9-6. МАШИНЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОДОВ СО СТЕКЛОВОЛОКНИСТОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ
Наложению стекловолокнистой изоляции на провод предшествует трощение стекловолокна, которое производится на обычных тростильных машинах, рассмотренных выше. Целесообразно из общего парка тростильных машин выделять соответствующее количество ходов специально для трощения стекловолокна, так как отдельные детали этих машин, которые соприкасаются со стекловолокном (крючки, направляющие ролики и т. п.), вследствие повышенной твердости стекловолокна требуют более тщательного надзора и более частой смены при наличии повреждений.
Основное отличие стеклообмоточных машин от ранее рассмотренных машин для наложения волокнистой изоляции других видов заключается в наличии лаковых ванн, где на провод наносится подклеивающий и пропитывающий лак, и сушильных печей, в которых происходит сушка пропитанной стекловолокнистой изоляции.
Кроме того, возможно также изготовление проводов со стекловолокнистой изоляцией в две технологические операции (раздельная технология): 1) обмотка проводов стекловолокном с подклейкой; 2) пропитка и лакировка проводов с одновременной сушкой наложенной изоляции и образованием наружной пленки на проводе. При такой технологии для обмотки могут применяться рассмотренные выше обычные обмоточные машины, которые должны быть только дооборудованы лаковыми ваннами.
Для дополнительной пропитки и сушки изоляции должны быть установлены специальные лаковые ванны и сушильные печи. Кроме того, для этой цели может быть использовано оборудование типа эмалировочных станков, причем провод со стекловолокнистой изоляцией может пропускаться через лаковые ванны, а также несколько раз через сушильную печь, как и при эмалировании проводов.
Раздельная технология позволяет осуществлять организацию производства без применения специализированных стеклообмоточных машин. Кроме того, в этом случае обмотку стекловолокном можно производить при более высоких линейных скоростях, чем на специализированных стеклообмоточных машинах, где эти скорости ограничиваются минимально необходимым временем пребывания провода в сушильных печах и поэтому всегда меньше, чем при одной только обмотке стекловолокном.
Эта технология применима также в том случае, когда для склеивания стекловолокнистой изоляции применяется капроновое волокно, которое добавляется в количестве 20—26 % в пасме с нормальным количеством нитей стекловолокна. При прохождении через сушильную печь капроновые волокна расплавляются, надежно подклеивают стекловолокнистую изоляцию к проволоке, а также склеивают нити стекловолокна. В этом случае целесообразно после первой сушки покрыть провода лаком и вновь пропустить их через печь (все за один проход). На проводах при этом образуется тонкая лаковая пленка, что улучшает внешний вид и качество проводов.
Иногда обмотка проводов стекловолокном с подклейкой и пропиткой глифталевым лаком производится на обычных обмоточных машинах, после чего провода, намотанные на металлические барабаны или катушки, подвергаются сушке в сушильных шкафах. Качество проводов при этом очень часто получается неравномерным, поэтому такая технология не может быть рекомендована для применения.
В отечественной практике обычно применяется один и тот же лак (глифталевый, фенолформальдегидный или кремнийорганический) как для подклейки, так и для пропитки стекловолокнистой изоляции. В целях повышения механической прочности и теплопроводности стекловолокнистой изоляции в качестве пропиточного лака (но не для поверхностной лакировки) могут применяться также пигментированные лаки, в особенности если для сушки и запекания изоляции применяются отдельные специализированные сушильные печи.
При пропитке изоляции проводов малых и средних сечений применяются фетровые обжимы (рис. 9-42).
Рис. 9-42. Ванночка с фетровыми обжимами для нанесения лака на провод.
1 — неподвижная часть ванночки; 2 — подвижная часть; 3 — фетровые обжимы, 4 — кран, регулирующий подачу лака.
Лак к этим обжимам подводится по трубке из сосуда, устанавливаемого в непосредственной близости от них.
Конструкции открытых лаковых ванн являются неудовлетворительными, так как в этих ваннах быстро изменяется вязкость лака, в особенности если учесть, что для пропитывающих и подклеивающих лаков применяются такие легко испаряющиеся растворители, как толуол, бензол и т. п. Кроме того, в открытых ваннах лак может быстро загрязняться различными примесями. Поэтому заслуживает внимания такая конструкция лаковых ванн для вертикальных машин, в которых лак находится в опрокинутом стеклянном сосуде и по трубке стекает к небольшой ванночке или фетровым обжимам, через которые проходит изолируемый провод. С помощью такого устройства можно поддерживать определенный уровень лака в ванночке или в пространстве около фетровых обжимов, так как количество лака, вытекающее из сосуда, будет определяться вошедшим в нее количеством воздуха. Поэтому лак в ванночку будет поступать только до тех пор, пока его уровень будет ниже верхнего края отверстия крана, через которое проходят как лак в ванну, так и воздух в сосуд.
Конструкция лаковых ванн, применяемых на многих вертикальных и горизонтальных стеклообмоточных машинах, приведена на рис. 9-43. Иногда в ваннах горизонтальных машин предусматривается колесо с черпачками, которые, как и в дельта-асбестовых машинах последних конструкций, захватывают лак и поливают им провод сверху.
Рис. 9-43. Конструкция лаковой ванны вертикальной стеклообмоточной машины.
1 — стакан; 2 — крышка; 3 — гайка; 4 — резиновые калибры
Существенно важным является регулирование количества подклеивающего и пропитывающего лака, которое должно подаваться на провод. Это регулирование можно осуществлять с помощью гайки, показанной на рис. 9-43. В качестве уплотняющих материалов применяются резины различных сортов. Лак к таким ваннам может подаваться централизованно по трубам.
На заводе «Москабель» и некоторых других кабельных заводах сконструированы и эксплуатируются стеклообмоточные машины, в которых сушильные печи имеют возможность в момент остановки провода поворачиваться вокруг своей оси на определенный угол (машины СВ-8, СВ-6, СВ-4 и т. п.). При повороте печи провод оказывается вне рабочей камеры и, таким образом, не подвергается длительному воздействию высокой температуры. Кроме того, в печах этой конструкции предусмотрено многократное прохождение провода через сушильную печь, причем с верхних направляющих роликов провод идет к нижним направляющим роликам также через сушильную печь. В этом случае более рационально используются сушильные печи и поэтому имеется возможность сократить их длину. Однако вследствие больших размеров верхних и нижних щелевых отверстий эти печи создают повышенный расход электроэнергии. Все эти машины обладают рядом существенных недостатков (громоздки, трудны в обслуживании, недостаточно высоко качество изготовляемых проводов и т.п.). Поэтому эти машины не могут быть рекомендованы в качестве типового оборудования для отечественных кабельных заводов. Между тем объем производства и ассортимент изготовляемых проводов со стекловолокнистой изоляцией непрерывно и значительно расширяются, поэтому вопрос создания конструкций типовых стеклообмоточных машин приобретает исключительно большое значение.
На основании накопленного опыта изготовления проводов со стекловолокнистой изоляцией можно рекомендовать следующие типы стеклообмоточных машин:
- 2—4-ходовые горизонтальные машины для изготовления проводов с одно- и двухслойной стекловолокнистой изоляцией диаметром 0,10—0,20 мм;
- 2- и 4-ходовые горизонтальные машины для изготовления проводов с одно- и двухслойной обмоткой диаметром 0,21—0,7 мм;
- 6- и 8-ходовые машины вертикального типа для изготовления проводов диаметром 0,7—2,0 мм;
- 1- и 2-ходовые горизонтальные машины для изготовления прямоугольных обмоточных проводов сечением до 10 мм2 и круглых проводов диаметром более 2,0 мм и машины усиленной конструкции для прямоугольных проводов сечением до 35 мм2.
В будущем, возможно, потребуются горизонтальные стеклообмоточные машины для изготовления прямоугольных проводов более крупных сечений.
Во всех конструкциях этих машин должны быть предусмотрены установка лаковых ванн для поверхностной лакировки изготовляемых проводов и циркуляционная подача лака во все ванны. Сушильные печи должны автоматически откатываться при каждой остановке обмоточной машины, благодаря чему изолированный провод оказывается вне зоны нагрева. Опыт эксплуатации откатных печей, накопленный на некоторых кабельных заводах, дал положительные результаты. В ЦПКБ КО разработан проект двухходовой обмоточной машины марки 2 СОГ-4, предназначенной для изготовления проводов диаметром 0,21—0,40 мм с подклейкой каждого слоя стекловолокна и лакировкой поверхности за один — три прохода через лаковую ванну, причем перед наложением первого лакового слоя провод может предварительно подсушиваться в печи. Каждый ход имеет два центрошпульных обмотчика (n=750-3 000 об/мин), при этом предусмотрена возможность отключения одного обмотчика при наложении однослойной стекловолокнистой изоляции. Машина имеет четыре лаковые ванны (две подклеивающие, одна пропиточная и одна лакировочная) и двухкамерную горизонтальную сушильную печь длиной 1 м с мощностью нагревателей около 5 кВт. Температура в печи может регулироваться автоматически в пределах 300—600° С; шаг обмотки 0,6—1,8 мм; линейная скорость движения изолируемого провода 0,6—3,8 м/мин, причем изменение этой скорости производится с помощью сменных шестерен. Возможно, что такой тип стеклообмоточных машин удастся применить и для изготовления проводов несколько больших диаметров.
На рис. 9-44 дан общий вид другой двухходовой стеклообмоточной машины марки 2СОГ-1, предназначенной для изготовления проводов со стекловолокнистой изоляцией диаметром 0,4—1,0 мм. Основное отличие этой машины от машины 2СОГ-0,4 заключается в вертикальном расположении сушильных печей, что существенно сокращает площадь, занимаемую машиной. В то же время горизонтальное расположение обмотчиков существенно облегчает конструктивное устройство лаковых ванн, так как здесь можно избежать сильного обжатия изолируемого провода сальниковыми прокладками, препятствующими вытеканию лака из ванн. Лаковая ванна в этой машине расположена на значительном расстоянии от сушильных печей, поэтому провод поступает в ванну достаточно охлажденным.
Нагревательные обмотки состоят из отдельных секций, которые выполнены в виде открытых спиралей. Часть секций находится постоянно под напряжением; другая часть предназначена для поддержания определенной температуры в печах и периодически включается под напряжение терморегулятором.
Прочие технические характеристики этой машины: скорость вращения обмотчиков в пределах 1 000—3 000 об/мин; шаг обмотки 0,9—3,0 мм; линейная скорость движения изолированного провода 1,0—6,6 м/мин; температура в печи может быть установлена в пределах 250—500° С. Высота всей машины около 3 м, что допускает ее установку в сравнительно невысоких производственных помещениях. По-видимому, на этих машинах также будут изготовляться провода диаметром, несколько большим 1 мм.
Машины обоих типов предназначены для групповой установки, причем количество группируемых машин будет зависеть от производственной площади, выделяемой под эти машины.
На рис. 9-45 приведен общий вид горизонтальной стеклообмоточной машины марки СОГ-35, спроектированной в ЦПКБ КО для изготовления прямоугольных проводов сечением 10—35 мм2.
Рис. 9-44. Стеклообмоточная машина марки 2СОГ-1 для изготовления проводов диаметром 0,4—1,0 мм.
Особенностью этой машины является послойная сушка изоляции, т. е. после наложения и пропитки первого слоя изоляции провод за два прохода высушивается в электрической печи, затем поступает в лаковую ванну для нанесения следующего (подклеивающего) слоя лака и т. д. Такая послойная сушка повышает электрическую и в особенности механическую прочность стекловолокнистой изоляции, что особенно существенно при применении для подклейки, пропитки и лакировки кремнийорганических лаков, пленки которых обладают ограниченной механической прочностью. Конструктивной особенностью этой машины являются двухъярусное расположение обмотчиков и соответствующая установка сушильных печей, что значительно уменьшает занимаемую площадь и облегчает осуществление послойной сушки изоляции.
Машина марки СОГ-35, спроектированная ЦПКБ КО для изготовления проводов сечением 10-35 мм2
Машина имеет централизованную подачу лака в ванны и калибрующие устройства по широкой стороне изготовляемого провода, а также охлаждающее (вентиляционное) устройство для снижения в нужных местах температуры провода и направляющих шкивов.
Прочие технические характеристики машины: обмотчики центрошпульные (п=700-2 900 об) мин), шаг обмотки 2,6—7,0 мм; линейная скорость движения изолируемого провода 1,82—20,4 м/мин. Сушильное устройство состоит из трех двухсекционных камер длиной около 2 м каждая. Время пребывания провода в печи от 5 до 18 мин.
