电线电缆材料用量计算公式.docx

1、电线电缆材料用量计算公式电线电缆材料用量计算公式电线电缆材料用量计算公式1 导体用量：（Kg/Km）=d2 * 0.7854 * G * N * K1 * K2 * C d=铜线径 G=铜比重 N=条数 K1=铜线绞入率 K2=芯线绞入率 C=绝缘芯线根数 2 绝缘用量：（Kg/Km）=（D2 - d2）* 0.7854 * G * C * K2D=绝缘外径 d=导体外径 G=绝缘比重 K2=芯线绞入率 C=绝缘芯线根数3。外被用量：（Kg/Km）= ( D12 - D2 ) * 0.7854 * GD1=完成外径 D=上过程外径 G=绝缘比重4。包带用量：（Kg/Km）= D2 * 0.78

2、54 * t * G * ZD=上过程外径 t=包带厚度 G=包带比重 Z=重叠率(1/4Lap = 1.25)5。缠绕用量：（Kg/Km）= d2 * 0.7854 * G * N * Zd=铜线径 N=条数 G=比重 Z=绞入率6。编织用量：（Kg/Km）= d2 * 0.7854 * T * N * G / cos = atan( 2 * 3.1416 * ( D + d * 2 ) * 目数 / 25.4 / Td=编织铜线径 T=锭数 N=每锭条数 G=铜比重比重：铜-8.89；银-10.50；铝-2.70；锌-7.05；镍-8.90；锡-7.30；钢-7.80；铅-11.40；铝箔

3、麦拉-1.80；纸-1.35；麦拉-1.37PVC-1.45；LDPE-0.92；HDPE-0.96；PEF（发泡）-0.65；FRPE-1.7；Teflon（FEP）2.2；Nylon-0.97；PP-0.97；PU-1.21棉布带-0.55；PP绳-0.55；棉纱线-0.48 （均为假比重）物理发泡线生产常见问题解决一、表面粗糙、破裂原因分析：1.材料熔体流动速率较小（LDPE0.5g/10min，HDPE 0.21.0g/min），开机速度较快易引起熔体破裂。2.LDPE与HDPE相混合，熔体流动速率不均匀，从而产生不均匀的内应力，出模口时应力恢复引起熔体破裂。3.温度过低，压力增大，剪

4、切应力增加，开机速度超过塑料的临界剪切速率（LDPE一般为506001/s）。4.出模口压力太小或太大。5.模套入口角太大，临界剪切速率变小。6.氮气压力太大，进一步增大塑料挤出压力，剪切应力增加，临界剪切速率降低。7.模套太小，导致内应力增大。8.模芯、模套不光滑，高速时摩擦力较大，易于引起熔体破裂。9.螺杆长径比太小，螺槽深度太浅。10.加速太快，已引起熔体破裂。 解决方法：1.改用熔体流动速率较大的材料（不同的LDPE料，熔体流动速度可相差几倍）。2.适当增大HDPE的混合量，HDPE的熔体流动速率较大，但此方法易使线芯抗拉性能减弱，易折断，一般不适于实芯挤出；如HDPE混合量太大，螺杆

5、内部压力较低，氮气进气量增大且进气不稳定，易造成发泡度过大而扁线、表面发毛或外径不稳定。3.提高熔体温度。4.调节模芯与模套间距模套间距：L=1.52.5D（D 模套孔径）。L偏小时压力较小，L偏大时压力较大。压力调节以观察到出模口芯线刚好离模发泡时为准（出模口时较透明），压力较小时模内发泡表面易粗糙，压力较大易发生扁线及机身温度自动升高。5.减小模套入口角，模芯斜度与模套壁应一致，尽量保持塑料层流。6.适当降低氮气压力。一般较小外径芯线氮气压力可减小，较大时适当增大，并非所有线都采用同一压力。7.适当放大模套，减小出模口前内应力。8.用砂纸砂光模芯、模套壁，提高挤出的临界剪切速率。9.增大螺

6、杆长径比，加深螺槽深度。10. 适当降低开机速度，螺杆内的料排完后再慢慢加速。（熔体表面张力有一个临界范围，如超过临界上限值，要恢复到不破裂时需降低速度到临界下限值以下，因此临界剪切速率为表面张力的下限值时的速率。如果从临界表面张力下限值上升，需达到上限值时才会引起熔体破裂，因此只要在达到一定的开机速度，其表面由应力而产生的破坏力比其临界表面张力小都不会发生熔体破裂。）二、线径大小不一原因分析：1.塑料在滤板处旋转挤出时，带动杂质旋转，因此杂质堵住滤网的目数在随机变化，导致塑料流量大小变化。2.氮气压力太大，挤出时充入的氮气不均匀，发泡度变化。3.ONLINE测控公差设置太小，导致牵引电机速度

7、变化较快，变化过程中产生惯性导致速度不稳。4.牵引电机反馈动作延迟。5.主电机转速不稳，塑料挤出时流量变化。6.模套太小，挤出发泡时的变化量与压力的关系较大。7.放线张力不均匀，导致线速度变化。8.温度调节不当，氮气与塑料混合不均匀。解决方法：1.经常更换滤网，增加滤网层数。2.适当减小氮气压力。3.适当增大ONLINE的测控公差设置。4.调节变频器参数。5.适当增大模套。6.调节放线张力。7.调节加热温度。（如下图例所示）80机为七段加热区，第3、4区之间为进气孔，氮气冲入时，将向压力较低（即温度较高的区域）的区域流动，80机螺杆较短，可能氮气与熔体未充分混合就挤出，从而引起外径大小不均匀，

8、因此需降低第三区温度，升高第四区温度，使氮气回渗混合后再挤出，即从操作上增大混合段长度，让氮气与塑料能充分混合，从而均匀发泡，使外径相对稳定。 screen.width-333)this.width=screen.width-333 border=0 10. 适当降低开机速度，螺杆内的料排完后再慢慢加速。（熔体表面张力有一个临界范围，如超过临界上限值，要恢复到不破裂时需降低速度到临界下限值以下，因此临界剪切速率为表面张力的下限值时的速率。如果从临界表面张力下限值上升，需达到上限值时才会引起熔体破裂，因此只要在达到一定的开机速度，其表面由应力而产生的破坏力比其临界表面张力小都不会发生熔体破裂。）

9、 三、如确认氮气进气气路畅通，氮气气量充足后，氮气进气仍较困难原因分析：料铜内压力太大，与氮气压力基本相当，氮气无法进入料筒。解决方法：1、清除滤网上的杂质，使塑料畅通挤出。2、检查模套是否太小，或模芯、模套间距是否太小，从而增大了螺杆压力。3、适当升高进气孔旁进料端加热器温度（升高2030度为宜）。四、氮气进气孔堵塞原因分析：料筒内压力较大时释放氮气，气管内压力大大降低，如进气阀的逆向阻碍不良，塑料易回渗至气管内，从而堵塞气体进入。解决方法：1、更换氮气时，让料筒内残留气体冲出，料筒内压力降低后方可更换。2、停机或发泡度超大时，不允许释放氮气，以防熔体回渗。五、芯线扁线原因分析：1、模套太小

10、，塑料出模时发泡膨胀的应力过大且不均匀，导致扁线。2、温度偏高，定型速度较慢发生自变形。3、氮气量太大，发泡度过高。解决方法：a、适当增大模套。b、降低温度。c、适当减小氮气。：发泡芯线配模 发泡芯线模芯： D=d+k(k=0.150.30) D模芯孔径d导体外径 k模芯放大值。单支导体放大值较小，多支导体放大值较大发泡模套计算方法：Dx=(1-F)*(D2-d2)+d21/2*kDx模套尺寸 mm F发泡度 D芯线外径 mm d导体外径（或内芯外径）mmk系数 0.951.0 模芯、模套间距 L=1.52.5D L 间距 D模套孔径 工艺配模 配模是否合理，直接影响挤塑的质量和产量，故配模是

11、重要操作技能之一。由于塑料熔体离模后的变化，使得挤出线径并不等于模套的孔径，一方面由于牵引、冷却使制品挤包层截面收缩，外径减少；另一方面又由于离模后压力降至零，塑料弹性回复而胀大，离模后塑料层的形状尺寸的变化与物料性质、挤出温度及模具尺寸和挤出压力有关。模具的具体尺寸是由制品的规格和挤塑工艺参数决定的，选配好 适当的模具，是生产高质量、低消耗产品的关键。 1. 模具的选配依据 挤压式模具选配主要是依线芯选配模芯，依成品（挤包后）的外径选配模套，并根据塑料工艺特性，决定模芯和模套角度及角度差、定径区（即承线径）长度等模具的结构尺寸，使之配合得当、挤管式模具配模的依据主要是挤出速俩的拉伸比，所谓拉

12、伸比就是塑料在模口处的圆环面积与包覆与电线电缆上的圆环面积之比，即模芯模套所形成的间隙截面积与制品标称厚度截面积之比值， 拉伸比：K（D 1D0 ）/（d 1d 0） 其中 D 1为模套孔径（mm）； D 0为模芯出口处外径（mm）； d 1为挤包后制品外径（mm) d 0为挤包前制品直径（mm）。 不同塑料的拉伸比K也不一样，如聚氯乙稀K1.21.8、聚乙烯K1.32.0，由此可确定模套孔径。但此方法计算较为繁琐，一般多用经验公式配模。2.模具的选配方法 （1）测量半制品直径：对绝缘线芯，圆形导电线芯要测量直径，扇形或瓦形导电线芯要测量宽度；对护套缆芯，铠装电缆要测量缆芯的最大直径，对非铠装

13、电缆要测量缆芯直径。 （2）检查修正模具：检查模芯、模套内外表面是否光滑、圆整，尤其是出线处（承线）有无裂纹、缺口、划痕、碰伤、凹凸等现象。特别是模套的定径区和挤管式模芯的管状长嘴 要圆整光滑，发现粗糙时可以用细纱布圆周式摩擦，直到光滑为止。 （3）选配模具时，铠装电缆模具要大些，因为这里有钢带接头存在，模具太小，易造成模芯刮钢带，电缆会挤裂挤坏。绝缘线芯选配的模具不易过大，要适可而止，即导电线芯穿过时，不要过松或过紧 （4）选配模具要以工艺规定的标称厚度为准，模芯选配要按线芯或缆芯的最大直径加放大值；模套按模芯直径加塑料层标称厚度加放大值3.配模的理论公式 （1）模芯 D de （2）模套

14、D D 22e 式中：D 模芯出线口内径（mm）； D 模套出线口内径（mm）； d 生产前半制品最大直径（mm）；模芯嘴壁厚（mm）； 工艺规定的产品塑料层厚度（mm 3）生产外护套电缆用模芯e 的放大值、铠装电缆为26mm，非铠装为24mm； 4）生产外护套电缆用模套e 的放大值为25mm4.举例说明模具的选配 1）生产绝缘线芯3185mm 的实心铝导体扇形电缆，其扇形（标称）宽度为21.97mm（其最大宽度允许值22.07mm），绝缘层标称厚度为2.0mm。（其最小厚度允许值为2.090%0.11.7mm,模芯嘴壁厚为1.0mm，选用模具。 模芯D de 21.97+1.523.47（m

15、m）考虑到实体扇形及最大宽度，选取D 24mm。 模套孔径D D 22e 242122333（mm） 2)生产电缆外护套，其型号为VLV，规格为1240mm ，电压为0.6/1kV选用模具。该电缆成缆后直径为23.6mm，护套标称厚度为2.0mm，取模芯嘴壁厚为1.5mm。 模芯孔径 D de 23.6326.227mm 模套孔径 D D 22e 2721.522438mm 3）在实际生产过程中，模具的选配往往在操作规程或生产工艺卡中给出一定的经验公式，如某厂65挤塑机给出的模具选配公式（为塑料挤包层的标称厚度 挤压式 模芯（mm） 模套（mm） w )+单线绞线 导线直径（0.050.10绞

16、线外径（0.100.15） 导线直径2（0.050.10） 绞线外径2（0.050.10)绝缘 护套 线芯外径（0.11.0） 缆芯最大外径（26） 模芯外径2（0.050.10） 模套外径2（1.04.0）线芯或缆芯外径不均时，放大值取上限；反之取下限。在保证质量及工艺要求的前提下，要提高产量，一般模套放大值取上限。 5.选配模具的经验 1）16mm 以下的绝缘线芯的配模，要用导线试验模芯，以导线通过模芯为宜。不要过大，否则将产生倒胶现象。 2）抽真空挤塑时，选配模具要合适，不宜过大，若大，绝缘层或护套层容易产生耳朵、起棱、松套现象。 3）挤塑过程中，实际上塑料均有拉伸现象存在，一般塑料的实

17、际拉伸在2.0mm左右。根据拉伸考虑模套的放大值，拉伸比大的塑料模套放大值大于拉伸比小的塑料模套放大值，如聚乙烯大于聚氯乙稀。 4）安装模具时要调整好模芯与模套间的距离，防止堵塞，造成设备事故。三、模具的调整 （1）模芯的安装：模芯是安装在模芯支撑器上的，目前模芯与支撑器有两种结合方法。一种是靠螺纹连接，即将模芯支撑器卡在台钳上，将选配好的模芯拧紧在支撑器上，然后再将模芯支撑器装在机头上 2.模具的调整:调整模具的原则是，面对机头，先松后紧，拧紧螺钉的方向为左上、右下、左下、右上；经常检查对模螺钉是否松动和损坏，如有损坏应立即更换；注意拧螺钉时谨防碰着加热片电插头，以免触电或碰坏插头，为防触电

18、，调整模具时，可先关掉模口段加热电源；调模时，模套的压盖不要压的太紧，等调整好后再把压盖压紧，防止压盖进胶，造成塑料层偏芯或焦烧。模具的调整方法如下： 1）空对模：生产前把模具调整好，用肉眼把模芯与模套间距离或间隙调整均匀，然后把对模螺钉拧紧。 （2）跑胶对模：塑料塑化好后，调整对模螺钉，根据模口出胶圆周方向的多少，一面跑胶，一面调整，调整时应先松动薄处螺钉，再拧紧跑胶厚的螺钉；同时取样检查塑料厚度是否偏芯，直到调均匀为止，然后把对模螺钉分别拧紧。 （3）走线对模：适合小截面的电线电缆的调模。把导线穿过模芯，与牵引线接好，然后跑胶，进行微调。等胶跑好后，调整好螺杆和牵引速度，起车走线取样，然后

19、停车，观察样品的塑料层厚度是否均匀，反复几次，直到调均匀为止，再把螺钉拧紧 （4）灯光对模：适合聚乙烯塑料电线电缆。利用灯光照射绝缘层和护套层，观察上、下、左、右四周的厚度，调整对模螺钉，直到调均匀为止，然后把螺钉拧紧。 （5）感觉对模：它是经验对模的方法。利用手摸感觉塑料层厚度，调整模具。适用于大截面电线电缆的外护层。 (6）其他对模方式： 1）利用游标卡尺的深度尺测量塑料层厚度，调整模具。 2）利用对模螺钉的螺纹深度调整模具 3）利用取样测量塑料层厚度调整模具。 另外，模芯与模套间轴向模口相对距离的调整也很重要。调整不当，会造成设备事故。再有，模芯与模套孔径合理选配之后，还应注意模芯外锥与

20、模套内锥角度差的选定，一般必须使模套的内锥角大于模芯的外锥角 310，这个角差是及其重要的。只有这样的角度差才能使塑料挤出压力逐渐增大，实现塑料层组织密实、塑料与线芯结合紧密的目的，但这个角度差不宜过大，否则使挤出压力增大而降低挤出量。调整模具的原则是，面对机头，先松后紧，拧紧螺钉的方向为左上、右下、左下、右上；经常检查对模螺钉是否松动和损坏，如有损坏应立即更换；注意拧螺钉时谨防碰着加热片电插头，以免触电或碰坏插头，为防触电，调整模具时，可先关掉模口段加热电源；调模时，模套的压盖不要压的太紧，等调整好后再把压盖压紧，防止压盖进胶，造成塑料层偏芯或焦烧。模具的调整方法如下：（1）空对模：生产前把

21、模具调整好，用肉眼把模芯与模套间距离或间隙调整均匀，然后把对模螺钉拧紧。（2）跑胶对模：塑料塑化好后，调整对模螺钉，根据模口出胶圆周方向的多少，一面跑胶，一面调整，调整时应先松动薄处螺钉，再拧紧跑胶厚的螺钉；同时取样检查塑料厚度是否偏芯，直到调均匀为止，然后把对模螺钉分别拧紧。（3）走线对模：适合小截面的电线电缆的调模。把导线穿过模芯，与牵引线接好，然后跑胶，进行微调。等胶跑好后，调整好螺杆和牵引速度，起车走线取样，然后停车，观察样品的塑料层厚度是否均匀，反复几次，直到调均匀为止，再把螺钉拧紧。（4）灯光对模：适合聚乙烯塑料电线电缆。利用灯光照射绝缘层和护套层，观察上、下、左、右四周的厚度，调

22、整对模螺钉，直到调均匀为止，然后把螺钉拧紧。（5）感觉对模：它是经验对模的方法。利用手摸感觉塑料层厚度，调整模具。适用于大截面电线电缆的外护层。（6）其他对模方式：1）利用游标卡尺的深度尺测量塑料层厚度，调整模具。2）利用对模螺钉的螺纹深度调整模具。3）利用取样测量塑料层厚度调整模具。另外，模芯与模套间轴向模口相对距离的调整也很重要。调整不当，会造成设备事故。再有，模芯与模套孔径合理选配之后，还应注意模芯外锥与模套内锥角度差的选定，一般必须使模套的内锥角大于模芯的外锥角310，这个角差是及其重要的。只有这样的角度差才能使塑料挤出压力逐渐增大，实现塑料层组织密实、塑料与线芯结合紧密的目的，但这个

23、角度差不宜过大，否则使挤出压力增大而降低挤出量。线缆发泡技术通信网络之完整性,除了机房内之软硬体及其周边附属设备外,通信电缆扮演著送信与受信二端间连络主要传输媒介.通信电缆不仅品质需符合未来整体服务数位网络(ISDN)之要求外,所占用之空间也不容忽视,二者更是息息相关.近十年来欲使通信网络传输更快速,除了设备增强外,通信电缆也做了重大变革,纷纷采用发泡聚乙烯为绝缘材料,促使电缆特性更能符合较佳通信效果.其中电气特性如静电容量,电容不平衡,远(近)端串音及衰减等与材料发泡方式更是立竿见影. 发泡的目的 一般材料发泡的目的在于使制品轻量化,并加强制品隔热性与可扰性,及降低材料成本.而线缆用材料发泡

24、的目的,则在降低材料的介质常数. 材料发泡方式 为了增加传输容量及速率,降低材料介质常数(Dielectric Constant)系最佳途径,而使用发泡PE材料则可达成此目的,其材料发泡方式一般区分为二种方式: 化学发泡方法 物理发泡 (氮气发泡) 传统化学发泡 于PE绝缘材料制料过程中,混合适当比例热效应发泡剂,其使于芯线制程时,利用温度促使发泡剂产生化学分解变化,于PE材料内部形成气泡,此项材料对温度反应相当灵敏( 1),温控设备稍受外界影响,其发泡度变化极大,目前此项方式发泡度可达到40-50%,且此发泡材料须置放于干燥环境内,否则水分进入材料后于押出易导致芯线电容,外径不稳定,此二项于

25、通信电缆远(近)端将造成不良影响. 为减小介质常数,其所用基材应为低介质常数的材料,目前线缆最常用者为PE.在特殊的场合,也有利用PP,PS及TEFLON为基材的. 4.1 PE发泡度与介电常数,波长短缩率,时间延迟关系图 在静电容量要求一定的场合,降低绝缘材料的实效介质常数,则芯线径便可减小.此时,一定尺寸的线缆管中,就可多设线路,在多心线缆场合有很大的优点. 材料发泡,则强度下降,故薄绝缘场合发泡度只限于20-30%,厚绝缘时则约达50%左右,属于较低发泡的类别. 4.3 发泡度的测定方法 线缆发泡层的发泡度,可利用普通的密度测定法计测,所谓发泡度乃指发泡体中含多少百分比的气体,可应用下式

26、表示之 期中,d = 发泡体密度 d0 = 基材原有的密度 密度测定法 线缆发泡层密度的简便方法 电容值测定方法:浸于水中测其电容值 请参考9.0详细说明 4.4 押出发泡法 发泡剂的类别 挥发性发泡剂 化学发泡剂 4.5 目前市售发泡PE之发泡剂 高密度用尿素类 低密度用碳酸类 大部分发泡剂的分解生成物都具有吸湿性,生成的气体亦常含水分,故在要求低损失的场合,押出线必须施行干燥手续. 4.6 发泡押出用押出机 押出机的L/D约20-28,并有较长的供料段,压缩比约2.0-2.5,押出机在设计上应注意下列各点: 设计小压缩比的螺杆； 设置反压调节器,以控制适当的反压； 机头与眼模部阻力尽量减小

27、； 螺旋廊宽减小. 4.7 押出条件 发泡线押出的时候,其押出条件受押出机尺寸,螺杆构造,螺杆回转数及发泡剂浓度等要因素影响,很难得到通用的原则,重点在如何使材料迅速熔融,并使分解气溶于材料中,直到出眼模口后才开始发泡. 押出条件例如压力,温度,及押出时间等发生变化,则押出成品特性亦发生很大变化. 押出温度系指熔融材料的实际温度,当温度不同的时候,押出线的发泡特性亦起变异,温度在某一特定范围的时候,发泡特性最良好,高或低于此项范围,都无法得到品质良好的押出线. 押出时材料在螺缸的停留时间,称为押出时间,对发泡特性亦有相当大的影响,材料在螺缸停留时间亦应保持在某一特定范围内,才能押出特性良好的发

28、泡线来. 综上所叙,可知发泡押出作业实为一项需要相当高技术水准的作业,押出条件设定稍有不慎,就很难制造出品质良好的发泡电线,作业人员应从不断体会中获得良好的经验,精益求精,才能达到提高水准,高品质的境界. 4.8 发泡情形如下图 4.9 押出条件的影响 押出温度的影响 采用添加发泡剂进行押出发泡的时候,押出温度条件对发泡特性的良莠占有决定性地位,押出温度如能与发泡剂分解温度充分配合,必可制造出特性良好的成品. 低温押出气泡数很少,温度上升则气泡分布逐渐均匀,发泡度渐行提高,在到达某温度的时候,发泡度最高,并得到极细微的气泡构造；温度再上升则气泡粗大化,并有气泡破裂现象,形成不均匀的气泡构造. 此项最适当温度条件,端视材料别而异,除利用实验来决定外,实别无良途可循. 螺杆回转数的影响 螺杆回转数对发泡状态也有相当影响性.回转数增加的时候,发泡度也逐渐增加,气泡构造更形微细,直至达到某限度为止.超过此限度后,效果反而下降,故如何决定适当的螺杆回转数,诚极重要. 4.10 外眼形状的影响 押出发泡用眼模,在设计时必须考虑外眼出口后的膨胀性,若以A表示材料发泡前后的断面积比,则 此处Dd = 外眼孔径 Dcw = 完成线外径 Dw = 导体或芯线外径 一般薄层押出的时候,膨胀比约等于2,厚层押出则膨胀比约等于4,押出发泡外眼孔径,可利用前式变形