Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
2783.Производство кабелей и проводов..pdf
Скачиваний:
323
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
31.59 Mб
Скачать

поясной бумажной изоляции (без перегрева и оплавле­ ния ненагревостойкой изоляции жил).

В то же время |шсокочастотный нагрев жил (индук­ ционный) и изоляции (диэлектрический) эффективен ь тех случаях, когда необходимо обеспечить быстрый и концентрированный нагрев определенных участков кабе­ ля. При этом индукционный нагрев целесообразно при­ менять для сушки многожильных кабелей,0нуждающихся в равномерном выделении теплоты по всему сечению,, а диэлектрический — при сушке кабелей с комбиниро­ ванной изоляцией, в которых наряду с негигроскопич­ ной пластмассовой имеется гигроскопичная бумажная изоляция. В этом случае благодаря разнице в значени­ ях tg6 основная часть теплоты выделяется в толще бу­ мажной изоляции, что позволяет существенно интенси­ фицировать процесс сушки.

Глава одиннадцатая

НАЛОЖЕНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ОБОЛОЧЕК

11.1. СПОСОБЫ НАЛОЖЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ОБОЛОЧЕК

Оболочки из свинца, алюминия, стали и других ме­

таллов

изготавливают и накладывают на электрические

кабели

различными способами — путем прессования,,

сварки

или лайки из лент, затяжки в заранее изготов­

ленные металлические трубы с их последующей осадкой. Первым промышленным способом изготовления ме­ таллических кабельных оболочек было прессование свин­ цовых оболочек, при котором предварительно нагретый свинец выдавливается через кольцевой канал, образо­ ванный формующим инструментом. Возможность осу­ ществления такого процесса основывается на том, чтопри температуре около 200°С свинец приобретает пла­ стичность, необходимую для его выпрессовывания в виде трубки через кольцевой зазор при сравнительно не­

больших давлениях (200 МПа).

Изготовление свинцовых оболочек таким способом применяется и до настоящего времени. Изменились лишь конструкции и устройство агрегатов для наложения свинцовых оболочек, так называемых свинцовых прессов.

Прессование алюминиевых оболочек встречает опре-

44S

деленные трудности. Это в первую очередь необходи­ мость применения больших давлений (700 МПа) и высо­ ких температур, достигающих 450° С. При таких давле­ ниях и температурах прессование алюминиевых оболо­ чек требует применения существенно более сложного •оборудования и может оказывать вредные тепловые воз­ действия на изоляцию кабеля. Поэтому наряду с разра­ боткой оборудования и технологии прессования алюми­ ниевых оболочек создавались и другие методы их изго­ товления— сварка и пайка из лент, затяжка кабеля в предварительно изготовленные трубы с их последующей •осадкой.

Прессование стальных оболочек принципиально воз­ можно, однако требует таких температур и давлений, которые практически неосуществимы. Поэтому для изго­ товления стальных оболочек применяется только их кварка или пайка из лент. В связи с тем, что гладкие тонкостенные стальные трубы, которыми по существу являются стальные оболочки, не обладают гибкостью, необходимой для их намотки на барабаны, процесс изго­ товления стальных кабельных оболочек предусматривает не только их сварку, но и последующее гофрирование.

1 1.2 . ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ и УСТРОЙСТВО

ПРЕССОВ ДЛЯ НАЛОЖЕНИЯ СВИНЦОВЫХ •ОБОЛОЧЕК

В СССР для наложения свинцовых оболочек приме­ няются прессы двух типов: гидравлические прессы пе­ риодического действия (в дальнейшем именуемые гид­ равлическими прессами) и червячные (механические) прессы непрерывного действия (в дальнейшем червяч­ ные прессы).

1 1.2.1. Гидравлические прессы

Принцип действия гидравлического пресса для нало­ жения свинцовых оболочек понятен из рис. 11.1. В пред­ варительно подогретый контейнер пресса из свинцепла­ вильной ванны заливают жидкий свинец. После охлаж­ дения и кристаллизации свинца в контейнере поршень

.с пресс-штемпелем, приводимые в движение давлением жидкости, создаваемым гидравлическими насосами вы­ сокого давления, опускаются и продавливают свинец через канал прессовой головки в кольцевой зазор меж-

446

ду сменным формующим инструментом —дорном и мат­ рицей. Одновременно через прессовую головку прохо­ дит заготовка кабеля, на которую накладывают свинцо­ вую оболочку.

После выдавливания порции металла, залитой в ра­ бочий цилиндр — контейнер (за исключением неболь-

Рис. 11.1. Принцип действия ги­ дравлического пресса для наложежения свинцовых оболочек.

/ — расплавленный свинец;

2 — свинцо­

вая ванна;

3 — пресс-штемпель; 4— кон­

тейнер;

5 — прессовая головка;

6 -

свинцовая

оболочка; 7 — матрица;

8 —

дорн;

9 — дорнодержатель;

10 — заго­

товка кабеля.

 

 

Рис. 11.2. Гидравлический пресс для наложения свинцовых оболо­ чек.

/ — станина; 2 — крышка гидравличе­ ского цилиндра; 3 — плунжер; 4 — пресс-штемпель; 5 —- гидравлический ци­ линдр; 6 — контейнер; 7 — головка; 8 — цилиндр обратного хода.

шой части, остающейся в контейнере и называемой пресс-остатком), поршень и пресс-штемпель возвраща­ ются в исходное положение, в контейнер заливают но­ вую порцию свинца, которая приваривается к пресс-ос­ татку и кристаллизуется. После этого процесс повторя­ ется. Во время заливки и кристаллизации прессование-

прекращается, но кабель остается в прессовой головке. Таким образом, хотя гидравлический пресс работает циклично, накладываемая на нем оболочка может иметь неограниченную длину. Каждый цикл прессования состоит из трех стадий: рабочего хода пресс-штемпеля, во время которого выпрессовывается оболочка; холосто­ го или обратного хода пресс-штемпеля, когда он подни­ мается и освобождает в контейнере место, необходимое для”заливки новой порции свинца; остановки пресса, во время которой в контейнер заливается жидкий свинец и происходит его охлаждение и кристаллизация.

Вертикальный свинцовый пресс (рис. 11.2) обычно имеет литую раму и неподвижный контейнер. Прессы с подвижным контейнером в настоящее время почти не применяются и поэтому дальше не рассматриваются.

Вертикальные гидравлические прессы для наложения свинцовых оболочек независимо от их мощности состоят из ряда частей и деталей, одинаковых по конструкции, но отличающихся по размерам. Их основными частями являются станина с гидравлическим цилиндром и пли­ той, на которой устанавливается прессовая головка, пор­ шень гидравлического цилиндра и пресс-штемпель, кон­ тейнер и прессовая головка, гидравлические цилиндры и поршни обратного хода, а также фасонная траверса, соединяющая поршни обратного хода с основным порш­ нем. Кроме перечисленных частей собственно пресса в состав агрегата входит ряд вспомогательных устройств: гидронасосы высокого давления, коробка управления гидросистемой и трубопроводы высокого и низкого дав­ ления, устройства для нагрева и охлаждения контейнера и головки, свинцеплавильные ванны с загрузочными ме­ ханизмами, отдающие устройства для размотки заготов­ ки и приема освинцованного кабеля.

Стальной литой поршень служит для восприятия давления воды в гидроцилиндре и передачи давления прессования на пресс-штемпель. Уплотнение поршня, двигающегося в медной втулке гидроцилиндра, произво­ дится с помощью V-образной кожаной манжеты. К ниж­ ней части поршня с помощью болтов крепят пресс-штем­ пель. Диаметр пресс-штемпеля меньше диаметра отвер­ стия контейнера. Уплотнение и направление пресс-штем­ пеля в контейнере осуществляют с помощью составного •бронзового кольца, укрепленного на конце пресс-штемпе­ ля (диаметр головки штока на 2—2,5 мм меньше диа-

метра отверстия контейнера, а разница диаметров от­ верстия контейнера и бронзового кольца составляет все­ го 0,1—0,15 мм).

В «контейнер .пресса периодически заливают свинец, который затем выпрессовывается при рабочем ходе што­ ка. Контейнер изготавливают из легированной стали, выдерживающей высокую рабочую температуру. Он представляет собой толстостенный полый цилиндр, по внутренней образующей которого проходят каналы для нагрева и охлаждения с помощью воды, пара или мас­ ла. В тело контейнера запрессовывается толстостенная втулка, изготовленная из особо строчной и жаростойкой стали.

Прессовая головка (рис. 11.3) устанавливается на станине, непосредственно под контейнером и представ­ ляет собой литой 'блок из специальной легированной жаростойкой стали. Головка имеет три отверстия: два, расположенных горизонтально по одной оси и предна­ значенных для установки прессового 'инструмента и прохождения кабеля, и третье — в верхней части голов­ ки, примыкающей к контейнеру, для заливки свинца из контейнера в головку.

Прессовая головка до рабочих температур нагрева­ ется вставляемыми в нее электрическими нагревательны­ ми элементами. Прессовая головка является одной из наиболее сложных и ответственных деталей пресса. При

Рис. 11.3. Прессовая головка.

/ — дорн; 2 — дорнодержатель; 3 — втулка; 4 — упорная гайка; 5 — упорная часть втулки дорнодержателя.

выпрессовывании оболочки поток свинца, движущийся вертикально из контейнера, делится на два полуиотока, обтекает дорнодержатель и, поворачивая на 90°, выдав­ ливается в виде трубки —оболочки в кольцевой зазор между формующим инструментом — дорном и матрицей. Размеры (диаметр, толщина) и качество (разностенность) оболочки в значительной степени зависят от кон­ фигурации полостей прессовой головки, размеров и рас­ положения прессового инструмента в головке, а также от температурного режима головки. Для того чтобы обеспечить максимально возможную равномерность тол­ щины оболочки по периметру при одностороннем (свер­ ху) поступлении потока свинца и его повороте на 90°, полостям и каналам внутри прессовой головки придает­ ся сложная форма. Кроме того, для этой цели внутри головки устанавливают постоянные и сменные детали.

Гидравлические цилиндры и поршни обратного хода расположены в фундаменте пресса и служат для подня­ тия пресе-штемпеля и главного поршня при холостом ходе пресса. При рабочем ходе главного поршня порш­ ни обратного хода перемещаются вниз. Фасонная тра­ верса, соединяющая поршни обратного хода с главным поршнем, в нижней части имеет форму двойного полу­ кольца, переходящего в средней части в сегментные опо­ ры и в верхней части в сплошное кольцо, на которое опирается главный поршень.

Насосы высокого давления служат для подачи в гидроцилиндр пресса воды под давлением до 40 'МПа. В зависимости от усилия прессования и емкости контей­ нера пресса применяются поршневые трехплунжерные насосы производительностью от 35 до 80 л/мин. Для со­ единения и управления работой основных механизмов гидросистемы пресса служат сеть трубопроводов и рас­ пределительный блок (дистрибутор), откуда через ко­ робку управления вода может быть направлена в основ­ ной гидравлический цилиндр или в цилиндры обратного хода.

Марки основных моделей прессов рамного типа со­ стоят из букв КВ (кабельный, вертикальный) и цифры, которая, будучи увеличена в 10 раз, соответствует по­ лезному объему рабочего гидроцилиндра пресса в лит­ рах. Так, марка КВ-60 означает, что полезный объем гидроцилиндра пресса равен 600 л. Полный объем гид­ роцилиндра обычно превышает полезный объем на 50 л.

Принцип действия наиболее распространенного чер­ вячного пресса для наложения свинцовых оболочек по­ казан на рис. 11.4.

Расплавленный свинец из свинцеплавильной ванны по свинцепроводу поступает в контейнер. В контейнере помещен червяк, приводимый в движение электродвига­ телем через редуктор. Контейнер охлаждается водой, и свинец по мере движения в контейнере постепенно кри­ сталлизуется. Затвердевший свинец подается в прессо-

Рис. 11.4. Принцип действия червячного пресса для наложения свин­ цовых оболочек.

/ — расплавленный свинец;

2 — свинцеплавильная ванна;

3 — свинцепровод;

4 — заготовка кабеля; 5 —дорн; 6 — головка

пресса; 7 —матрица; 8 — свин­

цовая

оболочка; 9 — червяк;

1C — контейнер;

// — редуктор;

12 — электродви­

гатель;

13 — дорнодержатель.

 

 

 

вую головку, где благодаря создаваемому червяком дав­ лению выпрессовывается между дорном и матрицей, не­ прерывно образуя вокруг кабеля свинцовую оболочку. Заготовка кабеля движется под действием выпрессовываемой оболочки. В головке пресса происходит поворот потока свинца на 90°, так .как ось прохождения кабеля перпендикулярна оси подачи свинца. По этой причине поток свинца разделяется на части, обтекает дорнодержатель с дорном, а затем вновь соединяется, из-за чего в оболочке образуется продольный шов.

Кроме рассматриваемого пресса с вертикально распо­ ложенным червяком известны прямоточные червячные

прессы с горизонтальным полым червяком, внутри кото­ рого проходит -кабель (прессы английских фирм «Хенли» и «Пирелли Дженерал». Однако вследствие сложности устройства и неустойчивости в работе такие прессы большого распространения не получили.

Червячный пресс является сложным агрегатом, со­ стоящим из многих связанных между собой механизмов: главного двигателя, редуктора, контейнера с системой охлаждения, червяка, прессовой головки, плавильных ванн, системы -свинцепроводов, пульта управления и ря-

Рис. 11.5. Схема агрегата наложения свинцовой оболочки на червяч­ ном прессе.

/-о тд а тч и к

кабеля* 2 -

счетчик метража; 3 -

головка с гидравлическим ре-

гулиоуюшим

у с т р о й с т в о м - 4 -устройство для

охлаждения и смазки кабеля;

ство^ 7 -к о н т е й н е р е -

приемного устройства; 5 -приемное устрой­

редуктор; 9 - электродвигатель; 10 — теплообменник;

/ / —'плав илыш Иванны;

^св .ш ц еп р о в о д ; 1 3 - пульт управления.

да вспомогательных механизмов: ^приемника и отдаю­ щего устройства для кабеля, устройства для резки 'Кабе­ ля, счетчика длины, устройства для охлаждения и смаз­

ки кабеля и т. п. Общий вид агрегата червячношлщесса схематически показан на рис. 11.5. Расположение главного двигателя, редуктора червяка и свинцепроводов было показано на рис. П-4. Главный двигатель обычно применяют коллекторный с регулируемым поло­

жением щеток, что дает возможность изменять его час­ тоту вращения и, следовательно, частоту вращения чер­

вяка в отн ош ен и и Г 4 в зависимости от модели

(номе-

ГаГпресс”

ность двигателя изменяется от 33

(пресс

452

№ 3) до 81 кВт (пресс № 5). Нагрузка главного двига­ теля контролируется амперметром и регистрирующим прибором, установленными налц^л^те управления.

Редуктор пресса соединен с главным двигателем при помощи упругой и предохранительных муфт. В верхней части редуктора расположен опорный роликовый под­ шипник, воспринимающий усилие прессования. При ра­ боте опорный подшипник должен постоянно смазываться и охлаждаться минеральным маслом. Поступление мас­ ла к опорному подшипнику контролируется при шомощи двух по'плавковых указателей.

Контейнер пресса — двухслойный: он состоит из кор­ пуса и запрессованной в него .втулки. Снаружи на кон­ тейнере располагают кольцевые нагревательные элемен­ ты, а внутри корпуса спиральные каналы для охлаждаю­ щей воды. Охлаждение контейнера производится обессо­ ленной водой (конденсатом), которая в свою очередь охлаждается проточной водой. В центральном канале контейнера имеются продольные пазы, предназначенные для продольного 'Перемещения свинца при подаче его червяком и предотвращения прокручивания свинца вме­ сте о червяком.

Контейнер внизу соединен со свинцепроводом, а в верхней части — с прессовой головкой. Температура кон­ тейнера измеряется 'четырьмя (в старых конструкциях прессов пятью) термометрическими преобразователями. Расход воды по зонам охлаждения измеряется четырь­ мя ротаметрами.

Червяк (рис. 11.6) имеет коническую форму и своим основанием крепится на выходной части редуктора. Чер­ вяк имеет постоянный шаг и уменьшающуюся глубину нарезки. Благодаря уменьшению объма канала червяка по мере продвижения свинца вверх контейнера проис­ ходит его компрессия— создается давление, необходи­ мое для дальнейшего перемещения свинца через голов­ ку и его выдавливания в виде оболочки кабеля.

В головке пресса происходит поворот свинца и обра­ зование овинцовой оболочки. Головка имеет два канала: сквозной горизонтальный и несквозной вертикальный. В горизонтальном канале на резьбе закреплена опорная втулка, фиксирующая положение дорнодержателя с дорном. В -корпусе головки имеются отверстия для нагрева­ тельных элементов и двух термоэлектрических .преобра­ зователей. Между головкой и контейнером размещено

ский винт (со стороны оболочки с наименьшей толщи­ ной) на половину разности толщин и затем завернуть микрометрический винт противоположного цилиндра до тех пор, пока давление в цилиндре, который регулиро­ вался первым, не достигнет первоначального. Далее необходимо восстановить первоначальное давление во втором (сдвигающем) цилиндре. Нормальное рабочее

Рис. 11.7. Головка пресса с гидравлическим регулирующим устрой­ ством.

/ — задняя

втулка; 2 — корпус головки;

3 — дорнодержатель;

4 — дорн; 5 —

дроссельное

кольцо;

6 — регулировочный

болт;

7 — корпус

гидравлического

регулирующего устройства; 8 — водяная

камера;

9 — поршень; 10 — масляная

камера; 11 — втулка;

12 — установочный винт; 13 — нажимной

винт; 14 — штур­

вал; 15 — прокладки;

16 — установочное

кольцо;

17 — матрица.

давление, при котором обеспечивается удержание матри­ цы в нужном положении, равно 4,9 МПа. При регули­ ровке давление в сдвигающем цилиндре может быть поднято до 29,4 МПа.

Цилиндры охлаждаются маслом, которое насосами из бака подают в охлаждающие рубашки. Давление ра­ бочего и охлаждающего масла контролируют маномет­ рами и регулируют шредохранительными клапанами, установленными на панели.

На боковой стенке головки расположено предохрани­ тельное устройство, работа которого основана на том принципе, что в случае превышения давления свинца выше допустимого конический поршень выдавливает в предохранительном диске отверстие и свинец получает дополнительный аварийный выход. Части пресса (чер­ вяк, втулка контейнера, головка и др.), работающие под давлением и при повышенных температурах, изготовле­ ны из специальных сталей.

Свинцепровод состоит из двух раздельных труб, иду­ щих от каждой из плавильных ванн, и общего участка, соединяющего эти трубы с контейнером. Нагрев свинце­ провода производят электронагревательными элемента­ ми, вставленными внутрь свинцепровода, или прямым нагревом труб за счет пропускания по ним электрическо­ го тока низкого напряжения. При этом ток до 5000— 6000 А подводят к свинцепроводу по медным шинам, которые при помощи водоохлаждаемых башмаков при­ жимаются к контактам свинцепровода. Температуру нагрева свинцепровода измеряют двумя термоэлектри­ ческими термометрами. Регулирующие потенциометры установлены на пульте управления. Там же расположе­ ны и потенциометры для регулирования температуры прессовой головки, контейнера и плавильных ванн. Кро­ ме того, на пульте управления имеются кнопки включе­ ния маслонасосов, вентилятора, главного двигателя и вспомогательных механизмов.

К вспомогательным механизмам червячного пресса относятся: отдающее устройство для заготовки кабеля, приемное устройство для намотки готового кабеля, уст­ ройства для охлаждения и смазки -кабеля, счетчик дли­ ны и устройство для резки кабеля. В качестве отдающих устройств при наложении оболочек на силовые кабели чаще всего применяют устройства корзиночного типа с самостоятельным приводом, а на кабели связи — непри­ водные отдающие устройства осевого типа.

Приемные устройства прессов могут быть различного типа. Однако, учитывая непрерывность работы таких прессов, целесообразно применять не одинарные, а сдвоенные устройства. В последнее время наряду с приемцыми устройствами валкового, осевого и пинольного типов начинают применяться приемные (и отдающие) устройства траверсного типа с подвеской барабана на тележке, перемещающейся по горизонтальной балке, опирающейся на боковые стойки. Такие приемные уст­ ройства могут быть одинарными и сдвоенными. С их помощью можно наматывать кабель на барабаны диа­ метром 900—3000 мм, шириной 490—1760 мм и массой до 15 т. Преимущество приемных и отдающих устройств траверсного типа заключается в их компактности, воз­ можности быстрой смены барабанов (не более 1,5мин), а также возможности проезда внутрицехового транспор­ та в проеме, образуемом боковыми стойками. На