A mesin salutan sekunder berfungsi dengan terus menyuap gentian optik bersalut primer melalui acuan penyemperitan ketepatan, di mana bahan termoplastik cair dibentuk menjadi tiub penampan pelindung di sekeliling gentian. Proses ini menyepadukan kawalan ketegangan gentian, penyemperitan dwi-lapisan, suntikan gel thixotropic, penyejukan mandi air, dan pemantauan dimensi masa nyata ke dalam satu barisan pengeluaran yang disegerakkan. Keluaran siap ialah penimbal tiub longgar yang stabil secara dimensi — elemen struktur teras kebanyakan kabel gentian optik yang digunakan dalam rangkaian telekomunikasi di seluruh dunia.
Dari segi praktikal, mesin itu mengambil gentian kosong daripada kekili bayaran pada satu hujung dan menghantar tiub penimbal berdimensi yang dikili, diisi gel, dengan tepat pada satu lagi — semuanya pada kelajuan talian yang boleh mencapai 300 meter seminit pada sistem pengeluaran berprestasi tinggi. Setiap parameter daripada suhu cair kepada ketegangan gentian dipantau dan dilaraskan dalam fesyen gelung tertutup untuk memastikan setiap meter tiub memenuhi spesifikasi ketat yang sama.
Sebelum memeriksa subsistem individu secara terperinci, ia membantu untuk memahami mesin sebagai proses linear yang berterusan. Bahan dan gentian masuk di hujung hulu dan berubah secara progresif apabila ia bergerak ke hilir. Urutan operasi mengikut aliran logik ini:
Setiap peringkat ini adalah saling bergantung. Perubahan dalam kelajuan talian pada capstan, contohnya, mempengaruhi ketebalan dinding tiub, EFL gentian, nisbah isian gel dan kecekapan penyejukan secara serentak — itulah sebabnya mesin moden bergantung pada sistem kawalan gelung tertutup berasaskan PLC dan bukannya tetapan yang dilaraskan secara manual.
Ketepatan kerja mesin salutan sekunder bermula dengan struktur fizikalnya. Rangka mesin dibina menggunakan kimpalan plat keluli A3 tegangan tinggi yang digabungkan dengan pemprosesan keluli jenis struktur. Keluli A3 (setanding dengan gred Q235) memberikan kekuatan tegangan kira-kira 370–500 MPa, kebolehkimpalan yang sangat baik, dan tegasan sisa yang rendah selepas pemesinan — semua sifat penting untuk rangka yang mesti kekal stabil dari segi dimensi di bawah beban terma dan mekanikal yang berterusan.
Bingkai mesti menyokong dan menjajarkan semua subsistem utama — penyemperit, palung penyejuk, capstan dan pengambilan — hingga dalam pecahan milimeter. Sebarang lenturan atau getaran dalam bingkai diterjemahkan terus ke dalam variasi diameter tiub atau sisihan kedudukan gentian di dalam tiub. Atas sebab ini, struktur keluli yang dikimpal biasanya dilepaskan tekanan selepas fabrikasi dan dimesin ketepatan pada semua permukaan pelekap kritikal sebelum pemasangan.
Barisan salutan menengah gred pengeluaran biasanya menjangkau 15 hingga 30 meter panjang keseluruhannya , dan bingkai mesti mengekalkan penjajaran merentasi keseluruhan rentang ini walaupun tong penyemperit memanaskan hingga 250–280°C dan palung penyejuk beroperasi pada 15–40°C di zon bersebelahan. Sambungan pengembangan terma dan pendakap silang tegar direka bentuk ke dalam reka bentuk bingkai untuk mengurus permintaan ini tanpa menjejaskan ketepatan kedudukan.
Proses ini bermula di stesen bayaran gentian, di mana gelendong gentian optik bersalut primer dipasang pada buaian hasil bermotor. Setiap gelendong boleh dibawa 20 hingga 25 km serat , dan berbilang kili dimuatkan serentak untuk pengeluaran tiub berbilang gentian - biasanya 2, 4, 6, 8, 12, atau 24 gentian setiap tiub.
Ketegangan gentian adalah salah satu parameter yang paling kritikal dalam salutan sekunder. Jika ketegangan terlalu tinggi, gentian mungkin pra-tegasan di dalam tiub siap, menyebabkan pengecilan optik meningkat. Jika ketegangan terlalu rendah, gentian mungkin kusut atau membentuk gelung tidak rata, yang membawa kepada kecacatan geometri tiub. Ketegangan operasi biasanya ditetapkan antara 30 dan 80 gram setiap gentian , diselenggarakan oleh sistem maklum balas lengan penari atau bayaran dipacu servo dengan pengukuran ketegangan masa nyata.
Gentian disalurkan melalui satu siri panduan seramik atau keluli tahan karat yang secara beransur-ansur menumpunya ke dalam jarak dan susunan tepat yang diperlukan pada kemasukan die penyemperitan. Panduan ini digilap kepada kekasaran permukaan sub-mikron untuk mengelakkan sebarang calar pada salutan primer yang halus pada gentian.
Sistem penyemperitan adalah jantung mesin salutan sekunder. Kebanyakan barisan pengeluaran menggunakan konfigurasi dwi-extruder untuk menggunakan bahan tiub penimbal dalam dua lapisan yang berbeza. Dalam susun atur standard, penyemperit salutan muka diletakkan di hadapan mesin, dan penyemperit salutan bawah diletakkan di belakang. Susunan ini membolehkan setiap lapisan dikawal secara bebas dari segi jenis bahan, suhu cair, dan kadar pemprosesan.
Penyemperit salutan muka menyampaikan bahan yang membentuk permukaan dalaman tiub penimbal — permukaan yang bersentuhan langsung dengan gentian optik dan gel pengisi. Lapisan ini mestilah serasi secara kimia dengan sebatian gel dan mesti menunjukkan pengecutan yang sangat rendah semasa penyejukan untuk mengelakkan tekanan mekanikal pada gentian. PBT (polybutylene terephthalate) ialah pilihan bahan utama, menawarkan pengecutan acuan linear kurang daripada 0.5% dan julat suhu perkhidmatan -40°C hingga 85°C.
Penyemperit salutan muka biasanya menggunakan a Skru tunggal berdiameter 30 mm atau 45 mm dengan nisbah mampatan 2.5:1 hingga 3.5:1, beroperasi pada suhu tong antara 200°C dan 270°C. Suhu zon pemeteran adalah yang paling dikawal ketat, kerana kelikatan cair dalam acuan mesti kekal dalam tingkap yang sempit untuk mencapai ketebalan dinding yang konsisten.
Penyemperit salutan bawah menggunakan lapisan dinding luar tiub penimbal, yang menentukan diameter luar tiub dan sifat mekanikal. Lapisan ini memberikan kekuatan struktur yang diperlukan untuk kabel terkandas - tiub mesti menahan tekanan sisi daripada peralatan terkandas tanpa herotan, dan mesti mengekalkan keratan rentas bulatnya selepas terdampar di sekeliling anggota kekuatan pusat.
Ketebalan lapisan lapisan bawah biasanya antara 0.3 mm dan 0.9 mm , bergantung pada keperluan reka bentuk kabel. Dalam sesetengah konfigurasi, bahan lapisan bawah mungkin sebatian PBT yang diubah suai dengan penstabil UV, pewarna atau pengubah hentaman tambahan — membolehkan pengecaman tiub berkod warna dalam pembinaan kabel berbilang tiub tanpa memerlukan pas pewarna yang berasingan.
Kedua-dua aliran cair dari penyemperit muka dan lapisan bawah bertumpu pada kepala die penyemperitan bersama, di mana ia terbentuk secara sepusat di sekeliling berkas gentian. Kepala die terdiri daripada hujung panduan gentian, badan die dengan dua salur masuk cair, dan orifis dadu yang membentuk diameter luar tiub siap. Diameter orifis die dan panjang tanah menentukan tiub OD dan penurunan tekanan yang mendorong aliran cair yang konsisten.
Kepekatan die — penjajaran pusat hujung die dengan pusat orifis die — mesti dikekalkan dalam lingkungan ±0.02 mm untuk mengelakkan kesipian dinding. Kebanyakan kepala die moden termasuk skru pelarasan halus atau mekanisme pemusatan haba yang membolehkan pengendali membetulkan ketumpuan semasa pengeluaran tanpa menghentikan talian.
Fungsi kritikal proses salutan sekunder ialah mengisi bahagian dalam tiub penimbal dengan sebatian penyekat air thixotropic — biasanya dirujuk sebagai gel pengisi atau sebatian banjir. Gel ini menghalang mana-mana air yang memasuki titik putus kabel daripada bergerak secara membujur melalui tiub dan mencapai lokasi sambatan atau penyambung yang sensitif.
Sistem pengisian gel terdiri daripada tangki simpanan yang dipanaskan, pam pemeteran ketepatan (biasanya pam gear atau pam rongga progresif), dan jarum suntikan keluli tahan karat nipis yang melalui hujung cetakan dan memendapkan gel terus di dalam tiub pembentuk. Kadar suntikan gel mesti disegerakkan dengan tepat dengan kelajuan talian — lazimnya dinyatakan sebagai nisbah isipadu per meter — untuk memastikan pengisian lengkap tanpa gel berlebihan yang akan menimbulkan tekanan balik dan memesongkan susunan gentian.
Gel pengisi dikekalkan pada suhu tinggi (biasanya 60–80°C) dalam tangki simpanan untuk mengurangkan kelikatan untuk mengepam, tetapi ia menjadi gel kepada keadaan thixotropic separa pepejal selepas disejukkan dalam tiub siap. Gabungan kebolehaliran semasa pengisian dan kestabilan dalam perkhidmatan inilah yang menjadikan gel thixotropic sebagai pilihan standard untuk reka bentuk kabel tiub longgar yang beroperasi merentasi julat persekitaran penuh -40°C hingga 70°C yang diperlukan oleh kebanyakan piawaian telekomunikasi.
Sejurus selepas penyemperitan mati, tiub yang baru terbentuk memasuki sistem penyejukan. Penyejukan mesti dikawal dengan teliti — pelindapkejutan yang terlalu cepat menyebabkan tekanan permukaan dan kemungkinan retak; sejuk terlalu perlahan membolehkan tiub mengendur atau berubah bentuk sebelum memejal sepenuhnya, terutamanya pada kelajuan talian tinggi.
Sistem penyejukan pada garis salutan sekunder biasa terdiri daripada berbilang palung air yang disusun secara bersiri. Palung pertama (paling hampir dengan acuan) menggunakan air suam di 40–60°C untuk memulakan penyejukan secara beransur-ansur tanpa kejutan haba. Palung berikutnya secara beransur-ansur mengurangkan suhu air - palung akhir biasanya beroperasi pada 15–25°C — membawa tiub kepada keadaan yang stabil dan padat sepenuhnya sebelum ia mencapai capstan.
Jumlah panjang palung penyejukan berjulat dari 6 hingga 15 meter bergantung pada kelajuan talian dan ketebalan dinding tiub. Untuk garisan 300 m/min yang menghasilkan tiub OD 2.0 mm, tiub menghabiskan hanya kira-kira 1.5 hingga 3 saat dalam sistem penyejukan — bermakna kecerunan suhu air merentasi palung mesti ditetapkan dengan tepat untuk mencapai pemejalan yang mencukupi dalam tetingkap pendek ini.
Setiap zon palung dikawal suhu secara bebas melalui sistem air beredar dengan penukar haba. Operator boleh melihat dan melaraskan setiap titik tetapan zon dari HMI pusat, dan beberapa sistem lanjutan termasuk pampasan zon automatik yang melaraskan kadar aliran air penyejuk sebagai tindak balas kepada perubahan dalam kelajuan talian.
Selepas palung penyejukan, tiub melalui satu atau lebih tolok mikrometer laser bukan sentuh yang mengukur diameter luarnya secara berterusan dan dalam masa nyata. Tolok ini menggunakan teknologi triangulasi laser atau pengimbasan bayang-bayang dan boleh menyelesaikan perbezaan diameter sekecil-kecilnya ±0.001 mm pada kelajuan talian penuh.
Data ukuran OD dimasukkan semula ke dalam sistem kawalan PLC, yang secara automatik melaraskan satu atau lebih pembolehubah proses untuk membetulkan sebarang hanyut daripada diameter sasaran:
Gelung maklum balas gelung tertutup ini biasanya beroperasi dengan masa tindak balas kurang daripada satu saat, membenarkan sistem mengimbangi variasi kelikatan bahan mentah, perubahan suhu ambien atau turun naik mekanikal kecil tanpa campur tangan pengendali. Sistem moden mengekalkan OD tiub dalam lingkungan ±0.03 mm sasaran merentasi keseluruhan pengeluaran sepanjang 25 km atau lebih.
Selain pengukuran OD, beberapa garisan lanjutan menggabungkan ukuran kesipian (keseragaman ketebalan dinding) menggunakan tolok berputar atau sistem sinar-X, dan pengesanan kedudukan gentian menggunakan penderia optik sebaris yang mengesahkan gentian berpusat di dalam tiub dan bukannya disesarkan ke satu sisi.
Capstan ialah elemen pengawalan kelajuan bagi keseluruhan baris. Ia terdiri daripada satu atau lebih roda atau tali pinggang bermotor yang mencengkam tiub yang disejukkan dan menariknya melalui mesin pada halaju mantap yang dikawal dengan tepat. Oleh kerana kelajuan capstan menentukan seberapa pantas bahan diambil daripada acuan penyemperitan, ia secara langsung mengawal kedua-dua diameter luar tiub (melalui nisbah tarik ke bawah) dan panjang gentian berlebihan di dalam tiub.
Panjang gentian berlebihan (EFL) ditakrifkan sebagai peratusan panjang gentian di dalam panjang tiub tertentu melebihi panjang tiub itu sendiri. Sebagai contoh, EFL sebanyak 0.3% bermakna bagi setiap 1,000 meter tiub, gentian di dalamnya ialah 1,003 meter panjang. Lebihan gentian kecil ini adalah penting: ia membolehkan kabel mengekalkan beban tegangan tanpa gentian itu sendiri mengalami ketegangan, yang akan meningkatkan pengecilan optik.
EFL ditetapkan oleh nisbah kelajuan bayaran gentian kepada kelajuan capstan:
Nilai EFL untuk kabel tiub longgar standard biasanya jatuh di antara 0.2% dan 0.5% , dengan toleransi yang lebih ketat diperlukan untuk kabel yang bertujuan untuk pengebumian terus atau aplikasi dasar laut di mana kitaran haba dan beban mekanikal lebih teruk.
Semua subsistem yang diterangkan di atas — ketegangan hasil, suhu dan kelajuan penyemperit, kadar pam gel, suhu air penyejuk, maklum balas tolok OD dan kelajuan capstan — diselaraskan oleh sistem pengawal logik boleh atur cara (PLC) pusat. Pengendali berinteraksi dengan sistem ini melalui skrin sentuh HMI (Antara Muka Mesin Manusia) yang memaparkan data proses masa nyata, keadaan penggera dan graf arah aliran.
Fungsi kawalan PLC utama termasuk:
Sistem lanjutan juga boleh berintegrasi dengan MES (Sistem Pelaksanaan Pembuatan) peringkat kilang untuk melaporkan volum pengeluaran, penggunaan bahan dan data berkualiti dalam masa nyata kepada perisian pengurusan kilang.
Memahami cara parameter proses utama berinteraksi adalah penting bagi pengendali yang perlu menyelesaikan masalah kualiti atau mengoptimumkan kecekapan pengeluaran. Jadual di bawah meringkaskan hubungan parameter-ke-output yang paling penting:
| Parameter Proses | Jika Terlalu Tinggi | Jika Terlalu Rendah | Julat Sasaran (Lazim) |
|---|---|---|---|
| Suhu tong extruder | Degradasi polimer, perubahan warna | Tekanan cair tinggi, kekasaran permukaan | 200–280°C (PBT) |
| Kelajuan garis Capstan | Dinding nipis, OD berkurangan, EFL rendah | Dinding tebal, OD tinggi, EFL berlebihan | 40–300 m/min |
| Ketegangan ganjaran serat | Pra-tegasan serat, peningkatan pengecilan | Kekusutan gentian, ubah bentuk tiub | 30–80 g setiap serat |
| Kadar suntikan gel | Tekanan belakang, anjakan gentian | Isi tidak lengkap, risiko kemasukan lembapan | Disegerakkan kepada kelajuan talian (ml/m) |
| Suhu air penyejuk | Pemejalan tidak lengkap, tiub kendur | Kejutan haba, retak permukaan | 15–60°C (zon berperingkat) |
| Kelajuan putaran skru | Terlalu panas, degradasi cair | Daya tampung yang tidak mencukupi, penurunan OD | 10–120 RPM |
Operator yang memahami dengan mendalam interaksi ini boleh menyelesaikan kebanyakan sisihan kualiti dengan melaraskan satu parameter dan bukannya membuat berbilang perubahan serentak — yang merupakan laluan terpantas untuk memulihkan pengeluaran yang stabil dan mengikut spesifikasi.
Peringkat akhir proses salutan sekunder adalah penggulungan tiub penimbal siap ke gelendong pengambilan untuk penyimpanan dan pemprosesan hiliran. Sistem pengambilan mesti menggunakan ketegangan yang terkawal dan konsisten pada tiub semasa penggulungan untuk mengelakkan ubah bentuk atau tekanan gentian daripada tekanan kili yang tidak sekata.
Mekanisme lintasan pada kekili pengambilan meletakkan tiub dalam lapisan genap, bertindih merentasi lebar bebibir gelendong, menghalang sebarang titik tekanan setempat yang boleh mengendenkan dinding tiub dan mengubah geometri gentian di dalamnya. Kapasiti gelendong biasanya berkisar dari 2 km hingga 25 km tiub siap bergantung pada diameter tiub dan saiz gelendong.
Apabila kekili penuh, mesin melakukan penukaran kili — sama ada secara manual atau automatik. Semasa pertukaran ringkas ini, panjang tiub yang tidak boleh dililit pada kekili penuh atau baharu biasanya dipotong dan dibuang sebagai bahagian peralihan pengeluaran. Meminimumkan panjang peralihan pertukaran ialah metrik kecekapan yang penting untuk pengeluar kabel volum tinggi, kerana ia secara langsung mempengaruhi hasil bahan setiap gelendong.
Setiap kekili yang lengkap dilabelkan dengan data pengeluaran — spesifikasi tiub, panjang kekili, tarikh pengeluaran dan log ukuran OD — dan dipindahkan ke kawasan terkandas, di mana berbilang tiub penimbal akan dipasang di sekeliling anggota kekuatan pusat untuk membentuk kabel gentian optik yang lengkap.
Urutan kerja a mesin salutan sekunder tidak terhad kepada pengeluaran keadaan mantap — fasa permulaan dan penutupan adalah sama penting dan memerlukan perhatian sistematik untuk mengelakkan penjanaan sekerap dan kerosakan peralatan.
Malah talian salutan sekunder yang diselenggara dengan baik menghadapi cabaran operasi yang berulang. Memahami punca di sebalik masalah yang paling biasa membolehkan pasukan pengeluaran menyelesaikannya dengan cekap.
Hubungi Kami