专利名称：一种编织后半挤管和挤压式护层胶料用量控制方法
技术领域：
本发明涉及一种电线，电缆在编织屏蔽层后，采用半挤管或者挤压方式押出外护层的技术，特别是涉及押出的外护层所使用的胶料用量的控制方法。
背景技术：
在目前普遍使用的用于这种结构的护层胶料用量的控制方法，是将其护层等同于挤管方式押出的护层来计算控制。方法是将护层仿真为一根空心的圆柱体模型，即将其横截面等效为一个圆环来近似计算，其具体方法如下(见附图1)公式为W环＝(π/4)*(DB2-DA2)*ρ*L (式1)式中W环-----护层胶料单位长度用量；DB------电缆整体外径；DA------编织层外径；ρ------护层的胶料的密度；L-------电缆长度。
这种控制方法对于挤管方式押出的护层比较准确，而对于半挤管和挤压方式押出的护层，因为会有一部分胶料陷入到编织层未覆盖的区域和单层编织丝(仅有上盘编织锭或仅有下盘编织锭)覆盖的区域，而这部分胶料的用量未被包括在内，故计算用量比实际用量少很多，误差率超过10％，特别是对于电子设备，通讯设备等设备连接等一些民用电线，因线材实际外径并不很大，陷入缝隙的胶料所占胶料总重的比例就更大，相对来说，用量偏差率越大。而这些漏算的胶料对于核算线材的成本造成了很大困扰，特别是在目前电线原材料价格不断飞涨，行业利润率越来越低的情况下，成本核算的不准确将会造成制造厂商极大的损失。
发明内容
为克服现有技术存在的不足，对生产电线，电缆的半挤管式(挤压式)护层胶料用量有个较为精确的控制方法，本发明的方案是将护层胶料用量分成两部分来计算，即在目前通用的空心圆柱体算法的基础上增加编织丝中间被陷入胶料用量，两者合在一起的总用料量。
先计算空心圆柱体的体积，再利用胶料密度计算出此空心圆柱体的实际重量，具体计算方法同式1。
主要我们来探讨一下，如何控制计算陷入编织空隙中的胶料重量.
如图2所示，是将编织层展开在一个平面上的数学模型。因此这个模型近似的可以看成是一个长度为电缆长度，宽度为πDA的长方形。而这个长方形是由很多个虚线框住的部分组成。同时长方形宽度πDA为编织锭数(用n表示)的一半和虚线框宽度Lcd的乘积，长度则为多个虚线框长度Lbc相加，而Lbc就是编织节距P。即Lcd＝(π*DA)/(n/2)＝(2*π*DA)/n (式2)Lbc＝P (式3)因此我们可以将对整个编织层的研究转化成对虚线框内的研究。
对于虚线框中的部分，假设虚线框整体面积为S框；空白部分A B，C，D，E。表示编织层未覆盖到的区域，其面积分别表示为SA，SB，SC，SD，SE；斜线部分F，G，H，I表示只有上锭或下锭编织覆盖的区域，即只有一层编织丝覆盖的区域，其面积分别表示为SF，SG，SH，SI；网格线部分J，K，M，N表示上锭和下锭编织都覆盖的区域，即两层编织丝覆盖的区域，其面积分别表示为SJ，SK，SM，SN。编织角度为α，编织覆盖率为θ(百分比)，编织丝直径为d，每个编织锭上同时并n1根编织丝。则由图形和实际编织机的情况可以知道S框＝Lbc*Lcd＝P*(2*π*DA)/n (式4)SF＝SG＝SH＝SI(式5)SJ＝SM(式6)SK＝SN(式7)并由编织覆盖率的意义可以得出SA+SB+SC+SD+SE＝S框*(1-θ)(式8)现在我们来求SF，SG，SH，SI由图所示，因为编织机上盘和下盘相邻两编织锭的距离相等，可以推导出以下内容图形fmhn是一个菱形，线段Lfm＝Lmh＝Lhn＝Lnf. (式9)平行四边形H的底Lop＝Lmh＝Lnf(式10)平行四边形H的高Lhk＝n1*d (式11)
而平行四边形H的面积SH＝Lop*Lhk，因此只需未知的Lop长度就可以求出SH面积。
又因为如下关系Lho＝Lhk/sin(2*(90°-α))＝Lhk/sin(180°-2*α)(式12)Lhl＝Lho/sinα＝Lhk*sinα/sin(180°-2*α) (式13)又因为Lhl＝Lef；Lfg＝Lgh；Lhl+Lgh+Lfg+Lef＝P可以推出Lfg＝Lgh＝(P-2*Lhl)/2 (式14)将式11，12，13代入式14，得出Lfg＝P/2-n1*d*sinα/sin(180°-2*α)(式15)故Lop＝Lnf＝Lfg/sinα＝P/(2*sinα)-n1*d/sin(180°-2*α) (式16)这样我们知道了平行四边形H的底和高，就可以求出其面积为SH＝Lop*Ihk＝n1*d*P/(2*sinα)-n12*d2/sin(180°-2*α) (式17)我们来探讨一下，胶料会陷入在虚线框区域的哪些部分。如图所示，胶料应只会陷入到空白区域A，B，C，D，E和斜线区域F，G，H，I。同时在A，B，C，D，E部分胶料陷入的厚度应是2*d(胶料贴覆到缆芯外表面)，而在F，G，H，I部分胶料陷入的厚度应是1*d(胶料贴覆到编织丝外表面)。这样我们只需要知道A，B，C，D，E和F，G，H，I的面积，即可以求出陷入在其中的胶料的重量，同时只需要知道A，B，C，D，E和F，G，H，I的面积分别占整个虚线框面积的比例就可以推广到整个编织层中编织丝未覆盖到的面积和单层编织丝覆盖的面积分别占编织层表面积的比例。
设整个编织层中编织丝未覆盖到的面积占编织层表面积的比例为η；单层编织丝覆盖的面积占编织层表面积的比例为φ，则可得知η＝1-θ(式18)φ＝(SF+SG+SH+SI)/S框＝4*SH/S框＝n1*d*n/(π*DA*sinα)+2*n*n12*d2/(P*π*DA*sin(2*α)) (式19)因此可以求出长度为L的电缆编织层陷入胶料的重量W陷为(设胶料比重为ρ)W陷＝(2*d)*(π*DA)*η*L*ρ+d*(π*DA)*φ*L*ρ＝(2*d)*(π*DA)*(1-θ)*L*ρ+d2*n1*n*L*ρ/sinα+2*n*n12*d3*ρ*L/(P*sin(2*α)) (式20)则半挤管或挤压押出的外护层总重量W总＝W环+W陷故
W总＝(π/4)*(DB2-DA2)*L*ρ+(2*d)*(π*DA)*L*(1-θ)*ρ+d2*n1*n*L*ρ/sinα+2*n*n12*d3*ρ*L/(P*sin(2*α))(式21)本发明的技术方案通过如下的技术措施来具体实现的，一种包括环状护层胶料用量和陷入到编织层中间的胶料用量总和的编织后的半挤管式和挤压式护层胶料用量控制方法，其特征在于护层胶料总用量W总由电缆外径DB，编织层外径DA，电缆长度L，护层的胶料的密度ρ，编织丝直径d，编织覆盖率百分比θ，每个编织锭上同时并n1根编织丝，编织锭数n，编织角度α和编织节距P各参数组成，通过数学式W总＝(π/4)*(DB2-DA2)*L*ρ+(2*d)*(π*DA)*L*(1-θ)*ρ+d2*n1*n*L*ρ/sinα+2*n*n12*d3*ρ*L/(P*sin(2*α))的计算，可以较精确控制电缆护层胶料的用量。
本发明的护层胶料用量控制方法适用编织层是金属丝编织层和非金属丝编织层编织后采用半挤管式押出外护层的电缆；也适用编织层是金属丝编织层和非金属丝编织层编织后采用挤压式押出外护层的电缆。
本发明的积极效果在于应用本发明的方法对编织后采用半挤管或挤压式押出的外护层胶料用量进行控制，可以提高控制的精度，使用量的核算更为准确，一般应用本发明的控制方法与实际用量的误差率在0.5％～3.5％，大大优于原先的10％以上的误差率，从而对核算成本和实际生产起到较大影响和作用。
图1，近似方法控制环状护层胶料用量的电缆示意图。
图2，精确方法控制编织层中被陷入的胶料用量示意图。
图3，实施例结构示意图。
图中1.电缆芯线绞合， 2.包覆铝箔， 3.编织屏蔽， 4.外护层， DB.电缆整体外径， DA.编织层外径， ABCD.fmhn.------各编织丝层区域，具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作详细说明实施例(1)我司生产的一款编号为SK-V-3018的线材，电缆芯线绞合1结构为12Pairs X24AWG，成缆后包覆2为发泡PP带和铝箔，再进行编织屏蔽3，最后半挤管式押出外护层4。生产时取样实测线材平均外径9.78mm，编织后外径7.1mm，编织结构为24锭/8根/0.12mm镀锡铜线，其节距43.9mm，角度64.3°，密度84.3％。外护层厚度1.34mm，外护层胶料比重1.40，实际外护层胶料用量为55.67kg/km。
如用挤管式控制方法，则理论计算外护层胶料用量W挤管＝π/4*(9.78^2-7.1^2)*1.4*1＝49.7(mg/mm)＝49.7(kg/km)与实际用量相差55.67-49.7＝5.97kg/km。误差率为5.97/55.67*100％＝10.72％。
如用本发明控制方法，则理论计算胶料用量为W半挤管＝49.7+(2*0.12)*(π*7.1)*1*(1-84.3％)*1.4+0.122*8*24*1*1.4/sin64.3°+2*24*82*0.123*1.4*1/(43.9*sin(2*64.3°))＝55.39(mg/mm)＝55.39(kg/km)与实际用量相差55.67-55.39＝0.28kg/km，误差率为0.28/55.67*100％＝0.51％。
实施例(2)我公司生产的另一款编号为SK-2464-684的线材，结构为6芯绞合1，包覆铝箔2，再进行编织屏蔽3，半挤管式押出外护层4。生产时取样实测线材平均外径5.12mm，编织后外径3.2mm，编织结构为16锭/6根/0.12mm镀锡铜线，其节距28.1mm，角度70.6°，密度85.5％。外护层厚度0.96mm，外护层胶料比重1.38，实际外护层胶料用量为19.32kg/km。
W挤管＝π/4*(5.13^2-3.2^2)*1.38*1＝17.31(mg/mm)＝17.31(kg/km)与实际用量相差19.32-17.31＝2.01kg/km。误差率为2.01/19.32*100％＝10.4％。
如用本发明控制方法，则理论计算胶料用量为W半挤管＝17.31+(2*0.12)*(π*3.2)*1*(1-85.5％)*1.38+0.122*6*16*1*1.38/sin70.6°+2*16*62*0.123*1.38*1/(28.1*sin(2*70.6°))＝19.97(mg/mm)＝19.97(kg/km)与实际用量相差19.97-19.32＝0.65kg/km，误差率为0.65/19.32*100％＝3.36％。
权利要求
1.一种包括环状护层胶料用量和陷入到编织层中间的胶料用量总和的编织后的半挤管和挤压式护层胶料用量控制方法，其特征在于护层胶料总用量W总由电缆外径DB、编织层外径DA、电缆长度L、护层的胶料的密度ρ、编织丝直径d、编织覆盖率百分比θ、每个编织锭上同时并n1根编织丝、编织锭数n、编织角度α和编织节距P各参数组成，通过数学式 +2*n*n12*d3*ρ*L/(P*sin))]]>的计算，可以较精确控制电缆护层胶料的用量。
2.根据权利要求1所述的一种编织后的半挤管和挤压式护层胶料用量控制方法，其特征在于所述护层胶料用量控制方法适用编织层是金属丝编织层和非金属丝编织层编织后采用半挤管式押出外护层的电缆；也适用编织层是金属丝编织层和非金属丝编织层编织后采用挤压式押出外护层的电缆。
全文摘要
本发明涉及一种编织后的半挤管和挤压式护层胶料用量控制方法，目前普遍使用的是将其护层等同于挤管方式押出的护层来近似计算。对于一部分胶料陷入到编织层未覆盖的区域的用量未被包括在内，故计算用量比实际用量少很多。误差率超过10％。一种编织后的半挤管和挤压式护层胶料用量控制方法，其特征在于通过对由电缆外径、编织层外径、电缆长度、护层胶料的密度、编织丝直径、编织覆盖率百分比、编织角度和编织节距各参数的组成作综合控制和计算，可以较精确控制电缆护层胶料的总用量。本发明的积极效果在于提高了胶料用量控制的精度，使用量的核算更为准确，与实际用量的最小误差率可小到0.5％，从而对核算成本和实际生产起到较大影响和作用。
文档编号H01B7/17GK1949403SQ20061003083
公开日2007年4月18日 申请日期2006年9月5日 优先权日2006年9月5日
发明者朱一夫, 沈克, 朱平 申请人:上海乐庭电子线缆有限公司