机械式稳线架设计

许 虎 白石磊

（安徽理工大学机械与工程学院，安徽淮南232001）

0 引言

在信息高速发展的今天，大数据时代翩然而至，5G时代也悄然来临，通信光缆的需求量越来越大，在通信光缆中，ADSS、室内光缆等型号规格光缆的最外层保护层是由不同材料的护套挤制而成的，这些具有外护套保护层的光缆，为了方便用户使用，往往会在外护套上喷出米标、公司名称等字样，喷字仪器一般采用不同点阵的喷码机。

对于ADSS、阻燃缆等截面直径较大的护套光缆而言，挤塑过程中，缆身的轻微抖动一般不会影响喷码机正常喷字；而对于室内光缆而言，尤其是室内单芯光缆，截面外径较小[1]，在挤塑过程中，缆身的轻微抖动就会导致喷码机喷头位置无法准确定位在缆身上，从而造成喷字不清，这些喷字不清的光缆无法得到用户的认可，只能作为废缆或者库存缆来处理，在一定程度上降低了产品合格率，增加了生产成本。因此，类似于室内光缆这种需要在挤塑护套上进行精密喷字的产品，都需要在喷码机喷头前面的工艺流程上添加稳线架，以起到稳线功能。

本文设计了一种机械式稳线架，可配合喷码机使用，通过机械式架体构造，来提高光缆前进过程中的稳定性，防止喷码时缆身抖动，同时可避免因缆身抖动而引起挤塑外径不稳的问题出现，即运用简单的机械原理解决了生产中遇到的实际问题。

1 机械式稳线架的整体设计

稳线架结构简单、功能单一，但在室内光缆的整条生产线中具有十分重要的作用。一般工艺要求下，室内光缆的生产流程为：

（1）缆芯经过放线后进入挤塑机机头，根据不同的工艺要求，设定不同的挤塑机机身和机头温度；

（2）然后，通过挤压式、半挤管式或挤管式的挤塑方式形成室内光缆的雏形，再经过一定温度的水槽进行分级冷却处理，最终将挤塑后形成的雏形室内光缆的外护套冷却凝固；

（3）之后，将室内光缆表面附带的水珠通过吹气方式进行去除，再通过稳线架的稳线之后，进行喷码机喷字处理；

（4）最后，将生产出来的室内光缆根据工艺要求，按照一定的收线张力收入光缆盘上。

喷码机上自带的计米轮虽然也具有一定的稳线作用，但计米轮背后安装的是编码器，编码器是用来计量计米轮旋转周数的，也就是说计米轮的主要功能是进行无打滑转动计米，其稳线效果相对较差，因此，仍旧需要安装外置稳线架作为主要的可调节稳线器。本文设计了一种机械式稳线架，通过设置承载框架和稳线轮等机械部件，运用机械原理来解决稳线问题。其结构模型如图1所示。

图1 机械式稳线架结构模型

由图1可知，稳线架的承载框架主体上设置有稳线板，稳线板上均匀分布有四条竖直条缝，用于调节和固定稳线轮，稳线轮是由中心轴承和表面侧槽组合而成的。安装时，水平拉线调节好位置后，用膨胀螺丝将承载框架固定于地面。

2 机械式稳线架的具体实现

2.1 承载框架设计

承载框架采用“T”型结构设计，最下端根据工艺流程拉出直线后，用膨胀螺丝固定于地面；中间是一根支撑柱，支撑柱采用空心钢材设计，这样可以减少承载框架的整体重量，也能够节约钢材，降低制作成本；最上端是一块长方形竖直放置的稳线板，稳线板上设置有四条竖直条缝，主要用于安装并调节稳线轮的高度和左右位置，以便更好地达到稳线效果。

在实际运用中，承载框架的高度、宽度等实际尺寸，需要根据生产线上挤塑机、水槽、喷码机等其余设备的高度，再结合实际布置环境来制定。这种稳线架的设计，需要本着小巧玲珑的原则来规划，在尽量减少钢材使用量的同时最大程度地提高整体稳定性和稳线效果。

2.2 稳线轮的选择

稳线轮的选择要保证两点：一是稳线轮侧槽宽度要恰好能够装进缆身，不可出现宽松或装不进去的情况，以防止缆身晃动或损伤缆身的情况出现；二是稳线轮上的轴承要保证具有较好的润滑效果，稳线轮转动起来要丝滑，且不可出现轮身晃动现象，以防引起缆身不必要的抖动。

稳线轮根据缆身的摆动情况来选择安装数量，一般选择两只或者四只，安装在稳线板的不同竖直条缝上，缆身从稳线轮的上侧槽或者下侧槽经过，要根据实际情况进行实验，确定哪种稳线效果更佳。

2.3 材料的选择

本机械式稳线架的设计目的在于使缆身运行稳定，便于高效喷字，同时防止挤塑时出现大外径，功能很单一，目的很明确，设计结构无需复杂多样化，尽量以简单的机械构件组装而成即可，且设计体积应尽量小型化，整体重量保持最低，因此，材料的选择对本稳线架的合理设计具有重要意义。

承载框架因其在整体机械式稳线架中起到支撑、固定的作用，底面固定板要采用平整的实心不锈钢板材料，便于膨胀螺丝固定；在室内光缆的正常生产过程中，虽然速度较快，但因缆身仅从本机械式稳线架的稳线轮上通过，滚动式摩擦所带来的摩擦力较小，承载框架所需要承担的侧向力和压力也较小，因此，承载框架只需要保证底座稳定不晃动即可，竖直杆无需采用实心钢制材料，一般采用长方体形空心钢管或铝-铜-镁系的硬质铝合金属，从而在减少资源浪费、降低整体重量的同时缩减成本投入；为进一步减轻稳线架重量，稳线板采用耐腐蚀、不变形、不易断裂的聚乙烯硬质塑料板，由于本机械式稳线架安装在喷码机的工艺前端位置上，而在停机清洗喷码机时会往喷头上不停地喷出清洗剂，这种清洗剂是由具有腐蚀作用的化学材料加工而成，在清洗喷码机时，稍有不慎就会将清洗剂喷至稳线板上，长期使用容易引起稳线板腐蚀，因此，稳线板所选用的硬质塑料板必须具备抗腐蚀性能；在达到使用要求的同时又保证稳线架重量，稳线轮轴承上的支撑杆需要采用顶端带有螺纹的实心不锈钢质材料，而稳线轮的轮身只需采用耐腐蚀、不变形、不易断裂的聚乙烯硬质塑料，由于稳线轮中间的轴承对稳定缆身具有至关重要的作用，因此，在选择轴承时务必要保证选择旋转阻力小、左右无晃动的高质量轴承。

3 结语

本文通过设置承载框架和稳线轮等机械部件，来提高光缆前进过程中的稳定性，防止喷码时缆身抖动，运用简单的机械原理来解决生产中遇到的实际问题。这种稳线架的设计，需要本着小巧玲珑的原则来规划，在尽量减少钢材使用量的同时最大程度地提高整体稳定性和稳线效果。