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[问题求助] 光缆、层绞式的绞合节距如何计算
P:2011-07-30 16:21:36
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成缆绞合有两种方式:往复(SZ)绞合和螺旋绞合。
一、 往复(SZ)绞合工艺
往复(SZ)绞合中,绞合方向在预定的回转圈数之后要换向。因此绞合元件沿光缆轴首先描绘出S方向,然后换向描绘出Z方向。在换向点上,绞合元件与光缆轴平行。由于绞合元件有一定硬度,为保持绞合元件换向时处在适合的绞合位置,在往复(SZ)绞合中必须在绞合元件上绕上扎线。
往复(SZ)绞的优点是生产线速度比较快,效率高;其缺点是绞合节距不易控制,近来设备厂家也在不断改进,尽可能保证节距的稳定性。
当某一点绕一条轴线作圆周运动,同时沿其轴线方向作直线运动,当其圆周运动经过360°时,其轴向直线运动经过的最短距离称为节距。在光缆中绞合节距是至关重要的,它对于产生二次余长、提高光缆的温度特性和柔软性有着重要的作用。节距过大,拉伸(或收缩)余长达不到要求;过小,则不能满足光纤的弯曲性能要求。如果光缆轴心线与绞合元件之间的距离为R0,则由下图可以求得绞合元件长度L和绞合角α,计算公式如下:
α=arctg(h/2πR0) L
h
α
2πR0
由于绞合,使绞合元件长度L比光缆轴心线长度h长。由绞合产生的余长以百分比表示为:
ε=[(L-h)/h]×100%={[1+(2πR0/h)2]1/2-1}×100%
=(1/sinα-1) ×100%
常称ε为光缆的绞合率。但必须注意的是:光缆的绞合率ε并不等于光缆中有用的光纤余长。光缆中光纤余长表示当光缆受拉伸(或收缩)时,光纤从松套管中心位置向内侧(或外侧)移动所能发生的长度变化,它是一个相对的概念。光缆中光纤余长应根据具体的情况进行设计,它与施工时的施工张力和环境条件有关。
由于SZ绞合时是往复绞合过程,存在一个换向的问题,所以在考虑其节距时应比计算值小些,(即考虑其平均节距),其弯曲半径纵向沿缆芯是变化的,在换向点处达到最大值,在两换向点中间为最小值。
缆芯尺寸的计算也是非常重要的。以外径为D的N个绞合元件绞合成缆芯,根据各绞合元件的位置关系,运用几何学知识可以很容易求出其中心加强件直径d和缆芯直径D1。
中心加强构件直径可由下面公式计算而得,但考虑到绞入角的问题,通常加强构件的实际选配直径要比计算值大0.1~0.2mm。
d=D[1/sin(π/N)-1]
缆芯直径
D1= d+2D
显然只要我们知道d、D、D1、N其中的两个参数就能很容易地计算出其余的两个参数来。
为了控制好产品的质量,保证缆芯中光纤的余长正常并且衰减符合要求是非常重要的。所以在生产过程中,就必须控制好成缆节距、扎纱节距、扎纱张力、放线张力及加强件放线张力等。
成缆节距不宜过大,更不应过小。过大则不能满足其拉伸(或收缩)性能,过小则易产生弯曲衰减损耗。其大小应根据工程的具体要求进行设计。
扎纱可以起到固定缆芯的作用,一般扎纱节距必须保证缆芯不松散。
扎纱张力是一个非常重要的参数,它与光纤的衰减紧密相关,不宜过小或过大。张力过小,容易造成扎纱松散,缆芯固定不紧,并且容易在挤护套时造成断缆事故的发生;过大则会出现导致扎纱将套管扎扁,产生衰减增大现象,造成质量事故。
放线张力(φ3.0mm以下管径)应控制在300g±50g之间,过大产生吃余长现象,容易造成断套管等质量事故。一般应根据套管余长的大小合理调节放线张力,并时刻注意套管余长的变化。
模具的匹配也是一个重要的因数。SZ绞成缆模具一般有定径模、过线模、油膏模等。其中定径模是最关键的一个模具,它关系到缆芯的各项指标。尺寸过大,易造成缆芯结合不紧密,影响光缆的机械性能;过小,则造成缆芯无法通过定径模而拉断缆芯,或者造成衰减偏大。过线模的作用是在缆芯外径允许的偏差范围内对缆芯外径进行适当地控制,其尺寸应根据具体情况而定,但有一点一定要注意,即不能与定径模尺寸相差太大。对于油膏模的选用要保证充油的饱满度。