一种光纤线缆一体成型装置及其生产方法与流程

1.本发明涉及光纤线缆制造技术领域，具体涉及一种光纤线缆一体成型装置及其生产方法。


背景技术：

2.随着5g通信新基建等政策的推进实施，市场对光缆产品的阻燃安全等级、环保等方面的要求也不断提高。在兼具绿色环保和高阻燃安全等级方面，半干式或干式光缆是较为常见的一种光缆产品。目前，此类光缆在成缆工序生产时需要分三步完成：第一步是常规缆芯的生产，即将套管和填充绳围绕中心加强件按一定的节距绞合并通过扎纱进行固定而成；第二步是在常规缆芯外纵包阻水带后再次通过扎纱进行固定形成包带缆芯；第三步护层工序即包带缆芯外挤塑一层聚乙烯或低烟无卤阻燃护套形成光缆。
3.目前的生产方式存在以下缺点：
4.1、包带缆芯在成缆工序生产需要分为常规缆芯和包带两步来完成，生产效率低，制造成本高。
5.2、包带缆芯生产时阻水带放线架为被动放线，放线张力不稳定、难以调节，容易造成阻水带卡在成型模，导致质量异常和成本浪费。
6.3、阻水带放线速度与缆芯放线速度不同步，整体生产速低。
7.4、生产过程需要扎纱机扎纱固定两次，扎纱材料成本高。
8.5、扎纱机和阻水带放线架单独放置，并且扎纱方式为异点扎纱需要两个独立的扎纱机，占据的场地面积较大，车间空间利用率较低。
9.6、成缆工序和护套工序是分开的，需要缆芯生产下机后转运至护套工序进行生产成品，产品生产周期较长、且人工成本较高。


技术实现要素：

10.有鉴于此，本发明的目的是提供一种光纤线缆一体成型装置及生产方法，以将包带缆芯和护套进行一体化生产，可以有效提供生产效率，节省设备空间并降低生产成本。
11.为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
12.一种光纤线缆一体成型装置，包括有机架、光纤单元放线架、阻水带放线架、导向结构、成型模、扎纱机和挤塑机，所述光纤单元放线架、所述成型模、所述扎纱机和所述挤塑机依次固定设置在所述机架顶部，所述阻水带放线架固定在所述机架的侧壁上且其上卷绕有阻水带，所述导向结构设置在所述机架顶部位于所述成型模远离所述扎纱机的一侧处，所述光纤单元放线架上卷绕有光纤单元，所述光纤单元放线架与所述导向结构、所述成型模、所述扎纱机和所述挤塑机位于同一水平高度且五者的中心线重合设置，以所述导向结构至所述成型模、所述扎纱机和所述挤塑机方向定义为生产方向，所述阻水带经所述阻水带放线架和所述导向结构与所述光纤单元放线架上的所述光纤单元汇合后分别经所述成型模、所述扎纱机和所述挤塑机成型为光纤线缆。
13.作为优选的，所述导向结构包括有多个第一导向轮、一个第二导向轮和导辊组，所述导辊组包括有压辊和传动辊，所述压辊和所述传动辊均固定在所述机架的侧面且两者上下垂直抵靠接触设置，多个所述第一导向轮均通过固定支架转动设置在所述机架的侧面且相邻两个所述第一导向轮之间设置有所述导辊组，所述第二导向轮通过固定支架转动设置在所述机架顶部位于所述成型模远离所述扎纱机的一侧处，所述第二导向轮与所述成型模、所述扎纱机和所述挤塑机四者位于同一水平高度。
14.作为优选的，所述阻水带放线架包括有主阻水带放线架和备阻水带放线架，两者转动设置在所述机架的侧面且位于同一高度，所述机架位于所述主阻水带放线架和所述备阻水带放线架的上方处以及所述机架的侧壁处均转动设置有三个所述第一导向轮，三个所述第一导向轮均位于同一高度且相邻两个所述第一导向轮之间设置有所述导向辊组，位于所述机架侧壁处的所述第一导向轮的圆心与所述第二导向轮的圆心连线垂直与水平面设置，所述阻水带放线架和所述光纤单元放线架均驱动连接有控制电机。
15.作为优选的，当光纤单元为套管和中心加强件绞合形成的普通子单元时，所述成型模包括有基座、固定板、螺栓、进线块、预成型体和成型体，所述基座固定在所述机架的顶面处，所述进线块、所述预成型体和所述成型体分别沿所述生产方向同轴固定在所述固定板上，所述固定板通过所述螺栓紧固在所述基座的顶面上，所述进线块沿所述生产方向开设有同轴设置的光纤单元孔和阻水带孔，所述光纤单元孔位于所述进线块的中心位置处且其外部设置所述阻水带孔，所述光纤单元和所述阻水带位于所述预成型体内时所述光纤单元位于所述阻水带的垂直上方处，所述光纤单元和所述阻水带位于所述成型体内时所述阻水带沿纵向包覆在所述光纤单元的外侧。
16.作为优选的，当光纤单元为由蝶形光缆组成的蝶形子单元时，所述成型模包括有基座、固定板、螺栓、进线块、预成型体和成型体，所述基座固定在所述机架的顶面处，所述进线块、所述预成型体和所述成型体分别沿所述生产方向同轴固定在所述固定板上，所述固定板通过所述螺栓紧固在所述基座的顶面上，所述进线块沿所述生产方向开设有同轴设置的光纤单元孔、阻水带孔和钢丝孔，所述光纤单元孔位于所述进线块的中心位置处且其外部依次设置有所述钢丝孔和所述阻水带孔，所述钢丝孔内贯穿设置有钢丝，所述光纤单元、所述阻水带和所述钢丝位于所述预成型体内时所述光纤单元位于所述阻水带的垂直上方处且所述钢丝位于所述光纤单元的两侧并呈对称设置，所述光纤单元、所述阻水带和所述钢丝位于所述成型体内时所述阻水带沿纵向包覆在所述光纤单元和所述钢丝的外侧。
17.作为优选的，所述扎纱机的扎纱方式为单向扎纱，扎纱节距为20～30mm。
18.作为优选的，所述阻水带放线架为主动式放线，放线张力调节范围为5～20n。
19.作为优选的，所述阻水带放线架和所述光纤单元放线架的放线速度为70～90m/min，所述扎纱机的转速为2600～3000r/min。
20.同时，本技术还提供一种光纤线缆一体成型的生产方法，包括使用如上任意一项所述的一种光纤线缆一体成型装置，具体步骤为：
21.s1、根据所述光纤单元放线架上所述光纤单元的结构形式，选择合适结构的所述成型模并固定安装在所述机架上；
22.s2、通过所述阻水带放线架调节所述阻水带的放线张力，通过所述光纤单元放线架调节所述光纤单元的放线张力；
23.s3、根据所述光纤单元放线架上所述光纤单元的结构形式，选择对应的所述成型模穿线方式；
24.s4、启动光纤线缆一体成型装置，并保持扎纱机转速、阻水带放线架和光纤单元放线架的放线速度保持同步，所述阻水带、所述光纤单元经所述成型模成型并经所述扎纱机扎纱固定形成包带缆芯；
25.s5、所述包带缆芯再经所述挤塑机在其外侧挤包成型有护套后形成光纤线缆。
26.作为优选的，所述步骤s4中，当所述光纤单元为普通子单元时，所述成型模中的所述预成型体将所述光纤单元固定在所述阻水带的垂直上方处，其后所述成型模中的所述成型体将经过所述预成型体中的所述光纤单元和所述阻水带进行成型，使得所述阻水带沿纵向包覆在所述光纤单元的外侧，其后经所述扎纱机扎纱固定形成所述包带缆芯；当所述光纤单元为蝶形子单元时，所述成型模中的所述预成型体将所述光纤单元固定在所述阻水带的垂直上方处，将所述钢丝对称放置在所述光纤单元的两侧，其后所述成型模中的所述成型体将经过所述预成型体中的所述光纤单元、所述阻水带和所述钢丝进行成型，使得所述阻水带沿纵向包覆在所述光纤单元和所述钢丝的外侧，其后经所述扎纱机扎纱固定形成所述包带缆芯。
27.与现有技术相比，本发明提供的一种光纤线缆一体成型装置及其生产方法，具有以下优点：
28.1、本发明提供的一种光纤线缆一体成型装置将扎纱机和阻水带放线架集成于一体，实现了包带缆芯一次成型，解决了传统包带缆芯生产需要成缆和包带两步的问题，生产效率高。同时也解决了传统扎纱和包带单独设立装置导致的场地占用面积大、间空间利用率较低的问题，空间利用率提升50％，同时便于作业人员操作，减少调试和走动时间。
29.2、本发明提供的一种光纤线缆一体成型装置中，阻水带放线架采用电机控制系统实现了主动放线，张力调节精确度高，张力控制稳定，同时便于操作人员换盘，解决了传统被动式放线生产过程中阻水带卡在成型模的问题，具有产品合格率高、浪费低的特点。同时将阻水带放线速度、扎纱机转速和光纤单元放线速度设置为同步，匹配性高。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1为本发明提供的一种光纤线缆一体成型装置的结构示意图；
32.图2为当光纤单元为普通子单元时成型模的结构示意图；
33.图3为当光纤单元为蝶形子单元时成型模的结构示意图。
34.附图中涉及的附图标记和组成部分说明：
35.1、机架；2、阻水带放线架；3、成型模；4、扎纱机；5、挤塑机；6、光纤单元；7、阻水带；8、第一导向轮；9、第二导向轮；10、导辊组；11、包带缆芯；12、光纤线缆；
36.31、基座；32、固定板；33、螺栓；34、预成型体；35、成型体；36、光纤单元孔；37、阻水带孔；38、钢丝孔。
具体实施方式
37.下面将通过具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.参见图1所示，一种光纤线缆一体成型装置，包括有机架1、光纤单元放线架(图中未示出)、阻水带放线架2、导向结构、成型模3、扎纱机4和挤塑机5，扎纱机4的扎纱方式为单向扎纱，扎纱节距为20～30mm，包带缆芯的固定只需要一根扎纱，扎纱用量和成本与以往相比降低了75％。其中，光纤单元放线架、成型模3、扎纱机4和挤塑机5依次固定设置在机架1顶部，本实施例中的一体成型装置特意将扎纱机4和阻水带放线架2集成于一体，实现了包带缆芯一次成型，解决了传统包带缆芯生产需要成缆和包带两步的问题，生产效率高。同时也解决了传统扎纱和包带单独设立装置导致的场地占用面积大、间空间利用率较低的问题，空间利用率提升50％。
39.光纤单元放线架上卷绕有光纤单元6，阻水带放线架2固定在机架1的侧壁上且其上卷绕有阻水带7，阻水带放线架2和光纤单元放线架均驱动连接有控制电机，以便于控制两者的放线速度。导向结构设置在机架1顶部位于成型模3远离扎纱机4的一侧处。为了保持进线的稳定性，光纤单元放线架与导向结构、成型模3、扎纱机4和挤塑机5位于同一水平高度且五者的中心线重合设置，同时为便于描述以导向结构至成型模3、扎纱机4和挤塑机5方向定义为生产方向。阻水带7经阻水带放线架2和导向结构与光纤单元放线架上的光纤单元6汇合后分别经成型模3、扎纱机4和挤塑机5成型为光纤线缆。
40.其中，导向结构包括有多个第一导向轮8、一个第二导向轮9和导辊组10。导辊组10包括有压辊和传动辊，压辊和传动辊均固定在机架1的侧面且两者上下垂直抵靠接触设置，多个第一导向轮8均通过固定支架转动设置在机架1的侧面且相邻两个第一导向轮8之间设置有导辊组10，第二导向轮9通过固定支架转动设置在机架1顶部位于成型模3远离扎纱机4的一侧处，第二导向轮9与成型模3、扎纱机4和挤塑机5四者位于同一水平高度。
41.在本实施例中，阻水带放线架2包括有主阻水带放线架和备阻水带放线架，一备一用，两者均转动设置在机架1的侧面且位于同一高度。阻水带放线架2为主动式放线，放线张力调节范围为5～20n。与此同时，机架1位于主阻水带放线架和备阻水带放线架的上方处以及机架1的侧壁处均转动设置有三个第一导向轮8，三个第一导向轮8均位于同一高度且相邻两个第一导向轮8之间设置有导向辊组10，位于机架1侧壁处的第一导向轮8的圆心与第二导向轮9的圆心连线垂直与水平面设置。阻水带放线架2上的阻水带7分别经第一导向轮8、导向辊组10和第二导向轮9并与光纤单元6混合。其中导向辊组10对阻水带7的水平运动起限制作用，防止阻水带7脱离第一导向轮8。
42.进一步的，本实施例中的成型模3也提供了多种结构形式，以适配不同结构的光纤单元6。
43.参见图2所示，当光纤单元6为套管和中心加强件绞合形成的普通子单元时，成型模3包括有基座31、固定板32、螺栓33、进线块、预成型体34和成型体35，基座31固定在机架1的顶面处。进线块、预成型体34和成型体34分别沿生产方向同轴固定在固定板32上，固定板32通过螺栓33紧固在基座31的顶面上。进线块沿生产方向开设有同轴设置的光纤单元孔36
和阻水带孔37，光纤单元孔36位于进线块的中心位置处且其外部设置阻水带孔37，当光纤单元6和阻水带7行经至预成型体34内时预成型体34将光纤单元6固定设置在阻水带7的垂直上方处，当光纤单元6和阻水带7行经至成型体35内时成型体35将阻水带7沿纵向包覆在光纤单元6的外侧。
44.参见图3所示，当光纤单元6为由蝶形光缆组成的蝶形子单元时，成型模3包括有基座31、固定板32、螺栓33、进线块、预成型体34和成型体35，基座31固定在机架1的顶面处。进线块、预成型体34和成型体35分别沿生产方向同轴固定在固定板32上，固定板32通过螺栓33紧固在基座31的顶面上。进线块沿生产方向开设有同轴设置的光纤单元孔36、阻水带孔37和钢丝孔38，其中光纤单元孔36位于进线块的中心位置处且其外部依次设置有钢丝孔38和阻水带孔37，钢丝孔38内贯穿设置有钢丝。当光纤单元6、阻水带7行经至预成型体34时预成型体34将光纤单元6固定在阻水带7的垂直上方处并将钢丝固定在光纤单元6的两侧并呈对称设置，其后行经至成型体35时成型体35将阻水带7沿纵向包覆在光纤单元6和钢丝的外侧。
45.使用上述光纤线缆一体成型装置的生产方法如下：
46.s1、根据光纤单元放线架上光纤单元6的结构形式，选择合适结构的成型模3并固定安装在机架1上。当光纤单元6为普通子单元时，选用第一种结构即图2所示的成型模3固定安装在机架1上；当光纤单元6为蝶形子单元时，选用第二种结构即图3所示的成型模3固定安装在机架1上。
47.s2、通过控制电机控制阻水带放线架2和光纤单元放线架主动放线，并调节阻水带7的放线张力，调节范围在5～20n，同时根据阻水带7的放线张力配合调整光纤单元6的放线张力。
48.s3、根据光纤单元放线架上不同光纤单元6的结构形式，选择对应的成型模3穿线方式：
49.当光纤单元6为普通子单元时，先将光纤单元6、阻水带7分别穿过第一种结构即图2所示的成型模3中的光纤单元孔36和阻水带孔37，其后再分别穿过扎纱机4和挤塑机5；
50.当光纤单元6为蝶形子单元时，先将光纤单元6、阻水带7和钢丝分别穿过第二种结构即图3所示的成型模3中的光纤单元孔36、阻水带孔37和钢丝孔38，其后再分别穿过扎纱机4和挤塑机5。
51.s4、启动光纤线缆一体成型装置，并保持扎纱机4转速、阻水带放线架2和光纤单元放线架的放线速度保持同步，从而保证生产高效稳定进行。阻水带7、光纤单元6经成型模3成型并经扎纱机4扎纱固定形成包带缆芯11。
52.当光纤单元6为普通子单元时，成型模3内的预成型体34将光纤单元6固定在阻水带7的垂直上方处，其后成型体35将经过预成型体34的光纤单元6和阻水带7进行成型，使阻水带7沿纵向包覆在光纤单元6的外侧，并经扎纱机4扎纱固定形成包带缆芯11。
53.当光纤单元6为蝶形子单元时，成型模3内的预成型体34将光纤单元6固定在阻水带7的垂直上方处并将钢丝固定在光纤单元6的两侧呈对称设置，其后成型体35将经过预成型体34的光纤单元6、阻水带7和钢丝进行成型，使阻水带7沿纵向包覆在光纤单元6和钢丝的外侧，并经扎纱机4扎纱固定形成包带缆芯11。
54.s5、包带缆芯11再经挤塑机5在其外侧挤包成型有护套后形成光纤线缆12。常用的
护套材质分为低烟无卤阻燃聚烯烃和聚乙烯，当挤塑低烟无卤阻燃聚烯烃时挤塑机5采用阻燃螺杆，当挤塑聚乙烯时挤塑机5采用pe螺杆。
55.本发明将扎纱包带和护套设置在同一个工序，实现了包带缆芯和护套的一次成型，避免了传统生产时待缆芯生产下机后转运至护套工序进行光缆成品生产的周转和跨工序等待生产问题，产品生产效率提高25％，人工成本降低15％。
56.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。