Современное крутильное оборудование.

Взгляд с запада и востока.

Скрутка — это процесс объединения отдельных элементов (проволок, жил, групп, пучков), при котором каждый из них располагается по винтовой линии вокруг центральных (одного или нескольких) элементов. Каждый периферийный элемент скрутки в пространстве образует спираль. Основная цель скрутки — придать изделию устойчивую конструкцию и гибкость.

Зачастую именно процесс скрутки является наиболее медленным и трудоёмким процессом кабельного производства. Наличие большого ассортимента крутильного оборудования, использующего разные технологические приёмы, позволяющего выпускать одно и то же изделие с разными скоростями, качеством и трудозатратами требует тщательного подхода к выбору не только потенциального поставщика, но, что более важно, правильного вида оборудования.

В таблице ниже описаны основные технологические этапы производства кабельно-проводниковой продукции, выполняемые с применением крутильного оборудования и типы крутильного оборудования, традиционно применяемые для этих процессов.

Обозначение цветами:

• Зелёным цветом обозначен тип оборудования, где китайские аналоги не перекрывают весь диапазон. 
• Красным цветом обозначен тип оборудования, снятого с производства в Европе.

Компания Хесин. Выпуск крупногабаритного крутильного оборудования. Одна из крупнейших частных компаний Китая.

Компания Фучуань. Один из крупнейших производителей линий Двойной скрутки. На нескольких производственных площадках выпускает до сотни линий Двойной скрутки в месяц.

В середине прошлого века для скрутки изолированных жил силового кабеля широко применялись планетарные машины, состоящие из диска (дисков) большого диаметра, на котором закреплены 3, иногда 4 люльки для барабанов большого диаметра (1м и более). В соответствии с принципом работы планетарных машин, эти люльки вращаются, обеспечивая скрутку кабеля без закрутки. Такие машины назывались Фазными (скрутка 3х фазного силового кабеля). Из-за большого диаметра дисков и веса барабанов эти машины очень тихоходные. Зарядка таких машин требует большого времени, исходя из больших габаритов линия требует сложного фундамента и не проста в обслуживании. В современном производстве вместо них используют Драмтвистер. Но, надо отметить, что эти машины более компактны, следовательно, требуют меньше производственных площадей. Именно это их преимущество обусловило возвращение на рынок фазных машин, объединённых с элементами Драмтвистера, в частности вращающегося приёмника.

Пример клети современной фазной машины на 3 барабана 1600 мм от компании Хесин:

Не забывают китайские машиностроители и другие, проверенные старые решения, от которых Европа отказалась, ну или почти отказалась.
До сих пор на китайском рынке встречаются машины, использующие вместо индивидуального привода узлов трансмиссию.
Не смотря на большую трудоёмкость в монтаже, обслуживании и ремонте, по сравнению с линиями с индивидуальным приводом и электронной синхронизацией, такие агрегаты находят своего покупателя.

Мы не удивляемся широкому распространению в китайском машиностроении цифровых решений и внедрению автоматики даже там, где это может быть и не совсем нужно. Меня удивили выставочные образцы оборудования, эксплуатация которого требует непомерно большого физического труда операторов. В частности, Жёсткорамная клеть с ручным закрытием пинолей (каждой по отдельности) заставляет забыть о применении даже зачатков автоматизации.

Вышеизложенные факты ещё раз напоминают о необходимости глубокого погружения в конструкцию китайских машин и не надеяться на словесные заверения о передовых конструкциях и технологиях.

Необходимо отметить, рассмотренные ниже конструкции и решения есть на китайском рынке, но они ещё недостаточно отработаны и имеют не все опции, присущие европейским машинам. Не сомневаюсь, в ближайшем бедующем мы увидим массовый выпуск таких машин с полным функционалом.

Машины двойной скрутки.
Сами машины по своему конструктиву и функциям практически эквивалентны европейским решениям. Дьявол таится в деталях:

- дуги различной конструкции
Обычно дуги отличаются не только материалом, из которого они изготовлены (сталь, углепластик) но и конструкцией направляющих элементов, по которым проходит скручиваемое изделие. Применение специализированных направляющих элементов дуг позволяет уменьшить потери на трение, при прохождении изделия по дуге, обрывность, шум….

Инновационная европейская дуга для высокоскоростной скрутки ТПЖ на скоростных машинах двойной скрутки (катушки 500 или 630 мм) изготавливается из углепластика. Стренга проходит внутри специальной металлической трубки или пружины, находящейся внутри дуги.

Машины Двойной одинарной скрутки
Не так давно на рынке появились машины Двойной скрутки, позволяющие вынести вторую скрутку перед входом в дугу. Часто эти машины называют «двойной одинарной скруткой». Для выноса второй скрутки из зоны выхода из дуги необходимо обеспечить вращение скручиваемого изделия вокруг своей оси при проходе через дугу.

В линии, вместо скручивающих роликов на входе в дугу и выходе из неё, применены роликовые рампы, что позволило существенно увеличить радиус изгиба изделия. Что, в свою очередь, позволило изделию вращаться вокруг своей оси при проходе через эти узлы. Кроме того, на дуге, вместо обычных роликов, обеспечивающих проход изделия по дуге, применены ролики с изменяемым угловым положением. Такая конструкция машины позволила вынести вторую точку скрутки из-за дуги.

Чаще всего такие линии применяются для скрутки многопроволочной жилы и сердечника ЛАН кабеля, но могут использоваться и в других случаях. Основное преимущество этих машин заключается в значительно большей производительности, по сравнению с линиями Одинарной скрутки, обычно применяемых в этих процессах. Но для стабильной работы линии требуется очень тщательная её настройка.

Оригинальное решение производства уплотнённой круглой жилы большого сечения имеет канадская компания Ceeco Bartell. В этой линии круглые проволоки, перед попаданием в крутильную машину, проходят формирование в специальном формующем узле. Таким образом круглая жила складывается из заранее сформированных сегментов. Такая технология, не смотря на её сложность, позволяет значительно увеличить скорость процесса получения круглой уплотнённой жилы и повысить коэффициент уплотнения. Стоит отметить, что при традиционной технологии уплотнения, с использованием уплотняющей фильеры или уплотняющих роликов, отдельные проволоки в ТПЖ немного слипаются и в дальнейшем технологическом процессе ведут себя как единое целое. Процесс скрутки с предварительным формированием проволок даёт отдельным проволокам в ТПЖ некоторую свободу. Поэтому при следующей технологической операции (нанесение изоляции) возможно пушение ТПЖ перед экструзионной головкой. Особенно часто этот эффект проявляются в многоповивных жилах.

Одним из интересных решений является объединение двух машин одинарной скрутки в производственную линию. Эти машины работают приёмником и отдатчиком. В этом случае изделие между приёмником и отдатчиком вращается. Таким образом, если включить в линию стационарные отдатчики с изделиями различного типа (проволоки, изолированные провода, ленты…), эти изделия намотаются на заготовку (центральный элемент), движущуюся между приёмником и отдатчиком. Если затем переставить барабан с обмотанным изделием на отдатчик, или изменить направление работы линии, не переставляя барабаны, можно наложить следующий слой.

По сути, линия, в которой отдатчик и приёмник – машины одинарной скрутки, работает как Драмтвистер.

Если снабдить такую линию несколькими пультами управления, то можно её эксплуатировать в режиме 2х линий Одинарной скрутки.

Для обеспечения полноценной работы такой линии требуются машины Одинарной скрутки, использующие барабаны больших диаметров. От 2500 мм и более. Такие большие машины на китайском рынке очень большая редкость. Да и сама компоновка линии до сих пор редко встречается в Китае.

Концентрический (Центральный) скрутчик
Относительно новая разработка - альтернатива Жёсткорамной машине, способная заменить её почти на всех операциях. Это так называемый Концентрический или Центральный скрутчик.

Суть этой машины состоит в том, что скручиваемые проводники находятся на большой катушке, встроенной в машину, то есть катушка для проволоки является неотъемлемой частью машины. Ось вращения этой катушки совпадает с осью линии. Скручиваемая заготовка проходит через центр катушек. Проволоки с катушек сматываются флаером, ось вращения которого также совпадает с осью линии.

Так как в этой машине нет больших вращающихся масс, скорость работы линии значительно превышает скорость работы традиционной Жёсткорамной машины. Кроме того, длина линии значительно меньше.

Если количество узлов линии Концентрической скрутки превышает количество проволок, требуемых в данный момент для скрутки ТПЖ (или выполнения других операций), то оставшаяся, «свободная» часть узлов линии Концентрической скрутки может работать на вматыване проволок (осуществлять загрузку линии) в то время, когда другая часть линии занята скруткой изделия. Таким образом время простоя линии на загрузку может быть сведено практически к нулю!

Одношаговый процесс скрутки ЛАН кабеля. Груптвиннеры