包制工艺学

1. 包制工艺学 质量管理部

2. 绕包 铠装 原材料 装铠工艺装备

3. 概述 • 包制的定义：指各类金属或非金属的电缆包覆材料以带状或线状型式，将其包覆到线缆芯上。涵盖的切带、纸包、绕包、编制、铠装等方面。 • 包制主要涉及到绝缘层和保护层，其中纸包及绕包大部分适用于电线电缆绝缘层的制造，而编织及铠装适用于电线电缆保护层的制造。

4. 包制材料分类 • 金属材料：圆铜线、圆铝线、铜带、铝带、钢带、钢丝、金属塑料复合带 • 非金属材料：电缆纸及纸制品、纤维材料、塑料薄膜、绕包线漆、涂料。

5. 包制用设备 • 包制用设备包括：主机、机组、连续生产线、通用组部件、检测装置、实验装置等六部分。

6. 绕包 • 绕包工序的定义：绕包工序是把丝、纱、麻、纸等纤维材料和薄膜材料，绕包在导体上构成绝缘层的工艺。绕包过程是通过绕包设备来实现的。 • 设备种类：丝包机、纱包机、玻璃丝包机、纸包机等。 • 绕包设备一般由放线装置、绕包装置、收线装置、传动装置和计米器组成。

11. 编制密度的计算

12. 铠装 1.装铠的定义 将金属带材、线材按一定的规则绕包或绞合起来，并施加内衬层和外被层，这一整个工艺过程被称为装铠。 2.装铠的作用 ⑴承受外力作用； ⑵保护内护层及电缆内部结构的完整性； 3. 在电缆里所处位置：—内护套—铠装层—外护套 4.装铠工序在生产流水线中的位置：—挤内套—装铠—成品检查或—挤内套—装铠—挤外护套—成品检查。

13. 铠装层分为金属带和金属丝： ⑴金属带有镀锌钢带、涂漆钢带、不锈钢带、黄铜 带、铝合金带等； ⑵金属丝有镀锌钢丝、涂塑钢丝、铝合金丝、不锈 钢丝等。

14. 型号的编制 外护层型号按铠装层和外被层的结构顺序，用两位阿拉伯 数字表示，每一数字表示一种主要材料： 标记 铠装层 外被层 0 无 无 1 连锁钢带 纤维外被 2 双钢带 聚氯乙烯外套 3 细钢丝 聚乙烯外套 4 粗钢丝 弹性体外护套 5 皱纹钢带 6 非磁性金属带 7 非磁性金属丝

15. 电缆外护层的使用场合 1. 02 PVC套:保护金属套适用室内、隧道、管道、 电缆沟、易燃和腐蚀严重的场合，其中铝套适用竖 井。 2. 03 PE套：保护金属套适用室内、管道、电缆沟、和腐蚀严重的场合，其中铝套适用竖井。 3. 20 裸钢带铠装：不提倡。适用室内、隧道、 电缆沟、易燃和腐蚀严重的场合。 4. 22 钢带铠装聚氯乙烯套：保护各种内套，适用室内、隧道、电缆沟、直埋和多砾石地带，易燃的场合。其中铅套适用腐蚀严重的场合。

16. 5. 23钢带铠装聚乙烯套：保护各种内套，适用室内、电缆沟、直埋和多砾石地带，其中金属套适用腐蚀严重的场合。 6. 32细圆钢丝铠装聚氯乙烯套：保护各种内套，适用于竖井、水下、易燃场合，也适用直埋和多砾石地带。 7. 33细圆钢丝铠装聚乙烯套：保护各种内套，适用于竖井、水下场合。 8. 41粗圆钢丝铠装纤维外被：保护各种内套，适用于竖井、水下等大拉力场合。 9. 441双粗圆钢丝铠装纤维外被：保护各种内套，适用于水下和大拉力场合。

17. 10. 241钢带-粗圆钢丝铠装纤维外被：保护各种内套，适用于水下和大拉力场合。 11. 2441钢带-双粗圆钢丝铠装纤维外被：保护各种内套，适用于水下和大拉力场合。

18. 钢丝铠装 1.钢丝要紧密完整地绕包在内衬层上，且钢丝之间的间隔的总和应不超过一根钢丝的直径。 2.单层钢丝应左向绕包；双层钢丝内层应右向绕包，外层应为为左向；如要求双层钢丝同向绕包时，应为左向绕包。 3.钢丝接头应对焊，粗糙表面应修理平整，并做适当防腐处理。同层两根钢丝的焊头之间的直线距离应不小于1米。 4.交流单芯电力电缆应采用非磁性材料铠装。当用钢丝铠装时，应采用非磁性材料将其至少分成大致四等分。 5.铠装前假定直径 细钢丝直径 粗钢丝直径 ≤15.0 0.8~1.6 4.0~6.0 15.1~25.0 1.6~2.0 4.0~6.0 25.1~35.0 2.0~2.5 4.0~6.0 35.1~60.0 2.5~3.15 4.0~6.0 ＞60.0 3.15 4.0~6.0

19. 原材料 ㈠金属带 1.镀锌钢带应符合GB4175.2规定，冷轧钢带，锌层重量不低于80g/m²，抗拉强度不小于294N/cm。非金属套电缆常用金属带规格： 厚度为0.2毫米，宽度有20、25毫米； 厚度为0.5毫米，宽度有25、30、35、45毫米； 厚度为0.8毫米，宽度60毫米； 2.涂漆钢带，涂漆层厚度不小于8μm，每盘一根，允许带涂漆的接头不多于3个，接头应无尖角、熔渣、穿孔和错位等缺陷。 3.钢塑复合带。之中的钢带用镀锡钢带和镀铬钢带的厚度有0.15贺0.20毫米两种。有剥离强度要求

20. ㈡铠装金属丝　 1.铠装钢丝，常用普通低碳钢镀锌钢丝，应符合GB3082的规定。低碳钢镀锌钢丝抗拉强度应为350~500Pa，伸长率应不小于10 %。钢丝直径为1. 0~3.15毫米为细钢丝，4.0~6.0毫米为粗钢丝。锌层应均匀，不得有裂纹、斑疤，在硫酸铜溶液中不应挂铜，应通过卷绕试验。特殊场合，如油矿电缆及抗拉强度要求高的电缆应采用中碳钢镀锌钢丝。 2.涂塑钢丝采用黑色低压聚乙烯涂层，外观应连续完整、不应有裂纹或钢基裸露。涂层厚度应为：0.4±0.15毫米。应通过外观检查、卷绕试验、冲击试验、应力开裂试验等。

21. 装铠工艺装备 一、装铠机的用途 装铠机是制造电缆外护层的设备。包括绕包金属丝、金属带、涂覆防蚀层、建立内衬层和外被层等。在外护层中，铠装层的主要作用是防止电缆在敷设过程中遭到可能遇到的机械损伤，以确保内护层的完整性，并可以承受一定的外力作用 二、装铠机的分类和组成 1.装铠机的分类 ⑴按铠装层的不同分：钢带装铠机、钢丝装铠机、 钢丝钢带联合装铠机、铜带屏蔽和钢带装铠两用设备、钢带铠装和成缆两用设备等。

22. ⑵按生产范围分 30型钢带装铠机、40型钢带装铠机、90型钢带装铠机； 36盘钢丝装铠机、48盘钢丝装铠机、72盘钢丝装铠机、90 盘钢丝装铠机、54盘钢丝钢带联合装铠机、高压电缆用装铠 机、特殊用途装铠机等 2.设备组成 ⑴钢带装铠机 由放线架、导轮、校直装置、2个普通绕包头、3~5个沥青 缸、钢带绕包头、麻包头、白垩粉缸、牵引装置、收排线架 等组成。 ⑵钢丝装铠机 由放线架、导轮、校直装置、2个普通绕包头、3~5个沥青 缸、钢丝绞笼、麻包头、白垩粉缸、牵引装置、收排线架等 组成。

23. 3.普通式绕包头 结构简单，绕包角度可以调节。但转速慢。 4.麻包头 就是行星式绕包器，是将浸渍麻的纱管套在麻包头的盘轴 上，并用销子锁定，拉出浸渍麻通过分线板均匀分布在电缆 的圆周上。 5.钢带头 一般采用半切线式钢带头，转速可以达到200~250转/分。钢带头装有导轮、导杆，主要对钢带起导向作用，调节钢带绕包角，保证钢带绕包平服。

24. 也有采用同心式钢带绕包的，转动平稳，转速为300~400也有采用同心式钢带绕包的，转动平稳，转速为300~400 转/分。 7.钢丝绞笼 一般都是笼式绞笼。根据需要，有24、30、48、60、72、 90盘等，根据钢丝盘的大小有400、500、600型3种。钢丝 绞合一般为退扭形式，设备形式为浮动式。 8.牵引轮 直径一般都在在2米以上，作用是将电缆引向收线盘。 9.收排线架 由收线传动、收线轴架、排线装置等组成。收线传动有单 独传动和整机联动，排线有机械排线和电动排线，前者是通 过调整齿轮搭配改变排线速度，后者是利用导杆角度的变 化，而带动排线电机，从而控制排线装置的走向。 10.钢带、钢丝、麻绳复绕机；电焊机、对焊机、电动葫芦。

25. 装铠机绕包头和钢丝绞笼的工艺调整。 ㈠钢丝绞笼、钢带头、绕包头和麻包头的转速一般不做大的调整。如果需要通过调整牵引轮传动齿轮而调整线速度，达到调整工艺的目的。 ㈡当生产大直径电缆时，钢带头转速不应太快，否则绕包质量会出问题。此时，应调换钢带头齿轮，例如原来钢带头齿轮搭配是50/40，即250转/分，应调成40/50即160转/分 ㈢钢丝装铠时，应为绞笼配备快档、中档、慢档速度，只要准备两副齿轮即可达到目的，例如一套传动齿轮的总齿数不变：60齿，一副为20+40，就是快档和慢档，另一副为29+31就是中档。因为钢丝节距范围大，一般为7~12倍，所以多一齿，少一齿对装铠质量无影响。

26. ㈣普通绕包头，调整带宽时可以通过调整绕包头转速来实现绕包质量，带窄则转速加快，带宽则转速放慢。增加主动轮齿数则转速提高，减少主动轮齿数则转速减慢。㈣普通绕包头，调整带宽时可以通过调整绕包头转速来实现绕包质量，带窄则转速加快，带宽则转速放慢。增加主动轮齿数则转速提高，减少主动轮齿数则转速减慢。

27. 常见设备故障及故障原因 设备故障可以分为机械故障和电气故障，常见电气故障有保险丝熔断，电机烧坏，可以更换和修复。机械故障有齿轮损坏等。原因是：⑴齿根处断是因为应力集中、疲劳折断或由异物进入引起齿根断裂。应在开车前加强检查。⑵轮齿表面磨损，应及时放好防护罩，防止金属微粒、灰尘、污物进入。⑶齿轮表面疲劳点蚀，应经常保持润滑油的清洁。

28. 装铠工艺 第一节 装铠工艺质量要求 一、涂沥青 各层沥青应浇透、均匀、连续。发现空白点应人工补涂， 各层材料应粘牢。一般沥青温度为180 ℃~220℃，最高不超 过240~250 ℃。应防止发生火灾。 二、塑料带和预浸渍纸带绕包 塑料带重叠宽度应不小于5毫米，预浸渍纸带重叠宽度应 不小于3毫米，绕包方向为左向，应紧密，缺层应停车补包 三、预浸渍电缆麻绕包 应严密平服、连续均匀，不应一根以上麻绳直径的空隙， 麻绳间应粘牢而不自然松散，绕包方向为右向，绕包节距为 绕包前电缆直径的3~9倍，钢带和细钢丝铠装麻衬应用0.68 支麻绳，即直径为1.5mm，粗钢丝铠装麻衬应为0.51支麻绳

29. 装铠工艺 钢带绕包 两层钢带为间隙式绕包，绕包方向为左向，应紧密平服， 绕包间隙应不大于钢带宽度的50%，外层钢带重叠内层钢带 部位的宽度应不小于钢带宽度的25%。钢带宽度的选用与电 缆直径有关。 铠装前假定直径 钢带 宽度不大于 ≤15.0 2×0.2 20 15.1~25.0 2×0.2 25 25.1~35.0 2×0.5 30 35.1~50.0 2×0.5 35 50.1~70.0 2×0.5 45 ＞70.0 2×0.8 60

30. 钢带复绕 复绕的钢带应紧密，不得有夹层、毛刺、穿孔、锈蚀等 缺陷。收紧敲平钢带时，不得造成卷边、裂口，钢带接头应 剪成45度斜口，接头处钢带重叠率与钢带宽度有关，一般为 3～10毫米，接头应牢固、平整，无毛刺、翘边和穿孔，并 做适当的防腐处理。

31. 钢丝绕包 1.钢丝绕包应排列整齐、紧密、平整，不得跳浜、钢丝之间的总间隙应不超过一根钢丝的直径。钢丝根数计算公式如下： N=π（D+d）Sinα/d 其中： α=arntg h/π（D+d） N：钢丝根数；D：钢丝铠装前实测外径（毫米）； d：钢丝标称直径（毫米）；α：钢丝绕包角。 h：钢丝绕包节距　 可以通过放慢牵引线速度，调节钢丝绕包节距，来缩小钢 丝间隙。钢丝绕包节距应为绕包前电缆直径的7~12倍。

32. 七、钢丝复绕 首先钢丝盘子应完好。钢丝复绕应紧密、排线应整齐。钢 丝接头时应对准中心，焊接应牢固、仔细检查防止虚焊，焊 接处应无毛刺、尖角并应修理平滑并进行适当的防蚀处理。

33. 工艺参数的计算 1.钢带最大间隙的计算 由钢带最大间隙不应超过钢带宽度的50%得到： 最大间隙e=b× 50%（b为钢带宽度） 例：35毫米宽钢带绕包最大间隙为35 × 50%即。

34. 2.钢带最小搭盖的计算 由钢带最小搭盖应不小于钢带宽度的25%得到： 最小的搭盖e=b× 25%（b为钢带宽度） 例：45毫米宽钢带绕包最小搭盖为45 × 25%。

35. 电缆装盘量的计算 木盘装盘长度计算公式： L=π·P·n（D1+P·d）·K/1000 其中：P=（D2-D1-2e）/2d 应取整数，不满1舍去。 n=B/d 应取整数，不满1舍去。 L：电缆装盘长度； P：电缆层数； n：电缆圈数； D1：盘芯直径； D2：电缆盘外圆直径；e：电缆离盘边距离； B：电缆盘内开档； d： 电缆直径； K：排线修正系数（0.85~0.95）

36. 举例：电缆直径50毫米，39号盘最大装盘量是多少？举例：电缆直径50毫米，39号盘最大装盘量是多少？ 39号盘D1：1300； D2：2200；B：1100 e：电缆离盘边距离取80毫米 K：排线修正系数取0.9 代入： P=（D2-D1-2e）/2d =7.4=7 代入： n=B/d =1100/50=22 代入：L=π·P·n（D1+P·d）·K/1000=718米 39号盘最大装盘量是718米。

37. 钢丝根数的工艺计算 N=π（D+d）Sinα/d 其中： α=arntg h/π（D+d） N：钢丝根数；D：钢丝铠装前实测外径（毫米）； d：钢丝标称直径（毫米）；α：钢丝绕包角。 h：钢丝绕包节距。

38. 装铠生产 一、KLY-400/18+18+36钢丝装铠成缆机设备安全操作规程 1.做好交接班记录； 2.检查机器本身及各运转部分的正确性，润滑良好 性，联锁装置、制动器和线盘安装可靠性。调整好 线盘张力。检查防护设施的安全性； 3. 将需要钢丝铠装的电缆线芯放在放线架上，根据 产品节距要求、绕包方向，定好绞笼牙箱排档位　 置，配置好钢丝模，同时检查待绞制线材的质量， 将空的收线盘放到收线架中，从牵引轮起预置好牵 引绳，经计米器、绕包部分、模座到绞笼的空心 轴。将线盘放在栏架上，拉出线头穿过导辊、

39. 　圆形穿线孔、分线板，使线束聚集于牵引线绳　圆形穿线孔、分线板，使线束聚集于牵引线绳 上。开动主电机慢速运行，将电缆头引向牵引轮 到达收线架上后停车； 4.检查节距及各层直径是否符合产品规程，然后将电缆头从收线盘侧板中穿过，再用螺钉固定在侧板中，即可正式开机生产； 5.在操作过程中，若需要整台设备开倒车（或点动倒车）时，则首先必须把三个主牙箱打在空档位置，收排线架开倒车，然后才能开动； 6.牵引三十六级变速箱手柄位置于空档，点动机器使笼架处于方便安装位置安装线盘，先拔出防

40. 松销，用手轮驱动顶针开闭，线盘安装结束后防松松销，用手轮驱动顶针开闭，线盘安装结束后防松 销一定要插入槽中； 7.做好设备的日常保养工作。 8 安全注意事项 ⑴上岗前应穿戴好劳动防护用品； ⑵在机器开始运转前，应将机器上所有杂物移去； ⑶应打铃开车，在机器运转时不应进行清洁、润滑等工作； ⑷应定期检查紧固件的紧固情况； ⑸停机后应断开设备所有的电源开关。

41. 二、90钢带铠装机设备(安全)操作规程 1.做好交接班记录； 2.按照任务和工艺要求确定各变速箱体的档位，选配适当的模具，并准备好所用的钢带和收线盘； 3.开车前先用引线穿过机件中心，引线一端接半成品，另一端绕过牵引轮接到收线盘； 4.按铃通知各操作人员就位，先以慢速起步，开出1-6m，检查装铠间隙、节距、绕包方向等是否符合工艺要求，合格后再逐步提高到正常转速； 5.在正常生产中如调换钢带，必须关掉电源，操作人员才能进行操作，待操作完成后，重新按铃开车；钢带绕包时应严格控制张力，满盘钢带时，张力应力最大，否则，钢带容易飞出，当钢带用去一半时，钢带的张力应调松，否则，会拉坏电缆或则造成钢带卷边以致压伤电缆。

42. 6.铠装的二层钢带均为间隙绕包，上层钢带的绕包间隙应在下层钢带的中部，钢带绕包间隙应不大于工艺要求不许漏包；6.铠装的二层钢带均为间隙绕包，上层钢带的绕包间隙应在下层钢带的中部，钢带绕包间隙应不大于工艺要求不许漏包； 7.焊接钢带时，钢带接头处应剪成45度斜口，其斜口在绕包后应与电缆轴向平行，接头要平整、牢固、接头处重叠约3-10mm，接头要平正，不得有毛刺、夹角、翘起、洞眼等现象； 8.收线、放线、张力要均匀，排线要平正，收线盘不得装得太满，离盘边不少于50mm； 9.停车后要切断电源，收线架上的盘具应着地，调压器应调节至零位； 10.做好设备的日常保养工作。 11. 安全注意事项 ⑴上岗前应穿戴好劳动防护用品； ⑵在机器开始运转前，应将机器上所有杂物移去；

43. ⑶应做到打铃开车。在机器运转时，不应进行清洁、润滑等工作；⑶应做到打铃开车。在机器运转时，不应进行清洁、润滑等工作； ⑷应定期检查紧固件的紧固情况； ⑸停机后应断开设备所有的电源开关。

44. 三、钢丝铠装工艺要点： ㈠开车前准备 1.仔细阅读工艺卡片，了解铠装钢丝根数、钢丝直径、钢丝节距、钢丝方向、模具尺寸、绞笼转数、绞笼转向、牵引线速及工艺质量要求。 2.钢丝盘应完好，钢丝复饶应紧密，排线应均匀平整，防止交叉与夹线。 3.按工艺卡片准备模具，摸具内表面应光滑，模具承线内径应比钢丝铠装后外径放大2~5mm。 4.钢丝上车前，应用平头千分尺在钢丝同一截面两个垂直方向测量直径，取其平均值。检查钢丝直径是否符合工艺卡片要求。

45. 5.应用游标卡尺准确测量铠装前电缆外径，即在电缆同一截面两个垂直方向测量直径，取其平均值。如果电缆实际外径与工艺卡片上的铠装前电缆外径相差太大，应及时通知技术人员按电缆实际外径配置钢丝根数。5.应用游标卡尺准确测量铠装前电缆外径，即在电缆同一截面两个垂直方向测量直径，取其平均值。如果电缆实际外径与工艺卡片上的铠装前电缆外径相差太大，应及时通知技术人员按电缆实际外径配置钢丝根数。 6.单层钢丝铠装，钢丝盘应尽量放在后一节绞笼上，钢丝盘分布应对称平衡。如果一节绞笼摆不下，需要两节绞笼，两节绞笼间应用同步管连接，以利同步运转。 7.检查穿线管是否畅通，除钢丝应平直外，每根钢丝穿线方向应尽量取直，不得交叉。 8.根据钢丝根数与分线板穿线孔数量，考虑如何使钢丝沿分线板圆周方向均匀分布，钢丝与

46. 9.穿线孔方向应尽量取直，且符合顺序，避免交叉，确保每根钢丝通过穿线孔时阻力最小，张力均衡，以免钢丝拱起和跳浜。9.穿线孔方向应尽量取直，且符合顺序，避免交叉，确保每根钢丝通过穿线孔时阻力最小，张力均衡，以免钢丝拱起和跳浜。 10.单芯电力电缆铠装，应采用非磁性金属丝材料，或根据协议采用钢丝铜丝特殊结构，4根直径相同的铜丝大致把钢丝分成4等分。 11.参照工艺卡片把牙箱扳手扳到规定位置，使绞笼转数、牵引线速符合工艺要求，进一步检查收、放线盘是否放好，确认整车安全无误后，准备开车。 ㈡开车 1.钢丝通过模具时，应点动、缓慢、小心。停车检查钢丝张力，调整张力带，作到所有钢丝张力均衡一致。

47. 2.钢丝根数应以绕包紧密服帖为好，如果发现钢丝不服帖，应立即停车检查原因，如果属于钢丝根数太多，可以用调节钢丝节距的方法解决；经技术人员许可，也可以剪掉多余钢丝。2.钢丝根数应以绕包紧密服帖为好，如果发现钢丝不服帖，应立即停车检查原因，如果属于钢丝根数太多，可以用调节钢丝节距的方法解决；经技术人员许可，也可以剪掉多余钢丝。 3.钢丝间隙的总和应小于一根钢丝直径。 4.钢丝接头应牢固、并把钢渣及飞边去除、修平，防止伤到内衬层和绝缘。 5.钢丝铠装的电缆头子应用铁丝扎牢在电缆盘上 6.大长度铠装电缆收到电缆盘时，在每层电缆之间应采取隔离措施。 7.排线应紧密、整齐。收线盘装盘量不能过满，外层电缆表面与电缆盘外圆之间的间隙不得小于5cm。

48. 第六章 特殊电缆的装铠 第一节 油矿电缆的装铠 该产品主要用于陆地与海洋的各类油气井的测井和射孔取芯等作业,作为地面仪器与井下仪器之间的电气连接.采用两层高强度镀锌钢丝,内层直径1.0毫米,外层直径1.2毫米,装铠时,应严格控制钢丝张力均匀,每根钢丝应非常直,装铠后应绕包紧密,整齐和平整，应采用预成型措施，即使从电缆上拆下铠装的钢丝，仍然保持原来的螺旋状，外层钢丝表面应均匀涂一层防锈油脂。 钢丝接头应尽可能在校直压轮前进行。外层钢丝接头处应用直径0.2毫米的细钢丝紧密缠绕，缠绕距离约为10毫米，并焊牢。 该产品一般大于2000米，甚至达到8000米，单根钢丝复绕应绝对紧密平整，整根不允许接头，不得使用有锈斑或长度不够的钢丝。

49. 钢带绕包缺陷及原因 ㈠间隙超标 1.可能因扳档不对；2.钢带宽度过小；3.铠装前电缆外径超过正公差，出线不稳。 ㈡钢带搭盖不够 1.钢带头或钢带张力未调好，出线不稳，有跳动；2.钢带导向杆的位置不对；钢带节距过大。

50. 钢丝绕包缺陷 1.钢丝根数过多；2.钢丝张力不均匀；3.钢丝在分线板排列不均匀。 ㈡钢丝凸起及原因 1.钢丝张力不均，某些钢丝无张力；2.钢丝复绕没有校直，有小弯曲；