懸鏈?zhǔn)浇宦?lián)生產(chǎn)線運(yùn)行時(shí)電纜振動(dòng)的探討

1、懸鏈?zhǔn)浇宦?lián)生產(chǎn)線運(yùn)行時(shí)電纜振動(dòng)的探討劉春防昉 劉亞遲（特變電工德陽電纜股份公司 德陽 618000）摘要：本文分析了懸鏈?zhǔn)浇宦?lián)生產(chǎn)線運(yùn)行時(shí)電纜發(fā)生振動(dòng)，并提出消除振動(dòng)的方案。關(guān)鍵詞：懸鏈?zhǔn)浇宦?lián)生產(chǎn)線；振動(dòng)，解決方案1 引言交聯(lián)聚乙烯具有優(yōu)良的電氣性能和機(jī)械性能，在電力電纜中得到廣泛的使用，國產(chǎn)化中低壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜耐至高壓電纜被電力用戶所接受。特別是由于制造中低壓電纜所需要的聚烯烴材料和電纜生產(chǎn)設(shè)備的國產(chǎn)化，國家加大基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和大力發(fā)生電力建設(shè)等原因，中低壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜的生產(chǎn)能力迅速擴(kuò)大，在近一兩年中，各電線電纜廠家紛紛進(jìn)行交聯(lián)生產(chǎn)線的建設(shè)，形成了生產(chǎn)能力嚴(yán)重過剩的局面。我公司分

2、別在1997年、1999年和2003年上馬了懸鏈?zhǔn)浇宦?lián)生產(chǎn)線，在第一條交聯(lián)生產(chǎn)線生產(chǎn)過程中，時(shí)常出現(xiàn)電纜線芯在生產(chǎn)線上劇烈振動(dòng)形象，表現(xiàn)在電纜的表面出現(xiàn)密集的波紋。本文就該問題分析，供同行參考。2、劇烈振動(dòng)現(xiàn)象的描述 圖1 懸鏈?zhǔn)浇宦?lián)生產(chǎn)線交聯(lián)管示意圖 圖2 懸鏈?zhǔn)浇宦?lián)生產(chǎn)線懸垂角如圖1所示，A點(diǎn)為交聯(lián)生產(chǎn)線上牽引出線口位置，B點(diǎn)為機(jī)頭中心點(diǎn)位置，BC間為交聯(lián)管。我公司的第一條交聯(lián)生產(chǎn)線在生產(chǎn)某些規(guī)格電纜的過程中，如小截面鋁芯電纜，線芯在AB間劇烈振動(dòng)，生產(chǎn)出的電纜纜芯表面出現(xiàn)密集的波紋。振動(dòng)的頻率和擠塑機(jī)的振動(dòng)頻率相同，振幅的大小和線芯規(guī)格、線速度、上牽引出線口A和機(jī)頭中心點(diǎn)位置B的距離、機(jī)

3、頭的傾角、放線張力、水位高低等均有關(guān)系。通過調(diào)整某些因素，振幅會(huì)有所變化。在這些因素中，對(duì)引起振動(dòng)的作用不同，特別是線速度、上牽引出線口A和機(jī)頭中心點(diǎn)位置B的距離以及機(jī)頭的傾角是影響振動(dòng)的主要因素，通過調(diào)整這些因素均可以消除振動(dòng)；而放線和儲(chǔ)線器張力、水位高低等因素對(duì)振動(dòng)影響不大，通過調(diào)整，只能小范圍的改變振幅的大小，對(duì)振動(dòng)的頻率沒有改變。3 產(chǎn)生劇烈振動(dòng)的原因分析 通過對(duì)以上振動(dòng)形象分析，我們認(rèn)為這種振動(dòng)屬于“共振”相象，即線芯的固有頻率和生產(chǎn)線振動(dòng)頻率一致后產(chǎn)生了“共振”。目前國內(nèi)大多數(shù)的交聯(lián)生產(chǎn)線屬于半懸鏈?zhǔn)?，電纜的線芯在懸鏈?zhǔn)浇宦?lián)生產(chǎn)線是兩端系住中間下懸的鏈索，如圖1所示，決定其固有頻率

4、的主要因素有交聯(lián)管懸鏈線的懸垂角、上牽引出線口A和機(jī)頭中心點(diǎn)位置B的距離、交聯(lián)管長度、電纜重量等。影響生產(chǎn)線振動(dòng)頻率的因素有：擠出機(jī)電機(jī)和螺桿轉(zhuǎn)速、上下牽引運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)程度等。在懸鏈線的固有頻率和生產(chǎn)線振動(dòng)頻率合拍后，便產(chǎn)生了共振，表現(xiàn)在振動(dòng)的頻率和擠塑機(jī)的振動(dòng)頻率相同，線芯在上牽引出線口和機(jī)頭中心點(diǎn)位置間劇烈振動(dòng)。4 消除共振的措施為了消除共振動(dòng)，可以改變決定懸鏈線的固有頻率的因素，調(diào)整引起共振的設(shè)備運(yùn)行參數(shù)。1） 合理選擇懸鏈線的懸垂角懸鏈線的基本參數(shù)有：a）懸鏈線常數(shù)b）懸鏈線的懸垂角c）機(jī)頭中心點(diǎn)高度d）懸鏈線長度等。在新建懸鏈?zhǔn)浇宦?lián)生產(chǎn)線時(shí)，一般由設(shè)備供應(yīng)廠家根據(jù)生產(chǎn)線的生產(chǎn)范圍、主機(jī)樓

5、樓層高度等選擇懸鏈線的基本參數(shù)。其中，懸鏈線的懸垂角的選擇，決定懸鏈線的懸掛程度，懸垂角越大，生產(chǎn)線的牽引能力越好，控制絕緣層滴狀變形能力越強(qiáng)，生產(chǎn)線穩(wěn)定，有利于電纜質(zhì)量的控制，減少非正常停機(jī)事故。但要求主機(jī)樓樓層高度可以滿足所選擇的懸垂角。我公司現(xiàn)有的三條懸鏈?zhǔn)缴a(chǎn)線的懸垂角不一致，其中第一條懸鏈線的懸垂角只有13.83°，第一條懸鏈線的懸垂角為17.66°，第三條懸鏈線的懸垂角為17.94°。第一條懸鏈線由于懸垂角小，線芯在生產(chǎn)線上處于相當(dāng)緊繃狀態(tài)，所以容易出現(xiàn)劇烈振動(dòng)現(xiàn)象。第三條懸鏈線為高速型生產(chǎn)線，交聯(lián)管的長度為154米，在選擇交聯(lián)管布置方案時(shí)，特別注意選

6、擇懸垂角較大的方案，將冷卻段設(shè)計(jì)為上翹式，通過生產(chǎn)實(shí)踐，電纜走線平穩(wěn)，生產(chǎn)出的產(chǎn)品表面質(zhì)量優(yōu)良。所以，通過公司的三條生產(chǎn)線的使用情況比較，懸垂角的正確選擇是消除共振動(dòng)的最關(guān)鍵因素。2） 改變決定懸鏈線的固有頻率的因素線芯在懸鏈?zhǔn)浇宦?lián)生產(chǎn)線是兩端系住中間下懸的鏈索，所以可以通過改變線芯的各相關(guān)支撐點(diǎn)，可以調(diào)整線芯的固有頻率。如根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品的規(guī)格，調(diào)整上牽引出線口和機(jī)頭中心點(diǎn)位置的距離；正確調(diào)整機(jī)頭的傾角等。 3）采用必要的措施，減小設(shè)備的振動(dòng)生產(chǎn)線的轉(zhuǎn)動(dòng)部分都不可能制造的完全平衡，特別是運(yùn)行時(shí)間較長的設(shè)備因轉(zhuǎn)動(dòng)部分長期磨損，機(jī)器工作時(shí)要產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)同頻率的周期性力。所以在設(shè)備安置時(shí)，要充分考慮減少設(shè)

7、備振動(dòng)的措施。如：主機(jī)樓樓板的厚度；擠出機(jī)機(jī)座的緊固，并采取必要措施減小主機(jī)的倔強(qiáng)系數(shù)。加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)，檢查擠出機(jī)變速箱齒輪、軸承的間隙；隨時(shí)注意擠出機(jī)螺桿和機(jī)桶的保護(hù)等等。4）保證上牽引運(yùn)行平穩(wěn) 目前交聯(lián)生產(chǎn)線的牽引方式有包帶牽引、平皮帶牽引兩種方式。包帶牽引機(jī)因牽引輪直徑大，靠端軸支撐，設(shè)備長久運(yùn)行后，因傳動(dòng)軸和軸承的磨損，容易產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)不平穩(wěn)現(xiàn)象。生產(chǎn)出的電纜易起竹節(jié)，嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生本文所述的振動(dòng)。5）適當(dāng)調(diào)整生產(chǎn)線速度，避開共振點(diǎn) 生產(chǎn)線在不同的速度，設(shè)備振動(dòng)的頻率不同，在某一轉(zhuǎn)動(dòng)速度周圍產(chǎn)生共振。通過適當(dāng)調(diào)整生產(chǎn)線速度，可以避開共振點(diǎn)。我們通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)線速度在低速度時(shí)振動(dòng)很小；在提速到一定的速度時(shí)，產(chǎn)生劇烈振動(dòng)；當(dāng)繼續(xù)提高到一定速度后，振動(dòng)消除。5 結(jié)束語利用懸鏈?zhǔn)缴a(chǎn)線生產(chǎn)中低壓線交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，但類似本文所討論的振動(dòng)的技術(shù)難題會(huì)時(shí)常發(fā)生，嚴(yán)重影響電纜質(zhì)量和生產(chǎn)成本。同時(shí)因各電纜廠對(duì)交聯(lián)電纜質(zhì)量的重視程度不同，交聯(lián)電纜的