menu górne dodaj do zakładek Kontakt Motocykle customowe
 PL  ENG

Maszyny do światłowodów


Profesjonalne maszyny do wprowadzanie i wdmuchiwania światłowodów i mikrokabli w rury typu wtórnik HDPE.


Budowa oraz konstrukcja maszyn typu MAH-3 jest opatentowana i stanowi wzór zastrzeżony jak i ochronny dla wyrobu.


Maszyny produkowane są w Polsce i posiadają deklarację zgodności CE. Prowadzimy serwis gwarancyjny i pogwarancyjny oraz szkolenia w zakresie obsługi maszyn. Największymi cechami maszyn typu MAH-3 jest niezawodność, wytrzymałość, uniwersalność i co najważniejsze osiągi podczas wprowadzania światłowodu w rury typu wtórnik. Przy ciśnieniu +- 6 atmosfer i wydajności 6-8 m3/min (krótkie odcinki) maszyna wprowadza około 100m światłowodu na minutę. Przy ciśnieniu 8-11 atmosfer i wydajności 10-11 m3/min (długie odcinki). Maszyna jest przystosowana do metody tłoczkowej i strumieniowej.

Wyposażenie maszyny:
- instrukcja obsługi
- deklaracja zgodności CE
- skrzynka narzędziowa
- trzy rodzaje rolek, łącznie 24 sztuki
- trzy rodzaje dysz do głowicy, łącznie 6 sztuk
- komplet zacisków do głowicy oraz podtrzymki
- komplet narzędzi do obsługi maszyny
- pistolet pneumatyczny służący do utrzymania czystości

Opis działania maszyny

Podajnik mechaniczny rolkowy

Kabel światłowodowy wprowadzany jest poprzez zespół rolek profilowych w zależności od rodzaju średnicy zewnętrznej kabla. Każda z rolek posiada napęd mechaniczny, który jest przenoszony przez koła zębate oraz łańcuch. Aby zapobiec ślizganiu się kabla przy występujących oporach, które występują przy wprowadzaniu światłowodu na długich odcinkach i zakrętach występujących po drodze na rolkach zastosowaliśmy powierzchnię chropowatą oraz poprzeczne tzw. molety. Rolki wygniatają na płaszczyźnie zewnętrznej kabla poprzeczne zagłębienia zwiększające wydatne siły ciągnące kabel, oraz wspomagające kabel przy jednoczesnym podawanym przez głowicę sprężonym powietrzu. Siłą napędową układu mechanicznego zespołu rolek jest motoreduktor pneumatyczny. Wspomaganiem procesu wprowadzania światłowodu w rury typu wtórnik oprócz podajnika mechanicznego znajduje się głowica, w którą podawane jest sprężone powietrze. Metodę tą możemy nazwać metodą tłoczkową. Na początku kabla zamontowany jest tłoczek, który dość szczelnie przylega do ściany rury osłonowej i poddany naporowi sprężonego powietrza powoduje powstanie siły ciągnącej kabel. Głowica jest tzw. turbiną niezawodnego podajnika mechanicznego. Każda maszyna posiada na każdą średnicę kabla komplet dysz oraz rolek. Maszyna jest dostosowana na wszystkie rodzaje światłowodów i mikrokabli.

Modernizacja maszyny do mikrokabli





Najważniejsze informacje dotyczące technologii wprowadzania światłowodu i mikrokabli w rury typu wtórnik HDPE.


Aby wdmuchnąć kabel musimy wywrzeć na niego siłę, która pokona jego ciężar oraz opory tarcia o ściankę rury wtórnej. Sytuacja w dużym uproszczeniu wygląda tak, jak na rys 1.


Rys.1 Siły działające na kabel


Kabel tak długo będzie przemieszczał się w rurze, dopóki siła tarcia nie zrównoważy sumy sił ciągnącej i pchającej.


 

Rys.2 Rozkład sił w rurze prostej

Siła tarcia opisana jest równaniem :

F= m * l * g * u

Gdzie:

m - masa właściwa kabla, l - długość kabla , g- stała grawitacyjna , u - współczynnik tarcia

I tak przykładowo : dla kabla o długości 2000 m o masie właściwej 0,2 kg/m i współczynniku tarcia 0,08

F=0,2 kg/m * 2000m * 9,81 m/s2 * 0,08 = 314 N

Czyli do pokonania siły tarcia przy wdmuchiwaniu kabla na odległość 2000m potrzebna jest siła ok. 30 kG. Oczywiście przy założeniu że rura jest na całej długości prosta.

Jako, że rura tak jaki życie nigdy nie jest prosta , musimy rozpatrzeć przypadek rozkładu sił w wygiętej rurze. Przedstawiono to na rys 3. Siła działająca na kabel za łukiem o kącie a Wynosi : F2 = F1 * eam

Gdzie e to podstawa logarytmu naturalnego , a u - współczynnik tarcia.

eam dla łuku 30° wynosi 1,04

eam dla łuku 60° wynosi 1,09

eam dla łuku 90° wynosi 1,13

Rys. 3 Rozkład sił w rurze wygiętej


I tak dla łuku 90° Siła przed łukiem wynosi na przykład 500 N a za łukiem 565 N .Czyli jest o 13% większa. Warto o tym pamiętać przy planowaniu trasy kabla. Należy pamiętać jeszcze o tym , że przy wyliczeniach przyjęliśmy dynamiczny układ występujących zjawisk. Kabel przemieszcza się w rurze z dość znaczną prędkością, z reguły ok. 60 m/min. przypadku zatrzymania kabla i próbie ponownego wprowadzenia go w ruch będziemy mieli do czynienia z tarciem statycznym, które jest prawie dwukrotnie większe.



 

Rys.4 Metoda tłoczkowa


Znając już opory, zastanowimy się jakie siły i skąd pochodzące pozwalają nam na ruch kabla do przodu.

Możemy wyróżnić dwie podstawowe metody wdmuchiwania kabla : metodę tłoczkową i metodę strumieniową. Przy metodzie tłoczkowej na początku kabla zamocowany jest tłoczek który dość szczelnie przylega do ścianek rury osłonowej , i poddany naporowi sprężonego powietrza powoduje powstanie siły ciągnącej kabel. Przy metodzie strumieniowej nie ma tłoczka i siła ciągnąca pochodzi od tarcia przepływającego powietrza o powierzchnię zewnętrzną kabla.

Wdmuchiwanie metodą tłoczkową przedstawione jest schematycznie na rys.4

Siła powstająca na tłoczku opisana jest równaniem

F = (D2 - d2) * p/4 * P

Gdzie F - siła ciągnąca, D - średnica wewnętrzna rury, d - średnica zewnętrzna kabla, P - ciśnienie powietrza , a właściwie nadciśnienie ( Częsty błąd przy obliczaniu polega na tym, że jeżeli manometr pokazuje ciśnienie 10 bar, to taka wartość przyjmuje się do obliczeń. A przecież przed tłoczkiem panuje ciśnienie atmosferyczne czyli ok. 1 bar. Należy o tym pamiętać i przyjmować do obliczeń wartość o 1 bar mniejszą niż wskazania manometru na sprężarce).

Przykładowo dla rury "czterdziestki" D wynosi 32 mm d kabla 16 mm i nadciśnienie 7 bar daje nam siłę ok. 420 N czyli ca 40 kG.

Jak widać ze wzoru, wartość siły będzie tym mniejsza, im mniejsza różnica między średnicą wewnętrzną rury, a średnicą kabla. Przy małych rurach i grubych kablach lepiej stosować jest metodę strumieniową. Rozkład sił pokazany jest na rys.5

Siła ciągnąca kabel jest wyrażona wzorem

F = n/4 * d * (D - d) * P/T * L

Gdzie : F - Siła działająca na kabel , P - nadciśnienie na kompresorze , d - średnica zewnętrzna kabla , D - średnica wewnętrzna rury wtórnej, T - długość trasy, L - długość kabla.. Dla średnic 32 i 16 mm oraz długości trasy i kabla 2000 m daje to wartość około 180 N .

Oprócz sił ciągnących mamy jeszcze siłę pchającą kabel, pochodzącą od mechanicznego podajnika Wdmuchiwarki. Wartość tej siły w zależności od modelu maszyny i sztywności kabla wynosi od 500 do 2000 N.

I na tym skończymy rozważania teoretyczne , które są na pewno pomocne przy zrozumieniu istoty procesu wdmuchiwania i pomagają podjąć różne decyzje, ale należy pamiętać , że rzeczywistość jest znacznie bardziej skomplikowana , i czynników decydujących o powodzeniu przy tej technologii jest dużo , dużo więcej.


Rys.5 Rozkład sił przy wdmuchiwaniu strumieniowym


Z grubsza możemy podzielić je na trzy grupy:

1. zależne od materiałów , czyli kabla, rur wtórnych ,złączek , płynu poślizgowego

2. zależne od sprzętu, czyli wdmuchiwarki, sprężarki, przewodów powietrznych , odwijaków kabla , dodatkowych głowic itp.

3. zależne od warunków zewnętrznych , czyli od przebiegu trasy kabla, sposobu ułożenia rur wtórnych, pogody, temperatury itp.

Podstawowym sprzętem jest sprężarka. Minimalne wymagania to ciśnienie powietrza 8 bar i wydatek 8 m3/min. , a dla metody strumieniowej wydatek 11 m3/min. Sprężarka nie powinna być zbyt duża i ciężka , aby nie utrudniać manewrowania. Pożądane jest , aby sprężarka była wyposażona w osuszacz powietrza oraz chłodnicę powietrza. Niedopuszczalne jest aby powietrze było zaolejone. Przewody powietrzne łączące kompresor z nadmuchiwarką muszą mieć odpowiednią do ciśnienia wytrzymałość , powinny być elastyczne i co najważniejsze mieć złącza gwarantujące trwałe i bezpieczne połączenie oraz nie dławiące przepływu powietrza.

Wdmuchiwarka, czyli bardziej elegancko "przyrząd do mechaniczno-pneumatycznego wdmuchiwania kabli" to serce każdego systemu do wdmuchiwania.


 

Rys.6 Schemat wdmuchiwarki


 

Wdmuchiwarka składa się przede wszystkim z głowicy wdmuchującej oraz podajnika.

Głowica wdmuchująca jest to przyrząd, w którym dzięki systemowi uszczelnień oraz dyszom sprężone powietrze wprowadzane jest wraz z kablem do rury osłonowej, wywołując jego ruch postępowy. Bardzo ważny jest dobór materiału uszczelnień, tak aby nie wywoływały one nadmiernego tarcia o płaszcz kabla. Istotna jest również geometria dysz, odpowiednio kształtująca przepływ strugi powietrza, niedopuszczając do powstawania szkodliwych zawirowań. Łatwość dostosowywania osprzętu głowicy do średnicy wdmuchiwanego kabla decyduje o szybkości i komforcie pracy obsługi.

Ważne jest , aby kabel podawany do wdmuchiwarki mógł swobodnie odwijać się z bębna a jednocześnie aby nie dopuścić do nadmiernej prędkości bębna, co może doprowadzić do splątania i uszkodzenia kabla. Bębny powinny być umieszczane na łożyskowanych osiach na specjalnych stojakach lub przyczepach wyposażonych w hamulec pozwalający kontrolować prędkość odwijania.

Wartym omówienia urządzeniem jest tzw. karuzela. Jeśli mamy na bębnie 3 000 m kabla, to na pewno nie uda się ich wdmuchnąć w jednym kierunku przy użyciu jednej maszyny. Wdmuchujemy więc około 1500 m a następnie pozostałą długość przy użyciu podajnika wdmuchiwarki wprowadzamy do specjalnego kosza z ramieniem układający kabel. To jest właśnie karuzela. Następnie po odwróceniu wdmuchiwarki i pobieraniu kabla z kosza wdmuchujemy resztę długości w drugą stronę.

W celu zwiększenia zasięgu wdmuchiwania można kaskadowo połączyć kilka wdmuchiwarek, lub wdmuchiwarkę i głowice dodatkowe tzw "cable booster". Wymaga to jednak także zastosowania większej ilości kompresorów.Rys.7

Rys.7 Wdmuchiwanie kaskadowe


Zasięg wdmuchiwania ze względu na przebieg trasy kabla może zmienić się bardzo mocno. Każdy łuk powoduje skrócenie odległości. Także wdmuchiwanie pod górę zmniejsza zasięg.

Wysoka temperatura otoczenia, szczególnie jeśli kompresor nie jest wyposażony w chłodnicę powietrza powoduje podgrzanie kabla, a w konsekwencji zmniejszenie jego sztywności co zmniejsza wydajność dopychania. Także mniejsza gęstość gorącego powietrza obniża wartość siły ciągnącej kabel. Wysoka temperatura obniża także skuteczność działania płynu poślizgowego.

Wysoka wilgotność powietrza w temperaturach kilku stopni powyżej zera może spowodować znaczne komplikacje. Rozprężające się w silniku pneumatycznym powietrze obniża gwałtownie swoją temperaturę co prowadzi do zamarznięcia zawartej w nim pary wodnej i oblodzenia , a konsekwencji zablokowania silnika. Może dojść także do oblodzenia wnętrza głowicy wdmuchującej. Zalecane jest więc stosowanie osuszaczy powietrza.

Opisy technologii wprowadzania światłowodów opracowała firma GAMM-BUD Sp. z o.o. Szczecin, ul. Harnasiów 4, za co jesteśmy bardzo wdzięczni.