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):
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:
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):
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):
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):
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。
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。
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
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
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 |
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 |
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 |
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 | |||||||||
蓝 | 0.182 | 0.189 | 0.007 | 0.318 | 0.313 | -0.005 | 0.182 | 0.187 | 0.005 | 0.318 | 0.304 | -0.014 |
桔 | 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 |
棕 | 0.194 | 0.2 | 0.006 | 0.328 | 0.301 | -0.027 | 0.194 | 0.198 | 0.004 | 0.328 | 0.306 | -0.022 |
灰 | 0.165 | 0.184 | 0.019 | 0.33 | 0.295 | -0.035 | 0.165 | 0.172 | 0.007 | 0.33 | 0.295 | -0.035 |
本 | 0.189 | 0.186 | -0.003 | 0.319 | 0.297 | -0.022 | 0.189 | 0.182 | -0.007 | 0.319 | 0.296 | -0.023 |
红 | 0.21 | 0.195 | -0.015 | 0.331 | 0.304 | -0.027 | 0.21 | 0.197 | -0.013 | 0.331 | 0.31 | -0.021 |
黑 | 0.161 | 0.194 | 0.033 | 0.326 | 0.308 | -0.018 | 0.161 | 0.178 | 0.017 | 0.326 | 0.307 | -0.019 |
黄 | 0.185 | 0.186 | 0.001 | 0.329 | 0.311 | -0.018 | 0.185 | 0.192 | 0.007 | 0.329 | 0.313 | -0.016 |
紫 | 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 |
(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 |
拉伸试验图像 压扁试验图像
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