硫化罐硫化方式相比具有生产效率高、产品质量好、劳动强度低、能耗低等优点，是橡胶电缆生产的发展方向。该生产工艺是由两台挤出机采用复合机头同时将电缆的绝缘层和护套层挤出后送入硫化管道内连续硫化为成品。复合挤出蒸汽管道连续硫化的生产工艺流程为：放线一前牵引一复合挤出一连续硫化一后牵引一计米打印一收线一成品。该生产工艺具有生产效率和产品质量较高，节能效果明显等特点。其中复合机头是橡胶电缆蒸汽连续硫化生产线中的关键部件，青岛宜利达工业公司综合国内外连续硫化生产设备的特点，结合国内实际，研制成功了橡胶电缆连续硫化生产线的复合机头，并通过了山东省科委组织的专家鉴定。
结构型式该复合机头的结构类别为直角机头，挤出机轴化工学院生产过程自动化专业，主要从事橡胶机械设备的开发、设计工作。获省、市科技进步奖各一项，已发表论文8篇。
结构特点该复合机头采用整体焊接结构，由机头体、内模套、外模套、口型座、口型、芯型等组成，其结构简图见。
温控通道在生产过程中，温度对挤出质量有很大的影响。当温度高时胶料的流动性好，线缆表面光滑，但过高易产生焦烧和气泡；当温度低时，线缆质地较紧密，但过低会造成挤出困难及线缆表面粗糙等缺陷。温控通道可根据需要通入冷却水或蒸汽，保持机头的温度恒定，保证挤出质量。
先在机头外壳上车削加工两道环行槽，接着再铣斜槽，将一端开口的堵头按图示位置嵌入槽内焊接，然后覆上环行盖板和斜板焊接，zui后车削一下外圆表面。这样，加工的外圆表面上只有进水和出水口，外观光滑美观，无任何焊接痕迹。
口型座温控通道该复合机头的一个显著特点是在口型座上设计有温控通道，其结构示意见。在连续硫化生产过程中，线缆的挤出端与前密封装置的伸缩管相连通，伸缩管内的蒸汽直接加热于口型座和口型处，使此处的温度很高；又由于在此处流道的横截面积急剧缩小，胶料产生大量的热量。口型座温控通道能很好的控制口型座及口型处的温度，对线缆的挤出质量起到了相当好的控制作用。
流道特点为了使胶料在挤出过程中均匀压缩及拆卸机头方便，将内模套、外模套与机头体内腔之间设计为一定斜度的锥体。它们之间用锥面密封。为了保证密封的可靠性，各锥面之间相互配研，表面粗糙度达Ra0.8，接触面积达到80%以上，并有0.020.04mm的硬铬镀层。在胶料进入机头，流动方向与芯线轴线一致时，在流道间距基本不变的条件下，由于模套本身斜度的存在，使胶料的横截面积在挤出初始段就开始收缩。而一般机头在口型芯型处才开始收缩，造成横截面积变化的斜率曲线值太大，发热太多。
直角机头的胶料挤出方向与挤出机的螺杆轴线方向成90°，由于靠近螺杆这一侧的胶料压力比机头内腔另一侧的压力大，容易使芯线偏离中心位置，导致电缆覆盖层厚度不均。为了有效改善这种情况，该复合机头在内外套的外表面开有一定角度和宽度的螺旋槽。该螺旋槽为封闭式，由左旋、右旋各180组成，两侧的边缘倾斜一定的角度，使得机头内部两侧的压力差大大减少，芯线的偏离情况大为改观，其外形见。
调芯结构机头按调整形式分为：调整芯型和调整口型。
复合机头护套层的挤出用调整口型结构；绝缘层的挤出用调整芯型结构，见。
护套层挤出的调整调整护套层是通过安装在机头体（4）上四个调整螺栓来调整口型座（5）的位置，从而调节口型（6）的位置，达到调整护套层厚度均匀的目的。在连续硫化过程中，由于蒸汽压力的存在，机头出口处的压力不为零，根据经验值，护套层口型的定形长度约为线缆直径的0.150.25倍，外芯型（7）前端至口型（6）定型起始处的距离为护套层厚度的1.3倍。
绝缘层挤出的调整碟形弹簧（14）和锁紧螺母（15）将球头模芯套（11）的外球面与模芯轴调整套（10）的内球面紧密的结合在一起，通过调节模芯轴向调整套（10）上的四个螺钉使球头模芯套（11）外球面在模芯轴向调整套（10）的内球面上上下前后摆动，达到调整绝缘层厚度的目的；通过旋入、旋出模芯轴向调整套（10）使其在内模套（9）上左右移动，带动内芯型左右移动，从而达到调整内芯型（8）至外芯型（7）定型处长度的目的。
外芯型（7）既是护套层的芯型，又是绝缘层的口型。由于护套层成型压力的存在，其定型长度为11.5mm.为保证绝缘层和护套层很好的结合，不发生脱层现象，其定型处壁厚约为0.25mm. 5结束语橡胶电缆复合机头的设计、加工、生产质量的好坏，直接影响到电缆的质量。我公司生产的橡胶电缆复合机头经过多家电缆生产厂家的实际生产，其良好的使用效果得到厂家的认可。
目前，国内仅有几家有条件的大型电缆生产企业先后从国外引进了橡胶电缆复合挤出蒸汽管道连续硫化生产线，其产品质量、生产效率和节能效果都很好，应大力推广应用该生产工艺，全面替代硫化罐生产工艺，提高产品的市场竞争力。
Engel公司的MuCell设备前景看好MuCell技术许可证获得者之一的Engel公司现已开始出售16种MuCell设备，其规格尺寸从1501000吨。
发的工艺，在这种工艺中，超临界氮或二氧化碳作为一种发泡剂被注入桶里，并产生许多极微小的（550微米）尺寸均匀的孔眼。这些孔眼尺寸比结构泡的小些，所以其壁较薄（1mm以下），能节省约15%的材料。其它得益来自周期时间减少20°%，应力和变形减小，和一个对Engel特别有益之处一一后发泡的结构和装饰膜破坏较小。
EngelMucell设备的初期应用主要是由包括Magna和ohnsonControls在内的用于汽车部件上的薄板坯，不过也用于家用制品和商用机器上。
为了Mucell注压由Engel研制的注压装置，其螺杆的长径比为28，并有一个紧随发泡剂混合工段其后的隔离塑化区。气体从气缸进入，经过转化段变成超临界液体，尔后进入熔体。
在混合段，贮气桶装有风冷的加热器夹层以保证温度在该处保持恒定。