otchet (Производственная практика на «ОАО Беларускабель»)

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Основы процесса получения кабельных изделий

В основе действия червячных прессов лежит способность полимеров протекать в расплавленном состоянии через узкие каналы под действием выдавливающего усилия.

Полимерные материалы в виде мелких гранул подаются в загрузочную зону пресса. Основной рабочей частью пресса является червяк. Он размещен в цилиндре пресса, имеет винтовую нарезку и, вращаясь, захватывает нагревающийся материал, уплотняет его и подает в головку пресса, где расположен формующий инструмент.

Для уплотнения материала объем витка червяка на выходе делается меньше объема витка на входе. Отношение этих объемов называется компрессией (степенью сжатия). Компрессия достигается или путем уменьшения глубины нарезки при постоянном шаге, или путем уменьшения шага резьбы по длине червяка. Причину осевого перемещения материала в прессе можно сравнить с перемещением гайки по винту. Внешней силой, удерживающей материал от вращения с червяком, является сила трения между червяком и стенками цилиндра пресса. Эта сила должна быть возможно большей, в то время как трение между пластмассой и поверхностью червяка - минимальной. В загрузочной зоне это достигается поддержанием определенных температур цилиндра и червяка, т. к. коэффициент трения полимера по стали зависит от температуры. В результате создается выдавливающее усилие, вызывающее перемещение материала от зоны загрузки к головке, по мере которого материал все более разогревается и уплотняется и в последней зоне, дозирующей, полностью переходит в состояние расплава.

Поступая из цилиндра в головку и проходя через кольцевой зазор между дорном и матрицей, полимер формируется в цилиндрический слой изоляции или оболочки.

Стенки червяка и цилиндра, каналы головки, различные детали, встречающиеся на пути потока (фильтрующие сетки, решетки, выравниватели направления потока) оказывают сопротивление течению расплава. Это ведет к увеличению давления внутри пресса, которое становится максимальным примерно в конце дозирующей зоны перед головкой. Таким образом, между концом цилиндра (максимальное давление) и началом цилиндра (атмосферное давление) существует разность давления, превышающие в несколько десятков раз атмосферное.

За счет давление материал сжимается и получается монолитная масса без воздушных включений.

Процессы наложения изоляции и оболочки на червячных прессах весьма

схожи, однако имеют и различия. Прежде всего различают формующий инструмент (дорн и матрицу) при изолировании и ошлангировании.

При наложении изоляции обычно требуется ее плотное прилегание к токопроводящей жиле, обеспечивающее отсутствие воздушных включений у поверхности жилы. Это можно достигнуть взаимным расположением между дорном и матрицей рис. 2.1.

Чем больше расстояния между дорном и началом цилиндрической части матрицы, тем большим обжатием накладывается изоляция. Однако увеличивающееся давление при этом может привести к нарушению эксценриситета и обрыву жилы.

Угол между конусными поверхностями дорна и матрицы составляет 1-3°.

При наложении оболочки обычно требуется ее наложение в виде трубки, свободно располагающейся поверх изделий. Здесь уже наоборот, чем больше расстояние между дорном и матрицей, тем меньше обжатие оболочки /4/.

Схемы наложения полимерных покрытий

а - плотное наложение, б - свободное наложение, 1-дорн, 2-матрица, 3-заготовка, 4 - расплав

Рис.2.1

Схема технологических процессов изготовления кабельных изделий показана в приложении 3.

Поступающие материалы из автотранспорта, контейнеров выгружаются и размещаются в складах предприятия рабочими транспортного участка и складского хозяйства.

ПЭ и ПВХ всех марок, полиэтиленовые концентраты пигментов и суперконцентраты полиэтиленовые, ПВХ концентрированно-окрашенный, поступающие на предприятие в герметично закрытых бумажных, ПЭ мешках, контейнерах должны храниться по партиям и маркам в закрытом помещении, исключающем попадание прямых солнечных лучей, на расстоянии не менее 1 м от нагревательных приборов. Температура хранения должна быть не выше плюс 25 °С при относительной влажности воздуха 40-80%.

Мешки с ПЭ укладываются в штабеля в перевязку по высоте не более 15 рядов на деревянные или металлические поддоны для обеспечения погрузочно-разгрузочных работ механизированным путем.

Материалы должны поступать в цех рассортированными по партиям в закрытой заводской упаковке и должны быть выдержаны не менее 12 часов в производственном помещении перед пуском в переработку.

Допускается выдержка перед пуском в переработку менее 12 часов, если температура материала не ниже температуры производственного помещения или материалы перед переработкой подвергаются сушке (подогреву).

Переработка материалов при отсутствии централизованной системы их подачи к экструдерам должна производится раздельно по партиям /9/.

Технология изготовления изделий в кабельном производстве складывается из ряда основных процессов: волочение, отжиг проволоки, лужение, скрутка, изолирование, перемотка, испытания, упаковка и сдача на склад.

Волочением называется способ обработки металлов давлением, при котором металл в виде проволоки протягивается через отверстие, поперечные размеры которого меньше, чем размеры исходного поперечного сечения протягиваемого металла. В кабельной промышленности волочением получают проволоку из меди, алюминия и из сплавов цветных металлов.

Отжиг проволоки. При волочении медной и алюминиевой проволоки изменяются свойства протягиваемого металла: прочность увеличивается, а пластичность и электропроводность снижаются. Для повышения пластичности и электропроводности волоченной проволоки производят ее отжиг, т. е. нагрев при определенной температуре.

Лужением называют операцию покрытия поверхности металлического изделия слоем олова. Лужение медной проволоки в кабельной промышленности применяют для защиты от окисления и для улучшения припайки провода к наконечникам. В связи с дефицитностью и дороговизной олова для лужения применяют сплавы олова со свинцом.

Скрутка - это процесс скрутки отдельных проволок в токопроводящую жилу. По направлению различают правую и левую скрутку. На заводе применяется только левая в первом повиве. Проволоки в жиле идут справа - вверх - налево.

Изолирование - это наложение изоляционных и защитных оболочек из пластмасс. Изолирование (или ошлангование) осуществляют на червячных прессах путем выдавливания расплава полимера, находящегося в вязкотекучем состоянии. Этот способ обеспечивает высокую производительность, непрерывность процесса, широкую возможность автоматизации и создания поточных линий совмещенных процессов.

Перемотка с испытанием на проход напряжением с бухтовкой. Используется аппарат ЗАСИ.

При необходимости проводят водные испытания. Затем готовый кабель упаковывают и сдают на склад /2/.

Технология изготовления провода с медной жилой с поливинилхлоридной изоляцией повышенной гибкости марки ПВС ГОСТ 7399 состоит из следующих стадий:

1. Входной контроль:

• катанка медная марки МКЛПС ТУ 16.К71-003-87;

• пластикат ПВХ марок И40-13, О-40, ИО45-12 ГОСТ 5960;

• пластикат ПВХ концентрировано-окрашенный ТУ 6-01-747-77, импортный краситель для ПВХ.

1. Приготовление волочильной эмульсии.

2. Грубое волочение медной катанки (с 8мм до 1,76мм).

3. Среднее волочение медной поволоки (с 1,76мм до 0,52мм).

4. Тонкое волочение (с 0,52мм до 0,2мм).

5. Отжиг медной проволоки.

6. Скрутка токопроводящих жил.

7. Наложение изоляции на токопроводящие жилы с одновременным испытанием на проход.

8. Перемотка изоляционной жилы с испытанием.

9. Скрутка изолированных жил.

10. Наложение оболочки МЕ-90,МЕ-125 с бухтовкой.

11. Испытание напряжения на испытательном стенде.

12. Перемотка шнура в бухты.

13. Упаковка.

14. Вывоз готовой продукции на склад.

Таблица 2.1.

Технологические параметры

Технические требования:

1. Распределение температур по зонам червячного пресса, °С: I-120-140; II-140-150; III-150-160; IV-160-170; шейка-170-180; головка-170-180. Допускается другое распределение температур по зонам при условии получения качественной изоляции.

2. На поверхности изоляции не должно быть вмятин, наплывов, ребристости, выводящих размеры заготовки за пределы допусков, пузырей, трещин видимых без применения увеличительных приборов.

3. Расстояние между верхним рядом изолированной жилы и краем шейки барабана должно быть не менее 20 мм.

4. На сопроводительном ярлыке должно быть указано количество связок с указанием длины заготовки между связками и количество прогаров. Если при изолировании имели место прогары изоляции, заготовка подлежит обязательной перемотке с испытанием.

Барабаны с заготовкой, на которой имеются только связки, поступают на операцию наложения оболочки.

Для каждого оборудования и материала устанавливается технологический режим работы.

При переработке ПЭ температурный режим по зонам обогрева:

1-я зона 100-120° С

2-я зона 120-150° С

3-я зона 150-170° С

4-я зона 180-190° С

Шейка 190-200° С

Головка 200-210° С

Охлаждение наложенного слоя ПЭ производится постепенно, по зонам. Постепенное охлаждение ПЭ необходимо при изготовлении изделий с толстым слоем изоляции или оболочки. ПЭ имеет большой температурный коэффициент расширения (усадки) при низкой теплопроводности. Поэтому при резком охлаждении наружные слои, охлаждаясь, деформируются и воздействуют на внутренние, находящиеся еще в расплавленном состоянии. Возможно образование внутренних напряжений в толще изоляции, а также появление воздушных пустот в результате усадки внутренних слоев при сформировавшихся ранее наружных.

В связи с усадкой ПЭ при охлаждении диаметр матрицы выбирается несколько большим, чем требуемый диметр по изоляции.

При переработке ПВХ температурный режим по зонам обогрева:

1-я зона 100-120° С

2-я зона 120-140° С

3-я зона 140-160° С