拖令系統(tǒng)用光纜的研制

　　0 引言

　　近幾年中國(guó)港口的現(xiàn)代化程度有了很大提高，尤其是沿海主要港口的現(xiàn)代化水平已經(jīng)接近發(fā)達(dá)國(guó)家的水平，局部已處于世界先進(jìn)水平。在科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)下，中國(guó)港口的規(guī)模和總吞吐量均已居世界首位。作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，特別是我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，對(duì)特定港口而言，其腹地經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r直接影響當(dāng)?shù)馗劭诘慕ㄔO(shè)[1];港口設(shè)備的自動(dòng)化程度越來(lái)越高，將使拖令系統(tǒng)用光纜的需求量不斷提高。

　　1 拖令系統(tǒng)用光纜的研制

　　1.1 前期調(diào)研準(zhǔn)備

　　1.1.1 產(chǎn)品技術(shù)資料的收集

　　由于目前國(guó)內(nèi)外暫沒(méi)有拖令系統(tǒng)用光纜的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)規(guī)范，我們參照了GB/T 7424 [2]、GB/T 12357 [3]、GB/T 15972 [4]、YD/T 629 [5]等相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合拖令系統(tǒng)的實(shí)際工作情況，制定了拖令系統(tǒng)用光纜的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)生產(chǎn)和檢測(cè)。

　　1.1.2 產(chǎn)品應(yīng)用場(chǎng)合

　　拖令系統(tǒng)用光纜適用于有起重機(jī)和其他物料搬運(yùn)設(shè)備上的拖令系統(tǒng)或拖鏈系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸。

　　1.1.3 產(chǎn)品應(yīng)用場(chǎng)合的環(huán)境分析

　　1 產(chǎn)品是戶(hù)外沿?；蜓亟瓍^(qū)域戶(hù)外使用，產(chǎn)品應(yīng)用環(huán)境相對(duì)比較惡劣，如：長(zhǎng)期日曬雨淋、日暴夜寒、霜雪冰凍、紫外線(xiàn)、臭氧、鹽霧等自然條件的侵蝕;

　　2 產(chǎn)品工作環(huán)境溫度：-40℃~70℃;

　　3 拖令系統(tǒng)用光纜工作模式為：電纜跟隨設(shè)備的移動(dòng)而不停的收放運(yùn)動(dòng)，整個(gè)過(guò)程是動(dòng)態(tài)的;這就要求光纜在長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)環(huán)境中需要保持良好的傳輸性能。

　　1.2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)

　　根據(jù)拖令系統(tǒng)用光纜的實(shí)際的使用環(huán)境，進(jìn)行了產(chǎn)品命名方式、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料設(shè)計(jì)選型及產(chǎn)品主要性能要求。

　　1.2.1 產(chǎn)品的命名方式

　　產(chǎn)品型號(hào)為GTU-OFE，其中G代表港口機(jī)械領(lǐng)域;T代表拖令系統(tǒng)用電纜;U代表聚氨酯護(hù)套;OFE代表光單元;

　　1.2.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　1.2.2.1 光纖

　　根據(jù)客戶(hù)常規(guī)要求，光纖芯數(shù)優(yōu)先選為6、12、18和24芯;光纖由同類(lèi)有涂覆層的二氧化硅光纖組成，多模光纖性能應(yīng)符合GB/T12357相關(guān)規(guī)定。如有必要光纖涂覆層表面可以有全色色標(biāo)，其顏色應(yīng)符合GB/T6995[6]的規(guī)定，并且不褪色不遷移。

　　1.2.2.2 松套管

　　光纖應(yīng)放置在熱塑性材料構(gòu)成的松套管中，光纖在松套管中的余長(zhǎng)應(yīng)均勻穩(wěn)定。松套管材料采用聚氨酯彈性體;管內(nèi)間隙根據(jù)牽引力要求填充適合規(guī)格的芳綸絲。

　　1.2.2.3 絞層

　　絞層應(yīng)由外徑相同的多根松套光纖以適當(dāng)節(jié)距層絞在中心加強(qiáng)件四周。層絞可以是螺旋絞，也可以是SZ絞。

　　1.2.2.4 護(hù)套

　　纖芯外面應(yīng)擠包一層具有保護(hù)功能的護(hù)套，護(hù)套材料采用聚氨酯護(hù)套，性能如表1要求;護(hù)套的標(biāo)稱(chēng)厚度應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求，護(hù)套平均厚度不小于標(biāo)稱(chēng)厚度，最薄點(diǎn)不小于標(biāo)稱(chēng)厚度的85%-0.1。

　　1.2.2.5 編織加強(qiáng)層

　　為提高護(hù)套的抗拉性能和光纜的抗扭轉(zhuǎn)性能，允許在纜芯外設(shè)置一層滌綸絲編織的加強(qiáng)層。

　　1.2.2.6 典型產(chǎn)品結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1;

　　1.2.3 材料設(shè)計(jì)選型

　　1.2.3.1 光纖需滿(mǎn)足表2的尺寸參數(shù)要求：

　　1.2.3.2 護(hù)套材料必須滿(mǎn)足以下要求：

　　1 承受環(huán)境溫度范圍必須在-40℃～70℃之間，這樣能承受晝夜溫差的變化，同時(shí)也能夠在酷暑的夏天和嚴(yán)寒的冬天使用;

　　2 護(hù)套需具備良好的阻燃性能、機(jī)械物理性能、耐油污性能、耐煙霧腐蝕、耐紫外線(xiàn)、耐老化性能和抗臭氧性能，這樣能保證在長(zhǎng)期日曬環(huán)境下，護(hù)套不會(huì)快速老化，提高電纜的使用壽命;

　　3具體性能見(jiàn)表1要求;

　　1.2.4 產(chǎn)品主要性能要求

　　1 低溫性能試驗(yàn)：產(chǎn)品應(yīng)通過(guò)-40±2℃低溫拉伸、低溫沖擊等試驗(yàn);

　　2 反復(fù)彎曲試驗(yàn)：按照GB/T 7424.2 中方法E6，彎曲半徑10D，循環(huán)次數(shù)100次;試驗(yàn)完成后，光纖應(yīng)無(wú)明顯殘余附加衰減，護(hù)套應(yīng)無(wú)目力可見(jiàn)開(kāi)裂。

　　3 壓扁試驗(yàn)：按照GB/T 7424.2 中方法E3，壓扁力短期1000N/100mm，長(zhǎng)期力300N/100mm;試驗(yàn)要求：在長(zhǎng)期允許壓扁力下光纖應(yīng)無(wú)明顯附加衰減;在短暫壓扁力下光纖附加衰減應(yīng)小于0.1dB，在此壓力去除后光纖應(yīng)無(wú)明顯殘余附加衰減，護(hù)套應(yīng)無(wú)目力可見(jiàn)開(kāi)裂。

　　4 曲撓試驗(yàn)：按照GB/T 7424.2 中方法E8;循環(huán)次數(shù)100次，滑輪直徑10D，張力負(fù)載不小于20N;試驗(yàn)完成后，應(yīng)無(wú)光纖斷裂;

　　5 抗拉性能：產(chǎn)品具有優(yōu)異的抗拉性能，在拖令系統(tǒng)正常的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)下電纜不發(fā)生外觀和內(nèi)部的變形，同時(shí)不出現(xiàn)斷芯現(xiàn)象，保持正常的工作運(yùn)行;

　　6 光纖性能：符合表3中的要求;

　　2 產(chǎn)品試制

　　電纜在制造過(guò)程中，各工序需要按照規(guī)定工藝和要求進(jìn)行，以確保產(chǎn)品質(zhì)量，其主要內(nèi)容如下：

　　1 光纖;光纖是光纜傳輸性能的保證，在制造加工過(guò)程中必須嚴(yán)格執(zhí)行工藝，保證光纖傳輸性能。

　　2 松套管擠包;光纖余長(zhǎng)應(yīng)均勻穩(wěn)定，光纜線(xiàn)芯通過(guò)工藝設(shè)定的芳綸根數(shù)和規(guī)格來(lái)填充，擠出過(guò)程中采用主動(dòng)放線(xiàn)裝置。

　　3 絞層;絞層應(yīng)由外徑相同的多根松套光纖按照工藝規(guī)定的節(jié)距在中心加強(qiáng)件四周。本次絞合采用的是SZ絞，纜芯外饒包阻水芳綸扎紗。

　　4 聚氨酯彈性體護(hù)套擠出;按照工藝規(guī)定的加工溫度(160~190℃)進(jìn)行擠出，材料厚度、最薄點(diǎn)等參數(shù)嚴(yán)格執(zhí)行工藝規(guī)定。

　　3 結(jié)束語(yǔ)

　　經(jīng)過(guò)檢測(cè)中心檢驗(yàn)，各項(xiàng)性能指標(biāo)優(yōu)異，符合設(shè)計(jì)要求，滿(mǎn)足企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求;拖令系統(tǒng)用光纜是高技術(shù)含量的電纜，該類(lèi)電纜的成功開(kāi)發(fā)，將以其優(yōu)異的性能，相對(duì)合理的價(jià)格替代進(jìn)口電纜產(chǎn)品;我公司目前拖令系統(tǒng)用光纜已具備批量生產(chǎn)能力，可以廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外各大港口的拖令系統(tǒng)或拖鏈系統(tǒng)裝置上。

　　參考文獻(xiàn)：

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