悬链式交联生产线运行时电缆振动的探讨.doc

悬链式交联生产线运行时电缆振动的探讨刘春防昉 刘亚迟（特变电工德阳电缆股份公司 德阳 618000）摘要：本文分析了悬链式交联生产线运行时电缆发生振动，并提出消除振动的方案。关键词：悬链式交联生产线；振动，解决方案1 引言交联聚乙烯具有优良的电气性能和机械性能，在电力电缆中得到广泛的使用，国产化中低压交联聚乙烯绝缘电缆耐至高压电缆被电力用户所接受。特别是由于制造中低压电缆所需要的聚烯烃材料和电缆生产设备的国产化，国家加大基础设施的建设和大力发生电力建设等原因，中低压交联聚乙烯绝缘电缆的生产能力迅速扩大，在近一两年中，各电线电缆厂家纷纷进行交联生产线的建设，形成了生产能力严重过剩的局面。我公司分别在1997年、1999年和2003年上马了悬链式交联生产线，在第一条交联生产线生产过程中，时常出现电缆线芯在生产线上剧烈振动形象，表现在电缆的表面出现密集的波纹。本文就该问题分析，供同行参考。2、剧烈振动现象的描述 图1 悬链式交联生产线交联管示意图 图2 悬链式交联生产线悬垂角如图1所示，A点为交联生产线上牵引出线口位置，B点为机头中心点位置，BC间为交联管。我公司的第一条交联生产线在生产某些规格电缆的过程中，如小截面铝芯电缆，线芯在AB间剧烈振动，生产出的电缆缆芯表面出现密集的波纹。振动的频率和挤塑机的振动频率相同，振幅的大小和线芯规格、线速度、上牵引出线口A和机头中心点位置B的距离、机头的倾角、放线张力、水位高低等均有关系。通过调整某些因素，振幅会有所变化。在这些因素中，对引起振动的作用不同，特别是线速度、上牵引出线口A和机头中心点位置B的距离以及机头的倾角是影响振动的主要因素，通过调整这些因素均可以消除振动；而放线和储线器张力、水位高低等因素对振动影响不大，通过调整，只能小范围的改变振幅的大小，对振动的频率没有改变。3 产生剧烈振动的原因分析 通过对以上振动形象分析，我们认为这种振动属于“共振”相象，即线芯的固有频率和生产线振动频率一致后产生了“共振”。目前国内大多数的交联生产线属于半悬链式，电缆的线芯在悬链式交联生产线是两端系住中间下悬的链索，如图1所示，决定其固有频率的主要因素有交联管悬链线的悬垂角、上牵引出线口A和机头中心点位置B的距离、交联管长度、电缆重量等。影响生产线振动频率的因素有：挤出机电机和螺杆转速、上下牵引运转平稳程度等。在悬链线的固有频率和生产线振动频率合拍后，便产生了共振，表现在振动的频率和挤塑机的振动频率相同，线芯在上牵引出线口和机头中心点位置间剧烈振动。4 消除共振的措施为了消除共振动，可以改变决定悬链线的固有频率的因素，调整引起共振的设备运行参数。1） 合理选择悬链线的悬垂角悬链线的基本参数有：a）悬链线常数b）悬链线的悬垂角c）机头中心点高度d）悬链线长度等。在新建悬链式交联生产线时，一般由设备供应厂家根据生产线的生产范围、主机楼楼层高度等选择悬链线的基本参数。其中，悬链线的悬垂角的选择，决定悬链线的悬挂程度，悬垂角越大，生产线的牵引能力越好，控制绝缘层滴状变形能力越强，生产线稳定，有利于电缆质量的控制，减少非正常停机事故。但要求主机楼楼层高度可以满足所选择的悬垂角。我公司现有的三条悬链式生产线的悬垂角不一致，其中第一条悬链线的悬垂角只有13.83，第一条悬链线的悬垂角为17.66，第三条悬链线的悬垂角为17.94。第一条悬链线由于悬垂角小，线芯在生产线上处于相当紧绷状态，所以容易出现剧烈振动现象。第三条悬链线为高速型生产线，交联管的长度为154米，在选择交联管布置方案时，特别注意选择悬垂角较大的方案，将冷却段设计为上翘式，通过生产实践，电缆走线平稳，生产出的产品表面质量优良。所以，通过公司的三条生产线的使用情况比较，悬垂角的正确选择是消除共振动的最关键因素。2） 改变决定悬链线的固有频率的因素线芯在悬链式交联生产线是两端系住中间下悬的链索，所以可以通过改变线芯的各相关支撑点，可以调整线芯的固有频率。如根据生产产品的规格，调整上牵引出线口和机头中心点位置的距离；正确调整机头的倾角等。 3）采用必要的措施，减小设备的振动生产线的转动部分都不可能制造的完全平衡，特别是运行时间较长的设备因转动部分长期磨损，机器工作时要产生转动同频率的周期性力。所以在设备安置时，要充分考虑减少设备振动的措施。如：主机楼楼板的厚度；挤出机机座的紧固，并采取必要措施减小主机的倔强系数。加强设备的维护保养，检查挤出机变速箱齿轮、轴承的间隙；随时注意挤出机螺杆和机桶的保护等等。4）保证上牵引运行平稳 目前交联生产线的牵引方式有包带牵引、平皮带牵引两种方式。包带牵引机因牵引轮直径大，靠端轴支撑，设备长久运行后，因传动轴和轴承的磨损，容易产生转动不平稳现象。生产出的电缆易起竹节，严重时产生本文所述的振动。5）适当调整生产线速度，避开共振点 生产线在不同的速度，设备振动的频率不同，在某一转动速度周围产生共振。通过适当调整生产线速度，可以避开共振点。我们通过试验发现，生产线速度在低速度时振动很小；在提速到一定的速度时，产生剧烈振动；当继续提高到一定速度后，振动消除。5 结束语利用悬链式生产线生产中低压线交联聚乙烯绝缘电缆技术已经相当成熟，但类似本文所讨论的振动的技术难题会时常发生，严重影响电缆质量和生产成本。同时因各电缆厂对交联电缆质量的重视程度不同，交联电缆的品