GYDXTW带状光缆生产工艺的改进与生产

责任编辑:匿名 (未验证) 2011/07/25 作者:高宪武 周文 林海龙 齐伟
一、引言
      GYDXTW光缆是将光纤带套入由高模量的塑料做成的松套管中,套管内填充光纤填充油膏。松套管外用双面涂塑(皱纹)钢带纵包,钢带和松套管中间的阻水缆膏保证了光缆的纵向阻水,钢带两侧放置平行钢丝加强后护套成缆。
      产品特点:选用优质光纤,确保光缆具有优秀的传输性能;精确控制光纤带余长,保证光缆具有优良的机械特性和温度特性;严格的工艺、原材料控制,保证光缆稳定工作30年以上;全截面阻水结构,确保良好的阻水防潮性能;松套管填充特种油膏,对光纤进行关键性保护;松套管位于光缆物理中心,有利于光缆弯曲;两侧平行圆钢丝既起到抗张力作用,又起到抗侧压力作用,光缆机械性能好;外护套具有良好的抗紫外辐射性能;光纤芯数密度高,接头省时,适用于接入网。
      使用传统的结构生产时,光缆外径及光缆重量较大,生产过程更换模具费力、费时。我公司在传统的光缆结构上进行了优化设计,大大减小了光缆尺寸及光缆重量,而且降低了更换模具的难度,缩短了更换模具的时间。

二、GYXDTW光缆的改进设计思路
      1、二套工序带管的改进
      GYDXTW的护套工序挤塑模具,主要使用三个孔的模芯,两侧小孔穿钢丝加强件,中心孔走带带管(见模具1)。
      GYDXTW光缆结构(见结构1)及技术参数如下(见下表):
光纤数 光纤带芯数 光纤带层数 夹带钢丝mm 护套标称厚度mm 光缆直径mm         光缆重量          允许拉伸力长期/短期        允许压扁力长期/短期       
48 12 4 1.6 3.1 15 224 600/3000 300/1000
72 12 6 1.6 3.1 15.4 235 600/3000 300/1000
96 12 8 1.6 3.1 16.5 266 600/3000 300/1000
144 12 12 1.6 3.1 17.9 308 600/3000 300/1000
192 12 16 1.6 3.1 19.2 348 600/3000 300/1000
216 12 18 1.6 3.1 19.9 360 600/3000 300/1000

    
                          模具1                                               结构1
      首先,考虑从带管生产进行改进,我公司生产12F光纤带,宽度为3mm,厚度0.3mm,通用带缆中带与管间尺寸如下表:
光纤数 光纤带芯数 光纤带层数 叠加后尺寸
(宽度*厚度)
叠加后尺寸
(对角线)
带与管间隙
48 12 4 3*1.2 3.23 1.28
72 12 6 3*1.8 3.50 1.35
96 12 8 3*2.7 4.04 1.63
144 12 12 3*3.9 4.92 1.79
192 12 16 3*4.8 5.66 2.07
216 12 18 3*5.4 6.18 2.16
      经过理论计算,并且对改进后二套工序中需出现的问题进行了全面分析,最后试车进行验正,确定带管中内孔与光纤带之间的间距还可以缩小0.5mm左右,带管尺寸可以随着减小,重新设计如下:
光纤数 光纤带芯数 光纤带层数 叠加后尺寸
(宽度*厚度)
叠加后尺寸
(对角线)
带与管间隙
48 12 4 3*1.2 3.23 0.90
72 12 6 3*1.8 3.50 0.90
96 12 8 3*2.7 4.04 0.98
144 12 12 3*3.9 4.92 1.14
192 12 16 3*4.8 5.66 1.47
216 12 18 3*5.4 6.18 1.51
      经过多次试验,带管管径成功减小,这是公司生产光缆带束管的一个重要的进步。
      关键点:套管壁厚及余长的控制。
      (a) 套管壁厚:0.75±0.05mm,要求生产时第一盘管必须进行测量。
      (b) 套管余长:套管余长控制在1.8±0.3‰,要求生产时第一盘管必须测量余长。
      2、护套工序带缆外径的改进
      结合其它光缆厂生产经验,加强件由两根Ф1.6mm钢丝更换成四根Ф1.0mm钢丝,钢丝外径减小,光缆外径也随之减小,我们重新设计了护套挤塑模具(见模具2),护套工序光缆外径可以减小1-1.2mm,光缆结构如下图(结构2):
    
                          模具2                                           结构2
      随后我们对新改进的产品进行全机能试验,相关技术指标皆满足设计标准。
      问题点:更换模具时调同心度难度较大,生产过程更换加强件时较费时、费力。
      对于这个改进,尽管光缆外径得到调整,但是一线操作员对于这个改进抱怨多于认可。
      3、护套工序挤出机模芯的改进
      改进源于一线,更是服务于一线,随着进一步对GYDXTW带缆生产工艺的摸索,结合多次试车和试验,我们从模芯穿线孔进行了改进,由原来五孔模芯改为“五孔通” 模芯(见模具3),光缆结构如下图(结构3):
                      
            模具3                                                            结构3
      经过调整,明显降低了生产过程更换模具的难度,减小了更换加强件的时间,原来加强件接头疙瘩大小要受模芯穿线孔的限制,用板挫维修的时间远大于接头用的时间,现在,对于接头的质量要求可以忽略不计,改进了模芯后,受到一线操作员工的认可。
      但是,使用改进后的模芯,生产出现两个问题:
      (a) 生产过程或调整模具时,加强件容易在穿线孔中脱出来,给产品质量造成大的隐患。
      (b) 光缆出现加强件与复合带间紧贴在一起,出现加强件和护套不是一个整体。
      带着这些问题,我们从多方面入手寻找解决方案,最终确定方法如下:
      模芯穿加强件的孔改为槽,由“孔” 改为“槽”,可以把“槽”的尺寸比“孔”的尺寸增加0.5-0.8mm,并且,模芯中心穿缆孔设计大于缆芯0.2-0.4mm,通过更改,既可以增加加强件的牢固性,防止加强件脱出,又能增大加强件与缆芯的间距,有利于挤出时护套料填充,解决加强件和护套不是一个整体的问题。
      最终,我公司GYDXTW光缆生产技术参数重新调整(见表3):
光纤数 光纤带
芯数
光纤带
层数
夹带
钢丝
mm
护套标称
厚度
mm
光缆
直径
mm
光缆
重量
mm
允许拉伸力
长期/短期
允许压扁力
长期/短期
48 12 4 1.0 2.6 12.6 165 600/3000 300/1000
72 12 6 1.0 2.6 12.9 169 600/3000 300/1000
96 12 8 1.0 2.6 13.6 184 600/3000 300/1000
144 12 13 1.0 2.6 14.9 210 600/3000 300/1000
192 12 16 1.0 2.6 16.3 245 600/3000 300/1000
216 12 18 1.0 2.6 17.1 268 600/3000 300/1000
      通过上述2个措施的实施,GYDXTW减小了光缆尺寸及光缆重量,降低了更换模具的难度,大大减小了开车前更换模具的时间,有效的降低了光缆的材料成本,给公司带来了良好的经济效益。
模具实图
 
三、产品性能验证
      1、环境性能
      光缆环境性能主要是衰减温度特性和渗水性能,测试结果均为合格。
      (1)衰减温度特性试验。结果显示该光缆内光纤在-40℃和60℃时衰减系数与常温差值符合要求。
  常温 -40℃ 差值 常温 -40℃ 差值 常温 60℃ 差值 常温 60℃ 差值
1550nm 1310nm 1550nm 1310nm
0.182 0.189 0.007 0.318 0.313 -0.005 0.182 0.187 0.005 0.318 0.304 -0.014
0.186 0.19 0.004 0.328 0.302 -0.026 0.186 0.18 -0.006 0.328 0.296 -0.032
绿 0.157 0.198 0.041 0.306 0.302 -0.004 0.157 0.197 0.04 0.306 0.313 0.007
0.194 0.2 0.006 0.328 0.301 -0.027 0.194 0.198 0.004 0.328 0.306 -0.022
0.165 0.184 0.019 0.33 0.295 -0.035 0.165 0.172 0.007 0.33 0.295 -0.035
0.189 0.186 -0.003 0.319 0.297 -0.022 0.189 0.182 -0.007 0.319 0.296 -0.023
0.21 0.195 -0.015 0.331 0.304 -0.027 0.21 0.197 -0.013 0.331 0.31 -0.021
0.161 0.194 0.033 0.326 0.308 -0.018 0.161 0.178 0.017 0.326 0.307 -0.019
0.185 0.186 0.001 0.329 0.311 -0.018 0.185 0.192 0.007 0.329 0.313 -0.016
0.165 0.188 0.023 0.336 0.313 -0.023 0.165 0.195 0.03 0.336 0.315 -0.021
浅红 0.178 0.186 0.008 0.341 0.306 -0.035 0.178 0.192 0.014 0.341 0.308 -0.033
浅绿 0.208 0.189 -0.019 0.305 0.305 0 0.208 0.182 -0.026 0.305 0.302 -0.003
      合格指标:高低温两个温度点各恒温时间为12h,总共进行2个循环,保持末期光纤衰减系数与常温下比较差值≤0.05dB/km。
      (2)渗水性能
试验项目 试验条件 实验结果
渗水 L型水套,1米水头加到3米试样,24小时 无水渗出
      2、我们光缆的对传输特性、机械性能结果表明均符合中行业标准中各项要求。

拉伸试验图像                              压扁试验图像
 
四、结语
      通过此次GYDTXW光缆工艺改进,我们对GYDXTW光缆的生产有了新的思路,也为以后的工艺改进及生产提供了重要的参考依据。
      我公司有较强的技术团队,我们愿意为光通讯技术的发展贡献一份微薄之力。
      引用标准:中心管式带缆行业标准YD/T 981-2009

扩展阅读

  • 扫码关注微信公众号