摘要：本文介绍的是一种高强度的自承式特种电缆，对其概念、特点、应用以及目前的应用情况作了简单分析，并对它的生产设备的配置，模具的设计，工艺的制作提出了一些分析和建议。

关键词：电子、通信及自动控制技术 电缆  特种 生产工艺

一、前言

高强度自承式特种进户线（以下简称特种进户线）是江苏永鼎股份有限公司根据国外客户要求而开发的一种新型通信线缆产品，具有强度高、跨距长、耐环境性能好、传输容量大等优点的进户线产品，主要用来传输数字音频信号和入户网络接驳使用，目前在东南亚各国被广泛使用。

二、特种进户线的结构及主要特点

图1所示是特种进户线的结构示意图，产品的标称外形尺寸为3.0mm×3.0mm×3.0mm，加强部件采用￠1.2mm的高强度镀锌钢丝，导体采用￠0.9mm的退火铜线，绝缘厚度为1.05mm，绝缘材料采用黑色线性低密度聚乙烯。

图1  高强度自承式特种进户线结构示意图

产品工艺结构的特殊性和针对性应用需要，相比较其他类似产品，具有以下几方面特点：

1、抗张强度大，安装跨距长

特种进户线的加强件选用公称抗拉强度为1270MPa的镀锌钢丝，因此具有极强的抗拉能力，其整体拉断力可达1500N，架空安装时，跨距可达100米以上，三角形结构分布，使其钢丝作为整个电缆主要受力部件，和吊带联合作用，有效减少电缆导体的应力载荷，因此在日常架空使用中，不会影响传输信号稳定性和可靠性。

2、耐环境性能好，安装方便

特种进户线护套采用耐环境性能很好的线性低密度护套料（LLDPE），具有极强抗紫外线能力和耐环境能力，产品表面的摩擦系数低，户外和户内安装非常方便，配合专用的快速接头，可使用最基本的工具就能完成线路连接；另外由于本产品自带钢丝及带有吊带，也可直接架设于大长度电线杆之间，或利用现有电缆、光缆或其它架空部件直接悬挂。介于上述优点，该产品也可推广使用在军用通信和野战通信上。

3、绝缘形式灵活，应用范围广

特种进户线如需要进入防火要求较高的地方，可将绝缘材料可改为聚氯乙烯（PVC），PVC具有不延燃性和自熄性，机械性能好，适合在室内使用，也可使用低烟无卤阻燃聚烯烃（LSZH）材料代替PVC，LSZH材料的低烟、无卤、环保和阻燃特性，燃烧时不会释放有害气体，不腐蚀机房设备，同时耐环境应力开裂较强，适合有环保和阻燃要求的室内或局域环境使用。

三、生产设备与制作工艺

对于特种进户线而言，Ф65型护套机能够完全满足它的生产要求，生产线的结构示意图如图2所示：

图2  生产线结构示意图

如上图所示，特种进户线产品生产线主要包括：放线装置、塑料挤出机、免调机头、特殊设计塑料挤出模、冷却水槽和收线装置6部分，下面详细介绍各个部分的功能：

1、放线装置

放线装置分为钢丝放线与铜线放线两部分，均采用机械摆臂式结构，放线轴受舞蹈轮传感控制，放线张力的大小可人工调节，调节范围在0.5～10N之间，钢丝和铜丝放线装置应与生产线角度一致，否则易出现成品扭转现象，影响产品使用。

放线张力是特种进户线生产的主要工艺参数之一，钢丝和铜线的放线张力尽量保持一致，否则易造成成品的钢丝与铜线的收缩不一致，影响产品性能。

2、塑料挤出机和免调机头

塑料挤出机的关键部分为控制系统和免调机头。挤出机的控制系统是生产特种进户线的基础，包括加工温度、螺杆转速、牵引转速和各运转部件间的连动配合等，没有高精度的控制系统作为保证，无法生产出合格的特种用户线产品。

另外由于特种进户线是非圆形结构，挤压式工艺是最理想的选择，可以保证产品的结构和尺寸稳定，但同心度指标则必须通过采用免调机头才能实现，人为调整产品同心度可靠性不强，产品的合格率和生产效率低。

3、特殊设计的塑料挤出模

该塑料挤出模是生产自承式特种进户线成功与否的关键所在，考虑到产品结构的特殊性及简化穿线过程，因此我们对该模具进入了精心的设计，该模具包括三个部分：模芯、模套及导线管。如图3所示：

图3  模芯、模套及导线管三维示意图

对于该塑料挤出模，我们设计时考虑了以下原则：

（1）流道通畅、表面光洁：考虑到塑料在挤出时最好能够持续受到均匀的压力，使塑料匀速被挤出模具，保证产品外观的稳定，我们对模芯的外锥角和模套的内锥角进行了合理设计，夹角控制在5～10度左右，并要求塑料从进料口进入到出料口挤出，整个过程始终处于一个逐渐压缩的状态，保证压力稳定，经试验验证，效果非常理想。模具装配示意图见图4。

（2）绝缘层与导体的同心度：考虑到塑料挤出时，铜导体和钢丝会受到塑料向下的挤压力，因此会向内产生轻微的偏移，因此在模具设计时将模芯孔的距离刻意向外偏移了0.05mm距离，通过试验证明效果理想。

（3）提高穿线效率：考虑到退火铜导体较柔软，直接穿过模芯孔较为不易，因此特别设计了辅助穿线用的导线管。导线管其实就是一根金属圆管，在圆管上打上用于穿线的孔径，并与模芯上的出线孔完全吻合，并沿孔的中心采用线切割工艺将圆管一分为二，穿线完毕后可直接卸除，不影响生产；钢丝由于比较坚硬，因此不需要辅助的导线管，可直接穿过模芯孔。

图4  模具装配示意图

①线管；②模芯；③模套

4、冷却水槽

为了保证产品的机械性能，我们选用三节水槽进入分段进行冷却，第一节水槽采用循环热水冷却，冷却时采用50℃左右的水温为宜，可以在一定程度上减小和释放护套在挤塑过程中的内应力；产品从第一节水槽出来后应立即吹干并进行印字标识，因为产品一旦进入牵引后会有轻微偏转，这时印字会影响美观度，第二、三节水槽可使用室温水进行了冷却，使产品完全定型，保证产品的外形结构尺寸。

5、收线装置

收线装置由一对Φ800mm的牵引轮、储线架、舞蹈轮以及收线架组成，产品出水槽后立即进入牵引轮，为了防止打滑需绕至3～5圈，然后进入储线架，通过储线架可以实现不间断生产，提高生产效率，最后经过舞蹈轮进入收线架，通过舞蹈控制收线速度进行收排线。需要注意牵引轮不宜采用半压式，因为进户线为非圆形结构，在皮带的压力下，会对产品造成伤害，影响产品的性能。表1中是我们对特种进户线产品的几个主要测试项目及检测结果。

表1  特种进户线（PE绝缘）主要测试项目及检测结果

四、结束语

特种进户线产品，虽然结构简单，但工艺实现难度极大，需要产品工艺，工装模具和生产设备精度配合，才能生产出完全符合标准要求的产品，需要着重注意上述提到影响产品性能的细节，如果任一环节缺失，往往无法生产出合格的产品。