機械式穩線架設計

許 虎 白石磊

（安徽理工大學機械與工程學院，安徽淮南232001）

0 引言

在信息高速發展的今天，大數據時代翩然而至，5G時代也悄然來臨，通信光纜的需求量越來越大，在通信光纜中，ADSS、室內光纜等型號規格光纜的最外層保護層是由不同材料的護套擠制而成的，這些具有外護套保護層的光纜，為了方便用戶使用，往往會在外護套上噴出米標、公司名稱等字樣，噴字儀器一般采用不同點陣的噴碼機。

對于ADSS、阻燃纜等截面直徑較大的護套光纜而言，擠塑過程中，纜身的輕微抖動一般不會影響噴碼機正常噴字；而對于室內光纜而言，尤其是室內單芯光纜，截面外徑較小[1]，在擠塑過程中，纜身的輕微抖動就會導致噴碼機噴頭位置無法準確定位在纜身上，從而造成噴字不清，這些噴字不清的光纜無法得到用戶的認可，只能作為廢纜或者庫存纜來處理，在一定程度上降低了產品合格率，增加了生產成本。因此，類似于室內光纜這種需要在擠塑護套上進行精密噴字的產品，都需要在噴碼機噴頭前面的工藝流程上添加穩線架，以起到穩線功能。

本文設計了一種機械式穩線架，可配合噴碼機使用，通過機械式架體構造，來提高光纜前進過程中的穩定性，防止噴碼時纜身抖動，同時可避免因纜身抖動而引起擠塑外徑不穩的問題出現，即運用簡單的機械原理解決了生產中遇到的實際問題。

1 機械式穩線架的整體設計

穩線架結構簡單、功能單一，但在室內光纜的整條生產線中具有十分重要的作用。一般工藝要求下，室內光纜的生產流程為：

（1）纜芯經過放線后進入擠塑機機頭，根據不同的工藝要求，設定不同的擠塑機機身和機頭溫度；

（2）然后，通過擠壓式、半擠管式或擠管式的擠塑方式形成室內光纜的雛形，再經過一定溫度的水槽進行分級冷卻處理，最終將擠塑后形成的雛形室內光纜的外護套冷卻凝固；

（3）之后，將室內光纜表面附帶的水珠通過吹氣方式進行去除，再通過穩線架的穩線之后，進行噴碼機噴字處理；

（4）最后，將生產出來的室內光纜根據工藝要求，按照一定的收線張力收入光纜盤上。

噴碼機上自帶的計米輪雖然也具有一定的穩線作用，但計米輪背后安裝的是編碼器，編碼器是用來計量計米輪旋轉周數的，也就是說計米輪的主要功能是進行無打滑轉動計米，其穩線效果相對較差，因此，仍舊需要安裝外置穩線架作為主要的可調節穩線器。本文設計了一種機械式穩線架，通過設置承載框架和穩線輪等機械部件，運用機械原理來解決穩線問題。其結構模型如圖1所示。

圖1 機械式穩線架結構模型

由圖1可知，穩線架的承載框架主體上設置有穩線板，穩線板上均勻分布有四條豎直條縫，用于調節和固定穩線輪，穩線輪是由中心軸承和表面側槽組合而成的。安裝時，水平拉線調節好位置后，用膨脹螺絲將承載框架固定于地面。

2 機械式穩線架的具體實現

2.1 承載框架設計

承載框架采用“T”型結構設計，最下端根據工藝流程拉出直線后，用膨脹螺絲固定于地面；中間是一根支撐柱，支撐柱采用空心鋼材設計，這樣可以減少承載框架的整體重量，也能夠節約鋼材，降低制作成本；最上端是一塊長方形豎直放置的穩線板，穩線板上設置有四條豎直條縫，主要用于安裝并調節穩線輪的高度和左右位置，以便更好地達到穩線效果。

在實際運用中，承載框架的高度、寬度等實際尺寸，需要根據生產線上擠塑機、水槽、噴碼機等其余設備的高度，再結合實際布置環境來制定。這種穩線架的設計，需要本著小巧玲瓏的原則來規劃，在盡量減少鋼材使用量的同時最大程度地提高整體穩定性和穩線效果。

2.2 穩線輪的選擇

穩線輪的選擇要保證兩點：一是穩線輪側槽寬度要恰好能夠裝進纜身，不可出現寬松或裝不進去的情況，以防止纜身晃動或損傷纜身的情況出現；二是穩線輪上的軸承要保證具有較好的潤滑效果，穩線輪轉動起來要絲滑，且不可出現輪身晃動現象，以防引起纜身不必要的抖動。

穩線輪根據纜身的擺動情況來選擇安裝數量，一般選擇兩只或者四只，安裝在穩線板的不同豎直條縫上，纜身從穩線輪的上側槽或者下側槽經過，要根據實際情況進行實驗，確定哪種穩線效果更佳。

2.3 材料的選擇

本機械式穩線架的設計目的在于使纜身運行穩定，便于高效噴字，同時防止擠塑時出現大外徑，功能很單一，目的很明確，設計結構無需復雜多樣化，盡量以簡單的機械構件組裝而成即可，且設計體積應盡量小型化，整體重量保持最低，因此，材料的選擇對本穩線架的合理設計具有重要意義。

承載框架因其在整體機械式穩線架中起到支撐、固定的作用，底面固定板要采用平整的實心不銹鋼板材料，便于膨脹螺絲固定；在室內光纜的正常生產過程中，雖然速度較快，但因纜身僅從本機械式穩線架的穩線輪上通過，滾動式摩擦所帶來的摩擦力較小，承載框架所需要承擔的側向力和壓力也較小，因此，承載框架只需要保證底座穩定不晃動即可，豎直桿無需采用實心鋼制材料，一般采用長方體形空心鋼管或鋁-銅-鎂系的硬質鋁合金屬，從而在減少資源浪費、降低整體重量的同時縮減成本投入；為進一步減輕穩線架重量，穩線板采用耐腐蝕、不變形、不易斷裂的聚乙烯硬質塑料板，由于本機械式穩線架安裝在噴碼機的工藝前端位置上，而在停機清洗噴碼機時會往噴頭上不停地噴出清洗劑，這種清洗劑是由具有腐蝕作用的化學材料加工而成，在清洗噴碼機時，稍有不慎就會將清洗劑噴至穩線板上，長期使用容易引起穩線板腐蝕，因此，穩線板所選用的硬質塑料板必須具備抗腐蝕性能；在達到使用要求的同時又保證穩線架重量，穩線輪軸承上的支撐桿需要采用頂端帶有螺紋的實心不銹鋼質材料，而穩線輪的輪身只需采用耐腐蝕、不變形、不易斷裂的聚乙烯硬質塑料，由于穩線輪中間的軸承對穩定纜身具有至關重要的作用，因此，在選擇軸承時務必要保證選擇旋轉阻力小、左右無晃動的高質量軸承。

3 結語

本文通過設置承載框架和穩線輪等機械部件，來提高光纜前進過程中的穩定性，防止噴碼時纜身抖動，運用簡單的機械原理來解決生產中遇到的實際問題。這種穩線架的設計，需要本著小巧玲瓏的原則來規劃，在盡量減少鋼材使用量的同時最大程度地提高整體穩定性和穩線效果。