ケーブル押出機、撚線機、大型ワイヤー押出機とは何ですか?また、それらはどのように機能しますか?

あ ケーブル押出機 、 撚り機 、 and 大型ワイヤー押出機 は、現代のワイヤおよびケーブル製造における 3 つの中核となる機器です。ケーブル押出機は、溶融ポリマーを使用して導体上に絶縁体またはジャケットを塗布します。撚り機は複数のワイヤを撚り合わせて、柔軟で導電性の高いケーブル コアを形成します。また、大規模なワイヤ押出機は、送電ケーブル、海底ケーブル、産業用ケーブルの大量大径生産を処理します。これらを組み合わせることで、0.1 mm から 1、000 mm² 以上の導体を処理できる完全なケーブル生産ラインが形成されます。

ケーブルエクストルーダーとは何ですか?

あ ケーブル押出機 は、熱可塑性または熱硬化性化合物を溶かし、移動する導体の周囲に均一なコーティングとして連続的に塗布する機械です。これは、あらゆる業界セグメントのワイヤやケーブルに PVC、XLPE、PE、LSZH、およびゴム絶縁体を適用するための主要な方法です。

ケーブルエクストルーダーのコアコンポーネント

• ホッパー: 原料ポリマーの顆粒または粉末をバレルに供給します。容量はラインサイズに応じて20kgから500kgの範囲です。
• バレルとスクリュー: 加熱されたバレル内でスクリューが回転し、ポリマーを溶かして均質化します。ネジの直径は 30 mm (細線) から 200 mm (太い被覆線) までの範囲です。
• クロスヘッドダイ: 溶融ポリマーは、精密に設計されたクロスヘッドを通って流れ、そこで制御された壁厚 (通常、公差 ±0.01 ～ 0.05 mm) で導体の周囲を包み込みます。
• 冷却トラフ: 新たに被覆されたケーブルは、通常長さ 10 ～ 60 メートルの水冷トラフを通過し、変形することなく絶縁体を硬化させます。
• キャプスタンとテイクアップ: あ caterpillar or belt capstan pulls the cable at a controlled line speed (5–2,000 m/min depending on wire gauge), feeding it onto a take-up reel.

ケーブル押出機の種類

ケーブル押出機は、スクリュー構成と適用範囲によって分類されます。

表 1: スクリュー直径、生産量、主な用途によるケーブル押出機のタイプの比較。

ストランディングマシンとは何ですか?

あ 撚り機 複数の個別のワイヤを制御された螺旋パターンで撚り合わせて、同じ断面の単一の単線よりも柔軟性があり、機械的に強く、電気的に効率の高い撚り線を生成します。撚り線は高周波での表皮効果を軽減し、使用中に繰り返し屈曲する必要があるケーブルには不可欠です。

撚線機の仕組み

基本的な動作原理には、個々のワイヤ スプール (ボビンまたはペイオフ リールと呼ばれます) を、回転フレームと呼ばれるフレームに送り込むことが含まれます。 ゆりかご または 弓 。フレームが回転すると、ワイヤは正確に制御された撚り長さ (完全な 1 回転あたりの軸方向の距離) で中心導体の周りに撚られます。主要なパラメータは次のとおりです。

• レイ長さ: 通常は、より線導体の外径の 10 ～ 25 倍です。レイが短い = 柔軟性は高くなりますが、抵抗は高くなります。
• 撚り方向: あlternating S and Z twist directions in concentric layers prevents the cable from unraveling under flexing.
• 層ごとのワイヤの数: 標準の同心円構成は 1 6、1 6 12、1 6 12 18 (19 線、37 線、61 線など) です。
• 回線速度: 大径電力ケーブル撚り機の 5 m/min から細線結束機の 2,000 m/min 以上の範囲に対応します。

撚線機の種類

表 2: ワイヤ範囲、ボビン容量、および用途ごとの撚線機タイプの比較。

大型ワイヤー押出機とは何ですか?

あ 大型ワイヤー押出機 は、大量の大径ケーブル生産向けに特別に設計された頑丈な押出成形システムで、通常、高電圧 (HV)、超高圧 (EHV)、海底、および産業用電力インフラストラクチャ ケーブルで使用される 95 mm² から最大 2,500 mm² 以上の導体サイズをカバーします。これらのシステムは、標準的な押出機を単に拡大したものではありません。これらには、溶融圧力管理、温度均一性、三層共押出のための根本的に異なるエンジニアリング ソリューションが組み込まれています。

大型ワイヤー押出機の特徴

• トリプルヘッド共押出: 高電圧 XLPE ケーブル ラインは、内部半導体層、XLPE 絶縁体、および外部半導体層をトリプル クロスヘッドを通る 1 回のパスで同時に適用します。このプロセスには 3 台の同期押出機 (通常は 60 mm、150 mm、90 mm スクリュー構成) が必要です。
• 連続加硫（CV）チューブ： XLPE 絶縁体は、押出直後に熱と圧力を加えて架橋する必要があります。大規模ラインでは窒素を充填した CV チューブを使用します。 長さ200メートル 、 maintaining pressure of 8–12 bar at 300–400°C.
• 垂直架線レイアウト: 多くの大型 HV 押出ラインは、高さ 30 ～ 60 メートルの専用タワーに設置されており、重力を利用したカテナリー ケーブル走行を使用して、たわみによる軟質断熱材の変形を防ぎます。
• 正確な温度ゾーニング: バレル加熱は、±1°C の精度で 6 ～ 12 の独立した温度ゾーンに分割され、大きなスクリュー直径全体にわたって溶融の一貫性を確保します。
• 統合オンラインテスト: スパーク テスター (最大 80 kV)、直径ゲージ、偏心モニター、および静電容量計がインラインで統合されており、1 ～ 15 m/分の生産速度で欠陥のない品質を保証します。

大規模ワイヤー押出機と標準ワイヤー押出機: 主な違い

表 3: 標準ケーブル押出機と大規模ワイヤー押出機の技術的比較。

ケーブル押出機、撚り機、大規模押出ラインがどのように連携するか

あ complete cable manufacturing line integrates all three machine types in a defined production sequence. Understanding how each stage feeds the next is essential for optimizing throughput and quality:

• ステージ 1 — 伸線: 銅またはアルミニウムの棒は、マルチダイ伸線機を使用して 8 mm から必要な線径 (細い撚線導体の場合は 0.32 mm) まで伸線されます。
• ステージ 2 — 座礁: の 撚り機 個々のワイヤを組み合わせてより線導体を形成します。 240 mm² の電源ケーブルの場合、それぞれ 2.87 mm のワイヤを 37 本、同心円状に 3 層で撚り合わせたものになります。
• ステージ 3 — 指揮者のスクリーニング (大規模): HV ケーブルでは、多くの場合、トリプル共押出システムの最初のヘッドで小型の 60 mm 押出機を使用して、半導体層が撚り線導体上に適用されます。
• ステージ 4 — 断熱材の押し出し: の ケーブル押出機 (または 大型ワイヤー押出機 HV ケーブルの場合）絶縁層を適用します。低電圧ケーブルの場合は 180 ～ 200 °C の PVC、中電圧および高電圧ケーブルの場合は 200 ～ 240 °C の XLPE です。
• ステージ 5 — ケーブル配線と外装: 複数の絶縁コアが一緒にケーブル接続され、その後、別のケーブル接続機械を使用して外装 (鋼線またはテープ) が適用されます。
• ステージ 6 — アウタージャケットの押し出し: あ final ケーブル押出機 機械的および環境的保護のために、外側の PVC、PE、または LSZH シースを適用します。

ケーブル押出機で加工される主な材料

絶縁材料の選択により、必要なケーブル押出機のタイプと加工パラメータが直接決まります。

表 4: ケーブル押出成形に使用される絶縁材料と、加工パラメータおよびターゲットのケーブル電圧クラス。

購入ガイド: 適切なマシンの選択方法

標準から選択する ケーブル押出機 、 a 撚り機 、 and a 大型ワイヤー押出機 次の 5 つの主要な基準によって決まります。

• 製品範囲: 生成する必要がある導体の最小断面積と最大断面積を定義します。 0.5 ～ 16 mm² 用に最適化されたマシンは 300 mm² ケーブルを効率的に配線できず、その逆も同様です。
• あnnual throughput target: 必要なkg/年を計算します。 PVC を 150 kg/h で稼働させる 90 mm 押出機は、2 シフトベースで年間約 1,200 トンを生産します。年間 5,000 トンが必要な場合は、150 mm 以上の機械が必要です。
• 断熱材: XLPE とゴムには、標準の PVC 押出機では提供できない特殊なスクリュー設計と CV チューブ システムが必要です。
• あutomation level: エントリーレベルのラインでは、手動による直径測定と速度調整が使用されます。インダストリー 4.0 対応ラインは、閉ループ PLC 制御を統合して、スクリュー速度、ライン速度、冷却をリアルタイムで調整し、壁厚 ±0.02 mm を維持します。
• 工場レイアウト: あ standard 60 mm extrusion line requires approximately 40×8 meters; a large scale HV line with CV tube needs a dedicated building of 400×20 meters or a purpose-built tower facility.

よくある質問

ケーブル押出機とワイヤー押出機の違いは何ですか?

この用語は多くの場合同じ意味で使用されますが、技術的には ワイヤー押出機 通常、最大 16 mm² までの個々の単線または細いより線をコーティングする機械を指します。 ケーブル押出機 マルチコアまたは外装ケーブルを扱う大規模システムを指します。実際には、同じ機械ハードウェアが両方に使用されることがよくあります。違いは、金型ツーリング、ライン速度設定、および下流の機器にあります。

より線機は一度に何本のワイヤを処理できますか?

これはマシンのタイプに完全に依存します。標準的なチューブラーストランダーハンドル 6～48 ボビン 、 producing conductors up to 61-wire configuration. Large planetary stranders for power cable can accommodate 最大 127 本の個別ワイヤ 同時に、断面積が 1,000 mm² を超える導体を製造します。

大規模ワイヤー押出機における CV チューブの目的は何ですか?

の 連続加硫（CV）チューブ これは加圧され加熱されたパイプであり、通常は窒素ガスが充填されており、新たに押し出された XLPE 絶縁ケーブルがクロスヘッドの直後を通過します。熱 (300 ～ 400 °C) と圧力 (8 ～ 12 bar) の組み合わせにより、化学架橋反応が引き起こされ、熱可塑性 XLPE が熱硬化性材料に変化します。架橋がないと、動作温度が上昇すると絶縁体が軟化し、高電圧で使用できなくなります。

1 つの押出ラインで PVC ケーブルと XLPE ケーブルの両方を製造できますか?

あ standard PVC extruder できない 大幅なアップグレードを行わずに XLPE を処理します。 XLPE には、汚染を防ぐために、より長い L/D 比 (PVC の 20:1 に対して 25:1 ～ 30:1) のスクリュー、窒素加圧 CV チューブ、およびクリーンルームグレードのポリマーハンドリングシステムが必要です。一部のメーカーはコンバーチブル ラインを提供していますが、XLPE 機能を追加する資本コストは、通常、スタンドアロン PVC ラインのコストの 3 ～ 6 倍になります。

大規模なワイヤー押出機はどのくらいの生産速度で動作しますか?

細線の場合は 50 ～ 2,000 m/min で動作する標準的なケーブル押出機とは異なり、 大型ワイヤー押出機s HV および EHV ケーブルの場合、通常ははるかに低い速度で動作します 0.5～15m/分 。これは制限ではなく必須です。大きな導体直径 (外径 200 ～ 400 mm) では、5 m/分でも膨大な質量処理量 (500 ～ 1,500 kg/h) に相当し、完全な架橋に十分な滞留時間を CV チューブに与えることができます。

完全なケーブル押出ラインにはどのくらいの長さが必要ですか?

あ compact building wire extrusion line (1.5–16 mm² PVC) fits in approximately 30～60メートル 。 60 メートルの CV チューブを備えた中電圧 XLPE ラインには、次のものが必要です。 150～250メートル 。 200 メートルのカテナリー CV チューブと統合された試験ステーションを備えた完全な EHV ケーブル押出ラインは、 400～600メートル 専用施設内に設置するか、敷地面積を節約するために 50 ～ 60 メートルのタワー構造に垂直に設置します。

結論

の異なる役割を理解する ケーブル押出機 、 撚り機 、 and 大型ワイヤー押出機 は、ワイヤおよびケーブルの製造施設を設計、アップグレード、または投資する人にとって不可欠です。各機械タイプは、導体の準備から絶縁塗布、ジャケットに至るまで、ケーブル製造の特定の段階に対応しており、適切な組み合わせは、対象製品範囲、処理量、絶縁材料、資本予算によって異なります。エネルギーインフラ、EV充電ネットワーク、データ伝送ケーブルに対する世界的な需要が拡大し続ける中、適切な押出および撚り合わせ技術への投資が戦略的な競争上の優位性をますます高めています。