数据电缆生产的过程控制和特点

数据电缆的作用：用于传输语音和数据信号
数据电缆在生产过程采用的是两步法。下面就其中的一些过程控制和各项性能参数与这些控制的关系做一些简述：
一、数据电缆生产过程中的在线检测及质量控制
要保证数据电缆的高质量性能，在生产过程中，前三道工序串联线、绞对、成缆是最重要，在这三道工序中串联线生产又是重中这重。

采用串联线(伸押机).数据缆串联线设备通常的配置主要包括:放线架;拉丝机;退火机;退火冷却液热交换系统;预热器;双向外径测控仪;押出机数据缆用高精度定心机头;真空吸料装置及胶料干燥器;色母料（普立万）自动配料器;蒸汽发生器;注条机;不锈钢冷却水槽;多圈回线式冷却牵引机;直流火花检测仪;双向外径测控仪;水中电容检测仪;双盘收线机;电气控制系统;拉丝液铜粉过滤循环系统(选配).数据缆绝缘单线所用的材料:导体一般选用优质无氧铜杆,绝缘材料虽然有多种选择,多数厂家还是以HDPE主.绝缘的押出过程有发泡绝缘和实心绝缘.发泡绝缘又分为化学发泡和物理发泡两种.实心绝缘.绝缘单线主要的控制对象和主要技术指针有:1.导体外径及真圆度.2.绝缘外径及真圆度3.导体与绝缘的同心度.4.导体的伸长率.绝缘单线质量的好坏直接影响到最终产品的性能.数据线缆一般须满足以下指标:导体伸长率19%-25%之间.在开机时还应注意的问题:

1.尽量减少色母用量,色母用量大对芯线有一定的影响.2.调节冷却温水的温度,减慢绝缘层的收缩速度.影响导体外径及椭圆度的主要因素有:a.拉丝模具的质量;b.生产线的张力及稳定性;c.材料的均一性;d.退火预热的稳定性;绝缘外径及椭圆度的控制比导体的控制更难,主要因素有:1.生产线的张力及稳定性;2.押出机头及模具;3.外径的测量及控制系统;4.绝缘料的工艺设定;5.押出机的精度及温控精度;6.生产线干燥系统;7.绝缘料本身的质量.

拉丝液铜粉过滤-循环系统, 过滤精度可通过选用不同规格的优质无纺布来实现.目的是通过对拉丝液的清洁过滤来延长拉丝液和拉丝模具的使用寿命,提高铜线的表面质量.但要求用户经常检测导体的外径和椭圆度,防止因拉丝模磨损或其它原因造成的导体的变化.对通常客户的配置:配两只双向测径仪和一只电容测量仪.一只测径仪用于铜导体的测量,便于生产中直接观察导体外径和椭圆度的情况.,另一只用于绝缘外径的控制.电容测试仪可以及时测出单线水中电容的情况.虽然对生产实心绝缘芯线的用户来说,控制好绝缘外径就等于控制好了电容,但是生产中的很多变量都会或多或少地影响到电容,例如绝缘外径和椭圆度, 导体直径及椭圆度,偏心度,皮厚,绝缘介电常数,粘合度.,

1 。拉丝/绝缘工序

绝缘单线制造工序是整个数据电缆生产的关键工序.除了应具有完善的生产设备以外,还应严格控制单线制造过程中的各项参数的精度和一致性.绝缘单线中导体的圆整度和表面质量及绝缘层的厚度和偏心率等因素直接决定着成品电缆传输特性的优劣程度.我们在绝缘串联生产线上生产绝缘单线,该设备配备有自定心模头、X-Y双向测径仪、偏心仪、FFT、水电容检测器、火花击穿装置，能实时监控外径的偏差、单线的水中电容及回波损耗等。生产的绝缘单线能满足以下要求：[导体直径偏差为±0.002mm, 绝缘外径偏差为±0.003mm，绝缘同心度≥96%（偏心度在0.008mm以下）同轴电容偏差为±1PF/m]并且严格的控制导体断裂伸长率，以防在后续加工过程中单线断芯或变形.定时检查拉丝模和绝缘内模，如果有磨损变形，应立即通知组长，给于更换或维修。必须经常清洗机头，否则杂物太多，会造成绝缘起粒，而严重影响电性能！在刚开机，一定要等到所有的在线仪器参数稳定才可归零收辘，之前不稳定的全部视为不良品，决不能流到下一道工序！

A．铜导体直径变化的监控
铜导体直径的变化对绝缘线芯的影响甚为重要。例如一根0.510/0.910mm绝缘芯线的水电容约为216pF/m，如铜丝直径变化0.001mm，而绝缘外径不变，电容约变化0.72pF/m。铜丝直径变化+0.002mm，电容变化将达3pF/m。所以要严格控制铜丝直径的偏差。
B．绝缘外径的反馈控制
为了保证绝缘外径的恒定，必需用X一Y双轴激光测径仪或用激光测径仪旋转扫描圆周各点直径，经过数据处理后反馈控制挤出外径。在上述结构规格时，当铜丝直径不变，而绝缘外径变化0.002mm时，电容变化约为0.8 pF/m，故外径的公差在+0.005mm，电容变化可达4pF/m。通过测径反馈，对于高精度串联线在挤出机和线速同步系统较好时，一般均可控制在+0.003mm以内，即电容变化不会超过2 pF/m。
C．同心度的监控
挤出线同心度很大程度上取决于机头的圆周均流程度和模具同心度。先进的精密模具，同心度偏差均大大低于0.001mm，故挤出线芯的同心度能保证在96%以上。由于模具的磨损或生产过程中的意外情况（如进线偏，或有小杂质夹入等）挤出线芯的同心度会受到影响。为此，在串联线上均装偏心显示仪，利用电感应探头在线芯表面高速旋转，扫描圆周四周的绝缘厚度变化，就能在显示屏上显示出偏心程度。这种在线检测仪的重复性可达+0.002mm。当偏心值超过设定极限，就会自动报警，使操作人员及时更换模具或排除故障。

D．电容控制
在实心绝缘线芯的生产中，由于绝缘材料的介电常数变化极微，故控制铜丝直径及绝缘外径就可以达到控制电容的目的。在泡沫绝缘中，控制直径和电容必需联合进行，以求发泡绝缘的电容及外径均能符合设计要求。近年来，由于物理发泡技术不断提高，发泡稳定度、电容和外径就比较容易。从最新的研究成果看来，只控制外径并不能完全反映挤出线芯的全面质量情况，由于工艺的波动和材料的缺陷等，往往在生产局部表面不平的情况。这在外径测量控制中，特别是单轴或双轴（X一Y）测径时，这些偶然现象不一定会测到。而且控制时是按照处理后的平均测定值来反馈控制。但在电容监控中，不论是铜线直径的变化、绝缘外径的变化、表面缺陷甚至偏心，均最终会反映到电容上。所以监控电容是关键中的关键。为了保证高性能数据电缆的质量，串联线上采用了在线频谱分析仪，通过快速测定电容来探知和记录整根线芯结构的微小变化，并自动计算出对结构回波损耗的影响。这种测定数据通过FFT（快速傅立叶变换）的频谱分析，最终反映在微机显示屏上并储存下来。这对早期发现线芯缺陷来保证最终电缆的传输十分有用，而且这一记录可以打印出来，供进一步工艺分析及改进之用。
E．综合控制
铜线直径检测、绝缘外径X一Y测控及电容监视是制造数据缆最基本必备的在线控制仪器，加上先进的控制处理器，就可以全线进行严格的控制。如条件许可，可加上偏心显示及FFT频谱分析等仪器，这对提高产品等级会有很大帮助。
1．对绞工序

对绞工序是电缆生产的一道重要工序。对绞的的绞合节距对串音的影响比较大。在满足传输时延差要求的范围内，节距应越小越好，同时对绞节距间的节距倒数差应尽可能放大。节距的精度和芯线间距里的稳定性的控制对绞对设备提出了很高的要求。我们采用进口高速退扭双扭绞对机生产，该绞对机双单线退扭，转速高达3000r/min，磁制式张力控制系统使满盘至空盘范围都保持恒定张力，并且节距通过数字化设置自动反馈，节距偏差控制在±0.1mm。在生产过中，一定随时注意所有导轮，不能让线材跳出导轮被乱伤！在退扭机前方两个主动放线摆臂，绞线机恒速运转时，他们的高度应该是差不多的，如果发现两个摆臂一高一低（会造成两根线之间张力不一样）应立即停机检查维修。在开机的过程中，注意观察绞线机内的收线张力轮应该在于中间位置为最好，如果发现很大幅度的摆动，说明机器已有故障，需要维修，在每次开机调节收线张力时，也要于张力轮在中间位置为准！在生产过程如有发现不良品，应即时汇报待处理，不能流到下一道工序！注意线材不能扭伤！。

2．成缆工序

成缆绞合节距一般也是对串音的影响比较大，首先要选择好合适的绞合节距。成缆节距一般控制在60.0mm-90.0mm .因为成缆节距太大,电缆弯曲性能变差,电缆安装或受力后传输性能回波损耗、特性阻抗有很大的影响。成缆节距太小，容易引起衰减、工作电容的超标。对于成缆方向的确定，业内人士意见不一，有采用成缆方向与绞对方向相同的，也有采用反向的。同向可能造成绝缘单线相互挤压变形，从而影响电气性能。反向，容易造成退扭，使绞对节距不稳定而影响特性阻抗、回波损耗等指标。具体应视生产设备、绝缘材料、对绞节距和成缆节距的情况而确定。我们在进口单扭成缆机上采用同向绞合，成缆机放线张力通过舞动轮控制，保证生产过程中张力恒定，牵引装置采用低惯性橡皮被覆轮，以保护线芯，避免绞距松动，并且由牵引机提供信号反馈，以达到精确的成缆节距，生产的缆芯圆整，节距偏差控制在±3mm以内。保证所有的导线轮，线不能跳出导轮外，乱伤线材！请注意十字架和四对线的成型效果，决对不能走位和扭伤！

3． 纵包屏蔽层/挤外护套

我们采用一步法完成纵包屏蔽层及挤外护套，即把纵包机装置安装在护套放线与挤塑机主机之间，在护套设备上利用可调节纵包装置进行铝箔纵包的。在电缆屏蔽制造过程中，由于屏蔽材料壁厚规格的不同而对电缆的传输性能产生不同程度的影响,我们选用较软的铝箔(0.05mm-0.065mm)来做电缆屏蔽层的.但屏蔽铝箔包覆缆芯的松、紧程度不同，对电缆的传输性能的稳定性将产生决定的影响，因此在设计合理的屏蔽成型过线模具时就显得尤为重要。如果铝箔屏蔽层包覆不紧，在电缆弯曲时屏蔽层容易出现很小的缝隙，使屏蔽电缆的转移阻抗增大，减弱屏蔽效率。并且随着频率的增加而使ACR（衰减/串音比）降低。如果铝箔屏蔽层包覆太紧，在铝箔通过成型过线模具时因磨擦系数大而容易断带，影响生产效率，而且容易造成电缆的工作电容偏高和插入损耗的不合格。我们在制造过程中不断的调整铝箔成型工艺的同时还要控制好铝箔放带张力，在整个屏蔽工序中屏蔽带的张力保持不变，其变化范围应小于8%。

我们对挤外护套工序中护套厚度、护套内外径均加以严格的控制，调整好护套收放线张力，尽量避免屏蔽层变形和成品电缆被压扁，减少对成品电缆的特性阻抗、回波损耗等性能的影响，尽可能把屏蔽层与外护套层收紧，以保证缆芯中线对位置的固定，防止屏蔽层与缆芯在布线施工中受外力挤压或弯曲时变形，给工程带来隐患。为了保证数据线缆的整体性能达到最佳，挤外护套时，一定要控制好松紧适中，不能太紧也不能太松。在生产过程中，随时注意线材不能走位，扭伤！

4．成圈

必须要在有主动放线的装置，才可以对数据缆成圈作业，成圈作业中，一定要注意不能扭伤线材，数据缆需要打木辘时，先要对打线机的收线排线位置调好之后才能开始打线，在过程中应该让机器恒速运转，尽量减少开机速度频繁快慢之间调节，速度不稳定容易拉伤线材！随时注意放线与收线的联动性能，如果发现张力不稳定，请及时维修！如发现不良品，一定要隔离，待处理！

［sa571328 在 2013-1-17 10:58:00 编辑过］

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