Исключить отмеченные недостатки позволяют способы, обеспечивающие объемный разогрев резиновых смесей.

В результате исследований вулканизации кабельных изделий с использованием нагрева в электромагнитном СВЧ-поле показано, что скорость нагрева зависит только от поглощенной энергии СВЧ-поля. Удельное поглощение энергии при СВЧ-нагреве выражается известной формулой:

Р = 211/ЕгфЩЪ, (6.22).

где Е-частота и напряженность приложенного поля; е и tgS - . диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь резиновой смеси.

Результаты проведенных испытаний, а также теоретические расчеты показали, что наиболее пригодны для СВЧ-нагрева резиновые смеси на основе полярных каучуков, а также резиновые смеси на основе слабополярных каучуков с наполнителями- высокодисперсными типами технического углерода (марок ПМ-50, ПМ-75). В то же время для изоляционных резиновых смесей с высокими диэлектрическими параметрами применение СВЧ-нагрева нецелесообразно.

Одним из способов, обеспечивающих объемный разогрев резиновых смесей, является способ, заключающийся в дис-сипативном разогреве резиновых смесей в экструзионной головке в процессе низкочастотных колебаний дорна (5-10 Гц). В отличие от СВЧ-нагрева при данном способе на разогрев резиновых смесей не влияют природа и характеристики компонентов резиновых смесей.

К способу, интенсифицирующему процесс вулканизации благодаря внутреннему разогреву, относится способ, разработанный фирмой Anaconda Wire and Cable (США), при котором использованы перед экструдированием нагрев током высокой частоты или пропускание через термическую печь токопроводящей жилы.

Наряду с применением различных теплоносителей и систем их максимального использования ищут и другие пути увеличения производительности и повышения качества изделия. Так, японская фирма Fujkura Cable использует установку ультразвукового нагрева в жидкой среде. Источником ультразвука может быть один или несколько кольцевых вибраторов, .через которые пропускают изделие. При дополнительном ультразвуковом нагреве скорость может быть увеличена на 50%-

Одним из способов, обеспечивающих равномерную вулканизацию, является способ радиационного сшивания. Преимущества радиационной технологии перед традиционными способами химической вулканизации в среде насыщенного пара заключаются в следующем: не требуется введение в материал вулканизующих агентов, процесс идет при комнатной

температуре; производительность не ограничивается скоростью наложения изоляции на экструдере, экономится производственная площадь; участок облучения занимает не более 100- 140 м; уменьшаются отходы заготовки при заправке и окончании работы; энергетические затраты на 20-60% меньше, несмотря на то что электроэнергия дороже пара, но ее требуется меньше в 2-5 раз.

Недостатки радиационного способа - ограничение толщины изоляции из-за ограниченной глубины проникновения электронного пучка, а также выделение большого количества озона при взаимодействии быстрых электронов с воздухом в камере облучателя. Радиационная вулканизация резиновых смесей находится в течение нескольких лет в стадии исследования.

Проведенный анализ способов, обеспечивающих внутренний нагрев, показывает, что всем им присущ общий недостаток: они не могут обеспечить равномерный разогрев резиновых оболочек (кроме СВЧ-нагрева).

Однако способ СВЧ-вулканизации нельзя использовать для вулканизации неполярных резин, применяемых для изоляции.

Разработанный перспективный способ разогрева резиновых смесей путем колебаний дорна в экструзионной головке позволяет получить температуру, близкую к температуре, при которой происходит вулканизация.

6.3. УСТРОЙСТВО и ПРИНЦИП РАБОТЫ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ НЕПРЕРЫВНОЙ ВУЛКАНИЗАЦИИ

Все ЛКНВ построены по одному принципу, поэтому ниже дано подробное описание линии ЛКНВ-125, имеющей наибольшее распространение на кабельных заводах. Для линий других типов приведены их особенности.

Линия ЛКНВ-125 разработана в изоляционном и шланговом вариантах и предназначена в первом случае для изолирования жил сечением 0,75-6 мм, а втором - для изолирования и ошлангования кабельных изделий диаметром до 15 мм.

Изолируемая жила или провод с отдающего барабана через оборотный ролик поступает в головку червячного пресса, где происходит наложение резиновой изоляции или оболочки. Из головки пресса жила кабеля или провод попадает в вул-канизационную камеру, соединенную с экструдером с помощью телескопического затвора. Длина вулканизационной камеры выбирается от 75 до 100 м в зависимости от назначения агрегата. В вулканизационной камере изоляция или оболочка вулканизируется, проходит через паровой промежуточный затвор и поступает в охлаждающую камеру. Охлажденная жила или провод, выходя из камеры, попадает на оборотный ролик, проходит по желобу с водой, а затем подвергается обдувке

воздухом для удаления влаги и поступает на тяговое колесо. С тягового колеса изолированная жила проходит через аппарат сухого испытания и принимается на приемный барабан.

Линии непрерывной вулканизации для наиболее эффективного использования производственной площади размещают на площадках на высоте 3-4 м над работающим оборудованием цеха. На одной верхней площадке устанавливают червячный пресс с тяговым колесом и щиты управления с размещенными на них контрольными приборами. Под площадкой располагают отдающее устройство, приемное устройство, аппарат сухого испытания и станция управления. На другой верхней площадке размещают конец вулканизационной камеры с промежуточным и концевым затворами, охлаждающей камерой и оборотный ролик. Вулканизационная камера подвеншвается на фермах вдоль цеха. Для удобства монтажа и обслуживания вдоль вулканизационной камеры над действующим оборудованием цеха на металлических стойках или кронштейнах устанавливают небольшую площадку. Иногда на одной площадке располагают параллельно несколько агрегатов со смещением их по длине. Отдающее и приемное устройства агрегатов размещают под площадкой.

Рабочий на верхних площадках обслуживает червячный пресс и по приборам следит за работой всего агрегата. Другой рабочий находится под площадками - меняет приемные барабаны, устанавливает отдающие барабаны с проволокой или с изолированными жилами, производит учет и сдачу продукции. Кроме того, этот же рабочий следит за работой счетчика длины и аппарата сухого испытания. Если на изолированной жиле и проводе, принятом на приемный барабан или в контейнер, отсутствуют пробои изоляции, такой барабан или контейнер с жилой направляют на дальнейшие операции без перемоток.

Стандартное отдающее устройство на линиях непрерывной вулканизации состоит из отдатчика для барабанов с диаметром щек от 500 до 760 мм, с диаметром сердечника 300-400 мм и нгариной 350 мм. На такой барабан помещается от 20 до 40 км проволоки или скрученной жилы. Отдатчики оборудованы устройством для механического подъема и спуска барабанов. Равномерное натяжение проволоки или жилы, поступающей в пресс, обеспечивается регулированием тормозного момента с помощью рычага с роликом. При натяжении жилЫ поднимается рычаг с роликом, что уменьшает торможение колрдочного или ленточного тормоза. При установке двух отдатчиков на агрегате переход с одного барабана на второй производится без остановки агрегата.

При наложении изоляции на однопроволочную медну или алюминиевую жилу с бухт устанавливают конусы Дя

5ухт под площадкой агрегата. Конус размещают с наклоном 5--10° так, чтобы ось его совпадала с отверстием в площадке. flpH установке двух или трех конусов обеспечивается непрерыв-дая подача проволоки путем сварки нижнего конца проволоки g бухте с верхним концом второй бухты.

Экструдер для линии непрерывной вулканизации должен обладать большой производительностью и широким диапазоном ее регулировки, чтобы обеспечить наложение изоляции различной толщины при максимально допустимых линейных скоростях движения проволоки. Червяк пресса изготовляется двухзаходным с убывающим шагом. Диаметр червяка 63, 90 и 125 мм, глубина нарезки в загрузочной зоне выбирается равной (0,1-0,2) Z), а в компрессионной и дозирующей зоне- (0,5-0,1) Z), компрессия равна 1,9-2,5.

Червяк экструдера изготовляется полым, внутрь него вставлена трубка с отверстиями для водяного охлаждения во время работы. Конец червяка имеет конусный наконечник, позволяющий уменьшать объем резины во внутреннем пространстве головки.

Питание резиной экструдера производится лентами, снятыми с вальцов механическим ножом. Для обеспечения равномерности питания пресса подача резины производится с помощью механического питателя, состоящего из двух роликов. Ролики захватывают ленту резины и направляют ее в пресс со скоростью, обеспечивающей непрерывное его питание. Привод этих роликов осуществляется от червяка пресса.

Питание пресса из контейнеров с лентами резины может быть ручным или непрерывным механизированным с установленных у пресса нагревательных вальцов. В связи с примене-нисхМ для питания агрегатов непрерывной вулканизации холодных резиновых смесей разогрев и необходимая их пластикация достигаются червяком при увеличении его длины до (10 -15)£), уменьшении глубины нарезки, особенно на выходной части пресса, и увеличении компрессии. При работе пресса с длинным червяком необходимо помнить о точном регулировании температуры в цилиндре пресса, так как превышение температуры резины приводит к преждевременной частичной ее вулканизации.

Головки экструдеров агрегатов непрерывной вулканизации Рассчитаны для малого объема резины. Дорн и матрица *естко центрируются с помощью дорнодержателя и мат-Рицедержателя. Для образования правильного кольцевого за-ора и равномерного распределения в нем давления резины онец дорна глубоко введен в коническую часть матрицы, "гулировка центровки изоляции жилы достигается с помощью Лановочных винтов, меняющих положение дорнодержателя дорном по отношению к матрице. На выходной стороне

головки пресса имеется кольцевая выточка с прокладко]., в которую входит торец телескопической трубы. Производи] тельность линии можно повысить путем наложения изоляцц одновременно на две жилы.

На производительность экструдера и качество кабельньд изделий существенное влияние оказывает формующий инст. румент (дорн, матрица). Основные геометрические размеру формующего инструмента при наложении резиновой изоляцщ следующие: угол конуса дорна а = 35н-60°; диаметр отверстия дорна </д = (1,04-l,09)d, где d-диаметр изолируемой заготов-ки; длина цилиндрической части дорна 4-12 мм; угол конуса матрицы Р = (65-н90°); диаметр отверстия матрицы Z)„ = 0,99c/ где <4з - диаметр изделия или заготовки по изоляции ид оболочке; длина формующей части матрицы не менее 3-7 мм.

При увеличении глубины погружения дорна в матрицу уменьшается степень обжатия жилы резиной. Если цилинд-рическая часть дорна глубоко погружена в матрицу или даже выступает из нее, то изоляция или оболочка будут накладываться почти без обжатия. Такой способ наложения изоляции или оболочки применяют для повышения изгибоустойчивости кабельного изделия, особенно при возникновении в процессе эксплуатации крутящих моментов относительно оси кабельного

Разработаны линии ЛКНВ-бЗхбЗ, ЛКНВ-90х90 со сдво-jHbiMH V-образно расположенными экструдерами. Цилиндры . вращающимися в них червяками с индивидуальным приводом размещены под углом 45°. Каждый цилиндр пресса питают различной резиной для получения двухслойной изоляции, резина из одного из цилиндров подается в общую головку д поступает в зазор между дорном и матрицей, образуя первый слой изоляции. Резина из второго цилиндра поступает р специальным каналам в промежуток между дорном и матрицей, причем матрица для первого слоя изоляции является дорнодержателем для второго слоя. Выходная матрица снабжена регулировочными винтами для центровки изоляции.

Входной или заправочный затвор, соединяющий вулкани-зационную камеру с головкой пресса, состоит из неподвижной стойки и передвигающейся в ней с помощью зубчатых шестерен и рейки телескопической трубы (рис. 6.7). При заправке и наладке агрегата телескопическая труба вдвигается внутрь вулканизационной камеры. Пространство между вулканизационной камерой и трубой служит для смены блока головки, проверки й регулировки центровки при наладке пресса. Вулканизационная камера имеет две основные конструкции.

изделия. Приведенные рассуждения относятся к работе на Одна из них состоит из отдельных секций длиной 4,5-6 м,

экструдере без вытяжки, т. е. когда скорость выпрессования резиновой смеси равна скорости жилы или скрученной заготовки кабельного изделия.

Наложение изоляции с вытяжкой происходит в том случае, когда токопроводящая жила или скрученная заготовка движется через головку экструдера быстрее, чем выпрессовывается слой резиновой смеси, при этом происходит вытягивание резиновой смеси движущей жилой и уменьшение радиальной толщины изоляции. При малых толщинах изоляции или оболочки работа с вытяжкой позволяет несколько увеличить производительность экструдера, но при слишком больших вытяжках возникают внутренние напряжения в изоляции, которые могут вызывать растрескивание покрытия в процессе вулканизации. При большой толщине изоляции и высокой пластичности резиновой смеси наложение изоляции необходимо производить при минимальной вытяжке, так как чем больше вытяжка, тем больше натяжение, а следовательно, и давление кабельного изделия на тяговое устройство.

Для нормальной работы линии устанавливают второй комплект отдающего и приемного устройств.

Для одновременного наложения на провод или жилу кабеля изоляции и оболочки или изоляции и полупроводящего экрана применяют экструдеры с двумя червяками, размещенным под углом. 222

собираемых болтовым соединением фланцев. Каждая секция имеет паровую рубашку (одна труба вставлена в другую большего диаметра с зазором 8-12 мм, завальцованные торцы большей трубы приварены к внутренней трубе). Наружная труба снабжена отводными трубками, соединенными при помощи фланцев.

Для уменьшения конденсации пара в вулканизационной камере температура ее стенок поддерживается близкой к температуре пара путем подачи в рубашку вулканизационной камеры чара. Поверх наружной трубы накладывается теплоизоляция.

Выбор конструкции вулканизационной камеры зависит от соотношения стоимости электроэнергии и пара высокого

!6,7. Входной или заправочный затвор линии непрерывной вулканизации: Чя "Bta экструдера; 2-штурвал запирающего механизма; 3-подвижная телескопичес-ФУба; 4-зубчатая рейка; 5 -маховичок с шестеренкой; 6 - цилиндр заправочной камеры; 7-вулканизационная камера; 8-па(5овая рубашка