Ekstruderet tværhoved: typer, design, materialeflow og kabelkvalitetspåvirkning

Hvor kabelvægskvaliteten faktisk bestemmes

En 0,5 mm² PVC-isoleret byggetråd kommer ud af køletruget med en forskel på 0,02 mm mellem det tyndeste og tykkeste punkt på dets omkreds. Ekstruderen er ny. Forbindelsen har bestået indgående inspektion. Skruehastighed, tøndetemperaturer og linjehastighed er alle stabile. Efter to timers fejlfinding åbner teknikeren krydshovedet og finder, at styrespidsen sidder 0,15 mm fra midten, fordi spidsholderen ikke blev strammet igen efter det forrige farveskift. Den enkelte lille forskydning forvandler en ellers god produktionskørsel til afvisningskabel.

Ekstruderingskrydshovedet er den komponent, som de fleste operatører tjekker sidst og giver skylden først. Den sidder mellem ekstruderens cylinder og køletruget, og den gør det sidste job med at forme den smeltede polymer omkring en bevægelig leder. Når krydshovedets geometri er forkert, kan ingen temperaturregulator eller linjehastighedsindstilling kompensere for resultatet.

I praksis bestemmer krydshovedet tre outputværdier: koncentricitet af isoleringslaget, vægtykkelse spredning rundt om omkredsen, og overfladekvalitet af ekstrudatet. Disse tre værdier bestemmer den elektriske og mekaniske ydeevne af det færdige kabel.

Hvad er et ekstruderingskrydshoved, og hvordan virker det?

Et ekstruderingskrydshoved er en smeltefordelingskonstruktion monteret på udløbsenden af ​​ekstrudercylinderen. Dens kerneopgave er at ændre den aksiale strøm af smelten, som forlader skruen i en lige linje, til en ensartet ringformet strømning rundt om lederen, der passerer gennem midten af ​​hovedet.

Smeltevejen ser sådan ud. Polymer kommer ind gennem indløbsflangen på bagsiden af ​​hovedet, rammer fordeleren, deler sig i to eller flere separate kanaler, rekombinerer inde i et ringformet kammer omkring styrespidsholderen og bevæger sig derefter langs det ringformede land mellem styrespidsen og matricebøsningen. Ved udgangen vikler smelten sig om den bevægelige leder og trækkes ind i kølesektionen.

Et typisk krydshoved består af disse dele:

• Krop og klemring, der låser hovedet til ekstruderens cylinderflange
• Fordeler, nogle gange kaldet en spreder eller baffel, som styrer og deler smeltestrømmen
• Styrespids, også kaldet et kernerør, som understøtter og placerer lederen i midten
• Dysebøsning, som indstiller den ydre diameter af isoleringen eller kappen
• Radiale og aksiale justeringsskruer til forskydning af spidsen eller matricen under koncentricitetsjustering
• Varmebånd og termoelementstik til temperaturstyring
• Valgfri tryk- og temperaturtransducerporte til procesovervågning

Hvis du har brug for at forstå, hvordan denne samling fungerer sammen med skruen, tønden og varmesystemet, kan vores detaljeret opdeling af en ekstruderingsmaskines komponenter forklarer hvert afsnit i rækkefølge.

Hvorfor Cross Head styrer mere, end du tror

De fleste procesingeniører bruger deres budget og opmærksomhed på skruen og sammensætningen. Tværhovedet får meget mindre opmærksomhed, men alligevel er det den eneste komponent, der fysisk former smelten i de sidste millisekunder, før den lander på lederen.

Koncentricitet og minimum vægtykkelse

En off-center spids producerer en tynd væg på den ene side og en tyk væg på den anden. Den tynde side er den side, der ikke består en dielektrisk test, fordi afstanden mellem lederen og den ydre overflade simpelthen ikke er nok. Ved normal linjedrift holder et velcentreret hoved tykkelsesspredningen inde i kablets designede vindue. Når spredningen bevæger sig uden for dette vindue, er den første kontrol altid den mekaniske centrering af styrespidsen og matricen.

Centrering er ikke en engangsindstilling. Hver gang operatøren fjerner hovedet for rengøring eller udskifter et dyse- og matricesæt, skal centreringen kontrolleres igen. Termisk ekspansion under opvarmning forskyder også spidspositionen en smule, hvorfor et godt hoveddesign integrerer justeringsskruer, der kan nås, mens hovedet er varmt.

Smeltetryk og temperaturensartethed

Tværhovedet er også en varmeveksler og en lille trykbeholder. Smelten kan tilbringe alt fra et par sekunder til mere end et minut inde i hovedet, afhængigt af output og hovedvolumen. I løbet af den tid skaber ethvert dødt hjørne en langsomt bevægende lomme af materiale, der nedbrydes, bliver til kulstof og senere bryder løs som en plet på kabeloverfladen.

En temperaturforskel på kun et par grader over smelten, der forlader matricen, ændrer viskositeten nok til at ændre vægtykkelsesbalancen. Dette er grunden til, at varmezonerne på et krydshoved ikke er dekoration. Hver zone bør styres uafhængigt, og termoelementet skal sidde tæt på smeltekanalen i stedet for på den ydre overflade af varmebåndet.

Overfladefinish og svejselinjer

Når smelten deler sig i to kanaler og rekombinerer i kammeret, danner de to strømningsfronter en svejselinje. En svejselinje, der ikke smelter ordentligt sammen, har en lidt anderledes molekylær orientering og fremstår nogle gange som en mat stribe på kabeloverfladen. Landlængde, indgangsvinkel og smeltetemperatur påvirker alle, hvor fuldstændigt de to fronter svejser sammen. Forøgelse af landlængden eller reduktion af indgangsvinklen giver smelten mere tid til at binde sig, før den forlader matricen.

En slidt eller beskadiget matricekant frembringer en mekanisk linje, der løber langs hele kablets længde. Linjen kan ikke fjernes ved at justere temperaturen. Den eneste løsning er at polere eller udskifte matricen. Det samme princip gælder for spidsen.

Krydshovedtyper, du vil møde på isolerings- og beklædningslinjer

Der er tre funktionelle familier af krydshoveder. Den korrekte familie afhænger af, hvad du ønsker, der skal ske ved dirigentens overflade.

Tværhoveder af tryktype

Trykhoveder holder formen tæt mod lederen, så smelten kommer i kontakt med lederoverfladen under tryk, før den forlader formen. Dette giver stærk vedhæftning mellem isolering og leder, hvorfor trykhoveder dominerer solide isoleringsapplikationer såsom PVC-isolerede enkelttråde og PE-isolerede datakabler.

Tværhoveder af rørtype

Slangehoveder skaber et rør af smelte, der først kommer ud af matricen og derefter trækkes ned på lederen ved hjælp af vakuum eller lufttryk. Lederen rører ikke smelten før efter matricens udgang. Dette design reducerer friktionen og gør det muligt for kernens udbetalingshastighed at være forskellig fra smeltehastigheden. Slangehoveder er almindelige på kappelinjer og på opskummede isoleringslinjer, hvor skumstrukturen skal forblive intakt.

Flerlags co-ekstruderings krydshoveder

Flerlagshoveder tilfører to eller tre smeltestrømme ind i den samme hovedkrop og kombinerer dem til en enkelt væg. En typisk tre-lags konstruktion er lederskærm, isolering og isoleringsskærm i én gang. Flerlagshoveder reducerer gulvplads og gennemløbslængde, men de kræver omhyggelig afbalancering af hver smeltestrøm, fordi trykket fra det ene lag skubber mod de andre før matriceudgangen.

Du vil også høre udtrykkene 90-graders hoved og 45-graders hoved. Et 90-graders hoved drejer smelten i en ret vinkel, hvilket er kompakt og fungerer godt til de fleste isoleringsdiametre. Et 45-graders hoved gør en mere skånsom drejning og foretrækkes til forbindelser med lav smeltestyrke, der har tendens til at rive eller revne under vendingen, men det har brug for mere kropslængde og et mere komplekst værktøjssæt.

Materialekompatibilitet Ændrer tværhovedets design

Et krydshoved kan ikke behandle hver forbindelse godt. Hver materialefamilie stiller sine egne krav til kanalgeometri, overfladefinish, landlængde og korrosionsbeskyttelse. At matche hovedet til blandingen er lige så vigtigt som at matche skruen.

Tabellen viser et klart mønster: der er ikke noget universelt hoved. For fluorpolymerprocessorer er et praktisk eksempel FEP/PFA højtemperatur kernetrådsisoleringsekstruder , hvor krydshovedet er designet med korrosionsbestandige overflader og en varmestrategi, der passer til smeltetemperaturer over 300 °C.

FEP/PFA/ETFE/PEEK/PA Højtemperatur kernetrådisolering Ekstruderingslinje Manufa Gemwell Electrical Technology Co., Ltd er en kinesisk FEP/PFA/ETFE/PEEK/PA højtemperatur-kernetrådisoleringsekstruderingslinjeproducenter... Se produkt →

Sådan evaluerer du Cross Head Performance, før du køber

Uanset om du køber en komplet ekstruderingslinje eller et erstatningshoved til en eksisterende maskine, gælder de samme acceptkriterier. Du køber ikke bare en metalblok. Du køber muligheden for at centrere værktøjet, at rense det hurtigt og til at overvåge, hvad der sker indeni.

1. Centreringsjusteringsområde: et brugbart design giver mindst /- 0,25 mm radial bevægelse på hver akse, med justeringsskruer, der kan drejes, mens de er varme.
2. Værktøjsskiftetid: En komplet spids-og-matrice-bytning bør tage mindre end 30 minutter på en isoleringslinje, inklusive fastspænding og centrering.
3. Opvarmningszonelayout: kig efter mindst to uafhængigt kontrollerede zoner på hovedet med termoelementfatninger, der monteres tæt på smeltekanalen.
4. Instrumentporte: tryk- og temperaturtransducerporte giver dig mulighed for at overvåge den faktiske smeltetilstand i stedet for at gætte fra tønden.
5. Materiale og overfladebehandling: Bekræft, at det fugtede materiale er kompatibelt med de forbindelser, du kører, især for højtemperatur- og halogenfrie materialer.
6. Demonteringsindsats: Færre bolte, standardnøgler og en ren indvendig boring gør en væsentlig forskel under skiftskift.

Der er et andet punkt, som købere ofte savner. Et krydshoved er afstemt med en skrue og en tønde med hensyn til forskydningsniveau og opholdstid. Hvis hovedet er for lille til skrueudgangen, vil smelten overophedes. Hvis den er for stor, vil smelten sidde for længe og nedbrydes. Det er grunden til, at mange erfarne købere foretrækker at evaluere det komplette ekstruderingstog i stedet for at blande komponenter fra forskellige leverandører. For fluorpolymerer, for eksempel, går grunden til, at fluorpolymerekstrudering kræver en anden udstyrstilgang, langt ud over hovedet alene, og vi har dækket disse forskelle i en separat artikel.

Almindelige korshoveddefekter og hvordan man forebygger dem

Die Lines

En kontinuerlig fin linje i kabeloverfladen kommer normalt fra en beskadiget matricekant, en beskadiget spidskant eller et lille stykke kulstof, der sidder ved siden af matricens land. En dyselinje gentager sig i den samme nøjagtige vinkel hver omdrejning og er let at få øje på under en stærk lampe. Løsningen er at fjerne hovedet, inspicere kanterne med en lup og polere eller udskifte den beskadigede del.

Kulstofpletter og geler

Sorte pletter på isoleringen er næsten altid resultatet af materialenedbrydning inde i hovedet. Nedbrydningen starter i et dødt hjørne, hvor smelten holder op med at bevæge sig, forkuller og senere brækker af. Gelpartikler har en lignende oprindelse, men kommer fra usmeltet eller tværbundet materiale. Forebyggelsen er en hovedgeometri uden skarpe hjørner og en rengøringsprocedure, der sker efter planen, ikke efter kunden har klaget.

Vægtykkelsesdrift

Når tykkelsen langsomt ændrer sig over flere timer, selvom hovedet var centreret korrekt ved opstart, er årsagen normalt termisk eller mekanisk. En varmezone, der er drevet, en løs spidsholder eller skruehastighedsvariationer fra slidte lejer er alle almindelige årsager. Kontrol af hovedjusteringen i begyndelsen og midten af ​​hvert skift hjælper med at fange driften, før den producerer lange stykker afkastkabel.

Smeltebrud

Hvis overfladen bliver ru og bølget ved høj linjehastighed, er årsagen normalt smeltebrud. Materialet flyder hurtigere, end matricelandet kan afslappe den indre spænding. Forøgelse af landlængden, hævning af smeltetemperaturen inden for procesvinduet eller reduktion af linjehastigheden kan eliminere ruheden. Den rigtige løsning afhænger af materialet.

Praktiske vedligeholdelsesregler, der fungerer på rigtige produktionslinjer:

• Rengør spidsen og matricen efter hvert arbejde, der involverer farvet sammensætning.
• Undersøg landkanterne med en forstørrelsesglas for hakker, før de monteres igen.
• Kontroller varmebåndets output og termoelementkontakten mindst en gang om ugen.
• Bekræft spidscentreringen ved hver opstart, selv efter en mindre nedlukning.
• Brug den korrekte renseblanding, når du skifter mellem inkompatible materialer.

Disse regler virker elementære, men i de fleste produktionslinjer får krydshovedet mindre opmærksomhed end skruen. Linjen, der behandler krydshovedet med samme disciplin som skruen, vil konsekvent producere bedre geometri.

Tværhovedet fungerer kun lige så godt som hele linjen

Et nyt krydshoved monteret på en gammel ekstruder kan rette et symptom og skabe et andet. Tværhovedet interagerer med hver anden del af ekstruderingslinjen: Skruen leverer smelten, cylinderen styrer varmetilførslen, køletruget indstiller frysepunktet, og opsamlingssystemet styrer spændingen på lederen. Hvis nogen af ​​disse er ude af balance, vil tværhovedudgangen være forkert, selvom selve hovedet er perfekt.

Under line-idriftsættelse starter erfarne ingeniører med den termiske profil, tuner derefter skruehastigheden og justerer først derefter krydshovedet. De måler også smeltetemperaturen ved hovedindløbet, før de foretager værktøjsjusteringer, fordi en temperaturforskel på ti grader ændrer smelteviskositeten så meget, at centreringen ser forkert ud, selvom værktøjet er korrekt.

For isoleringslinjer, der kører PVC, PE eller polyurethan, er den praktiske tilgang at vælge en ekstruder, hvis skrue, cylinder og hoved er designet som ét system. En matchet isoleringslinje som f.eks PVC/PE/PP/PU-kernetrådsisoleringsekstruder holder smelteopholdstiden ensartet og giver operatøren et enkelt sæt parametre at kontrollere.

Producenter af PVC/PE/PP/PU-kernetrådsisoleringsekstruderingslinje, fabrik - Gemwe Gemwell Electrical Technology Co., Ltd er en Kina PVC/PE/PP/PU Core Wire Insulation Extrusion Line producenter og OEM/ODM fabrik, vi ... Se produkt →

Skedeekstrudering er anderledes. Væggen er tykkere, linjehastigheden er ofte lavere, og materialet kan have et helt andet smelteflowindeks. Værktøjet og hovedgeometrien til beklædning har brug for et større fordelingskammer og en anden landkonfiguration. Du kan læse detaljerne i vores videnbase om ekstrudering af ledninger og kabelkappe , og til røgfattige, tværbundne, termoplastiske elastomer- og polyurethankappematerialer er en specialbygget mulighed LSZH/XLPE/TPE/TPU trådkabelkappe ekstrudermaskine .

Producenter af LSZH/XLPE/TPE/TPU kappeekstruderingslinje, fabrik - Gemwell Electr Gemwell Electrical Technology Co., Ltd er en kinesisk LSZH/XLPE/TPE/TPU-skedeekstruderingslinjeproducenter og OEM/ODM-fabrik, vi specialiserer os i... Se produkt →

Ofte stillede spørgsmål

Her er de spørgsmål, som ledere af kabelanlæg og procesingeniører oftest stiller, når de evaluerer cross head-ydelse.

Q1. Hvad er hovedfunktionen af ​​et ekstruderingskrydshoved?

Tværhovedet fordeler smeltet polymer jævnt rundt om lederen og former isoleringen eller kappen til den nødvendige diameter og koncentricitet. Den omdanner den lineære smeltestrøm fra skruen til en ensartet ringformet strømningsprofil.

Q2. Hvordan ved jeg, at tværhovedet forårsager off-center isolering?

Hvis det tyndeste punkt altid vises i samme vinkel langs kabellængden, er årsagen mekanisk: en forkert justeret styrespids, en slidt spidsholder eller ujævn varmeeffekt på den ene side af hovedet. Hvis det tynde punkt bevæger sig rundt i omkredsen, er årsagen mere sandsynlig i køle- eller opsamlingssektionen.

Q3. Hvad er forskellen mellem et tryk-type og et rør-type krydshoved?

Et trykformet hoved tvinger smelten mod lederen før matriceudgangen, hvilket giver stærk vedhæftning. Et hoved af rørtypen danner et rør, der trækkes på lederen efter matriceudgangen, hvilket beskytter lederen og foretrækkes til beklædning og opskummet isolering.

Q4. Kan et krydshoved behandle PVC, PE og FEP?

Ikke med samme værktøj. Hver materialefamilie kræver en anden flowgeometri og overfladebehandling, og driftstemperaturområdet er helt anderledes. At køre FEP i et standard PVC-hoved vil risikere korrosion og alvorlige overfladefejl.

Q5. Hvor ofte skal et krydshoved renses?

Rens hovedet efter hvert farveskift, og når du skifter mellem inkompatible materialer. Ved normal produktion skal du inspicere de indvendige overflader under hvert planlagt vedligeholdelsesvindue og kontrollere spidsen og matricekanterne ved hvert værktøjsskift.

Q6. Hvad skal jeg tjekke, når jeg køber en line med et nyt krydshoved?

Kontroller centreringsjusteringsområdet, værktøjsskiftetid, antal og placering af varmezoner, tilgængeligheden af ​​tryk- og temperaturtransducerporte, det fugtede materiale på hovedkroppen og tilgængeligheden af ​​ekstra spidser og matricer.

Endelig takeaway

Ekstruderingskrydshovedet er en lille del af linjen, men det er den del, der sætter geometrien af det færdige kabel. Koncentricitet, vægtykkelsesspredning, overfladekvalitet og endda risikoen for dielektrisk fejl går tilbage til hovedet. Giv det samme niveau af opmærksomhed som skruen og sammensætningen.

Når du evaluerer en ny linje, så spørg leverandøren om hovedspecifikationerne: justeringsområde, varmezoner, korrosionsbeskyttelse og værktøjsskiftetid. Disse detaljer fortæller dig mere om linjens praktiske egenskaber end motoreffekten alene.