Ekstruderingstverrhode: typer, design, materialstrøm og kabelkvalitetspåvirkning

Hvor kabelveggkvaliteten faktisk bestemmes

En 0,5 mm² PVC-isolert bygningstråd kommer ut av kjøleren med en forskjell på 0,02 mm mellom det tynneste og tykkeste punktet på omkretsen. Ekstruderen er ny. Forbindelsen har bestått innkommende inspeksjon. Skruehastighet, tønnetemperaturer og linjehastighet er alle stabile. Etter to timers feilsøking åpner teknikeren tverrhodet og finner at styrespissen sitter 0,15 mm utenfor midten fordi spissholderen ikke ble strammet igjen etter forrige fargeendring. Den eneste lille feiljusteringen gjør en ellers god produksjonskjøring til avvisningskabel.

Ekstruderingskrysshodet er den komponenten som de fleste operatører sjekker sist og skylder på først. Den sitter mellom ekstruderrøret og kjøletrauet, og den gjør den siste jobben med å forme den smeltede polymeren rundt en bevegelig leder. Når krysshodegeometrien er feil, kan ingen temperaturregulator eller linjehastighetsinnstilling kompensere for resultatet.

I praksis bestemmer krysshodet tre utgangsverdier: konsentrisitet av isolasjonslaget, veggtykkelse spredning rundt omkretsen, og overflatekvalitet av ekstrudatet. Disse tre verdiene bestemmer den elektriske og mekaniske ytelsen til den ferdige kabelen.

Hva er et ekstruderingskorshode og hvordan fungerer det?

Et ekstruderingskrysshode er en smeltefordelingsenhet montert på utløpsenden av ekstruderrøret. Dens kjerneoppgave er å endre den aksiale strømmen av smelten, som forlater skruen i en rett linje, til en jevn ringformet strømning rundt lederen som går gjennom midten av hodet.

Smeltebanen ser slik ut. Polymer kommer inn gjennom innløpsflensen på baksiden av hodet, treffer fordeleren, deler seg i to eller flere separate kanaler, rekombinerer inne i et ringformet kammer rundt styrespissholderen, og beveger seg deretter langs det ringformede området mellom styrespissen og dysebøssingen. Ved utgangen vikler smelten seg rundt den bevegelige lederen og trekkes inn i kjøleseksjonen.

Et typisk krysshode består av disse delene:

• Kropp og klemring som låser hodet til ekstruderrørflensen
• Fordeler, noen ganger kalt en spreder eller baffel, som styrer og deler smeltestrømmen
• Lederspiss, også kalt et kjernerør, som støtter og plasserer lederen i midten
• Dysebøssing, som setter den ytre diameteren på isolasjonen eller kappen
• Radielle og aksiale justeringsskruer for å forskyve spissen eller dysen under konsentrisitetsinnstilling
• Varmebånd og termoelementuttak for temperaturkontroll
• Valgfrie trykk- og temperaturtransduserporter for prosessovervåking

Hvis du trenger å forstå hvordan denne enheten fungerer sammen med skruen, tønnen og varmesystemet, vår detaljert nedbryting av en ekstruderingsmaskins komponenter forklarer hver del i rekkefølge.

Hvorfor Cross Head kontrollerer mer enn du tror

De fleste prosessingeniører bruker budsjettet og oppmerksomheten på skruen og sammensetningen. Krysshodet får mye mindre oppmerksomhet, men det er den eneste komponenten som fysisk former smelten i de siste millisekunder før den lander på lederen.

Konsentrisitet og minimum veggtykkelse

En off-center spiss produserer en tynn vegg på den ene siden og en tykk vegg på den andre. Den tynne siden er siden som mislykkes i en dielektrisk test, fordi avstanden mellom lederen og den ytre overflaten rett og slett ikke er nok. Ved normal linjedrift holder et godt sentrert hode tykkelsesspredningen inne i det utformede vinduet til kabelen. Når spredningen beveger seg utenfor vinduet, er den første kontrollen alltid den mekaniske sentreringen av styrespissen og dysen.

Sentrering er ikke en engangsinnstilling. Hver gang operatøren fjerner hodet for rengjøring eller skifter et spiss- og dysesett, må sentreringen kontrolleres på nytt. Termisk ekspansjon under oppvarming forskyver også spissposisjonen litt, og det er grunnen til at en god hodedesign integrerer justeringsskruer som kan nås mens hodet er varmt.

Smeltetrykk og temperaturuniformitet

Tverrhodet er også en varmeveksler og en liten trykkbeholder. Smelten kan tilbringe alt fra noen få sekunder til mer enn et minutt inne i hodet, avhengig av utgang og hodevolum. I løpet av den tiden skaper ethvert dødt hjørne en saktegående lomme av materiale som brytes ned, blir til karbon og senere bryter løs som en flekk på kabeloverflaten.

En temperaturforskjell på bare noen få grader over smelten som forlater dysen endrer viskositeten nok til å endre veggtykkelsesbalansen. Dette er grunnen til at varmesonene på et krysshode ikke er dekorasjon. Hver sone bør kontrolleres uavhengig, og termoelementet bør sitte nær smeltekanalen i stedet for på den ytre overflaten av varmebåndet.

Overflatefinish og sveiselinjer

Når smelten deler seg i to kanaler og rekombinerer i kammeret, danner de to strømningsfrontene en sveiselinje. En sveiselinje som ikke smelter ordentlig har en litt annen molekylær orientering og fremstår noen ganger som en matt stripe på kabeloverflaten. Landlengde, inngangsvinkel og smeltetemperatur påvirker alle hvor fullstendig de to frontene sveiser sammen. Å øke landlengden eller redusere inngangsvinkelen gir smelten mer tid til å binde seg før den forlater dysen.

En slitt eller skadet dysekant produserer en mekanisk linje som går langs hele kabelens lengde. Linjen kan ikke fjernes ved å justere temperaturen. Den eneste løsningen er å polere eller erstatte dysen. Det samme prinsippet gjelder for spissen.

Krysshodetyper du vil møte på isolasjons- og mantellinjer

Det er tre funksjonelle familier av korshoder. Riktig familie avhenger av hva du ønsker skal skje ved konduktørflaten.

Tverrhoder av trykktype

Trykkhoder holder formen tett mot lederen, slik at smelten kommer i kontakt med lederoverflaten under trykk før den kommer ut av dysen. Dette gir sterk adhesjon mellom isolasjon og leder, og det er grunnen til at trykkhoder dominerer solide isolasjonsapplikasjoner som PVC-isolerte enkeltledninger og PE-isolerte datakabler.

Tverrhoder av rørtype

Hoder av rørtype lager et rør av smelte som kommer ut av dysen først og deretter trekkes ned på lederen ved hjelp av vakuum eller lufttrykk. Lederen berører ikke smelten før etter dysens utgang. Denne utformingen reduserer friksjonen og gjør at utbetalingshastigheten til kjernen kan være forskjellig fra smeltehastigheten. Hoder av rørtype er vanlige på kappelinjer og på skumisolasjonslinjer der skumstrukturen må forbli intakt.

Flerlags co-ekstruderte krysshoder

Flerlagshoder mater to eller tre smeltestrømmer inn i samme hodekropp og kombinerer dem til en enkelt vegg. En typisk tre-lags konstruksjon er lederskjerm, isolasjon og isolasjonsskjerm i en omgang. Flerlags hoder reduserer gulvplass og lengde på gjennomløpslinjen, men de krever nøye balansering av hver smeltestrøm fordi trykket fra ett lag presser mot de andre før dysens utgang.

Du vil også høre begrepene 90-graders hode og 45-graders hode. Et 90-graders hode snur smelten i en rett vinkel, noe som er kompakt og fungerer godt for de fleste isolasjonsdiametre. Et 45-graders hode gjør en mer skånsom sving og foretrekkes for forbindelser med lav smeltestyrke som har en tendens til å rive eller sprekke under svingen, men det trenger mer kroppslengde og et mer komplekst verktøysett.

Materialkompatibilitet endrer krysshodedesignet

Ett krysshode kan ikke behandle hver forbindelse godt. Hver materialfamilie stiller sine egne krav til kanalgeometri, overflatefinish, landlengde og korrosjonsbeskyttelse. Å matche hodet til blandingen er like viktig som å matche skruen.

Tabellen viser et tydelig mønster: det er ikke noe universelt hode. For fluorpolymer-prosessorer er et praktisk eksempel FEP/PFA høytemperatur kjernetrådisolasjonsekstruder , hvor tverrhodet er utformet med korrosjonsbestandige overflater og en varmestrategi som passer smeltetemperaturer over 300 °C.

FEP/PFA/ETFE/PEEK/PA Høytemperatur kjernetrådisolasjon Ekstruderingslinje Manufa Gemwell Electrical Technology Co., Ltd er en kinesisk FEP/PFA/ETFE/PEEK/PA høytemperaturkjernetrådisolasjonsekstruderingslinjeprodusent... Se produkt →

Hvordan evaluere krysshodeytelse før du kjøper

Enten du kjøper en komplett ekstruderingslinje eller et erstatningshode for en eksisterende maskin, gjelder de samme akseptkriteriene. Du kjøper ikke bare en metallblokk. Du kjøper muligheten til å sentrere verktøyet, rense det raskt og overvåke hva som skjer inni.

1. Sentreringsjusteringsområde: en brukbar design tilbyr minst /- 0,25 mm radiell bevegelse på hver akse, med justeringsskruer som kan dreies mens de er varme.
2. Byttetid for verktøy: En fullstendig tupp-og-dyse-bytte bør ta mindre enn 30 minutter på en isolasjonslinje, inkludert klemme og sentrering.
3. Oppsett av varmesone: se etter minst to uavhengig kontrollerte soner på hodet, med termoelementkontakter som monteres nær smeltekanalen.
4. Instrumentporter: trykk- og temperaturtransduserporter lar deg overvåke den faktiske smeltetilstanden i stedet for å gjette fra fatet.
5. Materiale og overflatebehandling: bekreft at det fuktede materialet er kompatibelt med forbindelsene du kjører, spesielt for høytemperatur- og halogenfrie materialer.
6. Demonteringsinnsats: færre bolter, standardnøkler og en ren innvendig boring utgjør en betydelig forskjell under skiftskift.

Det er et annet poeng som kjøpere ofte savner. Et tverrhode er tilpasset en skrue og en tønne når det gjelder skjærnivå og oppholdstid. Hvis hodet er for lite for skrueutgangen, vil smelten overopphetes. Hvis den er for stor, vil smelten sitte for lenge og brytes ned. Dette er grunnen til at mange erfarne kjøpere foretrekker å evaluere hele ekstruderingstoget i stedet for å blande komponenter fra forskjellige leverandører. For fluorpolymerer, for eksempel, går grunnen til at fluorpolymerekstrudering krever en annen utstyrstilnærming langt utover hodet alene, og vi har dekket disse forskjellene i en egen artikkel.

Vanlige korshodedefekter og hvordan du kan forhindre dem

Die Lines

En kontinuerlig fin linje i kabeloverflaten kommer vanligvis fra en skadet dysekant, en skadet spisskant eller et lite karbonstykke som sitter ved siden av dyselandet. En dyselinje gjentar seg i samme nøyaktige vinkel hver omdreining og er lett å få øye på under en sterk lampe. Løsningen er å fjerne hodet, inspisere kantene med en forstørrelsesglass og polere eller erstatte den skadede delen.

Karbonflekker og geler

Svarte flekker på isolasjonen er nesten alltid et resultat av materialnedbrytning inne i hodet. Nedbrytningen starter i et dødt hjørne hvor smelten slutter å bevege seg, karboniserer og senere bryter av. Gelpartikler har en lignende opprinnelse, men kommer fra usmeltet eller tverrbundet materiale. Forebyggingen er en hodegeometri uten skarpe hjørner og en rengjøringsprosedyre som skjer etter planen, ikke etter at kunden har klaget.

Veggtykkelsesdrift

Når tykkelsen sakte endres over flere timer, selv om hodet var riktig sentrert ved oppstart, er årsaken vanligvis termisk eller mekanisk. En varmesone som har drevet, en løs spissholder eller skruehastighetsvariasjoner fra slitte lagre er alle vanlige årsaker. Kontroll av hodejusteringen i begynnelsen og midten av hvert skift hjelper til med å fange opp avdriften før den produserer lange lengder med avvisningskabel.

Smeltebrudd

Hvis overflaten blir ru og bølget ved høy linjehastighet, er årsaken vanligvis smeltebrudd. Materialet flyter raskere enn matrisen kan redusere den indre spenningen. Å øke landlengden, heve smeltetemperaturen i prosessvinduet eller redusere linjehastigheten kan eliminere ruheten. Den riktige løsningen avhenger av materialet.

Praktiske vedlikeholdsregler som fungerer på ekte produksjonslinjer:

• Rengjør spissen og dysen etter hver jobb som involverer farget blanding.
• Inspiser landkantene med en forstørrelsesglass for hakk før montering igjen.
• Kontroller varmebåndets effekt og termoelementkontakten minst en gang i uken.
• Kontroller spissensentreringen ved hver oppstart, selv etter en mindre driftsstans.
• Bruk riktig rensemiddel når du bytter mellom inkompatible materialer.

Disse reglene virker elementære, men i de fleste produksjonslinjer får krysshodet mindre oppmerksomhet enn skruen. Linjen som behandler krysshodet med samme disiplin som skruen vil konsekvent gi bedre geometri.

Korshodet fungerer bare like bra som hele linjen

Et nytt krysshode montert på en gammel ekstruder kan fikse ett symptom og skape et annet. Tverrhodet samhandler med annenhver del av ekstruderingslinjen: skruen tilfører smelten, tønnen kontrollerer varmetilførselen, kjøletrauet setter frysepunktet, og oppsamlingssystemet kontrollerer spenningen på lederen. Hvis noen av disse er i ubalanse, vil krysshodeutgangen være feil selv om selve hodet er perfekt.

Under igangkjøring av linjen starter erfarne ingeniører med den termiske profilen, justerer deretter skruhastigheten og justerer deretter krysshodet. De måler også smeltetemperaturen ved hodeinnløpet før de gjør verktøyjusteringer, fordi en temperaturforskjell på ti grader endrer smelteviskositeten så mye at sentreringen ser feil ut selv om verktøyet er riktig.

For isolasjonslinjer som kjører PVC, PE eller polyuretan, er den praktiske tilnærmingen å velge en ekstruder hvis skrue, fat og hode er utformet som ett system. En matchet isolasjonslinje som f.eks PVC/PE/PP/PU kjernetrådisolasjonsekstruder holder smelteoppholdstiden konsistent og gir operatøren et enkelt sett med parametere å kontrollere.

PVC/PE/PP/PU-kjernetrådisolasjonsekstruderingslinjeprodusenter, fabrikk - Gemwe Gemwell Electrical Technology Co., Ltd er en Kina PVC/PE/PP/PU Core Wire Insulation Extrusion Line-produsenter og OEM/ODM-fabrikk, vi ... Se produkt →

Hylseekstrudering er annerledes. Veggen er tykkere, linjehastigheten er ofte lavere, og materialet kan ha en helt annen smeltestrømindeks. Verktøyet og hodegeometrien for kappe trenger et større distribusjonskammer og en annen landkonfigurasjon. Du kan lese detaljene i vår kunnskapsbase for ekstrudering av tråd og kabelkappe , og for lavrøyk, tverrbundet, termoplastisk elastomer og polyuretankappematerialer, er et spesialbygd alternativ LSZH/XLPE/TPE/TPU ekstrudermaskin for trådkabelkappe .

LSZH/XLPE/TPE/TPU Mantelekstruderingslinjeprodusenter, fabrikk - Gemwell Electr Gemwell Electrical Technology Co., Ltd er en Kina LSZH/XLPE/TPE/TPU sheath ekstruderingslinjeprodusenter og OEM/ODM-fabrikk, vi spesialiserer... Se produkt →

Ofte stilte spørsmål

Her er spørsmålene kabelanleggsledere og prosessingeniører stiller oftest når de evaluerer krysshodeytelse.

Q1. Hva er hovedfunksjonen til et ekstruderingskrysshode?

Tverrhodet fordeler smeltet polymer jevnt rundt lederen og former isolasjonen eller kappen til ønsket diameter og konsentrisitet. Den konverterer den rettlinjede smeltestrømmen fra skruen til en jevn ringformet strømningsprofil.

Q2. Hvordan vet jeg at tverrhodet forårsaker isolasjon utenfor midten?

Hvis det tynneste punktet alltid vises i samme vinkel langs kabellengden, er årsaken mekanisk: en feiljustert styrespiss, en slitt spissholder eller ujevn varmeeffekt på den ene siden av hodet. Hvis det tynne punktet beveger seg rundt omkretsen, er årsaken mer sannsynlig i kjøle- eller oppsamlingsdelen.

Q3. Hva er forskjellen mellom et tverrhode av trykk-type og et rør-type?

Et trykkhode tvinger smelten mot lederen før dysens utgang, og gir sterk adhesjon. Et rørhode danner et rør som trekkes inn på lederen etter dyseutgangen, som beskytter lederen og foretrekkes for mantel og skumisolasjon.

Q4. Kan ett krysshode behandle PVC, PE og FEP?

Ikke med samme verktøy. Hver materialfamilie krever en annen strømningsgeometri og overflatebehandling, og driftstemperaturområdet er helt forskjellig. Å kjøre FEP i et standard PVC-hode vil risikere korrosjon og alvorlige overflatedefekter.

Q5. Hvor ofte bør et krysshode rengjøres?

Rengjør hodet etter hvert fargeskifte og når du bytter mellom inkompatible materialer. I normal produksjon, inspiser de indre overflatene under hvert planlagt vedlikeholdsvindu, og kontroller spissen og dysekantene ved hvert verktøyskifte.

Q6. Hva bør jeg sjekke når jeg kjøper en linje med nytt krysshode?

Sjekk sentreringsjusteringsområdet, verktøyskiftetid, antall og plassering av varmesoner, tilgjengeligheten av trykk- og temperaturtransduserporter, det fuktede materialet på hodekroppen og tilgjengeligheten av reservespisser og dyser.

Siste takeaway

Ekstruderingskrysshodet er en liten del av linjen, men det er den delen som setter geometrien til den ferdige kabelen. Konsentrisitet, veggtykkelsespredning, overflatekvalitet og til og med risikoen for dielektrisk svikt går tilbake til hodet. Gi den samme grad av oppmerksomhet som skruen og sammensetningen.

Når du evaluerer en ny linje, spør leverandøren om hodespesifikasjonene: justeringsområde, varmesoner, korrosjonsbeskyttelse og verktøyskiftetid. Disse detaljene forteller deg mer om linjens praktiske kapasitet enn motoreffekten alene.