CN103177823A - 联锁铠装成型模具及工艺 - Google Patents

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本发明提供了一种联锁铠装成型模具及工艺，所述联锁铠装成型模具包括一对轧辊以及导轨，所述轧辊分为固定轧辊和调节轧辊，所述导轨沿着一对轧辊相啮合的延伸线方向设置，所述导轨中间具有通道，导轨远离轧辊的端部具有开口朝向轧辊的成形钩部。一种联锁铠装的加工工艺，包括如下步骤：金属带经过主动进给的轧辊预成型后，经过导轨通道，然后经过导轨端部的成形钩部铠装到缆芯上。本发明通过对轧辊各个成型角度的调整，反复验证，令金属带成形自然、过渡平缓，达到良好的铠装效果，既能满足试验冲击的需要，保证产品质量，同时降低生产过程的难度。

Description

联锁铠装成型模具及工艺
技术领域
本发明属于电缆设备技术领域，具体地说，涉及一种联锁铠装成型模具及工艺。
背景技术
在市场的推动下，随着电力线网对电缆性能的要求越来越高，金属带铠装电缆（MC电缆）适应了市场发展的需要，MC电缆即Metal-Clad Cable，电缆外层为金属带铠装层，内部为线芯，电压等级为600V或2000V，为圆形成缆结构，线芯使用UL66(装置线)、UL83（热塑性电线电缆）、UL44（热固性电线电缆），标称截面18AWG~2000kcmil，耐温等级75℃~200℃。成品电缆的外层为有一层连锁铠装金属带组成的铠装层，铠装层应从头至尾包覆成缆线芯，不能使成缆线芯暴露在空气中，铠装层直接决定了电缆的性能。联锁铠装是金属带经模具轧制后绕包而形成封闭的联锁锁扣，其结构形式如图1所示。
但是，目前的联锁铠装成型模具加工的MC电缆不能满足电缆抗冲击、耐弯曲性能的要求，主要存在以下缺陷，1、成型模具的累计误差太大易导致铠装成型不好，或者主动进给金属带的关系调整不好，造成金属带堆积或者断带现象；2、铠装的外观不好，易产生尖锐部位，在铺设电缆时绝缘性不能够保证。
发明内容
本发明的目的是解决上述问题和不足，提供了一种联锁铠装成型模具及工艺，采用本发明的联锁铠装成型模具生产得到的联锁铠装满足了电缆抗冲击、耐弯曲性能要求。
为解决上述技术问题，一方面，本发明提供了一种联锁铠装成型模具，包括一对轧辊以及导轨，所述轧辊分为固定轧辊和调节轧辊，所述导轨沿着一对轧辊相啮合的延伸线方向设置，所述导轨中间具有通道，导轨远离轧辊的端部具有开口朝向轧辊的成形钩部。
进一步地，所述固定轧辊和调节轧辊的轮径均为150-180mm，其工作的节圆半径相同。
其中，所述固定轧辊的外圆周面的中央具有围绕外圆周一圈的凹陷部，所述凹陷部的宽度比通用金属带宽度多出0.1~0.2mm；国际通用金属带带宽9.5mm，12.7mm，25.4mm；
所述凹陷部的底部具有纵截面为梯形的凸起牙，凸起牙的两侧分别为第一凹部和第二凹部，其中第一凹部的开口大于第二凹部；
其中，凸起牙的高度为2~3mm；凸起牙的梯形截面临近第一凹部的底角N 30°~35°，第一凹部远离凸起牙的底角 105°~108°， 第二凹部临近凸起牙的底角110°~115°。
进一步地，所述调节轧辊的轮缘外轮廓形状与所述凹陷部形状相适配，分别具有与凸起牙相适配的纵截面为梯形的凹陷牙、与第一凹部相适配的第一凸牙、与第二凹部相适配的第二凸牙，所述调节轧辊的轮缘宽度与所述固定轧辊的凹陷部相适配，调节轧辊的轮缘嵌入所述凹陷部中；
其中，凹陷牙的深度为2~3mm；所述凹陷牙的梯形截面临近第一凸牙的底角 145°~148°，第二凸牙临近凹陷牙的底角60°~65°。
其中，所述导轨的通道顶面至底面的距离为4~6mm，通道横截面形状如下：顶面为平面，底面为梯形突起，顶面至底面的距离即顶面平面至底面梯形突起的上平面的距离。轧辊之间的间隙为0.4-0.45mm，通常金属带厚度0.5mm，轧辊之间的间隙比金属带厚度约小0.1mm。
其中，所述导轨临近轧辊的端部为锥形，使得通道尽量接近轧辊，便于预成型的金属带尽早进入导轨的通道中。
另一方面，本发明还提供了一种联锁铠装的加工工艺，包括如下步骤：金属带经过主动进给的轧辊预成型后，经过导轨通道，然后经过导轨端部的成形钩部铠装到缆芯上。
所述金属带采用铝带或铝镁合金带。
依据产品外形设计轧辊形状，借助电脑绘图工具设计轧辊，对理想图形进行加工制作，进而试制样品MC电缆，然后对样品MC电缆进行抗拉、抗冲击试验（均需满足UL1569试验要求），对实验指标进行分析，反过来指导轧辊设计，周而复始，反复试验，轧辊最终定型。   
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：采用本发明所述的联锁铠装成型模具加工的联锁铠装包覆到电缆上后，电缆的质量满足安全、防锈、抗冲击、抗弯曲的特殊要求，极大的提高了使用系统运行的安全性和可靠性。MC电缆在耐锈蚀性、安全性、耐砸压、弯曲等使用特性都有优异表现，满足了美国电力线网的运行要求。而且加工工艺完善，加工难度降低。
附图说明
图1是联锁铠装的结构示意图；
图2是本发明所述联锁铠装成型模具具体实施例的结构示意图；
图3是固定轧辊的半剖结构示意图；
图4是图3的I处的局部放大图；
图5是调节轧辊的半剖结构示意图；
图6是图5的II处的局部放大图；
图7是采用本发明的联锁铠装成型模具铠装电缆的结构示意图；
图中的箭头方向代表工作运动方向。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明以加工带宽9.5mm，厚度0.5mm的国际通用金属带的联锁铠装成型模具为例，具体说明本发明的详细结构。
参考图2所示，一种联锁铠装成型模具，包括一对轧辊1、2以及导轨3，轧辊分为固定轧辊1和调节轧辊2，导轨3沿着一对轧辊相啮合的延伸线方向设置，即固定轧辊1和调节轧辊2配合后，两者之间啮合的切线方向即是导轨3设置的方向，经过轧辊压制后的金属带进入导轨3中，导轨3中间具有通道31，导轨3远离轧辊的端部具有开口朝向轧辊的成形钩部32，导轨3临近轧辊的端部为锥形33，使得导轨3的通道31尽量接近轧辊，便于预成型的金属带尽早进入导轨3的通道31中。
固定轧辊1和调节轧辊2的轮径D均为150mm，其工作的节圆直径相同，节圆直径为149mm。
如图3和4所示，固定轧辊1的外圆周面的中央具有围绕外圆周一圈的凹陷部11，凹陷部11的宽度B比通用金属带宽度多出0.1mm, 金属带带宽9.5mm，即凹陷部11的宽度B为 9.6mm。
凹陷部11的底部具有纵截面为梯形的凸起牙111，凸起牙111的两侧分别为第一凹部112和第二凹部113，其中第一凹部112的开口大于第二凹部113；
其中，凸起牙111的高度A为2mm；凸起牙111的梯形截面临近第一凹部112的底角N 34°，第一凹部112远离凸起牙111的底角M 107°，第二凹部113临近凸起牙111的底角P 112°。
如图5和6所示，调节轧辊2的轮缘外轮廓形状与凹陷部11形状相适配，分别具有与凸起牙111相适配的纵截面为梯形的凹陷牙211、与第一凹部112相适配的第一凸牙212、与第二凹部113相适配的第二凸牙213，调节轧辊2的轮缘宽度B1与固定轧辊1的凹陷部11宽度B相适配，宽度B1为9.5mm。调节轧辊2的轮缘嵌入凹陷部11中；调节轧辊2根据实际需要的间隙大小，可上下调整位置。
其中，凹陷牙211的深度A1为2mm；凹陷牙211的梯形截面临近第一凸牙212的底角M1 146°，第二凸牙213临近凹陷牙211的底角N1 64°。
其中，导轨3的通道31顶面至底面的距离为5mm，轧辊之间的间隙为0.42mm，通常轧辊之间的间隙比金属带厚度约小0.1mm左右。
总体来讲，两个轧辊在配合工作时，调节轧辊上的第一凸牙与固定轧辊上的第一凹部之间的间隙小于其他部位之间的间隙，使得在金属带在经过两个轧辊被轧制预成型过程中，中间部位固定的牢靠些，两边被压延成型。其中轧辊上的角度M、M1、N、N1、P直接影响金属带的形变，进而影响最终铠装效果。
通过对轧辊各个成型角度的调整，反复验证，令生产过程中金属带成形自然、过渡平缓，达到良好的铠装效果。对凸起牙及凹陷牙高度的调整，令产品波峰高度适中，既能满足试验冲击的需要，保证产品质量，同时降低生产过程的难度。
上述联锁铠装的加工工艺，包括如下步骤：金属带经过主动进给的轧辊1、2预成型后，经过导轨3的通道31，然后经过导轨3端部的成形钩部32铠装到缆芯上。金属带采用铝带或铝镁合金带。
联锁铠装电缆的工艺流程：打带-润滑-走带-预成型-铠装-冷却。
具体来讲，如图7所示，采用本发明的联锁铠装成型模具铠装电缆时，用专用打带机将金属带4润滑后打成多排金属带，多排金属带安装到联锁铠装设备上备用，金属带4经过多道导论5后进入到轧辊预成型，预成型的金属带经过导轨3的通道31，然后经过导轨3端部的成形钩部32连锁铠装到电缆的缆芯6上，冷却后完成铠装过程。工作过程中，轧辊1、2以及工作盘7形成行星轮系，工作盘7顺时针旋转运动，轧辊在自转主动进给的同时又随着工作盘7旋转，同时缆芯6沿着垂直于工作盘7的方向直线运动。
目前市场上出现的联锁式金属带铠装电缆，是依据美国UL1569标准设计，采用金属带预成型后主动进给的绕包方式，完全区别于传统的绕包方式，产品质量达到国际同类产品水平。
    当然，可以根据所需要加工的金属带的宽度，相应调整轧辊上的工作部的宽度B、B1，比通用金属带宽度多出0.1mm，其他的参数相应调整改变，最终做到最佳的搭配参数，加工出客户满意的联锁铠装。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种联锁铠装成型模具，包括一对轧辊以及导轨，其特征在于：所述轧辊分为固定轧辊和调节轧辊，所述导轨沿着一对轧辊相啮合的延伸线方向设置，所述导轨中间具有通道，导轨远离轧辊的端部具有开口朝向轧辊的成形钩部。
2.根据权利要求1所述联锁铠装成型模具，其特征在于：所述固定轧辊和调节轧辊的轮径均为150-180mm，其工作的节圆半径相同。
3.根据权利要求2所述联锁铠装成型模具，其特征在于：所述固定轧辊的外圆周面的中央具有围绕外圆周一圈的凹陷部，所述凹陷部的宽度比通用金属带宽度多出0.1~0.2mm。
4.根据权利要求3所述联锁铠装成型模具，其特征在于：所述凹陷部的底部具有纵截面为梯形的凸起牙，凸起牙的两侧分别为第一凹部和第二凹部，其中第一凹部的开口大于第二凹部；
凸起牙的高度为2~3mm；凸起牙的梯形截面临近第一凹部的底角 30°~35°，第一凹部远离凸起牙的底角105°~108°，第二凹部临近凸起牙的底角110°~115°。
5.根据权利要求4所述联锁铠装成型模具，其特征在于：所述调节轧辊的轮缘外轮廓形状与所述凹陷部形状相适配，分别具有与凸起牙相适配的纵截面为梯形的凹陷牙、与第一凹部相适配的第一凸牙、与第二凹部相适配的第二凸牙，所述调节轧辊的轮缘宽度与所述固定轧辊的凹陷部相适配，调节轧辊的轮缘嵌入所述固定轧辊的凹陷部中；
其中，所述凹陷牙的深度为2~3mm；所述凹陷牙的梯形截面临近第一凸牙的底角145°~148°，第二凸牙临近凹陷牙的底角 60°~65°。
6.根据权利要求1或5所述联锁铠装成型模具，其特征在于：所述导轨的通道顶面至底面的距离为4~6mm。
7.根据权利要求1或5所述联锁铠装成型模具，其特征在于：所述轧辊之间的间隙为0.4-0.45mm。
8.根据权利要求1或5所述联锁铠装成型模具，其特征在于：所述导轨临近轧辊的端部为锥形。
9.一种联锁铠装的加工工艺，其特征在于包括如下步骤：金属带经过主动进给的轧辊预成型后，经过导轨通道，然后经过导轨端部的成形钩部铠装到缆芯上。
10.根据权利要求9所述联锁铠装的加工工艺，其特征在于：所述金属带采用铝带或铝镁合金带。
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