浅谈弓形铜导体形变过大产生刺头问题的改进.doc

C-31浅谈弓形铜导体形变过大产生刺头问题的改进时间：2012年9月摘要：作者针对多年来在弓形铜导体绞合紧压过程中单线形变过大、出现刺头问题进行分析，找出问题的主要原因，提出改进方法，阐述改进方法在生产中的实用性。关键词：截面 刺头 结构 模具论文主体：在电线电缆生产中，绞线是一个重要环节，是生产工艺技术广为应用的基本工序；因此，绞合导体的质量对电缆产品的影响极为关键。随着电力工业的发展，对五芯塑力缆的需求量越来越大，虽然国家对五芯电缆的结构没有统一的标准，但大部分企业在生产95mm2及以上五芯电缆时会采用弓形导电线芯结构。然而，大截面弓形导体在绞制压型时会因变形或延伸过大、产生刺头的现象，这类问题对产品的质量和成本控制都会引起连锁反应，成了弓形导体生产的一个难题。为了解决这个难题，我单位成立了攻关小组，通过排查、分析、改进，最后解决了这一难题。当时，我有幸全程参加，经过这次改进实践，在绞制技术上又一次积累了宝贵经验，现将这次改经过程小结如下。一、刺头产生的原因及工艺分析1. 刺头产生的原因原弓形导体绞制时用圆形并线模，多层绞合成园绞线，最后经压辊紧压成型。生产中小截面绞线紧压后，导体截面、高度、电阻等都很容易达到技术要求，无刺头现象。随着导体截面的单丝根数的增加，线芯加大，绞层增多，绞线压型时压缩量减小。为了节约成本，满足技术要求，只能通过对压辊加压来实现。通过对导体取样剖析发现，绞线紧压时承受力最大的部位是绞线最外层圆弧处的单线，中心层和邻层单线变形较小，这种现象，绞线截面越大越明显。因此对圆绞线紧压，加大压辊的压力，就是对绞线最外层圆弧处单线加压。持续加压、单线变形、延伸加大，紧压后的导体变硬，致使绞线经过压辊、上牵引轮和收线盘时，最外层单线因变形、延伸过大，无法承受牵引拉力和轮盘的弯曲发生断裂、产生刺头问题。另外，园绞线紧压时与压辊接触面是一条线，圆弧度较小，最外层单线受力面就集中在与压辊的接触处，本身园绞线的高度比弓形导体的高度高得多，要想让园绞线的高度压成弓形导体的高度，只好连续给压辊加压，这样绞线经紧压后外层单线也会出现上述情况，产生刺头问题。由此可见，弓型导体产生刺头的原因是：园绞线高度过高；绞线与压辊接触面受力集中，单线承受压力过大。2改进前工艺结构分析原弓形导体绞线工艺结构，仿照扇形导体工艺结构，用圆形并线模绞线，最后压型时，将扇形压辊换成弓形压辊。大截面扇形导体紧压时，一般采用分层紧压，其紧压效果较好。弓形导体采用的是一次紧压，压缩量小，效果不比扇形导体；只好靠给压辊增加压力达到效果。园绞线的高度与扇形导体高度相差无几，与弓形导体相差较多，不变于压形。扇形导体紧压，受力面为三面，压力分散，单线变形延伸均匀。弓形导体受力面集中于内外圆弧面，变形过大，单线就会断裂、产生刺头。这些情况才是刺头问题发生的最为切实的关键因素。二、改进工艺1. 需要解决的关键问题解决以上情况产生的刺头问题，必须改进原有工艺。改进后的工艺必须考虑如下两个问题：（1）如何在不缺股、确保导体电阻合格的情况下，降低绞线高度。（2）如何在保证截面、高度符合技术要求的情况下，减轻压辊对绞线的压力。2. 采取的工艺考虑到改进后的工艺要简单易行、成本低廉、效果明显，我们请教了同行的老师傅和专业技术人员，查阅了相关资料，以保证改进成功。具体实施中，采取了以下两个技术措施：（1）改进绞线模具 为了降低绞线的高度，减轻压辊对绞线的压力，我们收集分析了工艺中弓形导体的截面、高度、宽度等数据，依据这些数据和改进要求，将原圆形钢压绞线模，改为椭圆形拉模。单线经一道或几道拉拨绞合后，再通过压辊紧压成型。（2）改进导体结构为了配合模具改进后的生产，增加绞线的压缩量，缩小截面、增强电阻性能，我们对95 mm2 300mm2的弓形铜导体的结构和丝径做了如下改进，详见下表1：表1. 95 mm2 300mm2的弓形铜导体原来和现在工艺结构及导体高度对照表序号标称截面mm原结构/单线直径（mm）原导体高度mm现结构/单线直径（mm）现导体高度mm13001+6+12+18+24/2.6016.7（1+6）+2（平）+15+21/2.9515.822403+9+15+21/2.6014.5（1+6）+2（平）+16+23/2.6013.931851+6+12+18/2.6012.56（平）+12+19/2.6012.041504（平）+10+16/2.6011.4（1+6）+2（平）+15/2.9510.751202（平）+8+14/2.6010.1（1+6）+2（平）+15/2.609.76951+6+12/2.609.26（平）+13/2.608.8三、改进后的效果自实施改进工艺生产弓形铜导体以来，至今未出现绞线中的单线因变形过大产生刺头的现象。按照改进后的工艺方式绞线，过模方便，操作不需经常调整。而且导体表面光洁度高，压型美观。降低了导体高度（详见表1），缩小了导体截面，便于压型。成缆时，性能稳定，外径小，圆整性得到了提高。质量稳定，节约材料，降低成本。此次工艺改进的成本就是新购9只椭圆形拉模的费用，却彻底解决了刺头这道难题，其经济效益不言而喻。四、结束语综上所述，通过对象刺头这种频繁出现的问题进行排查分析，对其关键之处紧抓不放，透过现象看本质，从根本上找出发生的原因，找出生产工艺不良之处，并有的放矢地采用切实可行的工艺技术改进措施，解决了这一生产问题。由于此次攻关，是以铜导体作样本，这种工艺生产方式是否适用于铝导体或其它材质导体的绞制，我们也正在进一步试验中。弓形导体在绞线紧压过程中还有压力、速度、压辊表面光洁度以及单线材料的机械性能等因素