CN101593580B - 一种电力电缆缠绕固定张紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电力电缆缠绕固定张紧装置，该装置包括一个定滑轮组、一个缆芯控制装置和一个缆芯梳理装置。所涉及的定滑轮组或线缆芯控制装置的滑轮在线缆芯的运动拉力驱动下转动，当某路线缆芯存在松弛状态时，可自动或人工通过该路操作手柄控制线缆芯的张紧状态和张紧力度，使得线缆芯位于缆芯缠绕机之前的一段线缆芯始终处于合适的张紧状态。由于发明的减速原理是利用滑轮的滚动摩擦原理设计的，因此，本发明不会对线缆芯本身产生任何不良影响。

Description

一种电力电缆缠绕固定张紧装置

技术领域

本发明属于电缆制造技术领域，具体涉及一种电力电缆缠绕固定张紧装置。

背景技术

近年来，随着社会的进步，人们物质和精神生活质量的提高，社会的电力事业在飞速发展，社会对电缆的的需求越来越大，大功率电缆更是大型电网的迫切需求；在生产大功率电缆过程中，由于每股线缆芯强度大、硬度高、柔软性差，在某些情况下存在扭曲或松弛现象，需要人工干预才能让每股线缆芯顺利进入缠绕机入口，浪费了人力物力。特别是在线缆芯盘将要更换时，剩余的小量线缆芯将耗费更多的人力。因此，在大功率电缆生产过程中，迫切需要把工人从耗时耗力的人工操作中解脱出来。

发明内容

综上所述，本发明设计了既能满足电缆生产的使用要求，又能节省人力的电力电缆缠绕固定张紧装置，该装置包括一个定滑轮组、一个缆芯控制装置和一个缆芯梳理装置。本发明所涉及的定滑轮组或线缆芯控制装置的滑轮在线缆芯的运动拉力驱动下转动，当某路线缆芯存在松弛状态时，可自动控制线缆芯的张紧状态和张紧力度，使得位于缆芯梳理装置和缆芯缠绕机之间的线缆芯始终处于合适的张紧状态。

定滑轮组包含若干定滑轮、若干定滑轮轴、若干定滑轮支架、若干定滑轮固定螺栓和两个定滑轮底座；定滑轮轴用来支撑定滑轮的旋转，定滑轮支架用来固定定滑轮，其侧面有若干方形凹孔，定滑轮轴可插入此凹孔内，定滑轮轴两端可由定滑轮螺栓固定；底座由接地螺栓与地面相连，对整个定滑轮组起固定作用；定滑轮组用来控制输入缆芯的方向，以便让线缆芯以恰当的角度进入缆芯控制装置。

缆芯控制装置由若干缆芯控制单元、一个基座和一组机械支架组成；缆芯控制单元的下部安装在基座上，并由一组机械支架支撑；缆芯控制单元包括一个操作面板、一个传动与控制装置、一个螺杆、一个螺母套件、一个凸起滑轮、一个凸起滑轮轴、一个凹形滑轮、一个凹形滑轮轴、一个减速装置、若干紧固螺栓、一组支架臂和支架横梁；操作面板固定在传动与控制装置的上方，包括操作手柄和操作盘；传动与控制装置下方连接螺杆，传动与控制装置是缆芯控制单元的控制核心，其包括操作板接口、控制单元、齿轮传动装置、步进电机和螺杆连接装置，控制单元根据操作面板上的操作手柄的位置和压力传感器传来的数据控制步进电机的运行，步进电机在控制单元传来的指令控制下进行正转或反转，通过齿轮传动装置，使螺杆正转或反转，螺杆连接装置固定螺杆的上端，使螺杆和齿轮传动装置的齿轮咬合；螺杆和螺母套件咬合，螺母套件固定在支架的顶端，螺杆的另一端固定在减速装置上；凸起滑轮内安装有轴承；凸起滑轮轴用来辅助支撑凸起滑轮的旋转，其两端分别卡在支架臂上部的卡槽内，位置固定后由紧固螺栓固定；凹形滑轮内亦安装有轴承，轴承的外圈和凹形滑轮贴合在一起，轴承内圈和凹形滑轮轴贴合在一起，内外圈通过滚珠传动；凹形滑轮轴用来支撑凹形滑轮的旋转，其两端分别由拧在支架臂上的紧固螺栓固定在支架臂下部；缆芯控制单元的支撑机构包含两个支架臂、若干横梁和若干紧固螺栓。支架臂上部有一个卡槽，用来固定凸起滑轮轴，支架臂下部有若干凹孔，用来固定凹形滑轮轴，可根据实际情况选择适当的凹孔固定凹形滑轮轴，当紧固螺栓固定完毕后，凹形滑轮轴不可在支架臂上移动；减速装置是用于减缓或停止凸起滑轮转动的机械装置，其包含螺杆紧固栓、压力传感器、弹簧、橡皮垫、螺杆紧固件、顶杆和顶杆套；螺杆紧固栓下部嵌在减速装置内，上部固定螺杆；顶杆套固定在减速装置内，其下部外边缘通过压力传感器连接到弹簧上，其内部可让顶杆进出；顶杆下部连接螺杆紧固件，螺杆紧固件是固定在凸起滑轮轴上的机械紧固器件，减速装置内部有一橡皮垫，当减速装置随螺杆向下运动时，在压力作用下，橡皮垫可与凸起滑轮充分接触，使凸起滑轮减速或停止运动。

在控制单元的控制下，当螺杆按顺时针或逆时针方向旋转时，由于螺母套件固定，因此，在螺杆转动时，螺杆向上或向下移动，同时，减速装置向上或向下移动，当减速装置向下移动到一定距离时，凸起滑轮在摩擦力的作用下减速或停止转动，此时，压力传感器传回给控制单元压力数据，当压力达到一定值时，控制单元将控制步进电机停止工作，此时，根据压力数据，控制单元将控制步进电机停止工作。，此时，根据压力传感器发来的数据和操作手柄的位置，控制单元可反方向控制步进电机，使得步进电机继续工作，从而使螺杆向上移动。

缆芯梳理装置主要功能是使线缆芯在通过缆芯控制装置后进行梳理和缓冲，起减缓线缆芯张力的作用。

该装置与传统作业流程相比，具有以下3方面的优点：

(1)结构简单，操作方便；

(2)运行稳定可靠，确保生产安全；

(3)由单片机控制，减少人工干预。

本发明所涉及的定滑轮组或线缆芯控制装置的滑轮是在线缆芯的运动拉力驱动下转动的，这些滑轮本身没有自主动力转动，当某路线缆芯存在松弛状态时，操作员可以通过操作该路的操作手柄控制线缆芯的张紧状态和张紧力度，使得线缆芯位于缆芯梳理装置和缆芯缠绕机之间的线缆芯始终处于合适的张紧状态。由于本装置的减速原理是利用滑轮的滚动摩擦原理进行设计的，因此，本装置不会对线缆芯本身产生任何不良影响。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式进一步说明本发明。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的缆芯控制单元结构示意图。

图3为本发明缆芯控制单元的减速装置结构示意图。

图4为本发明缆芯控制单元的传动与控制装置示意图。

图5为本发明定滑轮组和缆芯控制装置相对位置关系示意图。

图6为本发明定滑轮组示意图。

图中，1.定滑轮组；2.缆芯控制装置；3.缆芯梳理装置；4.缆芯缠绕机；5.缠绕电缆；6.传动与控制装置；7.操作面板；8.凸起滑轮；9.凹形滑轮；10.基座；11.线缆芯；12.定滑轮；13.定滑轮支架；14.机械支架；15.缆芯控制单元；16.减速装置；17.凸起滑轮轴；18.凹形滑轮轴；19.螺母套件；20.螺杆；21.紧固螺栓；22.支架臂；23.支架横梁；24.轴承；25.轴承内圈；26.轴承外圈；27.滚珠；28.支架臂上部；29.支架臂下部；30.顶杆套；31.橡皮垫；32.螺杆紧固栓；33.压力传感器；34.弹簧；35.螺杆紧固件；36.顶杆；37.操作板接口；38.控制单元；39.步进电机；40.螺杆连接装置；41.齿轮传动装置；42.操作手柄；43.操作盘；44.定滑轮固定螺栓；45.定滑轮底座；46.定滑轮轴；47.接地螺栓。

具体实施方式

参阅图1所示，本发明所涉及的电力电缆缠绕固定张紧装置包括一个定滑轮组(1)、一个缆芯控制装置(2)和一个缆芯梳理装置(3)。在线缆芯(11)的运动拉力驱动下，线缆芯(11)从线缆盘开始，经过定滑轮组(1)、缆芯控制装置(2)和缆芯梳理装置(3)，向缆芯缠绕机方向移动，最后形成缠绕电缆(5)，在线缆芯(11)通过缆芯梳理装置(3)前，线缆芯(11)在某种情况下可存在松弛状态，影响线缆缠绕，当某路线缆芯(11)存在松弛状态时，可自动或人工通过该路操作面板(7)控制线缆芯的张紧状态和张紧力度，使得位于缆芯梳理装置(3)和缆芯缠绕机(4)之间的线缆芯(11)始终处于合适的张紧状态。

定滑轮组(1)位于缆芯控制装置(2)的前部，通过线缆芯(11)连接，其包括若干定滑轮(12)和定滑轮支架；缆芯控制装置(2)位于缆芯梳理装置(3)的前部，通过线缆芯(11)连接，其包括若干缆芯控制单元(15)、一个机械支架(14)和一个基座(10)；缆芯控制单元(15)固定在机械支架(14)内，当线缆芯(11)移动时，拉力将带动凸起滑轮(8)和凹形滑轮(9)旋转，如果在线缆缠绕过程中，线缆芯(11)松弛，人工可控制操作面板(7)使得传动与控制装置(6)动作，从而迫使凸起滑轮(8)减缓转动速度或停止转动使得线缆芯(11)绷紧。

参阅图2所示，本发明所涉及的缆芯控制单元(15)包括一个操作面板(7)、一个传动与控制装置(6)、一个螺杆(20)、一个螺母套件(19)、一个凸起滑轮(8)、一个凸起滑轮轴(17)、一个凹形滑轮(9)、一个凹形滑轮轴(18)、一个减速装置(16)、若干紧固螺栓(21)、一组支架臂(22)和支架横梁(23)；操作面板(7)固定在传动与控制装置(6)的上方；传动与控制装置(6)下方连接螺杆(20)，传动与控制装置(6)是缆芯控制单元(15)的控制核心，根据操作面板(7)的输入指令和压力传感器(33)传来的数据控制缆芯控制单元(15)正常工作；螺杆(20)和螺母套件(19)咬合，螺杆(20)上端与传动与控制装置(6)连接，螺杆(20)的另一端固定在一个减速装置(16)上；螺母套件(19)固定在缆芯控制单元(15)的支架上；凸起滑轮(8)内安装有轴承(24)，轴承(24)包含轴承内圈(25)、滚珠(27)和轴承外圈(26)，轴承外圈(26)和凸起滑轮(8)贴合在一起，轴承内圈(25)和凸起滑轮轴(17)贴合在一起，内外圈通过滚珠(27)传动；凸起滑轮轴(17)用来辅助支撑凸起滑轮(8)做旋转运动，其两端分别卡在支架臂上部(28)的卡槽内，位置固定后由紧固螺栓(21)固定；凹形滑轮(9)内亦安装有轴承(24)，轴承外圈(26)和凹形滑轮(9)贴合在一起，轴承内圈(25)和凹形滑轮轴(18)贴合在一起；凹形滑轮轴(18)用来支撑凹形滑轮(9)的旋转，其两端分别由紧固螺栓(21)固定在支架臂下部(29)；缆芯控制单元的机械支撑机构包含若干支架臂(22)、若干支架横梁(23)和若干紧固螺栓(21)。支架臂上部(28)有一个卡槽，用来固定凸起滑轮轴(17)，支架臂下部(29)有若干凹孔，用来固定凹形滑轮轴(18)，可根据实际情况选择适当的凹孔固定凹形滑轮轴(18)，当紧固螺栓(21)固定完毕后，凸起滑轮轴(17)和凹形滑轮轴(18)不可在支架臂(22)上移动；减速装置(16)的上部固定在螺杆(20)的下端，减速装置(16)的下部和凸起滑轮轴(17)相连，当减速装置(16)随螺杆(20)向下运动时，在压力作用下，减速装置(16)可使凸起滑轮(8)减速或停止运动。

参阅图3所示，本发明所涉及的缆芯控制单元(15)的减速装置(16)用于减缓或停止凸起滑轮(8)转动的机械装置，其包括螺杆紧固栓(32)、压力传感器(33)、弹簧(34)、橡皮垫(31)、螺杆紧固件(35)、顶杆(36)和顶杆套(30)；螺杆紧固栓(35)下部嵌在减速装置(16)内，上部固定螺杆(20)；顶杆套(30)固定在减速装置(16)内，其下部外边缘通过压力传感器(33)连接到弹簧(34)上，其内部可让顶杆(36)进出；压力传感器(33)负责测试弹簧(34)和顶杆套(30)之间的压力，测试后的数据经过控制单元(38)计算后得到橡皮垫(31)和顶杆套(30)之间的压力数据，后者为控制单元(38)提供决策支持；顶杆(36)下部连接螺杆紧固件(35)；螺杆紧固件(35)是固定在凸起滑轮轴(17)上的机械紧固器件，减速装置(16)内部有一橡皮垫(31)，当减速装置(16)随螺杆(20)向下运动时，在压力作用下，橡皮垫(31)可与凸起滑轮(8)充分接触，使凸起滑轮(8)减速或停止运动。

参阅图4所示，本发明所涉及的缆芯控制单元(15)的传动与控制装置(6)包括操作板接口(37)、控制单元(38)、齿轮传动装置(41)、步进电机(39)和螺杆连接装置(40)，控制单元(38)根据操作面板(7)上的操作手柄(42)的位置和压力传感器(33)的压力数据控制步进电机(39)的运行，步进电机(39)在控制单元(38)传来的指令控制下进行正转或反转，通过齿轮传动装置(41)，使螺杆(20)正转或反转，螺杆连接装置(40)固定螺杆(20)的上端，使螺杆(20)和齿轮传动装置(41)的齿轮咬合。结合图2、图3和图4可已看出，在控制单元(38)的控制下，当螺杆(20)按顺时针或反时针方向旋转时，由于螺母套件(19)固定，因此，在螺杆(20)转动时，螺杆(20)向上或向下移动，同时，减速装置(16)向上或向下移动，当减速装置(16)向下移动一定距离时，凸起滑轮(8)在摩擦力的作用下减速或停止转动，此时，压力传感器(33)传回给控制单元(38)压力数据，当压力达到一定值时，控制单元(38)将控制步进电机(39)停止工作，此时，根据压力传感器(33)发来的数据和操作手柄(42)的位置，控制单元(38)可反方向控制步进电机(39)，使得步进电机(39)继续工作，从而使螺杆(20)向上移动。

参阅图5所示，本发明所涉及的定滑轮组(1)中的任一定滑轮和缆芯控制装置(2)中的相对应缆芯控制单元(15)位置关系是相互关联的，由定滑轮(12)和线缆芯(11)所构成的位于定滑轮(12)的下部切点用A表示，由凸起滑轮(8)和凹形滑轮(9)所构成的连接切点用B表示，则直线AB与水平线所构成的夹角γ应该在满足下列不等式：

γ＞0°且γ＜90°

参阅图6所示，本发明所涉及的缆芯控制单元(15)的操作面板(7)包括操作手柄(42)和操作盘(43)，操作手柄(42)可通过人工方式进行移动，若操作手柄(42)位于操作盘(43)的左半部分，步进电机(39)反转，螺杆(20)在步进电机(39)的带动下逆时针转动；若操作手柄(42)位于操作盘(43)的右半部分，步进电机(39)正转，螺杆(20)在步进电机(39)的带动下顺时针转动。若操作手柄(42)位于操作盘(43)的中间位置0，步进电机(39)停止转动，螺杆(20)亦停止转动。

参阅图7所示，本发明所涉及的定滑轮组(1)包含若干定滑轮(12)、若干定滑轮轴(46)、若干定滑轮支架(13)、若干定滑轮固定螺栓(44)和两个定滑轮底座(45)；定滑轮轴(46)用来支撑定滑轮(12)的旋转，定滑轮支架(13)用来固定定滑轮(12)，其侧面有若干方形凹孔，定滑轮轴(46)可插入此凹孔内，定滑轮轴(46)两端可由定滑轮螺栓(44)固定；底座(45)由接地螺栓(47)与地面相连，对整个定滑轮组(1)起固定作用；定滑轮组(1)用来控制线缆芯(11)的输入方向，以便让线缆芯(11)以恰当的角度进入缆芯控制装置(2)。

本发明所述的电力电缆缠绕固定张紧装置安全方便，清洗保养容易，节能、环保、无噪音、方便使用。

Claims (2)

1.一种电力电缆缠绕固定张紧装置，其包括一个定滑轮组、一个缆芯控制装置和一个缆芯梳理装置，其特征是：当某路线缆芯存在松弛状态时，自动控制线缆芯的张紧状态和张紧力度，使得位于缆芯梳理装置和缆芯缠绕机之间的线缆芯始终处于张紧状态；

所述定滑轮组包含若干定滑轮、若干定滑轮轴、若于定滑轮支架、若干定滑轮固定螺栓和两个定滑轮底座；

所述定滑轮组用来控制输入缆芯的方向，其可使线缆芯以恰当的角度进入缆芯控制装置；

所述缆芯控制装置包含若干缆芯控制单元、一个基座和一组机械支架；

所述缆芯控制单元包括一个操作面板、一个传动与控制装置、一个螺杆、一个螺母套件、一个凸起滑轮、一个凸起滑轮轴、一个凹形滑轮、一个凹形滑轮轴、一个减速装置、若干紧固螺栓、一组支架臂和支架横梁；所述操作面板固定在传动与控制装置的上方，所述传动与控制装置下方连接螺杆，螺杆下端连接在减速装置上；

所述传动与控制装置包括操作板接口、控制单元、齿轮传动装置、步进电机和螺杆连接装置；

所述减速装置包含螺杆紧固栓、压力传感器、弹簧、橡皮垫、螺杆紧固件、顶杆和顶杆套；

所述控制单元根据操作面板上的操作手柄的位置和压力传感器传来的数据控制步进电机的运行，所述步进电机在控制单元传来的指令控制下进行正转或反转，通过齿轮传动装置，使螺杆向上或向下移动，当减速装置随螺杆向下运动时，在压力作用下，橡皮垫可与凸起滑轮充分接触，使凸起滑轮减速或停止运动。

2.根据权利要求1所述的电力电缆缠绕固定张紧装置，其特征是：所述凸起滑轮在摩擦力的作用下减速或停止转动时，所述压力传感器传回给控制单元压力数据，当压力达到一定值时，控制单元将控制步进电机停止工作。

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