陈建平

（浙江晨光电缆股份有限公司 浙江平湖）

1.存在问题

在高压交联电缆生产中，为了防止绞好的缆芯表面受污染，采取在缆芯表面绕包一层薄膜包带的防护措施，该措施是在绞线与交联工序之间进行，薄膜包带做为防护层，将一直到该电缆开始进行交联工序进入挤出机前再拆除，以保证已绞合好的缆芯，免受外界污染，确保电缆质量。

绞线工序的缆芯表面薄膜包带绕包防尘不存在问题，而交联工序进行拆除薄膜包带尚没有一种专用的设备或装置，能够自动拆除薄膜包带，都是人工拆除。人工拆除薄膜包带工作本身简单，但因交联机24 h连续不停生产，拆除薄膜包带必须与之同步进行，因长时间昼夜不停地重复操作，操作人员极易出现疲劳，尤其是在晚班时段。致使薄膜包带未及时拆除情况发生，如不能及时被发现处理，会使薄膜包带进入挤出机，造成比较严重的质量问题。为此往往多安排人替换进行，不仅加大了人工成本，也不能完全排除人员疲劳的情况出现。

2.解决方案分析

由上述分析可见，在交联生产工序时，有必要设计一台自动拆除薄膜包带装置，来代替人工拆除，既可降低人工成本，又能避免因人的疲劳导致质量事故的发生。结合现场情况，分析该装置设计难点主要有以下两方面。

（1）交联机在工作时，缆芯从储线架出来后，要经过几十米的行走过程后，才能到达挤出机，在这一过程中，如果缆芯全部暴露在自然环境中，容易受到污染或损伤，因此，为了尽量避免缆芯遭受污染或损伤，在缆芯进入交联挤出机前，大部分都处于密闭的保护管道中，只有上牵引部分暴露在保护管外。为了减少缆芯在这一段被污染的可能性，在装有上牵引的房间内，要尽可能地减少人员的活动。另外，拆除薄膜包带的工作区域应距上牵引尽可能的近一些，使拆除了薄膜包带后的缆芯直接暴露在空间尽量少。从现场来看，最佳位置只有在与主机同楼层的、装有更换缆芯夹持装置的地方。由于其位置空间有限，又装有一套缆芯夹持装置，使拆除薄膜包带装置的结构尺寸受到一定的限制。

（2）在绞线工序绕包时，薄膜包带是整盘装于绕包头上，当缆芯向前行走时，绕包头围绕缆芯做回转运动，将放带盘的张力控制调整好，薄膜包带就能顺利地绕包在缆芯上，通过对缆芯行走速度、绕包头回转速度的调节，实现不同绕包节距的变换。而要保证在交联生产过程中，顺利地将薄膜包带从缆芯上拆除下来，用手直接拆是比较容易的，但这项看似简单的工作要采用装置进行却有一定难度，因为在拆除时，装置拆除动作即要考虑能顺利地将绕包在缆芯外的包带拆除，还要考虑绕包时包带节距的变换、缆芯速度的变化等对拆除运动的影响；对拆除下来的薄膜包带，必须予以收集，否则整个拆除现场将混乱不堪，拆除工作也不可能顺利进行。要想使拆除装置的整个动作流畅顺利，必须同时具有：完成拆除薄膜包带的拆除功能；适应因节距、行走速度变化而带来的拆带速度变化的功能；将拆下来的薄膜包带方便收集的功能。

3.装置设计

经过对比分析，该装置采用皮带传动结构方式，结构如图1、图2所示，工作原理：在交联机工作时，尚未拆除薄膜包带前的导体，从中心管下部向上行走，至中心管出口，先将前面的薄膜包带，人工拆下一部分并缠绕在收卷轴上，然后启动变频调速电机，经直连的减速机输出动力，带动中心管作旋转运动。旋转主面板与中心管固定连接，因此旋转主面板随中心管一起旋转，旋转方向与薄膜包带拆除方向一致，随着旋转运动，薄膜包带被拆除，与此同时，通过收卷轴座、轴承等安装于主面板上的收卷轴，也随着主面板作绕中心管的旋转运动。收卷轴在随主面板绕中心管旋转的同时，通过收卷皮带轮、收卷皮带、固定皮带轮之间的相对运动，产生了自旋转运动，这个运动完成了将拆下的薄膜包带收卷成盘的功能。从而实现一个动力构件与两个执行构件运动链的合理匹配，使得整个装置的尺寸与重量大幅度减小。为了确保收卷运动的速度始终能满足拆除薄膜包带的需要，中心固定皮带轮的直径是收卷皮带轮直径的3倍多，则收卷皮带轮的旋转速度也就是中心管旋转速度的3倍多，通过摩擦离合器的作用，达到收卷轴始终处在合适的收卷速度。通过调节该套摩擦离合器的螺母，可调节摩擦片之间的压紧力。

图1 拆除装置结构原理示意图1

图2 拆除装置结构原理示意图（2）

针对因节距或行走速度变化带来的拆带速度变化的问题，同时考虑到在收卷过程中，可能会出现薄膜包带发生断带、或被突然拉紧的情况，从电气控制上设计了一套断带及张力异常调节报警装置，装置安装有上限位、下限位、摆杆，以及大小传感轮、传感皮带、精密电位器等，当张力出现异常或断带时，搭在薄膜包带上摆杆的摆动幅度，会随之加大，随着摆杆摆动幅度的变化，通过大传感轮、传感皮带、小传感轮的传动，使摆杆的摆动信号放大，然后再传给精密电位器，精密电位器接收到这些信号后，将调整信号通过控制器，反馈至变频调速电机，使得变频调速电机的速度发生相应的变化，则旋转主面板及收卷轴的转速，也会产生相应的变化，从而使被拆包带的张力趋于稳定。当张力过大时，摆杆被抬高的幅度将会超过上限位，则上限位在接到相应的感应信号时，会马上接通报警线路，蜂鸣报警器报警；当张力过小或出现断带情况时，摆杆自然下垂到底，下限位接到相应的感应信号，同样接通报警线路进行报警。

图3 电气控制原理图

电气控制原理见图3，当三相电源接通后，合上QF开关，按下启动按钮SB1，KM接触器线圈通电，KM1、2、3主触点与KM4辅助触点吸合，变频电机的风机通电工作，变压器通电，输出24 V电源，因变频器串接口与调节旋钮是串联连接，当将组合转换开关打至手动位置时，串接口直接导通，此时直接通过调节旋钮控制输出频率，实现电机手动调速；当将组合转换开关打至自动位置时，串接口通过精密电位器导通，此时相当于在原调节控制线路上，增加了一个调节旋钮。同时，另一组开关接通警报器线路，当上限位或下限位接收到感应信号时，其相应开关闭合，蜂鸣警报器通电报警，同时中间继电器KA线圈通电，串接在频率调节线路中的常闭点打开，收卷调速电机停止工作。

4.使用效果

薄膜包带自动拆除装置经装配调试进行空试运转正常后，安装在VCV立式交联电缆生产线上。经过较长时间的运行使用表明，效果良好，基本实现了自动拆除与收集等功能，大大减轻了操作工人的劳动强度，避免了因人工疲劳可能出现的质量风险，节省了人工费用，降低了制造成本，取得了预期效果。

该套装置已获得国家专利（专利号ZL 2008 2 0169991.6）。