PVC电工套管成型机头优化策略研究

PVC电工套管成型机头优化策略研究

冯静

广东联塑科技实业有限公司       广东佛山      528318

摘要：接合缝处极易开裂、力学性能未达到设计要求等是PVC电工套管生产过程中较为常见的问题，通过进一步试验和研究，导致上述问题在生产中出现的成因，与机头流道截面积较小以及流道出口方向设计不合理等有着一定关联性。基于此，本文结合PVC电工套管实际生产情况，就其存在的问题提出针对性优化策略，以此到达到PVC电工套管良好成型的调整与优化效果，将PVC电工套管应用价值最大程度发挥。

关键词：电工套管；成型机头；绝缘性

引言：良好绝缘性、自重较轻、使用便利以及成本低等是PVC电工套管在实际应用中的明显优势，在电气安装工程中发挥着保护电线电缆的功能作用。其中成型机头是生产PVC电工套管时，所涉及到重要部件，对PVC电工套管的使用性能有着直接影响，与PVC电工套管设计要求相符合的成型机头是保证其生产质量及使用性能的关键要素。如何进一步优化PVC电工套管成型机头，是目前各相关人员需要考虑的问题。

1.PVC电工套管基本内容

    PVC电工套管是现阶段建筑电气工程施工中较为常见的一种管材，具有较强抗压性、抗冲性及绝缘性，既使在高温高湿环境中，也能很好地保护电线电缆不受其干扰影响，再加上施工便捷、成本低等特点，被广泛应用于工程建设中。PVC树脂为主要材料的绝缘电工套管，在实际生产过程中，与其他添加剂进行混合，如稳定剂、防老化剂等，并在专用设备辅助下挤出符合各种规格型号要求的PVC电工套管。其中成型机头作为PVC电工套管生产中对套管成型质量有着直接影响的重要部件，鉴于螺杆挤出机自身结构特殊性，在挤出时因其前端处于开放状态，致使压力较小并不能让塑料溶体成型，需要将其输送至成型机头部位，根据PVC电工套管生产要求设计成型机头，使成型机头可以满足不同型号及规格的PVC电工套管，并保证PVC电工套管成型质量[1]。但从目前PVC电工套管生产情况来看，由于成型后的PVC电工套管的接合缝处常出现开裂等情况，导致PVC电工套管生产合格率下降；同时也伴随着套管力学性能未达到预期设计要求等问题，某种程度上限制了PVC电工套管功能作用的发挥。因此，本文通过开展进一步优化试验，调整PVC电工套管挤出机头成型设计部分，以此解决上述问题，实现PVC电工套管良好成型的优化效果。

2.PVC电工套管成型机头优化试验

2.1试验准备

结合PVC电工套管生产情况，再根据PVC电工套管成型机头优化要求，在此基础上明确优化目的与试验流程，并准备好优化试验中所涉及到原材料与设备等。优化试验流程如下：（1）按照生产配比对生产PVC电工套管的主物料、各类添加剂进行配制，待配制完成后，按照生产工艺流程在高速混合机中依次添加配制好的材料，在高速混合机辅助下将混合料充分捏合；（2）将上一环节在高速状态下捏合完成的物料在双螺杆挤出机中进行添加，分别挤出25mm、32mm、40mm这三种外径规格的PVC电工套管；（3）试验过程中，需要做好环境温度控制，环境温度最高不超过25℃，并基于国家现行规定标准对挤出完成后的PVC电工套管进行性能检测，性能检测主要包括抗冲性、抗压性以及跌落性等。

2.2调整优化分析及操作

在设计挤出机头成型这一部分时，需要综合考虑以下两个方面需求：一是，机筒内流道面积应大于机头流道的截面积，当机头流道的截面积大于机筒内流道面积时，流动过程中的物料将会受到更大的阻力，则会对物料成型带来较大的影响，通过调整机头流道截面积，减小阻力，以此达到控制流动过程中物料松散程度的效果，实现良好成型；二是，针对流道设计，沿着出口方向逐渐缩小流道，在此基础上获得符合PVC电工套管生产要求的内部压缩比，流线型是设计机头流道时需要给予充分考虑的要素，防止出现死角而促使流道中停滞大量物料，进而无法被分解而最终影响PVC电工套管成型。根据上述两方面设计需求，再进一步分析产品质量与成型机头模具之间的影响关系，以此改进和优化挤出机头成型模具的参数，达到合理且有效优化PVC电工套管成型机头的效果。

2.2.1调整分流器锥角α

分流器锥角α对在机头内部流动的物料松散程度有着直接影响，当分流器锥角α过大时，机头内流动过程中的物料将会受到更大的阻力，促使物料在机头内流动的时间被延长，难以确保物料不会在机头内分解这一情况出现；当分流器锥角α过小时，分流器锥形部分的长度会增加，同时也会导致机头体积与制造成本随之增大和提升。为了达到最高性价比的PVC电工套管成型机头优化效果，需要充分考虑此方面情况，选择成型机头分流器锥角α的最优参数。优化前后的分流器锥角α参数参考表1。

表 1 优化前后的分流器锥角α参数

2.2调整压缩角β

缩角β的大小则是对PVC电工套管表面的光洁度有着较大影响，当缩角β过大时，此时成型后的PVC电工套管表面呈粗糙状，其光滑度未达到预期设计要求。通常情况下，部分材质的热稳定性较差，在生产过程中，受到外部加热影响，则易出现上述问题，因此，需要对压缩角β进行调整，取其最小值，能够有效规避上述问题发生。

2.3调整定径长度L

定径长度L，是指挤出口模平直部分的长度。当物料从定型部分通过时，此时受到加大阻力影响的物料，被挤出成型后，其密实度能够得到一定保证，也能让物料稳定的更加均匀，以此消除接合缝处开裂风险。产品的直径、形状、壁厚以及原材料性能等是确定定径长度L时需要给予考虑的关键因素。无论定径长度太短或是太长均会导致成型后的产品存在缺陷，接合缝开裂是必然现象，因此，需要结合实际情况，选择最优定径长度，解决成型产品缺陷问题，减少接合缝开裂情况发生[2]。

2.4PVC电工套管成型机头优化效果

通过对上述几项关键参数进行优化，并按照优化后的参数生产与制作PVC电工套管，对不同外径规格的PVC电工套管展开性能检测，以外径25mm规格的PVC电工套管性能检测为例，从性能检测结果来看，优化前的12个25mmPVC电工套管，其中破损数量为2个；跌落性能测试时，其表面均无开裂等情况；国家现行规定标准的耐热性能为收缩≤2mm，优化前为1.8mm，优化后为1.5mm。相较于优化前，参数调整与优化后生产的PVC电工套管，其成型质量进一步提高，其抗压性能、冲击性能、跌落性能以及耐热性能等均得到有效改善和增强，从表面看，PVC电工套管的内外壁更加光滑，其接合缝处也无开裂情况，由此说明，本次试验优化有效增强了PVC电工套管的工作性能，优化成型机头设计是解决PVC电工套管生产过程中存在问题的有效手段。产品质量与挤出PVC电工套管的成型机头磨具设计是否合理有着直接关系，结合实际情况优化机头成型磨具的特性参数，获得成型机头最佳压缩比，以此实现PVC电工套管良好成型。

结束语：综上所述，基于外部加热与摩擦力作用，使原材料被螺杆挤出机送至成型机头处，以此完成PVC电工套管生产。由于挤出机自身结构特殊性，无法达到PVC电工套管成型压力要求，因此，需要对现有成型机头设计进行优化，通过设计优化后，能够满足塑料溶体流动方向控制与确定合适成型压力的需求，进而达到PVC电工套管良好成型目的，将其在工程建设中的应用优势和价值充分发挥。

参考文献：

[1]张王康,于玉真,荆孟杰. PVC-U管材共用挤出机头设计与分析[J]. 工程塑料应用,2022,50(02):106-111.

[2]王伟. PVC-U管材生产工艺与质量问题思考[J]. 当代化工研究,2020,(24):124-125.