光纤二次被覆工艺学目录第一节 概述第二节 二次被覆设备第三节 塑料挤出理论第四节 工装设计和选择第五节 光纤余长控制理论第六节 二次被覆的质量控制第七节 二次被覆缺陷和预防第八节 计量器具的使用 第一节 概述 由于光纤对外界的影响非常敏感，特别是力的问题，直接影响了光纤的传输性能，因此，需对光纤格外加以保护。所谓二次被覆就是用塑料挤出机在光纤外形成一个塑料保护层，目的就是保护光纤免受轴向力和径向力的影响，以便加工成缆。 二次被覆通常有四种结构形式，如图所示： a b c d a：紧套结构：一次涂覆光纤与二次被覆层（有时加有缓冲层）直径接触，外径一般为0.51.0mm。 b：空心松套结构：是一种空心塑料管，光纤在塑料管内有很大的活动空间，避免光纤受外力与温度变化对光纤产生影响。 c：填充松套结构：即在空心塑料管中填充膏状物。膏状物应在较宽的温度范围内具有柔软性、自动复原性和稳定性。 d：填充松套光纤束结构：是一种在塑料管内聚集多根光纤的松套管，其管中也填充膏状物。 目前最常采用是第四种结构，下面就该结构简单介绍一下其特点：1、 一次涂覆光纤置于空心管中，而与组成光缆的其他元件完全隔离。但由该松套管绞成的光缆其外径要稍大。2、 光纤在空心管中完全处于自由状态，当受到外力和温度变化影响时，有一定的活动空间，减少弯曲和侧压力，从而减小宏弯和微弯损耗。3、 空心的松套管具有一定的抗拉、抗压和抗冲击能力。4、 松套管内填充膏状物，使其具有阻水的能力，从而减少水分子对光纤的影响。5、 当架空敷设时，光纤的伸缩应变远远小于缆的应变，从而使光缆具有良好的抗张能力。 松套二次被覆的生产工艺与其他电线电缆的的绝缘或护套挤出工艺十分类似，只不过所用的材料不同。由于二次被覆的控制参数对松套管本身和光缆的质量影响十分显著，因此对其控制十分苛刻。二次被覆的基本工艺流程如下： 放纤 挤 热水 牵 冷水 吹 测 牵 收 充油 塑 冷却 引 冷却 干 径 引 线 第二节 松套二次被覆的设备 生产工艺与生产设备是密切相关的，生产工艺是在一定的生产设备上形成，生产设备又必须满足工艺要求。二次被覆生产设备是生产光缆松套管的专用设备，它们与二次被覆工艺的关系十分密切。因此，要研究二次被覆的工艺，首先要熟悉二次被覆设备及其组成。在光纤外形成塑料松套管，并充以填充膏和使光纤形成所需余长的生产设备，简称为二次被覆生产线。一、 二次被覆生产线的组成：附图：1、 光纤张力控制放线架2、 光纤SZ绞合装置3、 油膏填充机组4、 塑料挤出机5、 热水冷却系统6、 单轮牵引机7、 冷水恒温冷却系统8、 吹干装置9、 动态线径测量仪10、 履带牵引机11、 卧式储线系统12、 双盘收排线系统下面就其构成部件逐一对部件的工作原理和操作作介绍。1、 光纤张力控制放线架 光纤张力控制放线架采用了线盘放线张力与光纤线张力隔离式结构，克服了因光纤盘上光纤粘纤或卷绕不佳引起的张力波动，使张力控制精度包括小张力下都得到很大提高。光纤从施加磁滞阻尼的线盘轴上放出，再经柔性带履压的牵引轮牵引，由舞蹈轮系统控制其恒张力及跟踪线速度。牵引驱动采用直流伺服电机，放线速度随生产线速度变化，同时保证放线张力恒定。 光纤盘上光纤被动放出，该张力由调定的磁滞阻尼产生。大小可打开机架背后柜门，调节铝质套与活动的小铝盘间的间隙，间隙小则张力大，间隙大则张力小。 光纤由牵引轮带动，经舞蹈轮和固定轮组，光纤的张力由砝码平衡，舞蹈轮同时检测位置，反馈调节牵引轮转速以维持与生产线的同步。2、 光纤SZ绞合装置 为保证松套管内光纤的余长一致性，将光纤进行SZ绞合。SZ绞合采用简洁传动和高性能交流伺服驱动系统及数字控制装置，运行可靠。设备绞合速度及绞合角度随时可调，绞合速度可与生产线速度同步。 3、油膏填充机组 油膏填充机主要有料桶抽吸装置、加压储料罐、油膏输出装置以及回流装置等组成。设备共有两根软管，一根从料桶抽吸泵连接到储料罐，另一根从输出计量泵连接到机头。 料桶抽吸装置油电机减速机驱动往复式活塞抽吸杆。从油膏桶底部抽取油膏。在安装抽吸装置时，先将密封盖压在油膏桶上，油膏量可以由指示杆显示。4、 塑料挤出机 塑料挤出机采用一体化设计，主要挤压系统、传动系统、加热和冷却系统、控制系统等组成。（1） 挤压系统：包括螺杆、机筒、料斗、机头和模具等组成，是挤出机的关键部分。（2） 传动系统：传动系统的作用是驱动螺杆，供给螺杆在挤出过程所需的力矩和转速。有电机、减速箱等组成。要求螺杆转速稳定，不随负荷而变化，以保证制品的均匀一致。（3） 加热和冷却系统：加热和冷却是塑料挤出过程能够顺利进行的必要条件。加热系统由电加热器在外部加热物料，使之升温，以达到工艺操作所需要的温度。冷却系统是用于排除由于螺杆旋转的剪切摩擦产生的多余热量，但在加料口的冷却是为了加强对固体物料的输送作用。（4） 挤出机的控制系统主要由电器、仪表和执行机构组成。其主要作用是控制和调节挤出机的转速、温度、压力、流量等实现对整个生产线的调节和控制或自动控制。 5、热水冷却系统 主要由水箱、固定水槽、移动水槽、加热系统、水泵系统等组成。热水冷却分两段进行，以便适应不同塑料的阶梯冷却和余长控制要求。5、 单轮牵引装置 其驱动系统采用膏精度直流伺服驱动装置及进口伺服电机，电机直接与减速器相连，速度平稳。6、 冷水恒温冷却系统 其主要由水箱、水槽、冷冻机组、水泵等组成。主要作用是进一步冷却和固化松套管，并且具有控制余长的作用。7、 履带牵引机 该装置主要由上下履带、履带牵引系统、张力轮同步控制系统、长度检测系统组成。上下履带在气压的作用下夹持松套管运行，通过调节气压即可调节夹紧力。上下履带均是主动驱动。驱动系统采用高精度直流伺服驱动装置，速度平稳，可靠。 张力轮同步控制系统，主要是调节和控制松套管在冷水槽中的收缩量，同时同步跟踪单轮牵引的速度以调节履带牵引的速度，并始终与生产速度同步。 计米系统是通过用光电码盘和光电转换装置检测履带运行速度，并在仪表上显示。同时可以设定所需要的生产长度，以准时停机或换盘。8、 储线架 储线架主要有滑动轮组、固定轮组、导向轮组、驱动装置、及导轨等组成。生产过程中松套管储绕在滑动导轮和固定导轮之间。正常状态下，滑轮组处于位置控制装置之间，由位置控制器调节收线机的收卷速度，并保证同步。换盘过程中滑动导轮组受驱动装置控制，在保证同张力的情况下进行储线。9、 双盘收线 可以承受两个800型的线盘，收线速度由控制面板上的调节电位器调节，同时受储线架上的储线位置控制器的控制。二、设备安全操作规程第三节 塑料挤出理论 二次被覆其实是一种挤压成型工艺，用挤出机在光纤外挤套一塑料管。挤出成型在塑料制品加工种占重要地位。目前电线电缆的加工均采用连续挤出工艺。挤出成型具有如下主要特点：（1） 连续化生产，可根据需要生产任意长度。（2） 有很高的生产率。据有关资料统计，日本一台挤出机平均年生产能力为85.8吨，注射机为27.6吨，由此可见挤出成型生产能力大于注射机。（3） 应用范围广，能加工绝大多数热塑性塑料。（4） 投资少，见效快。 简单地说，塑料挤出理论是指塑料在螺杆挤出机中的运动、变化过程的一种理论。而我们研究挤出理论的目的就是要揭示、掌握和促进这一运动、变化过程，从而使挤出成型加工达到优质、高产、低消耗的效能。 一、热塑料性塑料的三态变化 在讨论挤出理论前，让我们先了解一下热塑性塑料在不同温度下的三态变化。我们知道，物质的性质由物质及分子结构所决定的。塑料是高分子聚合物，它由柔韧的大分子链的结构所组成，分子间的相互作用和分子量决定其所有综合物理性能和主要因素。 根据高分子物理学的概念，热塑性塑料在受热时存在三种物理状态，即玻璃态温度低于玻璃化温度Tg、高弹态温度高于玻璃化温度Tg而低于粘流态温度Tf、粘流态温度高于粘流态温度Tf而低于聚合物分解温度Td，而当温度高于Td时，聚合物便开始降解或分解。 变形 Tg Tf Td 玻璃态 高弹态 粘流态 温度 （红色：结晶性塑料；绿色：非结晶性塑料） 例如：下表列举一些塑料的三态温度：塑料脆化温度T玻璃化温度Tg熔点温度Tm热变形温度分解温度TdHDPE-5015351051374352PP-2015401601766070硬PVC-3020501602125474240PBT5025526085 对于非结晶的塑料而言，一般在常温时具有一定的刚性和硬度（但不脆）称为玻璃态。在玻璃态，塑料受一定的冲击、压缩等负荷作用下，变形很小，并随温度的增加使变形直线上升，但在外力消失后。变形也随之消失，并恢复原状。这种力学性质称为普弹性（虎克型弹性）。这是因为在常温时，塑料的大分子不能移动，链段也处于冻结状态，只有大分子上较小的运动单元，如侧基、支链和链节能运动。我们常用的塑料日用品也是利用塑料常温下的玻璃态性质。当温度再低时，高聚物处于脆性，在很小的外力作用下，分子链发生断裂，此时材料失去使用价值，该温度即为脆化温度Tx。当温度上升到玻璃态温度以上时，塑料呈现似橡胶一样的高弹