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成纜絞合有兩種方式:往復(fù)(SZ)絞合和螺旋絞合。
一、 往復(fù)(SZ)絞合工藝
往復(fù)(SZ)絞合中,絞合方向在預(yù)定的回轉(zhuǎn)圈數(shù)之后要換向。因此絞合元件沿光纜軸首先描繪出S方向,然后換向描繪出Z方向。在換向點上,絞合元件與光纜軸平行。由于絞合元件有一定硬度,為保持絞合元件換向時處在適合的絞合位置,在往復(fù)(SZ)絞合中必須在絞合元件上繞上扎線。
往復(fù)(SZ)絞的優(yōu)點是生產(chǎn)線速度比較快,效率高;其缺點是絞合節(jié)距不易控制,近來設(shè)備廠家也在不斷改進,盡可能保證節(jié)距的穩(wěn)定性。
當(dāng)某一點繞一條軸線作圓周運動,同時沿其軸線方向作直線運動,當(dāng)其圓周運動經(jīng)過360°時,其軸向直線運動經(jīng)過的最短距離稱為節(jié)距。在光纜中絞合節(jié)距是至關(guān)重要的,它對于產(chǎn)生二次余長、提高光纜的溫度特性和柔軟性有著重要的作用。節(jié)距過大,拉伸(或收縮)余長達不到要求;過小,則不能滿足光纖的彎曲性能要求。如果光纜軸心線與絞合元件之間的距離為R0,則由下圖可以求得絞合元件長度L和絞合角α,計算公式如下:
α=arctg(h/2πR0) L
h
α
2πR0
由于絞合,使絞合元件長度L比光纜軸心線長度h長。由絞合產(chǎn)生的余長以百分比表示為:
ε=[(L-h)/h]×100%={[1+(2πR0/h)2]1/2-1}×100%
=(1/sinα-1) ×100%
常稱ε為光纜的絞合率。但必須注意的是:光纜的絞合率ε并不等于光纜中有用的光纖余長。光纜中光纖余長表示當(dāng)光纜受拉伸(或收縮)時,光纖從松套管中心位置向內(nèi)側(cè)(或外側(cè))移動所能發(fā)生的長度變化,它是一個相對的概念。光纜中光纖余長應(yīng)根據(jù)具體的情況進行設(shè)計,它與施工時的施工張力和環(huán)境條件有關(guān)。
由于SZ絞合時是往復(fù)絞合過程,存在一個換向的問題,所以在考慮其節(jié)距時應(yīng)比計算值小些,(即考慮其平均節(jié)距),其彎曲半徑縱向沿纜芯是變化的,在換向點處達到最大值,在兩換向點中間為最小值。
纜芯尺寸的計算也是非常重要的。以外徑為D的N個絞合元件絞合成纜芯,根據(jù)各絞合元件的位置關(guān)系,運用幾何學(xué)知識可以很容易求出其中心加強件直徑d和纜芯直徑D1。
中心加強構(gòu)件直徑可由下面公式計算而得,但考慮到絞入角的問題,通常加強構(gòu)件的實際選配直徑要比計算值大0.1~0.2mm。
d=D[1/sin(π/N)-1]
纜芯直徑
D1= d+2D
顯然只要我們知道d、D、D1、N其中的兩個參數(shù)就能很容易地計算出其余的兩個參數(shù)來。
為了控制好產(chǎn)品的質(zhì)量,保證纜芯中光纖的余長正常并且衰減符合要求是非常重要的。所以在生產(chǎn)過程中,就必須控制好成纜節(jié)距、扎紗節(jié)距、扎紗張力、放線張力及加強件放線張力等。
成纜節(jié)距不宜過大,更不應(yīng)過小。過大則不能滿足其拉伸(或收縮)性能,過小則易產(chǎn)生彎曲衰減損耗。其大小應(yīng)根據(jù)工程的具體要求進行設(shè)計。
扎紗可以起到固定纜芯的作用,一般扎紗節(jié)距必須保證纜芯不松散。
扎紗張力是一個非常重要的參數(shù),它與光纖的衰減緊密相關(guān),不宜過小或過大。張力過小,容易造成扎紗松散,纜芯固定不緊,并且容易在擠護套時造成斷纜事故的發(fā)生;過大則會出現(xiàn)導(dǎo)致扎紗將套管扎扁,產(chǎn)生衰減增大現(xiàn)象,造成質(zhì)量事故。
放線張力(φ3.0mm以下管徑)應(yīng)控制在300g±50g之間,過大產(chǎn)生吃余長現(xiàn)象,容易造成斷套管等質(zhì)量事故。一般應(yīng)根據(jù)套管余長的大小合理調(diào)節(jié)放線張力,并時刻注意套管余長的變化。
模具的匹配也是一個重要的因數(shù)。SZ絞成纜模具一般有定徑模、過線模、油膏模等。其中定徑模是最關(guān)鍵的一個模具,它關(guān)系到纜芯的各項指標(biāo)。尺寸過大,易造成纜芯結(jié)合不緊密,影響光纜的機械性能;過小,則造成纜芯無法通過定徑模而拉斷纜芯,或者造成衰減偏大。過線模的作用是在纜芯外徑允許的偏差范圍內(nèi)對纜芯外徑進行適當(dāng)?shù)乜刂,其尺寸?yīng)根據(jù)具體情況而定,但有一點一定要注意,即不能與定徑模尺寸相差太大。對于油膏模的選用要保證充油的飽滿度。
