CN106205830B - 一种螺旋状铠装电缆的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺旋状铠装电缆的生产方法。一种螺旋状铠装电缆，包括电缆本体，包裹在电缆本体外周的金属铠装层。金属铠装层设有轴向联接处，轴向联接处为焊接部。金属铠装层的外周设有沿电缆本体轴向延伸的螺旋状压痕。电缆本体与所述金属铠装层之间设有用于充入惰性气体的充气层。与现有技术相比，直接将金属带包裹在电缆本体外周，并在金属带两侧边轴向联接处进行焊接形成金属圆管，然后压出螺旋式的压痕，这样具有节省材料，生产工艺简单，效率高，成本低等优点。螺旋状压痕的金属铠装层具有伸展性好，抗压强度高，稳定性好，柔软性好等优点。在金属铠装层与电缆本体之间的充气层填充惰性气体，防止电缆氧化，延长电缆寿命。

Description

一种螺旋状铠装电缆的生产方法

技术领域

本发明涉及电线电缆领域，更具体地说是指一种螺旋状铠装电缆的生产方法。

背景技术

在信息发展的今天，电缆作为传递信息的媒介，电缆的性能对信息的传递至关重要。在一些特殊的场合，一般电缆满足不了要求，就需要一些具有特定功能的电缆。所以就有一些在电缆外周包裹一些特殊材料来提高电缆的性能，通常是在电缆外周铠装一层金属材料。常用的材料为铜带、钢带、钢丝、铝、铝管等,而钢带、钢丝编织层具有高磁导率、良好的电磁屏蔽效果,可用于低频率的干扰,铝及铜等材料耐腐蚀性强，导电率好，伸展性好等。电缆铠装层除了增强抗拉强度、抗压强度和其他机器保护,延长使用寿命,还可以通过屏蔽保护提高电缆抗干扰性，还可以作为机器接地的地线。

但是，目前在生产的铠装电缆，大多数是将金属材料缠绕在电缆外周，这样不具有封闭性，虽然能保护电缆免受一些机械损坏，但是在一定程度上不能解决电缆过早老化的问题。在一些高温高腐蚀等特定的场合，需要寿命长、稳定性好、伸展性好、耐压强度高的铠装电缆，缠绕式的铠装电缆显然是满足不了要求的。所以，亟需开发具有产高性能防老化的一种新型铠装电缆。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种螺旋状铠装电缆的生产方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种螺旋状铠装电缆，包括电缆本体，包裹在电缆本体外周的金属铠装层，所述金属铠装层设有轴向联接处，所述轴向联接处为焊接部；所述金属铠装层的外周设有沿电缆本体轴向延伸的螺旋状压痕；所述电缆本体与所述金属铠装层之间形成有间隙以构成用于填充惰性气体的充气层。

其进一步技术方案为：所述金属铠装层材质为铜、铝、不锈钢。

其进一步技术方案为：所述金属铠装层的螺旋状压痕的螺距为铠装层外径的七分之一至二分之一。

其进一步技术方案为：所述螺旋状压痕为单头螺旋形状。

其进一步技术方案为：所述惰性气体的气压为0.2-0.8MPa；所述金属铠装层两端设有用于防止所述充气层漏气的封闭套；所述封闭套设有压力表及气路接口。

一种螺旋状铠装电缆的生产方法，包括以下步骤：

1)、电缆本体与金属带在牵引装置的牵引力作用下，同时沿工作轨道轴向运动，电缆本体位于金属带的上表面；并一同进入工作轨道前端的导正定位装置。

2)、通过导正定位装置对电缆本体与金属带进行导正定位后，金属带进入成型模组；成型模组对金属带两侧边向内侧折弯形成圆管状，包裹在电缆本体外周；金属带两侧边轴向联接处形成一条焊缝。

3)、工作轨道上设有的自动焊接装置对准焊缝进行连续焊接，此时圆管状金属带变成金属圆管，使电缆本体封闭在金属圆管内；连续焊接完成后，探伤仪对金属圆管的焊缝处进行探测，以确保焊缝无气孔、裂纹。

4)、经过焊接、探伤后，金属圆管进入冷却装置降温；随后，在牵引力的作用下，进入定型模组进行拉伸定型，以使金属管外表面圆整光滑。

5)、金属管拉伸定型后，进入压痕模；压痕模环绕金属圆管外周环向压型，形成环向凹陷压痕部，并控制金属管向前运动的速度，以使凹陷压痕部在金属管外周形成螺旋式轴向分布，与凹陷压痕部相邻的未进行压型部分形成凸起部，从而在金属圆管外周压制出以螺旋方式轴向分布的凹凸形状。

6)、经过压痕模压型后，铠装电缆缠绕在工作轨道后端设有的料盘；生产出所需要的长度后，在电缆本体与金属铠装层之间的充气层填充惰性气体，并将铠装电缆两端封闭；以上步骤连续工作，一条带有以螺旋方式轴向分布凹凸形状的铠装电缆生产完成。

其进一步技术方案为：所述步骤1)，金属带经过导正定位后，使其准确地进入精切带机，将金属带切成被包覆的电缆本体直径所需的宽度。

其进一步技术方案为：所述步骤2)，金属带经过成型模组折弯成圆管状时，金属带先经过成型模组内的U形模进行预折弯；然后，轮式成型模对预折弯的金属带进一步折弯使金属带半包裹于电缆本体外周；随后，锥形模对包裹于电缆本体外周的金属带外形进行整圆；最后，整圆后的金属带再通过定径模，使折弯成管状的金属带外径均匀和沿轴向直线分布的焊缝稳定。

其进一步技术方案为：所述步骤3)，自动焊接装置采用氩弧焊接；自动焊接装置设有观察目镜及电视监控机构；进入焊接阶段，先通过自动焊接装置设有的观察目镜调整焊接头对准焊缝；再通过电视监控机构观察焊缝处的焊接情况来调整焊条的进给量。

其进一步技术方案为：所述步骤6)，给铠装电缆的充气层充入惰性气体前，铠装电缆两端安装带压力表及气路接口的封闭套；在充入惰性气体时，铠装电缆一端的气路接口连接高压惰性气体，另一端的气路接口打开，把充气层内的空气从气路接口打开端挤出；当充气层的空气排完时，排气端的气路接口关闭；然后，对充气层的惰性气体进行增压，增压范围为0.2-0.8MPa，达到预定的气压后，将充气端的气路接口关闭。。

本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明一种螺旋状铠装电缆的生产方法，电缆本体的螺旋状铠装层由扁平状的金属带经过折弯，并在两侧边轴向联接处焊接形成圆管状，然后在圆管状金属铠装层的外周压出沿电缆本体轴向延伸的螺旋状压痕，最后在具有螺旋状压痕的铠装层与电缆本体之间的充气层充入惰性气体。与现有技术相比，直接将金属带包裹在电缆本体外周，并在金属带两侧边轴向联接处进行焊接形成金属圆管，然后压出螺旋式的压痕，这样具有节省材料，生产工艺简单，效率高，成本低等优点。螺旋状压痕的金属铠装层具有伸展性好，抗压强度高，稳定性好，柔软性好等优点。在金属铠装层与电缆本体之间的充气层填充惰性气体，防止电缆氧化，延长电缆寿命。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

图1为本发明一种螺旋状铠装电缆的局部剖视图；

图2为本发明一种螺旋状铠装电缆的封闭套联接示意图；

图3为本发明一种螺旋状铠装电缆的局部剖视图及压痕工作过程示意图；

图4为本发明一种螺旋状铠装电缆的生产过程示意图；

图5为本发明一种螺旋状铠装电缆的自动焊接装置结构示意图。

附图标记

10 电缆本体 20 金属铠装层

21 轴向连接处 22 焊接部

23 螺旋状压痕 24 金属带

25 金属圆管 30 充气层

41 导正定位装置 42 成型模组

421 U形模 422 轮式成型模

423 第一锥形模 424 第一定径模

43 自动焊接装置 431 焊接头

432 观察目镜 433 探头

434 显示器 435 电视监控系统

44 探伤仪 45 冷却装置

46 定型模组 461 第二锥形模

462 第二定径模 47 压痕模

48 料盘 49 精切带机

50 封闭套 51 压力表

52 气路接口

具体实施方式

为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。

如图1至图2所示，一种螺旋状铠装电缆，包括电缆本体10，包裹在电缆本体10外周的金属铠装层20。金属铠装层20设有轴向联接处21(即金属带折弯时，两侧边接合处)，轴向联接处21为焊接部22，金属带折弯成管状时，在焊接头431在连接处进行焊接。焊接部22为采用满焊形式，且不能有气孔、裂痕等不良情况，确保金属圆管25不漏气。金属铠装层20的外周设有沿电缆本体10轴向延伸的螺旋状压痕23，相邻螺旋状压痕23之间设有一定的间隔，未经过压痕的间隔处相对于螺旋状压痕23有凸起，这样形成螺旋式凹凸形状的金属铠装层20。电缆本体10与金属铠装层20之间有一定的间隙，大小约为0.1mm-10mm，此间隙和凸起部内侧的空间用于充入惰性气体，即为充气层30。充气层30的惰性气体用来保护电缆，防止电缆氧化，延长电缆寿命。

优选的，金属铠装层20需要具有一定的柔韧性、稳定性及强度、硬度等要求，所选的材质为铜、铝、不锈钢或诸如铝镁合金等一些合金材料。

优选的，为了使金属铠装层20有更好的伸展性和柔软性，金属铠装层20的螺旋状压痕23的螺距为铠装层外径的七分之一至二分之一。

优选的，为了电缆铠装层方便加工，节省加工时间，螺旋状压痕23为单头螺旋形状。

优选的，为了使铠装电缆有更好的柔软性，达到保护电缆本体10的同时又具有稳定性，惰性气体的气压0.2-0.8MPa。

优选的，如图2所示，金属铠装层20两端设有用于防止所述充气层30漏气的封闭套50，封闭套50与金属铠装层20焊接联接，与电缆本体10粘合封闭在一起，要确保充气层30不漏气。外露在封闭套50一侧用于连接的电缆本体10的长度至少为300mm。封闭套50设有压力表51及气路接口52，压力表51和气路接口52都与充气层30联通。具体的，气路接口52设有单向阀，用于向充气层30填充惰性气体。

优选的，当电缆本体10外径小于或等于30mm，金属铠装层20的厚度为0.4-0.5mm；当电缆本体10外径大于30mm，小于70mm，金属铠装层20的厚度为0.5-0.8mm；当电缆本体10外径大于或等于70mm，金属铠装层20的厚度为大于0.8mm。于其他实施例中，惰性气体可替换为氮气。

如图3至图5所示，一种螺旋状铠装电缆的生产方法，其特征在包括以下步骤：

1)、电缆本体10与金属带在牵引装置的牵引力作用下，同时沿工作轨道轴向运动。电缆本体10位于金属带24的上表面。并一同进入工作轨道前端的导正定位装置41。

2)、通过导正定位装置41对电缆本体10与金属带24进行导正定位后，金属带24进入成型模组42。成型模组42对金属带24两侧边向内侧进行折弯形成圆管状，包裹在电缆本体10外周；金属带24两侧边轴向联接处21形成一条焊缝。

3)、工作轨道上设有的自动焊接装置43对准焊缝进行连续焊接，此时圆管状金属带24变成金属圆管25，使电缆本体10封闭在金属圆管25内；连续焊接完成后，探伤仪44对金属圆管25的焊缝处进行探测，以确保焊缝无气孔、裂纹。

4)、经过焊接、探伤后，金属圆管25进入冷却装置45降温；随后，在牵引力的作用下，进入定型模组46进行拉伸定型，以使金属圆管25外表面圆整光滑。

5)、金属圆管25拉伸定型后，进入压痕模47。压痕模47环绕金属圆管25外周环向压型，形成环向凹陷压痕部，并控制金属圆管25向前运动的速度，以使凹陷压痕部在金属圆管25外周形成螺旋式轴向分布。与凹陷压痕部相邻的未进行压型部分形成凸起部，从而在金属圆管25外周压制出以螺旋方式轴向分布的凹凸形状。控制金属圆管25在工作轨道牵引速度，就能控制在金属圆管25外周螺旋延伸的凹陷压痕部的螺距。合适的螺距对铠装电缆的柔软性，强度等有至关重要的影响。

6)、经过压痕模47压型后，铠装电缆缠绕在工作轨道后端设有的料盘48；生产出所需要的长度后，在电缆本体10与铠装层之间的充气层30填充惰性气体，并将铠装电缆两端封闭；以上步骤连续工作，一条带有以螺旋方式轴向分布凹凸形状的铠装电缆生产完成。

优选的，于上述步骤1)，金属带24经过导正定位后，使其准确地进入精切带机49，将金属带24切成被包覆的电缆本体10直径所需的宽度。带宽理论计算公式为：带宽＝[(管外径-带厚)×π]，切带精确度：±0.1mm。

优选的，于上述步骤2)中，金属带24经过成型模组42折弯成圆管状时，金属带24先经过成型模组42内的U形模421进行预折弯；然后，轮式成型模422对预折弯的金属带24进一步折弯使金属带24半包裹于电缆本体10外周；随后，第一锥形423模对包裹于电缆本体10外周的金属带24外形进行整圆；最后，整圆后的金属带24再通过第一定径模424，使折弯成管状的金属带24外径均匀和沿轴向直线分布的焊缝稳定。

优选的，如图4，于上述步骤3)中，自动焊接装置43采用氩弧焊接；自动焊接装置43设有观察目镜432及电视监控机构435。进入焊接阶段，先通过自动焊接装置43设有的观察目镜432调整焊接头431对准焊缝；再通过电视监控机构435观察焊缝处的焊接情况来调整焊条的进给量。观察目镜432为光学玻璃，过滤焊接时产生的对眼睛有害光线。电视监控系统435设有的探头433对准焊接处，将焊接处的焊接时的实时焊接情况放大在电视监控系统435的显示器434上显示，有助于操作员及时调整焊接头431及焊料进给量。

优选的，探伤仪44采用X射线探伤仪。

优选的，于上述步骤定型模组由第二锥形模461及第二定径模462组成，金属圆管25先通过第二锥形模461进行整圆(金属圆管25在焊接的过程中，会产生焊接应力，导致金属圆管25变形)，然后经过第二定径模462对整圆的金属圆管25进行精确的拉伸定型。

优选的，于上述步骤6)中，给铠装电缆的充气层30充入惰性气体前，铠装电缆两端安装带压力表51及气路接口52的封闭套50；在充入惰性气体时，铠装电缆一端的气路接口52连接高压惰性气体，另一端的气路接口52打开，把充气层30内的空气从气路接口52打开端挤出；当充气层30的空气排完时，排气端的气路接口52关闭；然后，对充气层30的惰性气体进行增压，增压范围为0.2-0.8MPa，达到预定的气压后，将充气端的气路接口52关闭。

优选的，料盘48设有动力源，可带动料盘48旋转，使电缆紧密的缠绕。此时，带动力源的料盘48可作为牵引装置，省去专门设置的牵引装置。

优选的，在工作轨道末端设有气站，待电缆本体10铠装工作完成，直接可以在料盘上进行充气工作，这样能简化加工工序，提高效率，降低成本。

于其他实施例中，在自动焊接装置43前端还设有用于检测焊缝宽度(或称为间隙)的传感器。传感器设在金属带24上方，并对准金属带24两侧边的轴向联接处21。金属带24在折弯时，由于各种因素，比如金属带24的折弯时产生的应力，金属带24在剪切时两侧边不均匀，金属在两侧边的轴向联接处21会形成宽窄不一的焊缝。传感器就是检测这种宽窄不一的焊缝转化成信号，传送至自动焊接装置43，然后控制焊接头431靠近或远离焊缝及焊接材料的进给量或者焊接的其它工艺参数，从而使得焊缝平整美观，不会形成有凹坑等不良情况发生。

于其他实施例中，在探伤工序之后，增加补焊装置，对于探测有焊缝缺陷的部位，进行补焊。

综上所述，本发明一种螺旋状铠装电缆的生产方法，电缆本体的螺旋状铠装层由扁平状的金属带经过折弯，并在两侧边轴向联接处焊接形成圆管状，然后在圆管状金属铠装层的外周压出沿电缆本体轴向延伸的螺旋状压痕，最后在具有螺旋状压痕的铠装层与电缆本体之间的充气层充入惰性气体。与现有技术相比，直接将金属带包裹在电缆本体外周，并在金属带两侧边轴向联接处进行焊接形成金属圆管，然后压出螺旋式的压痕，这样具有节省材料，生产工艺简单，效率高，成本低等优点。螺旋状压痕的金属铠装层具有伸展性好，抗压强度高，稳定性好，柔软性好等优点。在金属铠装层与电缆本体之间的充气层填充惰性气体，防止电缆氧化，延长电缆寿命。

上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (2)

1.一种螺旋状铠装电缆的生产方法，其特征在包括以下步骤：

1)、电缆本体与金属带在牵引装置的牵引力作用下，同时沿工作轨道轴向运动，电缆本体位于金属带的上表面；并一同进入工作轨道前端的导正定位装置；金属带经过导正定位后，使其准确地进入精切带机，将金属带切成被包覆的电缆本体直径所需的宽度；

2)、通过导正定位装置对电缆本体与金属带进行导正定位后，金属带进入成型模组；成型模组对金属带两侧边向内侧折弯形成圆管状，包裹在电缆本体外周；金属带两侧边轴向联接处形成一条焊缝；金属带经过成型模组折弯成圆管状时，金属带先经过成型模组内的U形模进行预折弯；然后，轮式成型模对预折弯的金属带进一步折弯使金属带半包裹于电缆本体外周；随后，锥形模对包裹于电缆本体外周的金属带外形进行整圆；最后，整圆后的金属带再通过定径模，使折弯成管状的金属带外径均匀和沿轴向直线分布的焊缝稳定；

3)、工作轨道上设有的自动焊接装置对准焊缝进行连续焊接，所述自动焊接装置前端设有用于检测焊缝宽度的传感器；此时圆管状金属带变成金属圆管，使电缆本体封闭在金属圆管内；连续焊接完成后，探伤仪对金属圆管的焊缝处进行探测，以确保焊缝无气孔、裂纹；自动焊接装置采用氩弧焊接；自动焊接装置设有观察目镜及电视监控机构；进入焊接阶段，先通过自动焊接装置设有的观察目镜调整焊接头对准焊缝；再通过电视监控机构观察焊缝处的焊接情况来调整焊条的进给量；

4)、经过焊接、探伤后，金属圆管进入冷却装置降温；随后，在牵引力的作用下，进入定型模组进行拉伸定型，以使金属管外表面圆整光滑；

5)、金属管拉伸定型后，进入压痕模；压痕模环绕金属圆管外周环向压型，形成环向凹陷压痕部，并控制金属管向前运动的速度，以使凹陷压痕部在金属管外周形成螺旋式轴向分布，与凹陷压痕部相邻的未进行压型部分形成凸起部，从而在金属圆管外周压制出以螺旋方式轴向分布的凹凸形状；

6)、经过压痕模压型后，铠装电缆缠绕在工作轨道后端设有的料盘；生产出所需要的长度后，在电缆本体与金属铠装层之间的充气层填充惰性气体，并将铠装电缆两端封闭；以上步骤连续工作，一条带有以螺旋方式轴向分布凹凸形状的铠装电缆生产完成。

2.根据权利要求1所述的一种螺旋状铠装电缆的生产方法，其特征在于所述步骤6)，所述工作轨道的末端设有气站；给铠装电缆的充气层充入惰性气体前，铠装电缆两端安装带压力表及气路接口的封闭套；在充入惰性气体时，铠装电缆一端的气路接口连接高压惰性气体，另一端的气路接口打开，把充气层内的空气从气路接口打开端挤出；当充气层的空气排完时，排气端的气路接口关闭；然后，对充气层的惰性气体进行增压，增压范围为0.2-0.8MPa，达到预定的气压后，将充气端的气路接口关闭。