德特威勒公司電梯電纜概覽——設(shè)備篇

“工欲善其事，必先利其器”。作為一個(gè)工業(yè)產(chǎn)品制造廠商，從某種意義上說(shuō)，設(shè)備水平?jīng)Q定了工藝水平，工藝水平又決定了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。德特威勒公司作為一個(gè)有著近百年線纜行業(yè)歷史的瑞士企業(yè)，一直致力于對(duì)精湛工藝的不懈追求，并以此作為其高品質(zhì)產(chǎn)品的基石。在這個(gè)過(guò)程中，設(shè)備是不可缺少的環(huán)節(jié)。如今，為了適應(yīng)快速增長(zhǎng)的亞太市場(chǎng)，德特威勒公司在中國(guó)上海設(shè)立了新的電梯電纜生產(chǎn)基地，新的設(shè)備的引入大大增強(qiáng)了德特威勒公司在亞太地區(qū)的供貨能力。以此為契機(jī)，和大家一起探討一下電梯電纜設(shè)備的組成及特點(diǎn)。

電梯電纜作為電線電纜的一個(gè)分支，繼承了電線電纜大部分的生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，因此，電梯電纜設(shè)備和普通電線電纜設(shè)備在原理和結(jié)構(gòu)上大致相同。電線電纜設(shè)備不同于一般的通用機(jī)械設(shè)備，由于電線電纜涉及的原材料多，工序復(fù)雜，因此所需的設(shè)備類型很多。按照工藝順序來(lái)分，包括：銅、鋁原材料的熔煉、鑄錠、軋制、退火、拉線、絞合、絕緣、成纜、鎧裝、繞包以及檢測(cè)等多道工序，每道工序都需要專用的設(shè)備。如今，由于市場(chǎng)不斷的深化和發(fā)展，從導(dǎo)體的熔煉到拉線基本由專門的金屬冶煉企業(yè)完成，對(duì)于線纜制造企業(yè)，主要專注于由絞合到檢測(cè)等后序工序的完成。

而對(duì)于電梯電纜來(lái)說(shuō)，因?yàn)槠涮厥獾膽?yīng)用壞境，導(dǎo)致電梯電纜在某些性能方面，比如柔軟性、一致性，有著比普通電線電纜更高的要求,而這些要求能否滿足關(guān)鍵在于絕緣層及護(hù)套層的擠制，因此，我們以電梯電纜護(hù)套生產(chǎn)線為例來(lái)了解一下電梯電纜設(shè)備的基本組成及特點(diǎn)。

在介紹電梯電纜護(hù)套生產(chǎn)線之前，有必要介紹一下德特威勒公司現(xiàn)有的電梯電纜產(chǎn)品。德特威勒公司的電梯電纜主要產(chǎn)品為扁平隨行電纜，包含了按運(yùn)行高度來(lái)劃分的共三個(gè)產(chǎn)品系列。每個(gè)產(chǎn)品系列的結(jié)構(gòu)都有所不同。運(yùn)行高度達(dá)80米的FL系列由絕緣單線和數(shù)據(jù)單元（如有）平行放置后擠制外護(hù)套。運(yùn)行高度達(dá)150米的FM系列由絕緣單線和數(shù)據(jù)單元（如有）平行放置，但是在兩側(cè)對(duì)稱放置了由芳綸繩或鋼絞線構(gòu)成的加強(qiáng)件。而運(yùn)行高度達(dá)到400米的FH系列是先將絕緣單線或數(shù)據(jù)單元（如有）按數(shù)量分組絞合成纜，然后將絞合好的纜芯平行放置擠制護(hù)套。由以上介紹可以看出，三個(gè)系列的產(chǎn)品雖然同屬扁平隨行電纜，但是在結(jié)構(gòu)上還是有所不同，這就導(dǎo)致工藝和設(shè)備也要統(tǒng)籌兼顧，滿足不同產(chǎn)品系列的需求。

電梯電纜護(hù)套生產(chǎn)線主要由放線裝置、主機(jī)、控制柜、水槽、儲(chǔ)線架、牽引機(jī)、收線裝置組成，還有配套的噴碼機(jī)，測(cè)徑儀，在線監(jiān)控裝置等。

放線裝置主要由主動(dòng)放線架、張力控制器、導(dǎo)線輪等組成。電梯電纜多為扁平結(jié)構(gòu)，而且在電梯電纜的實(shí)際應(yīng)用中，每天隨電梯轎廂進(jìn)行成百上千次的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這就要求電梯電纜護(hù)套內(nèi)部的子單元不僅要排列整齊，同時(shí)各個(gè)子單元與外護(hù)套之間的應(yīng)力越小越好，而且各個(gè)子單元間的應(yīng)力應(yīng)該平衡。也就是說(shuō)，在絕緣芯線和數(shù)據(jù)單元（如有）進(jìn)入主機(jī)機(jī)頭的時(shí)候，各個(gè)子單元的張力應(yīng)該保持高度一致。傳統(tǒng)的電線電纜多采用被動(dòng)放線裝置，放線盤在牽引機(jī)的牽引力作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，由于各個(gè)放線盤的裝線量在實(shí)際生產(chǎn)中不可能絕對(duì)相同，而且有線盤與中心軸之間的摩擦力的影響，放線張力變化范圍大，甚至?xí)霈F(xiàn)驟停的現(xiàn)象。而常規(guī)改進(jìn)后的舞蹈輪反饋型主動(dòng)放線，通過(guò)控制放線軸的轉(zhuǎn)速來(lái)保證放線平穩(wěn)，雖然大大改善了張力控制水平，但是在高低速切換，盤的裝線量變化過(guò)程中，放線張力仍會(huì)出現(xiàn)較大的波動(dòng)。德特威勒公司目前采用的是獨(dú)特的落桶式放線加磁粉張力控制系統(tǒng)，落桶式放線與絕緣芯線生產(chǎn)線的梅花落桶式收線相配合，在生產(chǎn)過(guò)程中能快速實(shí)現(xiàn)絕緣單線規(guī)格的換裝。同時(shí)由于落桶式收線加磁粉張力控制與盤裝線加舞蹈輪反饋控制相比，沒(méi)有因裝線量多少而產(chǎn)生的線盤重量變化，放線張力能控制在正負(fù)一牛頓的范圍內(nèi)。如圖一所示，為了保證生產(chǎn)線的通用性，放線裝置部分還包括數(shù)據(jù)單元放線架和加強(qiáng)件放線架。由于數(shù)據(jù)單元和加強(qiáng)件多為絞合結(jié)構(gòu)，必須使用盤裝線，這一部分的張力控制采用的是舞蹈輪反饋控制，同時(shí)為了將張力瞬間變化的影響降到最低，在放線架與主機(jī)之間加入了多級(jí)的導(dǎo)輪作為緩沖。

作為一個(gè)塑料押出生產(chǎn)線，最核心的部分就是押出的實(shí)現(xiàn)部分——主機(jī)。它主要有馬達(dá)、減速機(jī)、吸料裝置、螺桿、螺缸、加熱裝置、機(jī)頭和模具部分組成。

塑料顆粒在料斗中預(yù)熱后由料斗進(jìn)入料筒，在螺桿旋轉(zhuǎn)作用下，通過(guò)料筒內(nèi)壁和螺桿表面摩擦剪切作用向前輸送到加料段，在此松散固體向前輸送同時(shí)被壓實(shí)；在壓縮段，螺槽深度變淺，進(jìn)一步壓實(shí)，同時(shí)在料筒外加熱和螺桿與料筒內(nèi)壁摩擦剪切作用，料溫升高開(kāi)始熔融，壓縮段結(jié)束；均化段使物料均勻，定溫、定量、定壓擠出熔體，到機(jī)頭后成型，經(jīng)定型得到制品。在這個(gè)過(guò)程中，除了合適的螺桿和材料，最重要的一點(diǎn)就是機(jī)頭和模具的選擇。目前中國(guó)市場(chǎng)上的電線電纜設(shè)備大多數(shù)都是模仿進(jìn)口設(shè)備，從實(shí)際使用的效果來(lái)看，國(guó)產(chǎn)設(shè)備在電氣控制方面與進(jìn)口設(shè)備已經(jīng)相差不大，但是在機(jī)頭和模具方面，雖然在結(jié)構(gòu)上大致相同，但是在原材料及精度上仍有著非常大的差距。德特威勒上海公司目前所有的電梯電纜的護(hù)套生產(chǎn)線均采用的瑞士總部原裝進(jìn)口的機(jī)頭和模具，在材料的選型和精度的控制方面，秉承了瑞士制造的精湛工藝，也融合了德特威勒公司工程師在百年線纜制造歷史中總結(jié)出的寶貴經(jīng)驗(yàn)。

在絕緣單線及數(shù)據(jù)單元等子單元通過(guò)機(jī)頭押出成形后，在履帶式牽引機(jī)的牽引下，通過(guò)不同水溫的水槽逐級(jí)冷卻，然后上升到儲(chǔ)線架，最終到達(dá)收線裝置裝盤。這是一個(gè)長(zhǎng)距離的盤繞牽引過(guò)程。由于線纜為扁平形狀，在這個(gè)過(guò)程中，各個(gè)支撐部件，牽引部件，轉(zhuǎn)向部件在線纜垂直方向必須保證絕對(duì)的平行狀態(tài)，以保證線纜在由機(jī)頭到裝盤的整個(gè)過(guò)程中，線纜兩側(cè)受力均勻。同時(shí)，儲(chǔ)線架在儲(chǔ)線過(guò)程中，由于扁平電纜的單位長(zhǎng)度的自重較大，為了保證儲(chǔ)線張力的平衡，在儲(chǔ)線導(dǎo)軌上相隔一定的距離，必須有一個(gè)可以折疊的支持裝置，當(dāng)儲(chǔ)線牽引機(jī)未通過(guò)時(shí)，和導(dǎo)軌保持平行；當(dāng)儲(chǔ)線牽引機(jī)通過(guò)后，支持裝置自動(dòng)彈出，為線纜提供支撐作用。而且，在儲(chǔ)線長(zhǎng)度發(fā)生變化時(shí)，儲(chǔ)線牽引機(jī)的牽引力應(yīng)該隨著調(diào)整，以保證單位長(zhǎng)度線纜受力均勻。

線纜生產(chǎn)和一般工業(yè)產(chǎn)品在生產(chǎn)制造過(guò)程中最大的不同就是線纜生產(chǎn)的連續(xù)性。這也決定了線纜的生產(chǎn)設(shè)備特殊性，那就是在線的控制和檢測(cè)。一般的工業(yè)產(chǎn)品多為流水線生產(chǎn)，各個(gè)部件分步制造，分步檢測(cè)，最后組裝成成品。哪一個(gè)步驟檢測(cè)不合格，可以返工，最壞的情況就是哪一個(gè)部件報(bào)廢更換。而線纜為一次性成型的產(chǎn)品，一旦生產(chǎn)線啟動(dòng)，在生產(chǎn)長(zhǎng)度沒(méi)有達(dá)到之前，有一處不合格就意味著報(bào)廢。就如同起飛后的飛機(jī)，在到達(dá)目的地降落之前，一旦發(fā)生了故障，是不可能像汽車一樣停下來(lái)檢修的。這就要求線纜的生產(chǎn)設(shè)備必須具有在線的控制和檢測(cè)功能，在故障發(fā)生之前，能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)征兆并自我調(diào)整。德特威勒公司的電梯電纜護(hù)套生產(chǎn)線采用服務(wù)器加PLC的在線測(cè)控系統(tǒng)，放線張力，主機(jī)各區(qū)的溫度及壓力，主機(jī)轉(zhuǎn)速，牽引速度，水槽水溫，線纜外徑，儲(chǔ)線長(zhǎng)度及張力等各種參數(shù)都可以實(shí)時(shí)顯示在控制柜的顯示屏幕上，并可以設(shè)定相應(yīng)參數(shù)實(shí)現(xiàn)自我控制，而且會(huì)自動(dòng)生成直觀的分析圖線供操作人員參考。以線纜外徑尺寸為例，如圖一所示，在水槽前方與牽引機(jī)前方分別有一臺(tái)線纜外徑測(cè)量?jī)x，水槽前方為熱端外徑測(cè)量，牽引機(jī)前方為冷端外徑測(cè)量?jī)x。兩臺(tái)測(cè)量?jī)x都與控制柜相連，在生產(chǎn)過(guò)程中，能將線纜的外徑尺寸，包括水平方向的寬度以及垂直方向的厚度實(shí)時(shí)傳送回控制柜的控制主機(jī)，控制主機(jī)根據(jù)事先設(shè)定的線纜的外徑尺寸，即時(shí)調(diào)整主機(jī)塑料擠出速度，保證線纜外徑尺寸的一致性。并且在收線裝置上，還附有線纜控制參數(shù)打印機(jī)，打印機(jī)會(huì)根據(jù)事先設(shè)定數(shù)據(jù)采樣間隔時(shí)間，打印出分析報(bào)告，分析報(bào)告會(huì)包含線纜的批次，盤號(hào)，顏色，外徑，長(zhǎng)度等信息，這也使產(chǎn)品的可追溯性大大提高。

以上僅以德特威勒上海工廠電梯電纜護(hù)套生產(chǎn)線為例，和大家分享了一下電梯電纜設(shè)備的組成及特點(diǎn)，僅代表個(gè)人觀點(diǎn)，也希望大家多多指正。

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