光纤光缆制造工艺及设备(12)

过滤真空分离式除气是对油膏施加一定压力，通过微孔金属过滤网或采用挤压轧辊过滤使气泡分离，经真空泵排出。离心真空分离式除气是利用离心机实现油气分离，由真空泵排出气泡，后一种方法输出油膏除气效果好，密度、精度均匀，具有一定稳压能力。

去除气泡的阻水油膏与光纤一起进入油膏针管，填充入挤出松套管内，在此油膏填充模具的设计和选用至关重要，松套管中油膏填充质量最终由油膏填充模具决定。所以应合理设计挤塑机的内模芯内径与油膏针管的间隙距离，并根据松套管内径，光纤根数调整油膏的输

出位置。同时，充油针管在挤塑机中的位置也是关键的控制因素。

光纤经油膏填充进入挤塑机。一般情况下，光纤光缆生产厂家选择单层挤套塑工艺，由于光纤束松套管外径较小，一般为3.0mm左右，所以可使用θ45mm挤塑机，而对中心管式光缆的束管则应根据管内光纤的不同，选择不同的挤出模具尺寸，得到不同的束管外径。采用聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT为松套管材料。PBT颗粒料，经送料装置送入挤出机的进料口，使其在螺杆的作用下进入挤塑机内部并在加热区熔化，在挤塑机熔融挤出区出口模挤出并在出口模和余长牵引之间完成套塑，形成束管。挤塑机熔融加工温度在250-270ºC。作为PBT塑料的松套挤出机，通常应使用高效均匀又不产生过渡剪切效应的螺杆为宜。挤塑机螺杆的长径比从24：1到30：1。长径比太大，高温下的PBT料在加热区滞留时间太长，会产生分子链断裂的降解现象，严重时将导致挤出的束管变成脆性物体。

PBT料的选择与处理对最终产品质量有着较大的影响。要求PBT具有良好的可加工性、耐水解、柔韧性好、易切割。在生产中，首先是对PBT进行干燥处理，通常情况下，PBT料进入挤塑机前必须在100ºC左右温度下干燥3小时以上，使水分充分去除。PBT的粘度，此项指标对PBT加工工艺有非常大的影响，粘度高使流动性减弱，生产线速度不能提高，造成成形困难，对挤出螺杆要求较高。PBT的热稳定性，此项指标决定了PBT的在线加工能力，PBT料在挤塑机内高温滞留时间过长 ，将发生降解、熔体破裂，产生焦料，焦料的出现会形成套管内包块存在，严重时造成套管断裂。影响此项指标的是挤出机温度，特别是机头温度，如法兰区温度、模具出料区温度，一般加工温度设定在250ºC，温度的设定主要考虑这样几个因素：PBT材料特点、生产线速度、套管规格、模具的配置。PBT料拉伸比，PBT管自模具出口挤出，遇空气迅速冷却，进入热水槽，此过程中，PBT料从熔融态温度迅速下降，PBT温度高于其玻璃化温度，PBT聚合物的大分子链已不能运动，但链段还能活动，在外力作用下能产生较大形变，在此成形过程中，PBT料从没有取向的熔融状态，沿牵引方向拉伸到原长度的若干倍，从而形成束管的拉伸比。此时拉伸比DDR可由下式计算：

2222DDR=（DD-DT）/(D0-Dj) (5-5-2)

式中：DD-模套内径；DT-模套外径；D0-套管外径；Dj-套管内径。

PBT套管挤出后进入冷却水槽进行冷却。套塑后的水冷，一般采用梯度冷却方式。第一节冷却水槽冷却水温较高，要根据形成光纤余长的需要设置，同时应使水温接近PBT材料的结晶温度40～60ºC,使PBT形成较稳定的结晶。一般在45～75ºC,最佳为60ºC。此外，应严格控制水温的偏差，偏差范围在±2ºC内。由于自挤塑机出来的PBT熔融体的温度较高，会引起冷却水槽温度的升高，必须注意冷却水循环的控制。

套管经过第一冷却水槽后，已形成较为稳定的结构，通过主牵引轮形成负余长,牵引轮对套塑余长形成起主要作用。牵引轮的圈数、直径尺寸均会对光纤余长的大小产生一定的影响，牵引轮与套管的接触面应耐磨损，并有一定的摩擦力存在。牵引方式的不同对形成光纤余长也有较大影响。

套管经过牵引轮后进入第二水槽，这节水槽温度较低，一般设置在10℃～20℃左右的温度范围内。套管经此槽水冷时，应充分冷却，使套管结构稳定。然后用吹干机将水分燥干，使进入收线的套管不但充分冷却而且无水分。在生产中应注意吹干机模具和气流的控制，根据不同规格套管外径调节吹干模具尺寸，对气流的选择应在保证吹干的前提下，保持套管平稳不抖动，这里要特别注意吹干模具与气流的配合。因为套管外径测量一般在吹干之后，为保证套管外径测量的准确性应注意保持套管的位置稳定。在此阶段光纤形成正余长。

充分冷却、干燥的套塑管通过张力测量装置及覆带牵引进入收线装置，覆带牵引压力的设置应既不对套管外形造成影响又不使套管打滑。生产时要注意观察皮带的磨损情况，对于收排线装置的要求是排线平整无压线及抛线现象，收线张力的设置不宜过大。

2)光纤带二次套塑工艺

光纤成带是为了提高光缆中光纤的密集度而发展起来的产品，而光纤带的二次套塑是光纤成缆工艺技术的最关键的工序。其生产线工艺流程如图5-5-6所示。光纤带在一定张力下由放线装置放出，对于光纤带束管，光纤带有二种放线方式：叠带平行进入束管和叠带螺旋绞合进入束管。经挤塑机机头挤制PBT束管，管内充有阻水油膏，经热水槽冷却成型后，由轮式牵引轮牵引到所需的束管外径，将束管在牵引轮上緾绕几圈，然后进入冷水槽。由于光纤带本身具有一定的张力，因此，束管中的光纤带会靠向牵引轮的内侧，此时，光纤带的緾绕直径Φ1必然会少于束管中心线的緾绕直径ΦT，而形成负余长：

ε=（Φf-ΦT）/ΦTX100% （5-5-3） 式中：D2—常数，由牵引轮直径和束管外径决定；

D1-变量，主要取决于光纤带的放带张力和束管内阻水油膏的粘度。

图5-5-6光纤带二次套塑工艺流程图

光纤带的放线张力愈大，光纤带拉得愈紧，光纤带在束管内的位置靠向内侧就愈甚，形成的负余长愈大。反之？然。所以，光纤带的放线张力愈大，成品松套管的正余长愈小，放线张力愈小，正余长愈大。

松套管进入冷水槽后，由于温差的作用，会发生收缩，这不仅补偿了光纤带的负余长，并得到所需要的正余长。冷收缩得到的正余长值取决于冷热水的温差、PBT材料及光纤的线膨胀系数。

松套管离开冷水槽后，进入三轮张力控制器，三轮组张力控制器包含两个定位轮和一个张力轮，张力轮与一个张力传感器相连，张力传感器的作用是检测松套管在线张力，控制主牵引速度。主牵引的牵引张力非常低，使松套管得到充分的热松弛，松套管离开主牵引到收线盘时，基本上已没有内应力，从而得到一个稳定的具有正余长的光纤带松套管。

光纤带套塑工艺中光纤带余长控制是关键。引起光纤带余长变化的主要因素是放线张力，光纤带平行进入束管时放线张力的影响容易控制，当以螺旋方式进入束管时，由于光纤带绞体绞合旋转方式的影响，该如何保持放线张力的恒定、如何进行放线张力的测量与控制是最关键的。中国电子科技集团公司第八研究所赖继红女士提出了这样一种设计方案并在生产实际中得到验证，效果很好。其设计采用张力传感器、PLC及工业控制计算机联合技术来控制放线张力，实现张力在线调节、主屏显示的功能。

采用12只光纤张力传感器同步控制。光纤带绞体对传感器的要求很高，首先，要求光纤张力传感器抗干扰能力强，12只光纤张力传感器同步工作时，要互不干扰；其次，受力方向要单一，在生产过程中，各放线头要随着绞体转动，安装在绞体上的张力传感器的运动状况较复杂，在此过程中，为了保证光纤带能恒张力放出，传感器必须只对光纤 …… 此处隐藏：3057字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……