拖令系統(tǒng)用光纜的研制

　　0 引言

　　近幾年中國港口的現(xiàn)代化程度有了很大提高，尤其是沿海主要港口的現(xiàn)代化水平已經(jīng)接近發(fā)達國家的水平，局部已處于世界先進水平。在科學(xué)技術(shù)的推動下，中國港口的規(guī)模和總吞吐量均已居世界首位。作為國民經(jīng)濟基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，特別是我國經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展，對特定港口而言，其腹地經(jīng)濟結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r直接影響當(dāng)?shù)馗劭诘慕ㄔO(shè)[1];港口設(shè)備的自動化程度越來越高，將使拖令系統(tǒng)用光纜的需求量不斷提高。

　　1 拖令系統(tǒng)用光纜的研制

　　1.1 前期調(diào)研準(zhǔn)備

　　1.1.1 產(chǎn)品技術(shù)資料的收集

　　由于目前國內(nèi)外暫沒有拖令系統(tǒng)用光纜的國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)規(guī)范，我們參照了GB/T 7424 [2]、GB/T 12357 [3]、GB/T 15972 [4]、YD/T 629 [5]等相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合拖令系統(tǒng)的實際工作情況，制定了拖令系統(tǒng)用光纜的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)生產(chǎn)和檢測。

　　1.1.2 產(chǎn)品應(yīng)用場合

　　拖令系統(tǒng)用光纜適用于有起重機和其他物料搬運設(shè)備上的拖令系統(tǒng)或拖鏈系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸。

　　1.1.3 產(chǎn)品應(yīng)用場合的環(huán)境分析

　　1 產(chǎn)品是戶外沿海或沿江區(qū)域戶外使用，產(chǎn)品應(yīng)用環(huán)境相對比較惡劣，如：長期日曬雨淋、日暴夜寒、霜雪冰凍、紫外線、臭氧、鹽霧等自然條件的侵蝕;

　　2 產(chǎn)品工作環(huán)境溫度：-40℃~70℃;

　　3 拖令系統(tǒng)用光纜工作模式為：電纜跟隨設(shè)備的移動而不停的收放運動，整個過程是動態(tài)的;這就要求光纜在長期動態(tài)環(huán)境中需要保持良好的傳輸性能。

　　1.2 產(chǎn)品設(shè)計

　　根據(jù)拖令系統(tǒng)用光纜的實際的使用環(huán)境，進行了產(chǎn)品命名方式、結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料設(shè)計選型及產(chǎn)品主要性能要求。

　　1.2.1 產(chǎn)品的命名方式

　　產(chǎn)品型號為GTU-OFE，其中G代表港口機械領(lǐng)域;T代表拖令系統(tǒng)用電纜;U代表聚氨酯護套;OFE代表光單元;

　　1.2.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計

　　1.2.2.1 光纖

　　根據(jù)客戶常規(guī)要求，光纖芯數(shù)優(yōu)先選為6、12、18和24芯;光纖由同類有涂覆層的二氧化硅光纖組成，多模光纖性能應(yīng)符合GB/T12357相關(guān)規(guī)定。如有必要光纖涂覆層表面可以有全色色標(biāo)，其顏色應(yīng)符合GB/T6995[6]的規(guī)定，并且不褪色不遷移。

　　1.2.2.2 松套管

　　光纖應(yīng)放置在熱塑性材料構(gòu)成的松套管中，光纖在松套管中的余長應(yīng)均勻穩(wěn)定。松套管材料采用聚氨酯彈性體;管內(nèi)間隙根據(jù)牽引力要求填充適合規(guī)格的芳綸絲。

　　1.2.2.3 絞層

　　絞層應(yīng)由外徑相同的多根松套光纖以適當(dāng)節(jié)距層絞在中心加強件四周。層絞可以是螺旋絞，也可以是SZ絞。

　　1.2.2.4 護套

　　纖芯外面應(yīng)擠包一層具有保護功能的護套，護套材料采用聚氨酯護套，性能如表1要求;護套的標(biāo)稱厚度應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求，護套平均厚度不小于標(biāo)稱厚度，最薄點不小于標(biāo)稱厚度的85%-0.1。

　　1.2.2.5 編織加強層

　　為提高護套的抗拉性能和光纜的抗扭轉(zhuǎn)性能，允許在纜芯外設(shè)置一層滌綸絲編織的加強層。

　　1.2.2.6 典型產(chǎn)品結(jié)構(gòu)見圖1;

　　1.2.3 材料設(shè)計選型

　　1.2.3.1 光纖需滿足表2的尺寸參數(shù)要求：

　　1.2.3.2 護套材料必須滿足以下要求：

　　1 承受環(huán)境溫度范圍必須在-40℃～70℃之間，這樣能承受晝夜溫差的變化，同時也能夠在酷暑的夏天和嚴(yán)寒的冬天使用;

　　2 護套需具備良好的阻燃性能、機械物理性能、耐油污性能、耐煙霧腐蝕、耐紫外線、耐老化性能和抗臭氧性能，這樣能保證在長期日曬環(huán)境下，護套不會快速老化，提高電纜的使用壽命;

　　3具體性能見表1要求;

　　1.2.4 產(chǎn)品主要性能要求

　　1 低溫性能試驗：產(chǎn)品應(yīng)通過-40±2℃低溫拉伸、低溫沖擊等試驗;

　　2 反復(fù)彎曲試驗：按照GB/T 7424.2 中方法E6，彎曲半徑10D，循環(huán)次數(shù)100次;試驗完成后，光纖應(yīng)無明顯殘余附加衰減，護套應(yīng)無目力可見開裂。

　　3 壓扁試驗：按照GB/T 7424.2 中方法E3，壓扁力短期1000N/100mm，長期力300N/100mm;試驗要求：在長期允許壓扁力下光纖應(yīng)無明顯附加衰減;在短暫壓扁力下光纖附加衰減應(yīng)小于0.1dB，在此壓力去除后光纖應(yīng)無明顯殘余附加衰減，護套應(yīng)無目力可見開裂。

　　4 曲撓試驗：按照GB/T 7424.2 中方法E8;循環(huán)次數(shù)100次，滑輪直徑10D，張力負(fù)載不小于20N;試驗完成后，應(yīng)無光纖斷裂;

　　5 抗拉性能：產(chǎn)品具有優(yōu)異的抗拉性能，在拖令系統(tǒng)正常的轉(zhuǎn)動狀態(tài)下電纜不發(fā)生外觀和內(nèi)部的變形，同時不出現(xiàn)斷芯現(xiàn)象，保持正常的工作運行;

　　6 光纖性能：符合表3中的要求;

　　2 產(chǎn)品試制

　　電纜在制造過程中，各工序需要按照規(guī)定工藝和要求進行，以確保產(chǎn)品質(zhì)量，其主要內(nèi)容如下：

　　1 光纖;光纖是光纜傳輸性能的保證，在制造加工過程中必須嚴(yán)格執(zhí)行工藝，保證光纖傳輸性能。

　　2 松套管擠包;光纖余長應(yīng)均勻穩(wěn)定，光纜線芯通過工藝設(shè)定的芳綸根數(shù)和規(guī)格來填充，擠出過程中采用主動放線裝置。

　　3 絞層;絞層應(yīng)由外徑相同的多根松套光纖按照工藝規(guī)定的節(jié)距在中心加強件四周。本次絞合采用的是SZ絞，纜芯外饒包阻水芳綸扎紗。

　　4 聚氨酯彈性體護套擠出;按照工藝規(guī)定的加工溫度(160~190℃)進行擠出，材料厚度、最薄點等參數(shù)嚴(yán)格執(zhí)行工藝規(guī)定。

　　3 結(jié)束語

　　經(jīng)過檢測中心檢驗，各項性能指標(biāo)優(yōu)異，符合設(shè)計要求，滿足企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求;拖令系統(tǒng)用光纜是高技術(shù)含量的電纜，該類電纜的成功開發(fā)，將以其優(yōu)異的性能，相對合理的價格替代進口電纜產(chǎn)品;我公司目前拖令系統(tǒng)用光纜已具備批量生產(chǎn)能力，可以廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外各大港口的拖令系統(tǒng)或拖鏈系統(tǒng)裝置上。

　　參考文獻：

　　[1] 中國行業(yè)報告研究中心.《2009-2015年港口行業(yè)前景預(yù)測及投資分析報告》[Z]. 2009.

　　[2] GB/T 7424-2002《光纜總規(guī)范》[S].

　　[3] GB/T 12357-2004《通信用多模光纖》[S].

　　[4] GB/T 15972-1998《光纖總規(guī)范》[S].

　　[5] YD/T 629-1993《光纖傳輸衰減變化的監(jiān)測方法》[S].

　　[6] GB/T 6995-2008《電線電纜識別標(biāo)識方法》[S].