一种制造绞合内导体推挤射频同轴电缆的装置及方法与流程

1.本发明属于电缆技术领域，具体涉及一种制造绞合内导体推挤射频同轴电缆的装置及方法。


背景技术：

2.目前，在绞合内导体推挤同轴电缆的生产过程中，通常的工艺为：采用已设计好绞合节距的绞合内导体，推挤前调节好模间隙，模间隙值在推挤过程中保持不变，然后启动推挤机，螺杆挤压ptfe料将ptfe料挤压在绞合内导体上形成芯线绝缘，以此构成成型芯线。
3.与此同时，电压驻波比，是衡量同轴电缆反射特性的一项重要性能指标，电压驻波比的高低，直接决定着同轴电缆的质量等级，它是反应的射频信号在同轴电缆内传输过程中反射信号的叠加，主要是由阻抗不匹配而造成的反射信号总和。
4.由于内导体为绞合导体，绞合导体为多根单根导体按照一定的节距采用规定的绞合方式绞合在一起，该种导体结构具有重量轻、柔软性好的特点，提高成品电缆弯曲机械特性，但绞合导体由于导体的绞合即导体按照要求的节距做周期性绞合，其绞合后导体表面为周期性结构变化，与此同时，同轴电缆射频信号传输具有集肤效应，即信号在同轴电缆的内导体外表面和外导体的内表面传输，绞合内导体表面的周期性变化造成电缆特性阻抗亦随之做周期性变化，阻抗周期性变化将产生信号周期性反射，形成电缆驻波峰值，其中绞合导体的绞合节距即信号周期性阻抗变化波长为：h(节距mm)＝λ(mm)，相应的，峰值频率(ghz)＝(150x电缆传输速率)/波长(毫米)，由以上原理和公式得知，由于绞合导体自身结构特征，常规推挤生产工艺中驻波峰值无法避免，如电缆绞合内导体绞合节距为5.15mm，速率为76％，理论计算驻波峰值频率点为22.1ghz，实际测试驻波峰值频率点亦为22.1ghz。
5.有鉴于此，需要改变绞合内导体推挤射频同轴电缆的生产方式来消除驻波峰值的产生。


技术实现要素：

6.本发明是为了避免现有技术存在的不足之处，提供了一种可以解决驻波峰值问题的制造绞合内导体推挤射频同轴电缆的装置及方法。
7.本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种制造绞合内导体推挤射频同轴电缆的装置，包括：缸筒，所述缸筒用以容纳原料，所述缸筒内设置有一轴向贯穿的通道，内导体可穿过所述通道，所述缸筒一端连接有成型模具，芯棒，所述芯棒内设置有一轴向贯穿且可供内导体穿过的空腔，所述芯棒一端穿入通道并与缸筒相连接，所述芯棒可在缸筒内沿其轴向运动。
8.进一步的，所述缸筒另一端连接有螺杆，所述螺杆与主电机相连接，所述主电机带动螺杆转动并作用于缸筒内的原料。
9.进一步的，所述成型模具包括相对设置的入口端与出口端，所述缸筒从入口端一侧进入成型模具内，所述芯棒与出口端之间的间隙值为i0。
10.进一步的，还包括一控制电机，所述控制电机与芯棒相配合，所述控制电机进行正、反转并带动芯棒在缸筒内的运动，所述i0随芯棒的运动发生变化。
11.进一步的，所述芯棒远离成型模具一端设置有齿条，所述齿条与芯棒的轴线平行，所述控制电机与主动齿轮相连接，所述主动齿轮与齿条相配合。
12.进一步的，所述芯棒与缸筒之间为螺纹连接，所述芯棒靠近成型模具一端设置有外螺纹，所述缸筒靠近成型模具一端设置有相配合的内螺纹，所述芯棒远离成型模具一端外侧环绕设置有多个凸齿，所述控制电机与主动齿轮相连接，所述主动齿轮与凸齿相配合。
13.本发明还提供了一种制造绞合内导体推挤射频同轴电缆的方法，包括使用如上述的装置，包括以下步骤：s1：主电机启动，带动两个螺杆运动，螺杆挤压缸筒内的原料，同时内导体穿入芯棒内往成型模具一侧运动，由此，原料被螺杆挤压在内导体上构成成型芯线；s2：同时启动控制电机，控制电机进行正转，正转时间持续tz秒，芯棒朝靠近成型模具一侧运动，此时i0值逐渐缩小；然后控制电机反转，反转时间持续tf秒，芯棒朝背离成型模具一侧运动，此时i0值逐渐增大；由此，芯线的成型压力改变。
14.进一步的，所述原料采用ptfe粉料。
15.进一步的，在s2中，所述控制电机正转时，控制电机带动主动齿轮正向转动，主动齿轮配合齿条带动芯棒朝向靠近成型模具一侧直线运动；所述控制电机反转时，控制电机带动主动齿轮反向转动，主动齿轮配合齿条带动芯棒朝向背离成型模具一侧直线运动。
16.进一步的，在s2中，所述控制电机正转时，控制电机带动主动齿轮正向转动，主动齿轮配合凸齿带动芯棒正向转动并朝向靠近成型模具一侧运动；所述控制电机反转时，控制电机带动主动齿轮反向转动，主动齿轮配合凸齿带动芯棒反向转动并朝向背离成型模具一侧运动。
17.本发明具有如下有益效果：
18.本发明通过在推挤过程中改变模间隙i0，使模间隙i0产生非周期性变化进而使成型芯线的密度产生非周期性变化，使成型芯线阻抗由周期行变化变为非周期性变化，由此信号无法形成周期驻波峰值，消除了绞合导体绞合节距造成的驻波峰值问题。
附图说明
19.本文所描述的附图仅用于所选择实施例的阐述目的，而不代表所有可能的实施方式，且不应认为是本发明的范围的限制。
20.图1示意性地示出了根据本发明实施例的制造绞合内导体推挤射频同轴电缆的装置的整体结构；
21.图2示意性地示出了根据本发明实施例的制造绞合内导体推挤射频同轴电缆的装置的局部放大结构；
22.图3示意性地示出了根据本发明实施例的制造绞合内导体推挤射频同轴电缆的装置的控制电机与芯棒的其一配合结构；
23.图4示意性地示出了根据本发明实施例的制造绞合内导体推挤射频同轴电缆的装置的控制电机与芯棒的其二配合结构；
24.图5示意性地示出了本发明实施例的制造绞合内导体推挤射频同轴电缆的电压驻波比测试图。
具体实施方式
25.下面，参照附图详细描述本发明的实施例，为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
26.因此，以下对结合附图提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例，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。
27.本文使用的术语旨在解释实施例，并且不旨在限制和/或限定本发明。需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
28.下面，参照图1至图5，详细描述根据本发明的实施方式。
29.实施例1
30.本发明提供的制造绞合内导体推挤射频同轴电缆的装置，结合现有的卧式推挤机进行使用，其余零部件为领域内的常规结构，在此不做进一步的限定，其主要包括缸筒100与芯棒200，所述缸筒100用以容纳原料1000，所述缸筒100内设置有一轴向贯穿的通道，内导体10a可穿过所述通道，所述缸筒100一端连接有成型模具300，所述芯棒200内设置有一轴向贯穿且可供内导体10a穿过的空腔，所述芯棒200一端穿入通道并与缸筒100相连接，所述芯棒200可在缸筒100内沿其轴向运动。
31.其中，在缸筒100另一端连接有两个螺杆400，分别位于芯棒的两侧，所述螺杆400与主电机500相连接，所述主电机500带动螺杆400转动并作用于缸筒100内的原料1000，使得原料1000(ptfe粉)挤压在内导体10a上。
32.同时，成型模具300包括相对设置的入口端310与出口端320，所述缸筒100从入口端310一侧进入成型模具300内，所述芯棒200的出口一端与出口端320之间的间隙值为i0，在此将i0称为模间隙。
33.还包括一控制电机600，所述控制电机600与芯棒200相配合，所述控制电机600进行正、反转并带动芯棒200在缸筒100内的运动，所述i0随芯棒200的运动发生变化，由plc控制控制电机进行正转以及反转，i0随之增加以及减少。
34.同时，本发明提供的制造绞合内导体1推挤射频同轴电缆的方法，包括使用上述的装置，主要包括以下步骤：首先，主电机500启动，带动两个螺杆400运动，螺杆400挤压缸筒100内的原料1000，原料1000采用ptfe粉料，同时内导体10a穿入芯棒200内往成型模具300一侧运动；其次，芯线的成型压力改变：同时启动控制电机600，控制电机600进行正转，正转时间持续tz秒，如2s，芯棒200朝靠近成型模具300一侧运动，此时i0值逐渐缩小；然后控制电机600反转，反转时间持续tf秒，如1s，芯棒200朝背离成型模具300一侧运动，此时i0值逐渐增大。由此，原料1000被螺杆400挤压在内导体10a上构成成型芯线10b。
35.结合上述，由于内导体出芯棒后在芯棒顶端到成型模具的出口端的上段过程中，
会受到来自绝缘ptfe的挤压力，而模间隙i0的大小决定了其受到挤压力的大小，间隙越大挤压力越大，间隙越小，挤压力越小，而挤压力直接决定了挤出后绝缘的密度，其密度又决定了绝缘介电常数的大小。
36.根据以下公式：
37.其中，z＝特征阻抗；εr＝绝缘相对介电常数；d＝外导体内直径，mm；d＝内导体外直径，mm。
38.由此可知，在i0发生变化的情况下，挤压力发生变化，绝缘介电常数发生变化，由此特征阻抗不再固定，由模间隙i0的非周期性的随机变化使得特征阻抗也随之做非周期性的随机变化，使得原绞合导体由于周期绞合形成的周期性阻抗变化被打乱，驻波峰值赖以存在的阻抗周期的结构基础消失，因而驻波峰值得以解决。
39.如图3所示，本实施例1中，芯棒200与缸筒之间为直插式摩擦连接方式，在芯棒200远离成型模具300一端设置有齿条700，齿条700设置在芯棒200的底部中心处，且所述齿条700与芯棒200的轴线平行，所述控制电机600与主动齿轮800相连接，所述主动齿轮800与齿条700相配合，控制电机600的输出轴的方向与齿条的布置方向是垂直的，由此，主动齿轮在随控制电机正反转的过程中，带动齿条前进或者后退的运动，继而带动芯棒在缸筒内的运动，继而使得i0发生变化。
40.相应的，在操作时，控制电机600正转时，控制电机600带动主动齿轮800正向转动，主动齿轮800配合齿条700带动芯棒200朝向靠近成型模具300一侧直线运动；所述控制电机600反转时，控制电机600带动主动齿轮800反向转动，主动齿轮800配合齿条700带动芯棒200朝向背离成型模具300一侧直线运动。
41.实施例2
42.实施例2与实施例1的区别在于控制电机、芯棒与缸筒之间的配合结构，如图4所示，本实施例2中，芯棒200与缸筒100之间为螺纹连接，所述芯棒200靠近成型模具300一端设置有外螺纹210，所述缸筒100靠近成型模具300一端设置有相配合的内螺纹，所述芯棒200远离成型模具300一端外侧环绕设置有多个凸齿220，由多个凸齿220形成一个与主动齿轮相配合的从动齿轮的结构，由所述控制电机600与主动齿轮800相连接，控制电机600的输出轴方向与芯棒200的轴线是一致且平行的，主动齿轮位于芯棒、凸齿的下方位置，继而所述主动齿轮800与凸齿220进行啮合配合，当然凸齿200的齿宽要大于主动齿轮800的齿宽，以此保证在芯棒的运动过程中，保证主动齿轮与凸齿之间的啮合配合。
43.相应的，控制电机600正转时，控制电机600带动主动齿轮800正向转动，主动齿轮800配合凸齿220带动芯棒200正向转动(顺时针或者逆时针转动)并朝向靠近成型模具300一侧运动；所述控制电机600反转时，控制电机600带动主动齿轮800反向转动，主动齿轮800配合凸齿220带动芯棒200反向转动(逆时针或者顺时针转动)并朝向背离成型模具300一侧运动，由芯棒的转动，配合外螺纹与内螺纹的结构，实现芯棒顶端(出口一端)与成型模具的出口端之间的间隙的变化。
44.结合图5，对来自实施例1与实施例2中的产品进行测试，通过测试结果可以得出通过本发明获得的同轴电缆成功的消除了电压驻波比的峰值。
45.本发明的范围并非由上述描述的实施方式来限定，而是由所附的权利要求书及其
等价物来限定。