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改性聚酰亞胺航空導線的研制
日期:2021-11-19  人氣:297

一、聚酰亞胺復合帶選擇

由于該繞包線對繞包搭蓋率的要求非常高,標準中規(guī)定的搭蓋率允許范圍上下限只差3. 5%,因導體線徑較細,繞包帶寬度非常小的波動都會造成繞包搭蓋率有很大的波動,因此對聚酰亞胺復合帶寬度的均勻度有了更高的要求,國內用的絕緣復合薄膜主要是美國杜邦公司的產品。

二、 繞包設備選型

1、設備形式

目前繞包燒結設備分為兩種: 一種是繞包+燒結連續(xù)生產。其優(yōu)點是繞包后的線材不需要通過收線盤卷繞直接進入燒結爐。這種工藝使繞包燒結一次成型,避免了線芯在線盤上卷繞繞包搭蓋的翹邊問題。缺點是繞包換帶時,線材在燒結爐中停留時間較長,容易產生線材變黃、導體發(fā)黑等質量問題,同時繞包速度較慢,一般為35 m/min,而燒結速度可以達到1015 m/min,這樣相當于能源及設備利用率的浪費。另一種是繞包與燒結分兩道工序進行。為了避免線芯上盤卷繞造成繞包層翹邊的問題,將排線器排線改成收線盤來回移動排線,讓線芯從繞包頭出來后始終保持在一條直線上,避免線芯的彎曲。

2、繞包帶裝盤形式

裝盤形式有片狀、筒狀兩種,一般市場上常用的線規(guī)為26 10 AWG,采用的帶材寬度為2. 5 15 mm,如采用片狀帶材容易出現塌帶,所以一般采用筒狀帶材,同時也可增加裝盤量,減少接續(xù)。

3、放帶張力

張力是設備的關鍵參數,設備的放帶張力設定既要包帶緊密繞包在線材上,同時要求帶材不能被拉細,因此選擇合適的繞包頭張力十分重要。而繞包頭張力取決于繞包材質以及帶材的寬度、厚度,聚酰亞胺復合帶磁滯張力為2002 000 g,PTFE 生料帶及車削帶磁滯張力為150 1 500 g。如何設置恒張力也是關鍵問題,繞包過程中放帶張力隨帶盤直徑減小而增大,為了實現放帶恒張力,目前有兩種方法: 一種是通過磁滯張力控制器與PLC 模塊,建立放帶張力與帶盤直徑變化的數學模型,調整放帶米數與放線張力的關系來控制磁滯張力控制器,以保證整個生產過程中繞包帶保持恒張力; 另一種方式是主動放帶,通過壓力傳感器控制放帶速度,保證恒張力。

4、繞包節(jié)距的穩(wěn)定性

繞包節(jié)距的穩(wěn)定性是通過繞包頭轉速與牽引速度的匹配來實現的,要求設備平穩(wěn)運行時繞包節(jié)距精度為±1. 5%,降速時繞包節(jié)距精度為±3%

三、燒結爐選型

目前的燒結爐加熱方式有電阻絲加熱、陶瓷紅外加熱、鹽浴加熱。傳統的燒結爐大多采用加熱線圈(電阻絲) 加熱,通過加熱爐內空氣,進而對線纜加熱,以達到高溫燒結的效果。但實際上,空氣的溫度往往與加熱線圈設定的溫度不一致,且加熱線圈在爐內離散分布,引起的后果是絕緣外層黏合而內層仍處于初始狀態(tài),或者內層絕緣黏合而外層絕緣已出現分解狀態(tài)。陶瓷紅外加熱,加熱快、溫度控制**。鹽浴爐加熱,是電流流過使鹽液發(fā)熱,鹽液既是發(fā)熱體又是介質,使電纜受熱更均勻,能耗低、可循環(huán)再利用。

燒結工藝將直接影響繞包線的絕緣燒結狀態(tài),以及繞包線的耐電壓、耐刮磨等試驗結果。由于PTFE/PI /PTFE 復合薄膜的黏合需要通過380 450 ℃一定時間的高溫燒結,使PTFE 層熔融黏合成密實的整體,因此燒結過程中為確定繞包線的燒結狀態(tài)我們采用了差式掃描熱量儀( DSC) 進行測量。DSC 測量絕緣層兩個加熱峰熱焓值的差,越小則絕緣燒結狀態(tài)越好,反之則相反。

四、工藝控制

綜合考慮繞包質量、速度、帶材通用率,將繞包角度控制在40° 50°最為合適。繞包帶寬是由線芯外徑、繞包角度、繞包搭蓋率決定的,由于張力作用,實際包到導線上面的薄膜寬度要比薄膜本身寬度窄。為保證產品搭蓋率均勻、穩(wěn)定,必須充分考慮繞包薄膜的拉伸效果。此外,繞包張力對產品表面的密實程度、耐磨性、耐干濕電弧試驗等均有重要影響。按照美軍標AS 22759 的要求,該新型航空用復合絕緣繞包線繞包搭蓋率為50. 4% 54. 0%,但在實際生產時要求則更高,一般控制在( 52 ± 0. 5) %以內。


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