|
| |
  |
Главная » Книги и журналы 1 ... 9 10 11 12 13 14 15 ... 55 полияются двухзонными с поддержанием в нижней зоне температуры более низкой, чем во второй, верхней, зоне (рис. 3-17). В нижней зоне на всей длине поддерживается температура, близкая к температуре испарения растворителя, причем эта температура должна быть такой, чтобы не наступило отверждение верхнего слоя лака. В противном случае часть растворителя может оказаться запертой под твердой пленкой и при последующем нагреве, вырываясь наружу, будет повреждать изоляционный слой. Образующиеся пары растворителя должны быстро удаляться из зоны. Так как нри повышенной температуре вязкость и поверхностное натяжение лаковой основы резко снижаются, воздушный поток не должен вызывать сме- Темперотурныйрежим, С 315 Ш П filOb Ш 500 600  щения -изоляционного слоя. По данным фирмы Дженерал Электрик, оптимальная скорость движения воздуха в первой зоне должна быть не выше 200 м/мин. Температура во второй зоне примерно на 100°С выше, чем в первой зоне, где происходят процессы пленкообразования. Так как эти процессы происходят после испарения растворителя, когда пленка находится уже в полутвердом состоянии, повышенная скорость воздушного потока уже не оказывает вредного влияния на изоляционный слой. Двухступенчатые температурные кривые на вертикальных агрегатах для эмалирования способствуют получению проводов повышенного качества и в сочетании с другими особенностями конструкции агрегатов обеспечивают повышение производительности труда. В горизонтальных печах распределение температуры носит другой характер. Оптимальное распределение зео Рис. 3-17. Оптимальные кривые распределения температуры в вертикальных печах современных агрегатов для эмалирования. j - для поличинилацеталевого лака; 2 -для гголизфстанового лака. Оптимальное распреВеленав Температуры вдоль горизонтальной печи показано на рис. 3-18. В МЭИ и СКТБ МП под .руководством канд. техн. наук С. Д. Холодного была показана возможность дальнейшего увеличения скоростей эмалирования на существующих агрегатах за счет изменения характера температурных кривых печей. При этом за основу оценки процесса пленкообразования было принято понятие степень запечки эмалевой пленки и были определены зависимости степени запечки от температуры и времени термообработки. Степень запечки р определяется числом связей Ы\$, в единице объема, образовавшихся между соседними линейными молекулами вещества, со- ставляющего основу эмальлака и вступающего в реакцию припленкообразовании. Число наборов групп молекул, не вступивших в реакцию, может быть обозначено Л/i. При этом p = N2/N, где Л/ -полное число реактивных групп в единице объема. Естественно, что если все реактивные группы вступят в реакцию сшивания, то получим N2=N и степень запечки будет равна 1. Если Л/2=0, т. е. реакции сшивания не происходит, то 3=0. Исходя из того, что сшивание линейных молекул может произойти толька в том случае, если кинетическая энергия реактивных групп будет больше некоторого потенциального барьера - энергии активации, можно получить следующее уравнение: Длина печи Рис. 3-18. Кривые распределения температуры в печи горизонтального агрегата для эмалирования. р=1 - е о (3-31) где ai - доля стехиометрических наборов групп, которые могут вступить в реакцию благодаря взаимному расположению групп в наборе; Ci - число вероятных реакций в единицу времени для одного набора реактивных групп; t - время. Величина Ci определяется следующим образом: С, = %е . (3-32) В выражении (3-32) ф1 - энергия активации реакции сшивания; k - постоянная Больцмана; Т - абсолютная температура; -vi - эффективная частота колебаний реактивных групп нри реакции сшивания. Так как при воздействии продуктов реакции а образовавшуюся поперечную связь может протекать и обратная реакция (например, гидролиз), то представляется возможным определить и вероятность Сг обратной реакции: С,=\е , (3-33) где V2 и <р2 - частота колебаний и энергия активации для обратной реакции. Характер зависимости (3-31) можно установить по изменению физических свойств алевой пленки, так как количество образовавшихся связей недоступно для непосредственного измерения. Так, при образовании поперечных связей происходит удаление побочных продуктов реакции, приводящее к потере массы эмальпленки. В частности, максимальная потеря массы Q будет наблюдаться, когда осуществлены все возможные связи, а если осуществлено только связей, то потеря массы q будет меньше, чем Q [Ni обозначает число не дро-реагировавших наборов реакционноснособпых групп). В этом случае при постоянной температуре реакции р = --=1 (3-34) Из уравнений (3-32) и (3-34) можно получить равенство Ш = А-\-, (3-35) где А - вел.ичина, постоянная для заданной степени запечки. Оценивая степень запечки по цвету эмалированного провода, т. е. предполагая, что цвет эмальпленки свя- зан с образобайием пространственных связей, мо>?<но связать определенную потерю массы с соответствующим ей цветом изоляции. Естественно, что по цвету сравниваются пленки, полученные на основе одного и того же лака. В этом случае для линий одинакового цвета справедливо уравнение (3-35). Экспериментальные кривые для эмальпленки одинакового цвета, иолу-ченные при различных температурах, .показаны на рис. /3-19. Из приведенных графиков следует, что, задавая более высокие темпера-  Z2S0 ZWD tBOO 1Б50 iSDJJ 1350 1050 300 750 BOO Ш Ж а 001 5 0,002 1 J т °н Рис. 3-19. Зависимость времени запечки от температуры при одном цвете эмали. О
1-5 - провода 6-W - провода Рнс. 3-20. Оптимальная температурная кривая в агрегате для эмалирования типа С-24, достигаемая за счет увеличения мощности нагревателей верхней зоны. туры в печи, можно уменьшить время запечки эмали, т. е. повысить скорость эмалирования, причем имеющиеся возможности повышения скорости еще не исчерпаны. Чем больше скорость эмалирования, тем меньше время пленкообразования и тем выше должна быть температура провода. Следовательно, скорость пленкообразования определяется температурой в верх- ней зоне печи. Анализ зависимостей, приведенных на рис. 3-19, показывает, что при повышении температуры движущейся проволоки в верхней зоне на 15-20 °С скорость эмалирования увеличивается вдвое. Оптимальная температурная кривая для агрегата типа С-24 при эмалировании полиэфирными лаками, достигаемая за счет увеличения мощности нагревателей в верхней зоне иечи и обеспечивающая в сочетании с необходимыми маршрутами калибров значительное увеличение скоростей эмалирования, показана на рис. 3-20. 3-4. ТИПИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭМАЛИРОВАННЫХ ПРОВОДОВ На многих кабельных заводах применяется однотипное оборудование. Поэтому весьма эффективной мерой обеспечения максимальной производительности труда и высокого качества продукции является типизация технологических режимов изготовления эмалированных проводов. Теоретический анализ технологических режимов эмалирования показал, что применявшиеся до 1967 г. режимы эмалирования не являлись оптимальными. На большинстве заводов маршруты калибров, скорости эмалирования, кривые распределения температуры в камерах эмалировочных печей были подобраны опытным путем, пользуясь которым не удается учесть все влияющие факторы. Расчеты, выполненные во ВНИИКП, позволили создать типовую технологию эмалирования проволоки синтетическими лаками на поливинилацеталевой (винифлекс, метальвин) и полиэтилентерефталатной (полиэфирные лаки ПЭ-939 и ПЭ-943) основах на агрегатах . М-24, С-24 и Б-30. С 1967 г. начато освоение новой технологии всеми кабельными заводами страны, что обеспечило увеличение скоростей эмалирования в среднем на 257о. В основу расчетов было положено условие, что покрытие на проволоку должно накладываться равномерными по толщине слоями при сохранений существующей общей толщины изоляции. При этом можно уменьшить максимальное значение элементарной толщины изоляции, накладываемой за один проход, и тем самым создать условия для повышения скорости эмалирования. Увеличивая температуру в эмалировочной печи и печи отжига, если последняя имеется, можно обеспечить более интенсивный нагрев проволоки при повышен- Таблица 3-1 Результаты анализа маршрутов калибров при эмалировании проволоки 0 0,67 мм лаком винифлекс, применявшихся на заводах Москабель и Микропровод до введения типовой технологии
Примечание. С 1935 г. завод Микрэпровод перешел на марпруты завода Москабель с некоторой их корректировкой (в таком виде они и приведены в первой -троке настоящей таблицы). НОЙ скорости ее движения; увеличивая емкость отдающей и приемной тары, можно достигнуть дополнительного повышения производительности агрегата для эмалирования. Для пояснения можно привести следующий пример. При эмалировании медной проволоки диаметром 0,67 на заводах Москабель и Микропровод до 1967 г. применялись маршруты калибров, обеспечивающие толщину покрытия по отдельным проходам, приведенную в табл. 3-1, данные которой показывают, что изоляционное покрытие накладывалось на проволоку по проходам неравномерно. Учитывая, что длина тепловой камеры у эмалировочной печи агрегата Б-30 равна 3,0 м, по формуле (3-22) можно определить допустимую скорость эмалирования лаком винифлекс. Для маршрутов завода Москабель (бмакс=.9,3 мкм) она составляла &ДОП=380Я6-2.1 = 380 3,0 9,3-2.1 = 10,5 ж/жш. Именно эта скорость и была предусмотрена в существовавшей технологии. Попытки завода Микропровод применить при этой скорости маршруты завода Москабель приводили к повышенному браку .по качеству поверхности ( корявости ); поэтому на заводе Микропровод эта проволока эмалировалась с меньшей скоростью. Изменением маршрута калибров (или числа проходов) для рассматриваемого диаметра при сохранении общей толщины изоляции можно уменьшить бмакс до 8 мкм. Тогда &ДОП=380.3,0 8,0-2.1 } Таблица 3-2 Рабочая вязкость синтетических лаков при изготовлении эмалированных проводов на агрегатах М-24, С-24 и Б-30
Технологические режимы эмалирования полиэти
Марка лака ПЭ-943Б, Теребек F-35, ПЭ-939 To же 80-110 Калибровый To же Примечания: 1. Температура в эмалировочной печи корректируется по цвету приборов и др.: конкретные температуры устанавливаются заводскими инструкциями на 2. Допускается эмалирование проводов в пять проходов; в этом случае необходимо Следовательно, на агрегате типа Б-30 появились условия для увеличения скорости эмалирования на 37%, которые можно реализовать при подходящей по мощности печи отжига. Исходя из аналогичных предпосылок, конечно с учетом реальных возможностей эмалировочного оборудования, были разработаны новые технологические режимы эмалирования синтетическими лаками. Типовой технологией изготовления эмалированных проводов на агрегатах М-24, С-24 и Б-30 прежде всего оговариваются необходимая вязкость лака и обязательность фильтрации его перед подачей в эмалировочные ванны. Любой лак перед эмалированием должен фильтроваться через фильтрующие элементы с величиной ячеек; Для проюдов диаметром 0,10-0,19 мм . . . 3-6 мкм То же 0,20-0,38 мм . . . 5-8 мкм , , 0,41-1,56 jMi . . . 7-12 мкм Перед эмалированием лак должен доводиться до рабочей вязкости, указанной в табл. 3-2. При использовании вискозиметра ВЗ-4 измерение вязкости производится при 25°С, при' использовании вискозиметра ВЗ-1 с соплом 5,4 - при 20 °С. Таблица 3-3 лентерефталатными лаками на агрегате С-24
эмалированного провода, так как возможны различия каждый отдельный станок, работать без последнего калибра. в установке термопар, работе В типовых технологических режимах приводятся маршруты калибров, число проходов, температура в эмалировочной печи и скорости эмалирования для всех диаметров проводов, выпускаемых с применением данного типа лака. В качестве примера в табл. 3-3 приведены технологические режимы изготовления медных проводов с изоляцией на основе полиэтилентерефталат-ного лака на агрегатах типа С-24. На новых типах агрегатов для эмалирования, применяемых на отечественных кабельных заводах, скорости эмалирования значительно выше, но общее число новых станков по сравнению со стайками старой серии пока еще относительно невелик^. 3-5. ЭМАЛИРОВАНИЕ БЕЗ ПРИМЕНЕНИЯ РАСТВОРИТЕЛЕЙ Обычная технология эмалирования проволоки рассчитана на применение эмальлаков, содержащих 60- 85% растворителей. Растворители необходимы только для перевода лака в жидкое состояние для нанесения на проволоку, так как после наложения лаковой пленки они испаряются в печи и разлагаются с помощью каталитических элементов на простейшие составляющие. в случае отсутствия на агрегатах для эмалирования установки для каталитического сжигания отходящих газов растворители выбрасываются в окружающую атмосферу. Поэтому большой практический интерес представляет применение для изготовления изоляции эмалированных проводов, которые могут накладываться на проволоку без участия в их рецептуре растворителей. В этом случае вязкотекучее состояние, необходимое для нанесения материала на проволоку, достигается не растворением пленкообразующего вещества, а его расплавлением. В результате эмалирования без применения растворителей улучшаются гигиенические условия работы в эмалировочных цехах, исключается загрязнение окружающей среды, экономятся дефицитные растворители, снижается пожароопасность этих цехов. Одними из первых материалов, для которых эмалирование без применения растворителей прошло промышленную проверку, явились полиамидные смолы. Полиамидные смолы при определенной температуре переходят в состояние вязкой жидкости, причем этот переход осуществляется в узком интервале температур (6-10°С). В расплавленном состоянии полиамидные смолы, являясь вязкими жидкостями, подобно эмальлакам обладают в определенной степени способностью растекаться по проволоке, что является одним из условий получения-равномерных эмалевых пленок. В качестве полиамидной смолы, пригодной для эмалирования проволоки без применения растворителей, была выбрана смола капрон, которая нагревалась до 280 С и в жидком состоянии при помощи шестеренчатых насосов подавалась в изолирующую головку, в которой с помощью калибров производилось наложение ее иа проволоку. Эмалированные провода с капроновой изоляцией, наложенной без применения растворителей, изготовлялись также на пластмассовых прессах и поточных линиях, причем линейная скорость изолирования провода диаметром 0,67 мм составляла около 600 м/мин. Однако провода с капроновой изоляцией не нашли широкого применения из-за недостаточной адгезии изоляции к проводнику и вследствие ухудшения электроизоляционных свойств в условиях повышенной температуры или влажности. Тем ие менее разработанные технологические методы могут в будущем найти применение для наложения тонких полиамидных покрытий на проводах или для 1 ... 9 10 11 12 13 14 15 ... 55 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||