CN103578652A - 一种带有退扭控制的立式成缆机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种带有退扭控制的立式成缆机,包括底座(18),在底座上分别设有转盘支架(17)和托轮装置(16),在转盘支架和托轮装置上连接绞合转盘(2),在转盘支撑架还连接立柱(4),在立柱的上端配合连接分线盘(10),其特征在于:在绞合转盘上均布一组绕线托盘底座(15),在绕线托盘底座上连接绕线转盘(14),在绕线转盘上分别连接绕线托盘(3)和绕线托盘驱动装置(13),在立柱上连接支撑架(5),支撑架的前侧连接退扭装置(6)。本发明的优点:本装置增加了绕线盘缆芯装载容量,实现缆芯100%退扭绞合,避免出现欠退扭或过退扭现象,保证了海底电缆生产质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种成缆机,特别涉及一种带有退扭控制的立式成缆机。
背景技术
传统的电缆成缆设备采用电缆盘装载电缆,由于受到电缆盘规格的限制,电缆的截面及长度受到限制,电缆直径为80mm时最大装盘长度不超过3.5km。海底电缆一般要求单根无接头长度达到10km,采用传统的电缆盘已无法满足海底电缆生产的需要。因此,用于大截面大长度海底电缆生产的立式成缆机,均采用托盘装载电缆,使得装载单根无接头电缆直径为80mm时最大装盘长度可超过10km。
海底电缆成缆时要求缆芯必须是有退扭绞合,采用电缆盘装载电缆时,在海底电缆成缆绞合过程中,电缆盘与缆芯同步扭转,电缆盘转动360o带动电缆在绞合前实现自扭转360o,从而实现缆芯有退扭绞合;采用托盘装载电缆时,托盘的转动与缆芯的自扭转不同步,需要控制托盘的转速,使得缆芯在放出一个节距长度时,缆芯自身扭转角度得到精确保证为360o。经过广泛检索,尚未发现较为理想的技术方案。
发明内容
本发明是为了实现提供一种能够装载较长的电缆线芯,承载性能好,运行平稳,且在成缆时具有退扭绞合功能的装置,而提出的一种带有退扭控制的立式成缆机。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种带有退扭控制的立式成缆机,包括底座,在底座上设有转盘支架,在底座上还设有一组托轮装置,在转盘支架和托轮装置上配合连接绞合转盘,在转盘支撑架上还连接立柱,在立柱的上端配合连接分线盘,在分线盘的上方对应设置平台支架,在平台支架上设有双列线模座,在底座上还设有驱动装置,驱动装置与绞合转盘对应配合,其特征在于:
a、在绞合转盘上均布一组绕线托盘底座,在每个绕线托盘底座上都配合连接一个绕线转盘,在每个绕线转盘上都连接一个绕线托盘,在绞合转盘上还连接一个绕线托盘驱动装置,绕线托盘驱动装置与转盘配合连接。
b、在立柱上连接一组支撑架,每个支撑架都与相应的绕线托盘对应配合,在每个支撑架的前侧都连接一个退扭装置。
在上述技术方案的基础上,可以有以下进一步的技术方案:
在所述的立柱上还连接一组固定架,每个固定架均与对应的支撑架对应配合,在每个固定架的前端都连接一个导轮组。
所述的退扭装置包括连接在支撑架上的支座,在支座上旋转配合一个空心的回转轴,在回转轴的下端连接配合连接架、上端套接一个大齿轮,在支撑架上连接退扭驱动装置,在退扭驱动装置上连接小齿轮,小齿轮与大齿轮相啮合,在连接架上还连接一个退扭检测装置。
所述的退扭检测装置包括转轴,转轴连接在连接架上,在转轴上配合连接回转座,在回转座上连接压盖,压盖通过固定轴连接主齿轮,在连接架上还连接支杆,在支杆的顶端通过固定板连接电位器,在电位器的输出轴上连接副齿轮,主齿轮与副齿轮相啮合,电位器还与绕线托盘驱动装置相连接,在回转座上还对称连接两个摆杆。
在连接架上连接一组交叉成回形排列的导辊,导辊设置在退扭检测装置的上方。
在每个支撑架的前端还分别连接一个导轮支架,在导轮支架上并列设置一组导轮,所述的导轮对应设置在退扭装置的上方。在每个绕线托盘上都缠绕一根缆芯,缆芯穿过扭检测装置,缆芯设置在两个摆杆之间,缆芯又依次从退扭装置的导辊中间和回转轴中心穿过,缆芯与导轮相配合,缆芯又经过导轮组从分线盘中穿过后连接在双列线模座上。
在回转轴上还分别连接导电环和感应器,导电环与感应器相导通,所述的感应器与缆芯对应,当有断缆等现象发生时,感应器将采集的信号通过导电环传递给控制器,控制器将会发出相应的命令。
所述的摆杆通过锁紧螺母固定连接在回转座上,当缆芯带动摆杆偏移时,摆杆随回转座绕转轴转动,当摆杆摆动时,摆杆带动回转座转动,回转座通过固定轴带动主齿轮转动,主齿轮带动副齿轮转动,副齿轮带动电位器,电位器向设备的控制器发出偏转信号,控制器通过偏转信号调节绕线托盘驱动装置,通过绕线托盘驱动装置调节绕线托盘的转速,从而实现缆芯100%退扭绞合的目的。
本发明的优点在于:本装置增加了绕线盘缆芯装载容量,单根无接头电缆直径为80mm时最大装盘长度可超过10km,实现缆芯100%退扭绞合,避免出现欠退扭或过退扭现象,确保了海底电缆绞合满足生产工艺需要,保证了海底电缆生产质量,本装置机械结构简单可靠,电气控制稳定方便。
附图说明
图1是本发明的基本结构示意图;
图2是图1的俯视图;
图3是图1的A部放大图;
图4是图3的B部放大图;
图5是图4的俯视图;
图6是图1的C部放大图;
图7是图1的D部放大图。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示,本发明提供的一种带有退扭控制的立式成缆机,包括底座18,在底座18上设有转盘支架17,在底座18上还设有一组托轮装置16,所述的托轮装置16包括托轮座16a,托轮座16a通过螺栓16b固定在底座18上,在托轮座16a通过轴承连接托辊16c,在托辊16c上配合连接支撑座2a,支撑座2a通过螺钉连接在绞合转盘2的下面,在转盘支架17和托轮装置16上配合连接绞合转盘2,在转盘支撑架17上还连接立柱4,在立柱4的上端配合连接分线盘10,在分线盘10的上方对应设置平台支架12,在平台支架12上设有双列线模座11,在底座18上还设有驱动装置1,驱动装置1与绞合转盘2对应配合,其特征在于:
a、结合图7所示,在绞合转盘2上均布三个绕线托盘底座15,在每个绕线托盘底座15上都配合连接一个绕线转盘14,在每个绕线转盘14上都连接一个绕线托盘3,在绞合转盘2上还连接一个绕线托盘驱动装置13,所述的绕线托盘驱动装置13包括电机13a,电机13a连接在绞合转盘2上,电机13a连接减速器13b,在减速器13b的输出轴上连接主传动齿轮13c,在绕线转盘14的外面通过键连接从传动齿轮,主传动齿轮13c与从传动齿轮相啮合,绕线转盘14还通过轴承与绕线托盘底座15上的轴连接,所述的绕线托盘3随着绕线转盘14的主传动齿轮13c绕绕线托盘底座15上的转轴自由转动。
b、在立柱4上通过螺栓连接三个支撑架5,三个支撑架5设置在同一平面,任意相邻两个支撑架5之间的夹角相等,每个支撑架5都与相应的绕线托盘3对应配合,在每个支撑架5的前侧都连接一个退扭装置6,在每个支撑架5的前端还分别连接一个导轮支架,在导轮支架上并列设置四个导轮7,所述的导轮对应设置在退扭装置6的上方。
c、在所述的立柱4上还通过螺栓连接三个固定架9,每个固定架9均与对应的支撑架5对应配合,在每个固定架9的前端都连接一个导轮组8,所述的导轮组8分成两列设置,两列的导轮组8相互错位排列。
d、结合图4、图5和图6所示,所述的退扭装置6包括支座47,支座47通过螺栓连接在支撑架5上,在支座47上通过轴承配合连接一个空心的回转轴29,在回转轴29的下端通过螺栓连接配合连接架32,在回转轴29的上端通过键连接一个大齿轮22,在回转轴29的下侧还分别连接导电环30和感应器,导电环与感应器相导通,所述的感应器与缆芯19对应。在支撑架5上连接退扭驱动装置20,在退扭驱动装置20上连接小齿轮21,小齿轮21与大齿轮22相啮合,所述的退扭驱动装置20包括电机,电机通过传动机构连接小齿轮21。在连接架32上连接八个交叉成回形排列的导辊31,八个导辊31分成四层设置,同层的导辊31平行设置,相邻两层的导辊31垂直设置。在连接架32的下侧还连接一个退扭检测装置33。
所述的退扭检测装置33包括转轴40,转轴40连接在连接架32上,在转轴40上通过螺栓连接回转座34,在回转座34上通过螺栓连接压盖39,压盖39通过固定轴连接主齿轮36,在连接架32上还连接支杆38,在支杆38的顶端通过固定板连接电位器46,在电位器46的输出轴上连接副齿轮37,主齿轮36与副齿轮37相啮合,电位器46还通过导线与绕线托盘驱动装置13的电机13a相连接,在回转座34的两侧还对称连接两个摆杆35,摆杆35通过锁紧螺母固定连接在回转座34上,在回转座34上海连接一个导辊48,导辊48设置在两个摆杆35之间的上面。
在每个绕线托盘3上都缠绕一根缆芯19,缆芯穿过扭检测装置33,缆芯设置在两个摆杆35之间,缆芯与导辊48相对应,缆芯19又依次从退扭装置6的导辊31中间和回转轴29中心穿过,缆芯19与导轮7相配合,缆芯19又经过导轮组8中间后,从分线盘10中穿过再连接在双列线模座11上。
工作原理
以下所述“顺时针方向”或“逆时针方向”指在图2俯视图中所视方向。
a、缆芯收卷
在海底电缆成缆绞合前,缆芯19从上道工序输送至绕线托盘3上。绕线托盘3在绕线托盘驱动装置13驱动下旋转,缆芯19被收卷堆放于绕线托盘3上。绕线托盘3在缆芯收卷时的旋转方向取决于成缆绞合时的方向,设定成缆绞合为右向,则绞合转盘2作顺时针方向旋转,此时要求绕线托盘3在缆芯收卷时的旋转方向为逆时针方向;在图1中,缆芯19形如左旋弹簧堆放于绕线托盘3上。
b、成缆方向及成缆节距
在海底电缆成缆绞合时,缆芯19在牵引力的作用下,以速度V(米/分钟)向上行进进入双列线模座11;绞合转盘2在驱动装置1的驱动下,以转速n(转/分钟)绕中心线旋转,带动中心立柱4、支撑架5、固定架9及分线盘10一起旋转,从而实现缆芯绞合。在成缆绞合方向设定为右向时,绞合转盘2作顺时针方向旋转。
按照海底电缆生产工艺要求,缆芯在成缆绞合时须保证稳定一致的节距,成缆节距t与V、n的关系为:t=V/n(米)。
c、退扭绞合
缆芯在成缆绞合前,自身需扭转一定角度,可以使得绞合后的缆芯不易松散。一般要求缆芯绕绞合中心线回转360o的同时,缆芯绕自身中心线反方向扭转360o,即形成100%退扭绞合。
在缆芯行进过程中,当缆芯19在绕线托盘3上被拎起一圈时,缆芯会绕自身中心线逆时针扭转360 o。设定此时缆芯19在绕线托盘3上堆放的直径为D(米),则缆芯19堆放一圈的长度为πD(米)。则缆芯19被拎起长度为πD(米)时,其绕自身中心线扭转角度为360 o。按照t与V、n的关系,当缆芯绕绞合中心线回转360o时,缆芯行进距离为t(米),缆芯19在绕线托盘3上被拎起的长度为t(米),亦即被拎起t÷(πD)圈,此时缆芯会绕自身中心线扭转角度t÷(πD)×360 o。通常情况下t小于πD,则有:缆芯绕绞合中心线回转360o时,其绕自身中心线反方向扭转小于360o,其差值为:[1-t÷(πD)]×360 o。此时需要绕线托盘3作逆时针旋转,带动缆芯19绕自身中心线作逆时针旋转,旋转角度为[1-t÷(πD)]×360 o,即可形成缆芯100%退扭绞合。
d、退扭控制
在绞合转盘2作顺时针方向旋转时,退扭装置6在退扭驱动装置20的作用下,绕回转轴29中心线作逆时针方向旋转,转速与绞合转盘相同。退扭检测装置33在无外力作用下,与退扭装置6同步绕回转轴29中心线作逆时针方向旋转。
在缆芯通过退扭检测装置33进入回转轴29中心孔时,缆芯中心线与回转轴29中心线形成一角度α,在缆芯被拎起一圈时,缆芯会以角度α绕转轴29中心线回转一周,即缆芯被拎起时绕转轴29中心线回转速度与缆芯被拎起时自扭速度一致。
设定绞合转盘旋转速度为n,方向为顺时针;则退扭装置6旋转速度也为n, 方向为逆时针;缆芯被拎起绕转轴29中心线回转速度为n1=t÷(πD)×n,方向为逆时针;给定绕线托盘3转速为n2=[1-t÷(πD)]×n,方向为逆时针;此时缆芯绕其自身中心线扭转速度为n3=n1+n2= t÷(πD)×n+[1-t÷(πD)]×n=n,方向为逆时针;因此可实现缆芯绕绞合中心线回转360o的同时,缆芯绕自身中心线反方向扭转360o,形成100%退扭绞合。
当绕线托盘3转速n2>[1-t÷(πD)]×n时,如图6所示,缆芯会带动摆杆35逆时针旋转角度β1,同时大齿轮36拨动小齿轮37旋转,从而带动电位器46出轴顺时针旋转,此时电位器46发送电信号,控制绕线托盘3降速;当绕线托盘3转速n2<[1-t÷(πD)]×n时,如图7所示,缆芯会带动摆杆35顺时针旋转角度β2,同时大齿轮36拨动小齿轮37旋转,从而带动电位器46出轴逆时针旋转,此时电位器46发送电信号,控制绕线托盘3升速;通过绕线托盘3升、降速的自动反馈,最终使得托盘3转速n2=[1-t÷(πD)]×n并保持恒定,从而精确保证缆芯100%退扭绞合。
Claims (5)
1.一种带有退扭控制的立式成缆机,包括底座(18),在底座(18)上设有转盘支架(17),在底座(18)上还设有一组托轮装置(16),在转盘支架(17)和托轮装置(16)上配合连接绞合转盘(2),在转盘支撑架(17)上还连接立柱(4),在立柱(4)的上端配合连接分线盘(10),在分线盘(10)的上方对应设置平台支架(12),在平台支架(12)上设有双列线模座(11),在底座(18)上还设有驱动装置(1),驱动装置(1)与绞合转盘(2)对应配合,其特征在于:
a、在绞合转盘(2)上均布一组绕线托盘底座(15),在每个绕线托盘底座(15)上都配合连接一个绕线转盘(14),在每个绕线转盘(14)上都连接一个绕线托盘(3),在绞合转盘(2)上还连接一个绕线托盘驱动装置(13),绕线托盘驱动装置(13)与转盘(14)配合连接;
b、在立柱(4)上连接一组支撑架(5),每个支撑架(5)都与相应的绕线托盘(3)对应配合,在每个支撑架(5)的前侧都连接一个退扭装置(6)。
2.根据权利要求1所述的一种带有退扭控制的立式成缆机,其特征在于:在所述的立柱(4)上还连接一组固定架(9),每个固定架(9)均与对应的支撑架(5)对应配合,在每个固定架(9)的前端都连接一个导轮组(8)。
3.根据权利要求1所述的一种带有退扭控制的立式成缆机,其特征在于:所述的退扭装置(6)包括连接在支撑架(5)上的支座(47),在支座(47)上旋转配合一个空心的回转轴(29),在回转轴(29)的下端连接配合连接架(32)、上端套接一个大齿轮(22),在支撑架(5)上连接退扭驱动装置(20),在退扭驱动装置(20)上连接小齿轮(21),小齿轮(21)与大齿轮(22)相啮合,在连接架(32)上还连接一个退扭检测装置(33)。
4.根据权利要求3所述的一种带有退扭控制的立式成缆机,其特征在于:所述的退扭检测装置(33)包括转轴(40),转轴连接在连接架(32)上,在转轴(40)上配合连接回转座(34),在回转座(34)上连接压盖(39),压盖(39)通过固定轴连接主齿轮(36),在连接架(32)上还连接支杆(38),在支杆(38)的顶端通过固定板连接电位器(46),在电位器(46)的输出轴上连接副齿轮(37),主齿轮(36)与副齿轮(37)相啮合,电位器(46)还与绕线托盘驱动装置(13)相连接,在回转座(34)上还对称连接两个摆杆(35)。
5.根据权利要求3所述的一种带有退扭控制的立式成缆机,其特征在于:在连接架(32)上连接一组交叉成回形排列的导辊(31),导辊(31)设置在退扭检测装置(33)的上方。
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