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電纜填充用松軟材料直徑測量方法的探討(tǎo)
點擊次數：1436 更新(xīn)時(shí)間(jiān)：2008-03-06
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交聯聚乙烯絕緣電力電纜的不回整現(xiàn)象，往往是由于電纜填充料聚丙烯網狀纖維并股軟繩的直徑測量誤差所造成的。由于該種材料蓬松、柔軟、無固定截面形狀，因此不能(néng)采用常規的直徑測量方法。本文介紹一(yī)種新(xīn)的測量方法，在實際應用中收到良好(hǎo)(hǎo)的效果。 1 前言 多年來(lái)三芯交聯電纜的不圓整問題一(yī)直困擾着我們，也(yě)是電纜行業的一(yī)大難題。究其原因是由于交聯電纜填充用聚丙烯網狀撕裂纖維并股軟綿（簡稱并股軟綿）的直徑無法控制，目前行業内無切實可行的并股軟繩直徑測量方法，以至該材料規格混亂，無法滿足使用要求。三芯交聯電纜是我廠主導産品，其外觀質量問題直接影響我廠的産品和企業形象，及經濟效益。因此，解決并股軟繩的直徑測量問題勢在必行。通過長期的實踐、摸索、總結，提出了(le)并股軟繩直徑測量的新(xīn)方法。把這(zhè)新(xīn)方法用于其他電纜填充用的聚丙烯繩及岩棉繩的直徑測量，均收到較好(hǎo)(hǎo)的效果。2 并股軟繩直徑測量方法現(xiàn)狀分(fēn)析 三條直徑相同的線芯兩兩相切外，且分(fēn)别與外被層内切，并股軟綿占據線芯與護套間(jiān)的空間(jiān)，形成曲邊扇形。顯然，在電纜結構設計中此曲邊扇形的面積不難計算(suàn)，而如(rú)何保證并股軟綿在使用狀态下(xià)呈設計要求的截面是個(gè)大問題。并股軟綿由聚丙烯吹膜撕裂所成的網狀纖維多股絞合而成，其外觀特征蓬松柔軟，橫截面形狀不規則，不同點的橫截面大小不一(yī)緻。針對并股軟繩的這(zhè)些(xiē)特征和如(rú)何定義其“直徑"，又如(rú)何來(lái)測量呢(ne)？ 對此，現(xiàn)行行業采購(gòu)規範無規定，并股軟繩生(shēng)産廠及電纜廠也(yě)都沒有對其“直徑"給出明确的定義。對其“直徑"的測量一(yī)般采用如(rú)下(xià)方法：（1）并股軟繩處于自然狀态下(xià)，用遊标卡尺輕卡讀數，作(zuò)為(wèi)其“直徑"；（2）對并股軟繩施加軸向張力後，用遊标卡尺輕卡讀數；（3）沿并股繩外層聚丙烯繩的旋向擰緊，用遊标卡尺輕卡讀數；（4）測量某長度重量，按生(shēng)産廠提供的單位長度重量來(lái)推算(suàn)其“直徑"。 方法1顯然不妥。方法2比方法1略有改進，但(dàn)不能(néng)保證其橫截面呈圓形，輕卡的概念無法掌握，因此對其“直徑"無法控制。 方法3，沿并股軟繩外層聚丙烯繩的旋向擰緊，其外觀呈明顯的麻花狀，各點高低(dī)起伏差異較大，無法确定哪裏能(néng)代表其“直徑"。出現(xiàn)這(zhè)種現(xiàn)象是由于并股軟綿相鄰兩層的旋向相反，沿外層擰緊，相鄰的内層就(jiù)會被旅松，自然會出現(xiàn)外層起包、凹陷的現(xiàn)象。 方法4，在材料密度不變及開網情況相同的條件下(xià)，用此方法計算(suàn)“直徑"相對準确，但(dàn)由于各廠家并股繩材料配方不盡相同，即添加劑的比例不同，其密度在一(yī)個(gè)較大的範圍内變化(huà)，另開網情況不同，并股繩軟硬有一(yī)定差異，且其“直徑"究竟是什(shén)麽概念不清，因此，生(shēng)産廠家提供的材料标準中規定，以單位長度重量來(lái)确定并股軟繩的直徑的方法的允許偏差為(wèi)±25％。而我們所需的并股軟綿的“直徑"每種規格相差2mm，這(zhè)樣的公差是無法區分(fēn)幾種相鄰規格的。另方面，若能(néng)消除以上(shàng)各種影響因素，這(zhè)種方法也(yě)很難用于并股軟繩生(shēng)産中的“直徑"控制，因很難設想在生(shēng)産過程中頻繁地取其中間(jiān)的一(yī)段來(lái)稱其重量；在使用中檢測，一(yī)是較麻煩，二是浪費太大，且無法對其“直徑’哇面控制。3 新(xīn)的測量方法的提出 基于以上(shàng)四種方法在實際使用中都不切實可行，因此要控制并股軟繩的“直徑"，解決三芯交聯電纜不圓整的問題，必須走新(xīn)的路(lù)子(zǐ)，采用新(xīn)的并股軟綿直徑測量方法。 并股軟繩使用多年，其“直徑"測量問題一(yī)直沒有解決，主要是因蓬松柔軟、橫截面形狀不規則；常規使用的直徑測量工具是直尺、遊标卡尺等；常規的測量方法是直接在測量工具上(shàng)讀數，三者無法有效地結合起來(lái)。 并股軟繩在交聯電纜的橫截面中呈曲邊扇形，是受到周圍物體(tǐ)擠壓的結果。這(zhè)種擠壓力的大小與并股軟綿自身(shēn)的“直徑"決定了(le)其使用狀态下(xià)呈曲邊扇形的橫截面的面積大小。在正常的條件下(xià)擠壓力為(wèi)常量。若使用狀态相同，并股繩“直徑"合适，其橫截面的形狀和面積就(jiù)可達到理(lǐ)想狀态，即實現(xiàn)電纜填充圓整的目的。 并股軟繩的“直徑"不能(néng)直接測量，是否可設計一(yī)個(gè)模拟并股軟繩使用狀态的測量器(qì)具，通過某種轉換從而間(jiān)接确定其“直徑"呢(ne)？由此産生(shēng)如(rú)下(xià)方法：制做一(yī)個(gè)橫截面呈凹形的多屬楷體(tǐ)，上(shàng)置一(yī)塊與矩形槽兩豎邊始終垂直且可上(shàng)下(xià)移動的壓闆，壓闆上(shàng)施加一(yī)确定的力P，在壓闆下(xià)沿槽向放(fàng)置并股軟繩，槽的豎邊有刻度标記，這(zhè)樣可根據該狀态下(xià)并股繩所呈的矩形截面積計算(suàn)其呈圓形時(shí)的直徑。但(dàn)這(zhè)種方法的缺點一(yī)是工具制作(zuò)較麻煩，更主要的是并股軟繩的直徑規格範圍大，由12～30mm。而測量器(qì)具主體(tǐ)上(shàng)的矩形槽一(yī)旦确定就(jiù)不會改變，這(zhè)樣，制作(zuò)的測量工具若适合測大規格的就(jiù)不适用于小規格，反之一(yī)樣。 通過反複摸索、試驗發現(xiàn)，并股軟繩雖在自然狀态下(xià)橫截面形狀不規則，但(dàn)在其受到處在同一(yī)平面的連續的垂直且指向軸心的等壓力的作(zuò)用下(xià)，該橫截面的形狀趨于圓形。至此，可以給井股軟繩的“直徑"以明确的定義——在并股軟繩受到處在同一(yī)平面的連續的垂直且指向軸心的确定的等壓力的作(zuò)用下(xià)，該橫截面為(wèi)圓形（近似），此圓形的周長除以圓周率為(wèi)并股軟繩在該處的直徑。明确了(le)這(zhè)一(yī)定義後，進而設計了(le)新(xīn)的測量工具及方法： （1）測量工具。zui小刻度為(wèi)1mm的鋼直尺一(yī)把，1000g矽碼～個(gè)，紅(hóng)棉牌尼龍吉他第1弦一(yī)根，即直徑為(wèi)0.7mm尼龍繩一(yī)根。 （2）測量方法及步驟 1）尼龍繩一(yī)端固定，另一(yī)端施加 100O g重的破碼，測量尼龍繩上(shàng)預先作(zuò)的标記A，B 2）把并股軟繩需測直徑部分(fēn)水平放(fàng)置，使其處于自然松弛狀态，用尼龍繩沿并股軟繩徑向環繞一(yī)周，使尼龍繩所在的平面與并股繩測量處的軸線垂直，然後按步驟1）施加張力，并使尼龍繩兩端處于鉛垂狀态，測量A，B間(jiān)的距離L1。 3）用Lo減去L1，即為(wèi)所測并股軟繩在該處的周長L，從而求得直徑D=L/r。這(zhè)樣就(jiù)可通過一(yī)根尼龍繩、一(yī)個(gè)破碼與直尺的使用，完成常規測量不能(néng)完成的工作(zuò)。4 實驗數據的驗證及處理(lǐ) 方法确定了(le)，但(dàn)該方法的測量重複性及測量精度能(néng)否滿足需要呢(ne)？對此做了(le)大量的試驗進行驗證。試驗在各種不同規格的并股軟繩上(shàng)進行。在約1m長的并股軟繩上(shàng)等間(jiān)隔測量五點，各點作(zuò)好(hǎo)(hǎo)标記，記錄測量周長數據。為(wèi)了(le)驗證測量數據的重複性，對上(shàng)述各點進行第二、第三次測量。反複分(fēn)析比較每個(gè)數據，并通過更換矽碼重量，尋找*效果，zui後确定采用1000 g矽碼。通過試驗認為(wèi)，測量的重複性及精度完夠滿足使用要求。本測量理(lǐ)論上(shàng)是在同一(yī)處進行三次測量，實際在測量過程中并股軟繩的内外層不斷地串動，不可能(néng)在同一(yī)處進行三次重複測量。由于并股軟繩在某一(yī)相鄰各點的直徑不可能(néng)*相同，測量本身(shēn)也(yě)存在一(yī)定的系統誤差，因此，同一(yī)處的測量結果不*重複。每個(gè)測點的值不同也(yě)反映了(le)其本身(shēn)各處直徑的不均勻性，一(yī)般在一(yī)個(gè)不太大的範圍内變化(huà)。本着既簡化(huà)測量工作(zuò)又能(néng)滿足需要的原則，通過多次試驗比較決定，測量在同一(yī)并股軟繩上(shàng)進行三次，測點間(jiān)隔約30 cm，取其中間(jiān)值作(zuò)為(wèi)直徑的測量值。5 實施效果 1996年8月(yuè)(yuè)，發生(shēng)了(le)多起用戶投訴我廠交聯電纜不圓整事(shì)件，并對我廠交聯電纜質量持懷疑态度，有的堅決要求退貨。為(wèi)*解決這(zhè)一(yī)問題試用了(le)上(shàng)述的并股軟繩直徑測量方法（以下(xià)簡稱新(xīn)方法）。效果一(yī)下(xià)就(jiù)顯現(xiàn)出來(lái)，使三芯交聯電纜的外觀有了(le)*的改變。用新(xīn)方法對庫内各廠家各規格的并股軟繩重新(xīn)篩選分(fēn)類。發現(xiàn)zui典型的事(shì)例是某廠家提供的标稱直徑（mm）為(wèi)22規格的并股軟繩中，在僅剩餘的37件的實測直徑（mm）就(jiù)分(fēn)成16、18、20、22、24、26六種規格，由此足以看到原并股軟繩規格的混亂。用于其他電纜填充的聚丙烯繩及岩錦繩的直徑測量同樣存在以上(shàng)的問題，對兩者逐步實施新(xīn)方法，均收到良好(hǎo)(hǎo)的效果。6結論 新(xīn)方法*擺脫了(le)常規的用于有固定截面形狀的材料的直徑測量方法的束縛，使并股軟繩等蓬松、柔軟的填充材料的直徑概念從含混不清到*明确；直徑測量從原來(lái)不可操作(zuò)的定性描述到*量化(huà)的可操作(zuò)。測量工具簡單，方法簡便。因此，很好(hǎo)(hǎo)地解決了(le)此類材料規格混亂及用其填充的各種電纜的圓整度差的問題，尤其是三芯交聯電纜的圓整度問題。解決了(le)本廠電纜外觀質量的大問題，使本廠收到了(le)較好(hǎo)(hǎo)的經濟效益。 實踐證明，與現(xiàn)采用的各種對松軟、無固定截面形狀的電纜用填充料的直徑的測量方法比較，本新(xīn)方法較簡便，行之有效。 | |||
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