Cap de extrudare în cruce: tipuri, design, flux de material și impact asupra calității cablului

Unde este de fapt decisă calitatea peretelui cablului

Un fir de clădire izolat cu PVC de 0,5 mm² iese din jgheabul de răcire cu o diferență de 0,02 mm între punctul cel mai subțire și cel mai gros de pe circumferința sa. Extruderul este nou. Complexul a trecut inspecția de intrare. Viteza șurubului, temperaturile cilindrului și viteza liniei sunt toate stabile. După două ore de depanare, tehnicianul deschide capul transversal și găsește vârful ghidajului așezat la 0,15 mm decentrat, deoarece suportul vârfului nu a fost strâns din nou după schimbarea anterioară a culorii. Acea mică nealiniere transformă o rulare de producție, altfel bună, într-un cablu de respingere.

Capul în cruce de extrudare este componenta pe care majoritatea operatorilor o verifică ultimii și o dau vina pe primul loc. Se află între cilindrul extruderului și jgheabul de răcire și face treaba finală de modelare a polimerului topit în jurul unui conductor în mișcare. Când geometria capului transversal este greșită, niciun controler de temperatură sau setare a vitezei liniei nu poate compensa rezultatul.

În termeni practici, capul în cruce decide trei valori de ieșire: concentricitatea a stratului izolator, grosimea peretelui răspândit în jurul circumferinței și calitatea suprafetei a extrudatului. Aceste trei valori determină performanța electrică și mecanică a cablului finit.

Ce este o cruce de extrudare și cum funcționează?

Un cap în cruce de extrudare este un ansamblu de distribuție a topiturii montat pe capătul de descărcare al cilindrului extruderului. Sarcina sa de bază este de a schimba fluxul axial al topiturii, care lasă șurubul în linie dreaptă, într-un flux inelar uniform în jurul conductorului care trece prin centrul capului.

Calea de topire arată așa. Polimerul intră prin flanșa de intrare din spatele capului, lovește distribuitorul, se împarte în două sau mai multe canale separate, se recombină în interiorul unei camere în formă de inel în jurul suportului vârfului ghidajului și apoi se deplasează de-a lungul terenului inelar dintre vârful ghidajului și bucșa matriței. La ieșire, topitura se înfășoară în jurul conductorului în mișcare și este atrasă în secțiunea de răcire.

Un cap obișnuit în cruce este format din următoarele părți:

• Corpul și inelul de prindere care blochează capul pe flanșa cilindrului extruderului
• Distribuitor, numit uneori distribuitor sau deflector, care ghidează și împarte fluxul de topire
• Vârful ghidajului, numit și tub de miez, care susține și poziționează conductorul în centru
• Bucșă matriță, care stabilește diametrul exterior al izolației sau al mantalei
• Șuruburi de reglare radială și axială pentru deplasarea vârfului sau matriței în timpul reglajului concentricității
• Benzi de încălzire și prize de termocuplu pentru controlul temperaturii
• Porturi opționale ale traductorului de presiune și temperatură pentru monitorizarea procesului

Dacă trebuie să înțelegeți cum funcționează acest ansamblu împreună cu șurubul, cilindrul și sistemul de încălzire, sistemul nostru defalcarea detaliată a componentelor unei mașini de extrudare explică fiecare secțiune în ordine.

De ce Cross Head controlează mai mult decât credeți

Majoritatea inginerilor de proces își cheltuiesc bugetul și atenția pe șurub și compus. Capul în cruce primește mult mai puțină atenție, dar este singura componentă care modelează fizic topitura în ultimele milisecunde înainte de a ateriza pe conductor.

Concentricitatea și grosimea minimă a peretelui

Un vârf decentrat produce un perete subțire pe o parte și un perete gros pe cealaltă. Partea subțire este partea care nu trece la un test dielectric, deoarece distanța dintre conductor și suprafața exterioară pur și simplu nu este suficientă. În funcționarea normală, un cap bine centrat menține grosimea răspândită în interiorul ferestrei proiectate a cablului. Când împrăștierea se mișcă în afara acelei ferestre, prima verificare este întotdeauna centrarea mecanică a vârfului și matriței ghidajului.

Centrarea nu este o setare unică. De fiecare dată când operatorul scoate capul pentru curățare sau schimbă un set de vârf și matriță, centrarea trebuie reverificată. Expansiunea termică în timpul încălzirii schimbă, de asemenea, ușor poziția vârfului, motiv pentru care un design bun al capului integrează șuruburi de reglare care pot fi atinse în timp ce capul este fierbinte.

Presiunea de topire și uniformitatea temperaturii

Capul transversal este, de asemenea, un schimbător de căldură și un mic vas sub presiune. Topitura poate petrece oriunde de la câteva secunde la mai mult de un minut în interiorul capului, în funcție de puterea și volumul capului. În acest timp, orice colț mort creează un buzunar de material cu mișcare lentă care se degradează, se transformă în carbon și mai târziu se desprinde ca o pată pe suprafața cablului.

O diferență de temperatură de doar câteva grade în topitura care părăsește matrița modifică suficient de mult vâscozitatea pentru a schimba echilibrul grosimii peretelui. Acesta este motivul pentru care zonele de încălzire de pe un cap de cruce nu sunt decor. Fiecare zonă trebuie controlată independent, iar termocuplul trebuie să se așeze aproape de canalul de topire, mai degrabă decât pe suprafața exterioară a benzii de încălzire.

Finisarea suprafeței și liniile de sudură

Când topitura se împarte în două canale și se recombină în cameră, cele două fronturi de curgere formează o linie de sudură. O linie de sudură care nu fuzionează corect are o orientare moleculară ușor diferită și uneori apare ca o dungă mată pe suprafața cablului. Lungimea terenului, unghiul de intrare și temperatura de topire toate afectează cât de complet se sudează cele două fronturi. Mărirea lungimii terenului sau reducerea unghiului de intrare oferă topiturii mai mult timp să se lipească înainte de a părăsi matrița.

O margine uzată sau deteriorată a matriței produce o linie mecanică care trece pe toată lungimea cablului. Linia nu poate fi îndepărtată prin reglarea temperaturii. Singura soluție este lustruirea sau înlocuirea matriței. Același principiu se aplică vârfului.

Tipuri de capete încrucișate pe care le veți întâlni pe liniile de izolare și de acoperire

Există trei familii funcționale de capete în cruce. Familia corectă depinde de ceea ce doriți să se întâmple la suprafața conductorului.

Capete în cruce de tip presiune

Capetele de tip presiune mențin matrița strânsă pe conductor, astfel încât topitura contactează suprafața conductorului sub presiune înainte de a ieși din matriță. Acest lucru produce o aderență puternică între izolație și conductor, motiv pentru care capetele de tip presiune domină aplicațiile de izolație solidă, cum ar fi firele individuale izolate cu PVC și cablurile de date izolate cu PE.

Capete în cruce de tip tub

Capetele de tip tub creează un tub de topitură care iese mai întâi din matriță și apoi este tras în jos pe conductor cu ajutorul vidului sau presiunii aerului. Conductorul nu atinge topitura decât după ieșirea matriței. Acest design reduce frecarea și permite ca viteza de amortizare a miezului să fie diferită de viteza de topire. Capetele tip tubulatura sunt comune pe liniile de manta si pe liniile de izolatie spumata unde structura de spuma trebuie sa ramana intacta.

Capete încrucișate cu coextrudare multistrat

Capetele multistrat alimentează două sau trei fluxuri de topire în același corp de cap și le combină într-un singur perete. O construcție tipică cu trei straturi este ecranul conductor, izolația și ecranul de izolație într-o singură trecere. Capetele cu mai multe straturi reduc spațiul pe podea și lungimea liniei de trecere, dar necesită o echilibrare atentă a fiecărui flux de topire, deoarece presiunea dintr-un strat împinge pe celelalte înainte de ieșirea matriței.

Veți auzi, de asemenea, termenii cap de 90 de grade și cap de 45 de grade. Un cap de 90 de grade întoarce topitura într-un unghi drept, care este compact și funcționează bine pentru majoritatea diametrelor de izolație. Un cap de 45 de grade face o întoarcere mai blândă și este preferat pentru compușii cu rezistență scăzută la topire care tind să se rupă sau să se fractureze în timpul virajului, dar are nevoie de mai multă lungime a corpului și de un set de scule mai complex.

Compatibilitatea materialelor modifică designul capului în cruce

Un cap de cruce nu poate procesa bine fiecare compus. Fiecare familie de materiale își impune propriile cerințe privind geometria canalului, finisarea suprafeței, lungimea terenului și protecția împotriva coroziunii. Potrivirea capului cu compusul este la fel de importantă ca și potrivirea șurubului.

Tabelul arată un model clar: nu există un cap universal. Pentru procesoarele cu fluoropolimeri, un exemplu practic este Extruder de izolație a firului de miez FEP/PFA la temperatură înaltă , unde capul în cruce este proiectat cu suprafețe rezistente la coroziune și o strategie de încălzire care se potrivește temperaturilor topiturii de peste 300 °C.

FEP/PFA/ETFE/PEEK/PA Linie de extrudare de izolație a firului de miez de temperatură înaltă Manufa Gemwell Electrical Technology Co., Ltd este un producător din China FEP/PFA/ETFE/PEEK/PA de linie de extrudare a izolației firelor de miez de temperatură înaltă... Vizualizare produs →

Cum să evaluați performanța Cross Head înainte de a cumpăra

Indiferent dacă cumpărați o linie completă de extrudare sau un cap de înlocuire pentru o mașină existentă, se aplică aceleași criterii de acceptare. Nu cumperi doar un bloc de metal. Cumpărați capacitatea de a centra sculele, de a le curăța rapid și de a monitoriza ceea ce se întâmplă în interior.

1. Domeniu de reglare centrare: un design utilizabil oferă cel puțin /- 0,25 mm de mișcare radială pe fiecare axă, cu șuruburi de reglare care pot fi rotite la cald.
2. Timp de schimbare a sculelor: o schimbare completă a vârfului și a matriței ar trebui să dureze mai puțin de 30 de minute pe o linie de izolație, inclusiv prindere și centrare.
3. Dispunerea zonei de încălzire: căutați cel puțin două zone controlate independent pe cap, cu prize de termocuplu care se montează aproape de canalul de topire.
4. Porturi de instrumentare: porturile traductorului de presiune și temperatură vă permit să monitorizați starea reală de topire în loc să ghiciți din butoi.
5. Materialul și tratamentul suprafeței: confirmați că materialul umezit este compatibil cu compușii pe care îi utilizați, în special pentru materiale la temperatură înaltă și fără halogeni.
6. Efortul de dezasamblare: mai puține șuruburi, chei standard și un orificiu intern curat fac o diferență semnificativă în timpul schimbărilor de tură.

Există un alt punct pe care cumpărătorii îl scapă adesea. Un cap în cruce este potrivit cu un șurub și un butoi în ceea ce privește nivelul de forfecare și timpul de rezidență. Dacă capul este prea mic pentru ieșirea șurubului, topitura se va supraîncălzi. Dacă este prea mare, topitura va sta prea mult și se va degrada. Acesta este motivul pentru care mulți cumpărători experimentați preferă să evalueze trenul complet de extrudare în loc să amestece componente de la diferiți furnizori. Pentru fluoropolimeri, de exemplu, motivul pentru care extrudarea fluoropolimerului necesită o abordare diferită a echipamentului depășește cu mult capul și am acoperit aceste diferențe într-un articol separat.

Defecte comune ale capului în cruce și cum să le preveniți

Die Lines

O linie fină continuă pe suprafața cablului provine de obicei de la o margine a matriței deteriorată, o margine a vârfului deteriorată sau o bucată mică de carbon adăpostită lângă terenul matriței. O linie de matriță se repetă în același unghi exact la fiecare rotație și este ușor de observat sub o lampă puternică. Soluția este să îndepărtați capul, să inspectați marginile cu o lupă și să lustruiți sau să înlocuiți piesa deteriorată.

Pete de carbon și geluri

Petele negre de pe izolație sunt aproape întotdeauna rezultatul degradării materialelor din interiorul capului. Degradarea începe într-un colț mort, unde topitura se oprește din mișcare, se carbonizează și mai târziu se rupe. Particulele de gel au o origine similară, dar provin din material netopit sau reticulat. Prevenirea este o geometrie a capului fără colțuri ascuțite și o procedură de curățare care are loc la timp, nu după ce clientul se plânge.

Derivarea grosimii peretelui

Atunci când grosimea se modifică lent în câteva ore, chiar dacă capul a fost centrat corect la pornire, cauza este de obicei termică sau mecanică. O zonă de încălzire care s-a deplasat, un suport de vârf slăbit sau variația vitezei șuruburilor de la rulmenții uzați sunt toate cauze comune. Verificarea alinierii capului la începutul și la mijlocul fiecărei schimburi ajută la prinderea derivă înainte de a produce lungimi lungi de cablu de respingere.

Fractură de topire

Dacă suprafața devine aspră și ondulată la viteza mare a liniei, cauza este de obicei fractura topiturii. Materialul curge mai repede decât poate relaxa stresul intern. Mărirea lungimii terenului, creșterea temperaturii de topire în fereastra procesului sau reducerea vitezei liniei pot elimina rugozitatea. Soluția potrivită depinde de material.

Reguli practice de întreținere care funcționează pe linii de producție reale:

• Curăță vârful și moare după fiecare lucrare care implică compus colorat.
• Inspectați marginile terenului cu o lupă pentru a detecta răni înainte de reasamblare.
• Verificați ieșirea benzii de încălzire și contactul termocuplului cel puțin o dată pe săptămână.
• Verificați centrarea vârfului la fiecare pornire, chiar și după o oprire minoră.
• Utilizați compusul de purjare corect atunci când comutați între materiale incompatibile.

Aceste reguli par elementare, dar în majoritatea liniilor de producție capul în cruce primește mai puțină atenție decât șurubul. Linia care tratează capul transversal cu aceeași disciplină ca și șurubul va produce în mod constant o geometrie mai bună.

Capul crucii funcționează doar la fel de bine ca întreaga linie

Un nou cap în cruce montat pe un extruder vechi poate repara un simptom și poate crea altul. Capul transversal interacționează cu orice altă parte a liniei de extrudare: șurubul furnizează topitura, cilindrul controlează aportul de căldură, jgheabul de răcire stabilește punctul de îngheț, iar sistemul de preluare controlează tensiunea conductorului. Dacă oricare dintre acestea este dezechilibrat, ieșirea capului în cruce va fi greșită, chiar dacă capul în sine este perfect.

În timpul punerii în funcțiune, inginerii experimentați încep cu profilul termic, apoi reglează viteza șurubului și abia apoi ajustează capul transversal. De asemenea, măsoară temperatura topiturii la intrarea capului înainte de a face ajustări de scule, deoarece o diferență de temperatură de zece grade modifică atât de mult vâscozitatea topiturii încât centrarea pare greșită, deși sculele sunt corecte.

Pentru liniile de izolare care rulează PVC, PE sau poliuretan, abordarea practică este de a alege un extruder al cărui șurub, cilindru și cap sunt proiectate ca un singur sistem. O linie de izolație potrivită, cum ar fi Extruder de izolație a firului de miez din PVC/PE/PP/PU menține constant timpul de rezidență la topire și oferă operatorului un singur set de parametri de controlat.

PVC/PE/PP/PU Producători de linii de extrudare pentru izolație de sârmă, fabrică - Gemwe Gemwell Electrical Technology Co., Ltd este un producător de linie de extrudare a izolației sârmei din China din PVC/PE/PP/PU și o fabrică OEM/ODM, noi... Vizualizare produs →

Extrudarea învelișului este diferită. Peretele este mai gros, viteza liniei este adesea mai mică, iar materialul poate avea un indice de curgere a topiturii complet diferit. Sculele și geometria capului pentru înveliș necesită o cameră de distribuție mai mare și o configurație diferită a terenului. Poți citi detaliile în pagina noastră Baza de cunoștințe despre extrudarea învelișului de sârmă și cablu , iar pentru materiale de înveliș din poliuretan, elastomer termoplastic, reticulat, cu emisii reduse de fum, o opțiune special concepută este LSZH/XLPE/TPE/TPU mașină de extrudare a învelișului cablului de sârmă .

LSZH/XLPE/TPE/TPU Producători de linii de extrudare a mantalei, fabrică - Gemwell Electr Gemwell Electrical Technology Co., Ltd este un producător din China LSZH/XLPE/TPE/TPU pentru linii de extrudare a tecii și o fabrică OEM/ODM, suntem specializați... Vizualizare produs →

Întrebări frecvente

Iată întrebările pe care managerii fabricii de cablu și inginerii de proces le pun cel mai des atunci când evaluează performanța capului transversal.

Î1. Care este funcția principală a unui cap de extrudare în cruce?

Capul transversal distribuie polimerul topit uniform în jurul conductorului și modelează izolația sau învelișul la diametrul și concentricitatea necesare. Acesta transformă fluxul de topitură în linie dreaptă din șurub într-un profil de curgere inelar uniform.

Q2. De unde știu că capul transversal provoacă izolație decentrată?

Dacă punctul cel mai subțire apare întotdeauna la același unghi de-a lungul lungimii cablului, cauza este mecanică: un vârf de ghidare nealiniat, un suport de vârf uzat sau o ieșire neuniformă a încălzitorului pe o parte a capului. Dacă punctul subțire se mișcă în jurul circumferinței, cauza este mai probabilă în secțiunea de răcire sau de preluare.

Q3. Care este diferența dintre un cap transversal de tip presiune și un cap transversal de tip tub?

Un cap de tip presiune forțează topitura împotriva conductorului înainte de ieșirea matriței, dând o aderență puternică. Un cap de tip tub formează un tub care este tras pe conductor după ieșirea matriței, care protejează conductorul și este preferat pentru înveliș și izolații cu spumă.

Î4. Un cap încrucișat poate procesa PVC, PE și FEP?

Nu cu aceleași unelte. Fiecare familie de materiale necesită o geometrie de curgere și un tratament de suprafață diferit, iar intervalul de temperatură de funcționare este complet diferit. Rularea FEP într-un cap standard din PVC ar risca coroziune și defecte grave ale suprafeței.

Î5. Cât de des ar trebui curățată o cruce?

Curățați capul după fiecare schimbare de culoare și ori de câte ori comutați între materiale incompatibile. În producția normală, inspectați suprafețele interne în timpul fiecărei ferestre de întreținere programată și verificați vârful și marginile matriței la fiecare schimbare a sculelor.

Î6. Ce ar trebui să verific atunci când cumpăr o linie cu o cruce nouă?

Verificați intervalul de reglare a centrarii, timpul de schimbare a sculelor, numărul și poziția zonelor de încălzire, disponibilitatea porturilor traductorului de presiune și temperatură, materialul umezit al corpului capului și disponibilitatea vârfurilor și matrițelor de rezervă.

Finala Takeaway

Capul transversal de extrudare este o mică parte a liniei, dar este partea care stabilește geometria cablului finit. Concentricitatea, răspândirea grosimii peretelui, calitatea suprafeței și chiar riscul de defecțiune dielectrică se îndreaptă până la cap. Acordați-i același nivel de atenție ca șurubului și compusului.

Când evaluați o nouă linie, solicitați furnizorului specificațiile capului: interval de reglare, zone de încălzire, protecție împotriva coroziunii și timpul de schimbare a sculelor. Aceste detalii vă spun mai multe despre capacitatea practică a liniei decât doar puterea nominală a motorului.