CN104993442A - 柔性防火电缆预分支联接器及其加工安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性防火电缆预分支联接器及其加工安装方法，包括连接器壳体，所述连接器壳体由两个对称的半圆块壳体拼接而成，所述连接器壳体的一端为主电缆进线口和支路电缆进线口，另一端为联接后的主电缆出线口，所述主电缆进线口、支路电缆进线口和主电缆出线口均设有压接块，所述压接块由两个对称的半圆环拼接而成，所述半圆块壳体的内侧形成有凹槽，所述半圆环压接块的外侧形成有与半圆块壳体上的凹槽相匹配的凸起，所述半圆环压接块的内侧形成有与电缆外护套外表面相匹配的波纹。本发明采用对称的半圆块壳体和半圆环压接块，利用波纹啮合固定主电缆和支路电缆，装配操作方便，且保证联接器两端与主、支电缆接触部位牢固并高度密封。

Description

柔性防火电缆预分支联接器及其加工安装方法

技术领域

本发明涉及一种电缆分支联接器及其加工安装方法，尤其涉及一种柔性防火电缆预分支联接器及其加工安装方法。

背景技术

现有的柔性防火电缆预分支联接器，在进行主、支电缆连接时，需要将每个联接器本体及附件(紧固螺母、金属压缩环等)从主缆头部或尾部按顺序依次套入，主缆比较长时，装配操作非常复杂，如有一附件漏掉还要把其它联接器拆下重新装配。在运行当中如有某个故障和损坏时，要更换有故障联接器，在不允许断开主缆的情况下，也要把其它联接器全部拆卸，更换极不方便，费时费工。此外，现有分支联接器是通过金属压缩环来紧固电缆的，由于柔型防火电缆采用铜波纹管护套，金属压缩环与铜波纹护套接触面小，当电缆悬挂安装时，电缆容易从联接器中滑脱造成线路故障。

现有的柔性防火电缆分支器结构如图1所示，主电缆2、支路电缆3固定在铜管壳体1中，由于柔性防火电缆的外护套是铜金属轧纹制成波纹形，进、出线口设有端子头5和呈喇叭口状金属压缩环6，通过坚固螺母7挤压锁紧的切向力，与外护套接触面就分支电缆而言可视作为1个点(即分支电缆出线口)，显然，能够承受的力有限，易影响连接牢固程度；同时，由于柔性防火电缆的导体和外护套均采用铜质材料制成，当电缆悬挂式安装时，电缆达到一定长度，其自重量是相当的。

根据公式F＝mg，m—质量，g—常数9.8；当F_重≤F_拉时，电缆分支外护套的连接，处于静态而牢固；当F_重＞F_拉时，电缆分支外护套的连接在重力F_重的作用下，分支器上的支路电缆3出线用金属压缩环6固定，通过坚固螺母7挤压锁紧的承受力受到限制，造成支路电缆3的金属外护套与主电缆2在绝缘联接头4处脱离。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种柔性防火电缆预分支联接器及其加工安装方法，主、支电缆连接时主缆不需要断开，也不需要多个联接器依次套入，可单个装配，操作方便；并且联接器两端与主、支电缆接触部位能够牢靠固定，电缆不易从联接器中滑出脱开。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种柔性防火电缆预分支联接器，包括连接器壳体，其中，所述连接器壳体由两个对称的半圆块壳体拼接而成，所述连接器壳体的一端为主电缆进线口和支路电缆进线口，另一端为联接后的主电缆出线口，所述主电缆进线口、支路电缆进线口和主电缆出线口均设有压接块，所述压接块由两个对称的半圆环拼接而成，所述半圆块壳体的内侧形成有凹槽，所述半圆环压接块的外侧形成有与半圆块壳体上的凹槽相匹配的凸肩，所述半圆环压接块的内侧形成有与电缆外护套外表面相匹配的波纹。

上述的柔性防火电缆预分支联接器，其中，所述两个对称的半圆块壳体通过紧固螺栓拼接在一起。

上述的柔性防火电缆预分支联接器，其中，所述主电缆进线口和支路电缆进线口并排设置，所述主电缆进线口和支路电缆进线口的中间及两侧均设有紧固螺栓，所述主电缆出线口的两侧设有紧固螺栓，所述连接器壳体、压接块和电缆外护套相连通形成PE接地极。

上述的柔性防火电缆预分支联接器，其中，所述半圆环压接块的内侧波纹为异形波纹，所述异形波纹的数目为3～4道。

上述的柔性防火电缆预分支联接器，其中，所述半圆环压接块的内外表面均涂覆有密封胶。

本发明为解决上述技术问题还提供一种商户柔性防火电缆预分支联接器的加工安装方法，其中，包括如下步骤：a)选用模具浇注形成两个对称的半圆块壳体，利用铣床将带凸肩的圆柱管分为两个对称的半圆环；b)采用数控机床在半圆块壳体上加工形成凹槽和螺栓孔，所述凹槽和圆柱管外表面凸肩的形状大小相匹配；c)采用车床在半圆环内表面加工形成波纹，并在半圆环内外表面涂覆密封胶；d)在半圆块壳体的一端并排设置两个半圆环作为进线主电缆和支路电缆的压接块，另一端设置一个半圆环作为出线主电缆的压接块，所述半圆环压接块的凸起位于半圆块壳体的凹槽内；e)将带有金属防护套的主电缆和支路电缆固定在半圆环压接块中，所述半圆环压接块内侧波纹与金属防护套的外表面相啮合，将两块半圆块壳体通过紧固螺栓拼接在一起，使得紧固压接后的半圆块壳体、半圆环压接块、主电缆的金属防护套和支路电缆的金属防护套相连通形成PE接地极。

上述的柔性防火电缆预分支联接器的加工安装方法，其中，所述步骤c)中半圆环内表面波纹加工形成过程如下：控制螺纹加工刀具刀尖角的对称中心线与半圆环工件轴线垂直，装刀时采用样板来对刀；通过多次切削加工形成螺纹，每次切削逐渐增加螺纹深度，控制机床主轴恒定转速旋转，并与进给运动保持同步，使得每次刀具切削开始位置相同，最后一次走刀加工出预定的螺纹尺寸、形状、表面质量和公差，得到合格的波纹。

上述的柔性防火电缆预分支联接器的加工安装方法，其中，所述步骤c)中采用刀尖角为60°的螺纹加工刀具，每次螺纹切削加工包括如下走刀过程：a)将刀具从起始位置快速移动至螺纹计划切削深度处；b)加工螺纹进给率等于螺距；c)刀具快速退刀至螺纹加工区域外的位置；d)快速返回至起始位置。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的柔性防火电缆预分支联接器及其加工安装方法，通过采用对称的半圆块壳体和半圆环压接块，利用波纹啮合固定主电缆和支路电缆，从而可以方便地单个装配操作；且保证联接器两端与主、支电缆接触部位牢靠固定并高度密封，电缆不易从联接器中滑出脱开,在同截面电缆条件下，波纹紧固装置与其他的连接器相比较：结构更紧凑，体积缩小约30％；节约铜28-30％。

附图说明

图1为现有电缆预分支联接器结构示意图；

图2为本发明柔性防火电缆预分支联接器结构示意图；

图3为本发明预分支联接器的连接器壳体、压接块与电缆外护套啮合固定示意图。

图中：

1  铜管壳体                2  主电缆            3  支路电缆

4  绝缘联接头              5  端子头            6  金属压缩环

7  紧固螺母                8  连接器壳体        9  压接块

10  紧固螺栓               11  凹槽             12  凸肩

13  电缆外护套             14  波纹             15  波峰

16  波谷

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

图2为本发明柔性防火电缆预分支联接器结构示意图；图3为本发明预分支联接器的连接器壳体、压接块与电缆外护套啮合固定示意图。

请参见图2和图3，本发明提供的柔性防火电缆预分支联接器，包括连接器壳体8，其中，所述连接器壳体8由两个对称的半圆块壳体拼接而成，所述连接器壳体8的一端为主电缆进线口和支路电缆进线口，另一端为联接后的主电缆出线口，所述主电缆进线口、支路电缆进线口和主电缆出线口均设有压接块9，所述压接块9由两个对称的半圆环拼接而成，所述半圆块壳体的内侧形成有凹槽11，所述半圆环压接块的外侧形成有与半圆块壳体上的凹槽相匹配的凸肩12，所述半圆环压接块的内侧形成有与电缆外护套外表面相匹配的波纹14。

本发明提供的柔性防火电缆预分支联接器，所述两个对称的半圆块壳体通过紧固螺栓10拼接在一起；所述主电缆进线口和支路电缆进线口并排设置，所述主电缆进线口和支路电缆进线口的中间及两侧均设有紧固螺栓10，所述主电缆出线口的两侧设有紧固螺栓，所述连接器壳体9、压接块9、主电缆2和支路电缆3的电缆外护套相连通形成PE(Protecting Earthing，保护导体)接地极。

本发明提供的柔性防火电缆预分支联接器：两块为180°半圆形的连接压块，内侧设计3-4道波峰波谷连接面，外侧设计1道连接块。2块为180°半圆形的连接器壳体，壳体周边设计7对锁紧螺栓孔以及连接压块端子处连接块凹口，使得压接块9上的波峰15和电缆外护套上的波谷16相互啮合。所述半圆环压接块的内外表面均涂覆有密封胶，压紧后可封闭外界的潮湿气体或水雾向壳体内渗透，提高主支缆连接处的绝缘强度。

本发明提供的柔性防火电缆预分支联接器，受力分析如下：

在连接器壳体周边7对锁紧螺栓的挤压力F挤作用下，如图3所示，相对应的两相互接触的面受到挤压力F挤的同时，根据牛顿第三定律，作用力与反作用力，大小相等、方向相反、作用在同一直线上的原理，即F＝-F′，相对应面受到F挤的相应面产生反作用力F反。电缆外护套波纹形的波峰波谷(阳、阴面)与连接压块内侧的波峰波谷(阴、阳面)以及连接压块外侧连接块与连接器壳体连接块凹口紧密啮合，产生静摩擦力F静，相对应的两相互接触相互挤压，而相对静止的电缆、连接压块，在外力F挤的作用下，当F挤≥F1反+F2反+F3反+F4反+……时，具有相对滑动趋势，而又未发生相对滑动，则它们接触面(或接触点)F1反、F2反、F3反、F4反……之间出现阻碍发生相对滑动力。

当F_重≤F_拉时，电缆主、分支外护套的连接，处于静态而牢固。

当F_重＞F_拉时，由于该波纹坚固装置的设计，尽管电缆及装置的各部件在重力的作用下，有向下相对滑动运动趋势，但各部件在静摩擦力的作用下，始终处于静止状态，支路电缆的金属外护套与主电缆在绝缘联接头处仍然紧密接触，形成类似一体。

由上可见，本发明提供的柔性防火电缆预分支联接器，通过特定的连接块，使电缆外护套与连接体本体全面地紧密接触连接，使其三者始终处于静止状态，满足了该波纹坚固装置各部件中的静摩擦力条件：1、各部件间相互接触；2、各部件间相互挤压作用；3、各部件间接触面粗糙；4、各部件间有相对运动趋势或相对运动。

本发明提供的柔性防火电缆预分支联接器，制造加工过程如下：

采用铜质材料，耐高温1000℃以上，连接器壳体8用预先设计好的模具浇注成两块半圆形，内侧端面加工平整，通过本体上7个螺栓将2块连接为整体，再经过VMC850精度数控车床加工，完成后再将其分离。两头压接块9选用带凸肩的圆柱管(耐高温1000℃以上)，通过CK6150精密数控车床加工成反向螺纹工件，完成后再经过铣床将其分为2块180°的半圆形。工件加工表面最大直径处的切削速度v(m/min)，公式：

v＝πdn/1000(m/min)

式中：d——工件待加工表面的直径(mm)

n——车床主轴每分钟的转速(r/min)

工件每转一周，车刀所移动的距离进给量f(mm/r)，车刀每一次切去的金属层的切削深度ap(mm)。

控制进给运动与主轴旋转同步，螺纹形状主要由切削刀具的形状和安装位置决定，螺纹导程由刀具进给量决定。

螺纹加工刀具刀尖角为60°，螺纹车刀片的形状跟螺纹牙型一样，螺纹刀切削不仅用于切削，而且使螺纹成型。

装夹外螺纹车刀时，刀尖应与主轴线等高。车刀刀尖角的对称中心线必须与工件轴线垂直，装刀时可用样板来对刀。

螺纹的车削需要多次切削加工而成，每次切削逐渐增加螺纹深度，否则，刀具寿命也比预期的短得多。为实现多次切削的目的，机床主轴必需恒定转速旋转，且必须与进给运动保持同步，保证每次刀具切削开始位置相同，保证每次切削深度都在螺纹的同一位置上，最后一次走刀加工出适当的螺纹尺寸、形状、表面质量和公差，并得到合格的螺纹。每次螺纹加工走刀至少有4次基本运动。

运动①：将刀具从起始位置向快速移动至螺纹计划切削深度处；运动②：加工螺纹进给率等于螺距；运动③：刀具向快速退刀至螺纹加工区域外的位置；运动④：快速返回至起始位置。

螺纹切削起始位置，既是螺纹加工的起点，又是最终返回点，必须定义在工件外，但又必须靠近它。轴方向每侧比较合适的最小间隙大约为2.5mm。在螺纹刀接触材料之前，其速度必须达到100％编程进给率。由于螺纹加工的进给量等于螺纹导程，所以需要一定的时间达到编程进给率。如同汽车在达到正常行驶速度以前需要时间来加速一样，螺纹刀在接触材料前也必须达到指定的进给率，确定前端安全间隙量时必须考虑加速的影响，故必须设置合理的导入距离。导入距离一般为螺纹导程长度的3～4倍。同理，螺纹切削结束前，存在减速问题，故必须合理设置的导出距离。在某些情况下，由于没有足够空间而必须减小轴间隙，唯一的补救办法就是降低主轴转速(r/min)不要降低进给率。

退刀为了避免损坏螺纹，刀具沿轴运动到螺纹末端时，必须立即离开工件，选择斜线退出，斜线退出运动可以加工出更高质量的螺纹，也能延长螺纹刀片的使用寿命。斜线退出时，螺纹加工进给率必须有效。

螺纹加工直径和深度，由于螺纹不能一次切削加工出所需深度，所以总深度必须分成一系列可操控的深度，每次的深度取值，不仅要考虑纹直径，还要考虑加工条件：刀具类型、材料以及安装的总体刚度。螺纹加工中随着切削深度的增加，刀片上的切削载荷越来越大。对螺纹、刀具或两者的损坏可以通过保持刀片上的恒定切削载荷来避免。要保持恒定切削载荷，逐渐减少螺纹加工深度。螺纹加工循环在控制系统中建立了自动计算切削深度的算法，有关螺纹加工的一些数值可由下面列出经验计算方法得到：

外螺纹小径＝外圆直径－2×牙高；

螺纹牙高＝0.61343P≈0.6P；

走刀次数＝2.8P+4；

式中：P为螺纹导程，单线螺纹导程与螺距相同。

为了保证加工质量和提高生产率，零件加工分阶段，按粗车一精车的方案进行。

首先使用高速钢车刀进行粗车：切削深度ap＝0.8～1.5mm，进给量f＝0.2～0.3mm/r，切削速度v取30～50m/min(切钢)。

第一次切深大于硬皮厚度，因工件夹持的长度较短，切削用量则不宜过大。粗车留有0.5～1mm作为精车余量，粗车后的精度为IT14-IT11,表面粗糙度Ra值为12.5～6.3μm。精车切削用量选用较小的切削深度ap＝0.1～0.3mm和较小的进给量f＝0.05～0.2mm/r，切削速度可取大些。

为保证加工表面的粗糙度的要求，精车时注意下几点：

(1)合理选用切削用量。选用较小的切削深度ap和进给量f,可减小残留面积，使Ra值减小。(2)适当减小副偏角Kr′,或刀尖磨有小圆弧，以减小残留面积，使Ra值减小。(3)适当加大前角γ0，将刀刃磨得更为锋利。(4)用油后加机油打磨车刀的前、后刀面，使其Ra值达到0.2～0.1μm,可有效减小工件表面的Ra值。(5)合理使用切削液，也有助于减小加工表面粗糙度Ra值。低速精车使用乳化液或机油；若用低速精车铸铁应使用煤油，高速精车钢件和较高切速精车铸铁件，一般不使用切削液。

安装工艺：

如图3所示，将压接块9内侧的波峰波谷连接面与电缆外护套波纹上波峰波谷啮合，连接压块外侧连接块与连接器壳体连接块凹口啮合；同理，将另一半的压接块9与连接器壳体8以及电缆外护套波纹波峰波谷啮合。在连接器壳体周边7对锁紧螺栓的紧压力作用下，连接压块的内、外侧各设计部件将电缆外护套与连接器壳体从本质上紧密连接，使得连接器壳体8、压接块9、主电缆2和支路电缆3位置的相对固定，不平移，同时连接器壳体8、压接块9和电缆外护套相连通形成PE接地极。本发明采用对称的半圆块壳体和具有高精密异形波纹的半圆环压接块后，利用波纹啮合固定并高度密封主电缆和支路电缆，具有防火性能，在焊接950℃正常工作3小时以上；从而能够在消防喷淋中正常通电，使消防用电安全不短路。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (8)

1.一种柔性防火电缆预分支联接器，包括连接器壳体，其特征在于，所述连接器壳体由两个对称的半圆块壳体拼接而成，所述连接器壳体的一端为主电缆进线口和支路电缆进线口，另一端为联接后的主电缆出线口，所述主电缆进线口、支路电缆进线口和主电缆出线口均设有压接块，所述压接块由两个对称的半圆环拼接而成，所述半圆块壳体的内侧形成有凹槽，所述半圆环压接块的外侧形成有与半圆块壳体上的凹槽相匹配的凸肩，所述半圆环压接块的内侧形成有与电缆外护套外表面相匹配的波纹。

2.如权利要求1所述的柔性防火电缆预分支联接器，其特征在于，所述两个对称的半圆块壳体通过紧固螺栓拼接在一起。

3.如权利要求2所述的柔性防火电缆预分支联接器，其特征在于，所述主电缆进线口和支路电缆进线口并排设置，所述主电缆进线口和支路电缆进线口的中间及两侧均设有紧固螺栓，所述主电缆出线口的两侧设有紧固螺栓，所述连接器壳体、压接块和电缆外护套相连通形成PE接地极。

4.如权利要求1所述的柔性防火电缆预分支联接器，其特征在于，所述半圆环压接块的内侧波纹为异形波纹，所述异形波纹的数目为3～4道。

5.如权利要求1所述的柔性防火电缆预分支联接器，其特征在于，所述半圆环压接块的内外表面均涂覆有密封胶。

6.一种如权利要求1所述的柔性防火电缆预分支联接器的加工安装方法，其特征在于，包括如下步骤：

a)选用模具浇注形成两个对称的半圆块壳体，利用铣床将带凸肩的圆柱管分为两个对称的半圆环；

b)采用数控机床在半圆块壳体上加工形成凹槽和螺栓孔，所述凹槽和圆柱管外表面凸肩的形状大小相匹配；

c)采用车床在半圆环内表面加工形成波纹，并在半圆环内外表面涂覆密封胶；

d)在半圆块壳体的一端并排设置两个半圆环作为进线主电缆和支路电缆的压接块，另一端设置一个半圆环作为出线主电缆的压接块，所述半圆环压接块的凸起位于半圆块壳体的凹槽内；

e)将带有金属防护套的主电缆和支路电缆固定在半圆环压接块中，所述半圆环压接块内侧波纹与金属防护套的外表面相啮合，将两块半圆块壳体通过紧固螺栓拼接在一起，使得紧固压接后的半圆块壳体、半圆环压接块、主电缆的金属防护套和支路电缆的金属防护套相连通形成PE接地极。

7.如权利要求6所述的柔性防火电缆预分支联接器的加工安装方法，其特征在于，所述步骤c)中半圆环内表面波纹加工形成过程如下：

控制螺纹加工刀具刀尖角的对称中心线与半圆环工件轴线垂直，装刀时采用样板来对刀；

通过多次切削加工形成螺纹，每次切削逐渐增加螺纹深度，控制机床主轴恒定转速旋转，并与进给运动保持同步，使得每次刀具切削开始位置相同，最后一次走刀加工出预定的螺纹尺寸、形状、表面质量和公差，得到合格的波纹。

8.如权利要求7所述的柔性防火电缆预分支联接器的加工安装方法，其特征在于，所述步骤c)中采用刀尖角为60°的螺纹加工刀具，每次螺纹切削加工包括如下走刀过程：a)将刀具从起始位置快速移动至螺纹计划切削深度处；b)加工螺纹进给率等于螺距；c)刀具快速退刀至螺纹加工区域外的位置；d)快速返回至起始位置。