CN105405496A - 一种港口起重机用高柔型拖令电缆 - Google Patents

一种港口起重机用高柔型拖令电缆 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种港口起重机用高柔型拖令电缆，包括电缆内芯和包在电缆内芯外的护套，所述电缆内芯包括动力线芯和控制线芯，所述动力线芯由内至外由动力线导体、动力线GRPP包带层和动力线绝缘层构成，所述控制线芯由内至外由控制线导体、控制线GRPP包带层和控制线绝缘层构成。本发明具有较强的抗拉、抗弯曲、抗撕裂、耐磨等机械性能，为高强度机械要求和频繁弯曲场合所设计，具有可靠的电性能，耐盐雾性、耐低温、耐候性好，电缆使用寿命长，性能稳定。

Description

一种港口起重机用高柔型拖令电缆
技术领域
本发明涉及一种电缆，特别涉及一种港口起重机用高柔型拖令电缆。
背景技术
由于港口机械吊装频繁，配套电缆处于高频次的往复式弯曲状态，承受很大的拉力和弯曲，国内传统电缆由于材料、结构设计不合理，导致缆芯在电缆弯曲或卷绕时经常发生断裂、开裂断电，造成港口机械不能正常运转。由于电缆长期使用在户外作业恶劣的环境，也经常暴露于阳光日晒的紫外线下，还有昼夜的绝对温差；位于海边的港口机械用拖令电缆还要长期承受盐雾的侵蚀。导致电缆绝缘和护套遇在到高频弯曲时则会发生内部断裂或外部龟裂等现象。且电缆护套常被置于往复式运动装置中，电缆的外护套也需采用新型的混合物耐磨材料代替。
目前国内专用于港口高柔型拖令电缆主要依赖于进口，但是进口电缆的成本过高；目前市场使用的普通型电缆都采用玻璃纤维或麻绳进行填充，而不论采用何种额外材料填充，都容易使得成缆缆芯中的各绝缘线芯之间有缝隙，这使得港口机械作业时电缆受力过程中发生绞合线芯变形，同时由于护套较软，线芯会凸出造成电缆凹凸不平普遍使用寿命周期非常短，更换频次较高，无法满足港口机械的特殊要求，严重影响了我国港口及相关场所的正常运行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种港口起重机用高柔型拖令电缆，具有较强的抗拉、抗弯曲、抗撕裂、耐磨等机械性能，为高强度机械要求和频繁弯曲场合所设计，具有可靠的电性能，耐盐雾性、耐低温、耐候性好，电缆使用寿命长，性能稳定。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种港口起重机用高柔型拖令电缆，包括电缆内芯和包在电缆内芯外的护套，所述电缆内芯包括动力线芯和控制线芯，所述动力线芯由内至外由动力线导体、动力线GRPP包带层和动力线绝缘层构成，所述控制线芯由内至外由控制线导体、控制线GRPP包带层和控制线绝缘层构成。
作为优选，所述高柔型拖令电缆的横截面呈长方形，动力线芯从左至右横向间隔排布，控制线芯设置于相邻动力线芯的间隔处。
现有的拖令电缆，其基本都是横截面为圆形电缆，这种电缆内部一般具有3-5个线芯，这种圆形电缆用于港口起重机的特定工况时就暴露了弊端，圆形电缆在受力过程中线芯受力不均匀，其中部分线芯会加速磨损、变形、开裂等问题，较大影响了电缆的寿命。
本发明针对现有技术的缺陷进行改进，对拖令电缆的结构及材料选择上共同进行了改进。首先，本发明的拖令电缆的横截面呈长方形，动力线芯从左至右横向间隔排布，这样的结构设计，能保证电缆在受力过程中动力线芯受力均匀，与电缆的变化同步，大大增强了电缆的耐磨性和抗弯曲性能。控制线芯设置于相邻动力线芯的间隔处是为了港口起重机特定设计的，这样设置控制线芯受力均匀，与电缆的变化同步，大大增强了电缆的耐磨性和抗弯曲性能。
本发明采用GRPP带缠绕包覆动力线和控制线，有效的改进了电缆频繁弯曲的特性，显著提高了线芯的耐磨性和抗弯曲性能。
本发明的电缆未采用任何填充材料，直接用护套材料包覆线芯，避免线芯之间的相互影响，提高耐磨和抗弯曲性能。本发明更为重要的是对护套材料进行了革新，开发的新型护套材料具有可靠的抗弯曲卷绕性，耐盐雾性、耐低温、耐户外性及耐海洋性气候污染等功能。使产品具有可靠的电性能及物理机械性能；耐酸碱盐性、抗撕裂性、抗弯曲性、耐野外性、耐海洋性环境等。能有效地解决电缆在长期运转状态下因电缆弯曲卷绕频次较高与绝缘层之间相互摩擦而引起的电缆损伤；并能将电缆在弯曲运转状态下使电缆内部不同层次缆芯的引力与外部受力保持同步、平衡，确保缆芯不断裂并能持续持久的输电。使电缆的综合性能处于安全受控状态。
作为优选，所述护套的材料配方按重量份计如下：
热塑性弹性体100份，S501A三元乙丙橡胶30-35份，聚烯烃15-18份，补强填料35-40份，抗氧剂5-7份，耐寒增塑剂12-15份，偶联剂1-2份，交联剂6-8份，炭黑30-35份。
为了提高电缆的耐弯曲性能和使用周期，发明人在护套材料配方上加以研究设计，首次采用新型热塑性弹性体为基础进行护套材料设计，然后加入三元乙丙橡胶、聚烯烃、补强填料、耐寒增塑剂、偶联剂、交联剂等组分配合。护套材料具有可靠的抗弯曲卷绕性，耐盐雾性、耐低温、耐户外性及耐海洋性气候污染等功能。使得电缆的电性能及物理机械性能明显提升；电缆耐弯曲性能及缆芯导体防断裂性能明显改进。三元乙丙橡胶、聚烯烃经偶联剂高温交联后可提高护套的物理机械强度和绝缘性能。
护套材料的制备方法为:（1）先将热塑性弹性体投放炼胶机塑炼均匀，打开冷却水使滚筒温度控制在50℃±2℃；（2）分别加入补强填料、耐寒增塑剂、偶联剂、抗氧剂及炭黑混炼13-16min，再将S501A三元乙丙橡胶和聚烯烃均匀加入混炼机中混炼，混炼温度控制在50-60℃，混炼8-10min；然后加交联剂再继续混炼6-8min，冷却后即得。
作为优选，所述补强填料为煅烧陶土。
作为优选，所述抗氧剂为抗氧剂DSTP。
作为优选，所述耐寒增塑剂为己二酸二辛酯（DOA）。
作为优选，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH-590。
作为优选，所述交联剂为交联剂BIPB。
作为优选，所述聚烯烃为线性低密度聚乙烯。
本发明的有益效果是：
1、具有较强的抗拉、抗弯曲、抗撕裂、耐磨等机械性能，为高强度机械要求和频繁弯曲场合所设计。
2、具有可靠的电性能，耐盐雾性、耐低温、耐候性好，电缆使用寿命长，性能稳定。
附图说明
图1是本发明产品的横截面图。
图中：1、动力线导体，2、动力线GRPP包带层，3、控制线导体，4、动力线绝缘层，5、控制线GRPP包带层，6、控制线绝缘层，7、护套。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
实施例1：
如图1所示的一种港口起重机用高柔型拖令电缆，包括电缆内芯和包在电缆内芯外的护套7，所述电缆内芯包括动力线芯和控制线芯，所述动力线芯由内至外由动力线导体1、动力线GRPP包带层2和动力线绝缘层4构成，所述控制线芯由内至外由控制线导体3、控制线GRPP包带层5和控制线绝缘层6构成。高柔型拖令电缆的横截面呈长方形，动力线芯有3根，动力线芯从左至右横向间隔排布，控制线芯设置于相邻动力线芯的间隔处。动力线导体、控制线导体的材料均是符合GB/T3956-2008标准的第6类软铜导体。动力线GRPP包带层、控制线GRPP包带层的材料为GRPP带（市售）。动力线绝缘层、控制线绝缘层的材料均为S501A三元乙丙橡胶。
所述护套的材料配方按重量份计如下：
热塑性弹性体（市售，大连科盟新材料有限公司，牌号XU2015N-90）100份，S501A三元乙丙橡胶（市售）30份，聚烯烃（线性低密度聚乙烯，市售）15份，补强填料（煅烧陶土，市售）35份，抗氧剂（抗氧剂DSTP，市售）5份，耐寒增塑剂（己二酸二辛酯，市售）12份，偶联剂（硅烷偶联剂KH-590，市售）1份，交联剂（交联剂BIPB，市售）6份，炭黑30份。
实施例2：
本发明与实施例1不同之处在于所述护套的材料配方按重量份计如下：
热塑性弹性体（市售，大连科盟新材料有限公司，牌号XU2015N-90）100份，S501A三元乙丙橡胶（市售）35份，聚烯烃（线性低密度聚乙烯，市售）18份，补强填料（煅烧陶土，市售）40份，抗氧剂（抗氧剂DSTP，市售）7份，耐寒增塑剂（己二酸二辛酯，市售）15份，偶联剂（硅烷偶联剂KH-590，市售）2份，交联剂（交联剂BIPB，市售）8份，炭黑35份。
其它同实施例1。
实施例3：
本发明与实施例1不同之处在于所述护套的材料配方按重量份计如下：
热塑性弹性体（市售，大连科盟新材料有限公司，牌号XU2015N-90）100份，S501A三元乙丙橡胶（市售）32份，聚烯烃（线性低密度聚乙烯，市售）16份，补强填料（煅烧陶土，市售）38份，抗氧剂（抗氧剂DSTP，市售）6份，耐寒增塑剂（己二酸二辛酯，市售）13份，偶联剂（硅烷偶联剂KH-590，市售）1.5份，交联剂（交联剂BIPB，市售）7份，炭黑32份。
其它同实施例1。
本发明护套材料的制备方法为:
（1）先将热塑性弹性体投放炼胶机塑炼均匀，打开冷却水使滚筒温度控制在50℃±2℃；
（2）分别加入补强填料、耐寒增塑剂、偶联剂、抗氧剂及炭黑混炼13-16min，再将S501A三元乙丙橡胶和聚烯烃均匀加入混炼机中混炼，混炼温度控制在50-60℃，混炼8-10min；然后加交联剂再继续混炼6-8min，冷却后即得。
本发明的护套材料具有特点如下：
1、不须硫化，颗粒料直接加入普通塑料挤出机挤包；
2、柔软，具有橡胶质感，硬度55A-95A；
3、抗张强度≥MPa18
4、断裂伸长率%600
5、低温冲击脆化温度℃-60
6、超级抗扭转性，常温＞26000周期，-40℃＞6000周期，-55℃＞2000周期，
7、比重小，最低可达0.90g/cm3；
8、绝缘性佳，体积电阻率＞1015Ω·cm；介电强度KV/mm21.6
9、高强度(15～30Mpa)，耐低温(-60℃)，耐光热老化，耐水、酸、碱、盐雾。
本发明的电缆性能：
电性能符合：GB/T3956-2008；绝缘性能及机械性能符合：GB/T7594.8-1987。
电缆耐弯曲性能：
参照GB/T12972.1-2008《弯曲试验方法》或其它弯曲试验方法；
标准要求9000次，本发明达到20000次。
耐磨性能：
往复运动5000次，即单向运动10000次，导体不发生断路，导体间不应发生短路，电缆和滑轮（试验设备）之间不发生短路，试验结束后，剥掉电缆护套（电缆外层），绝缘线芯（电缆内芯）经受额定电压的耐压试验而不击穿。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (9)

1.一种港口起重机用高柔型拖令电缆，包括电缆内芯和包在电缆内芯外的护套，其特征在于：所述电缆内芯包括动力线芯和控制线芯，所述动力线芯由内至外由动力线导体、动力线GRPP包带层和动力线绝缘层构成，所述控制线芯由内至外由控制线导体、控制线GRPP包带层和控制线绝缘层构成。
2.根据权利要求1所述的一种港口起重机用高柔型拖令电缆，其特征在于：所述高柔型拖令电缆的横截面呈长方形，动力线芯从左至右横向间隔排布，控制线芯设置于相邻动力线芯的间隔处。
3.根据权利要求1或2所述的一种港口起重机用高柔型拖令电缆，其特征在于，所述护套的材料配方按重量份计如下：
热塑性弹性体100份，S501A三元乙丙橡胶30-35份，聚烯烃15-18份，补强填料35-40份，抗氧剂5-7份，耐寒增塑剂12-15份，偶联剂1-2份，交联剂6-8份，炭黑30-35份。
4.根据权利要求3所述的一种港口起重机用高柔型拖令电缆，其特征在于：所述补强填料为煅烧陶土。
5.根据权利要求3所述的一种港口起重机用高柔型拖令电缆，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂DSTP。
6.根据权利要求3所述的一种港口起重机用高柔型拖令电缆，其特征在于：所述耐寒增塑剂为己二酸二辛酯。
7.根据权利要求3所述的一种港口起重机用高柔型拖令电缆，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂KH-590。
8.根据权利要求3所述的一种港口起重机用高柔型拖令电缆，其特征在于：所述交联剂为交联剂BIPB。
9.根据权利要求3所述的一种港口起重机用高柔型拖令电缆，其特征在于：所述聚烯烃为线性低密度聚乙烯。
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