CN111313334B - 一种三抓卡盘式电缆铝护套切割装置及其切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三抓卡盘式电缆铝护套切割装置及其切割方法，包括两个三抓卡盘及可绕三抓卡盘中心转动的转盘，两个转盘上轴向连接有同步杆，同步杆相对于转盘为可转动结构，同步杆上设有切割机构，所述的切割结构包括切割锯轮及设置在切割锯轮一侧的参考滚轮，切割锯轮的直径大于参考滚轮的直径，所述切割锯轮和参考滚轮同轴，切割锯轮与参考滚轮之间的距离是电缆铝护套外周面波纹间距的整数倍。它有效地解决了现有技术的电缆铝护套切割工艺中容易出现的沿面锯深不均衡或存在较多金属毛刺而导致电缆内部绝缘损坏、影响电缆运行电气安全的问题，具有很高的实用价值。

Description

一种三抓卡盘式电缆铝护套切割装置及其切割方法

技术领域

本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种三抓卡盘式电缆铝护套切割装置及其切割方法，适用于用于66-110kV高压电力电缆波纹铝护套及外护套沿面切割。

背景技术

高压电缆结构中的金属护套是必不可少的一部分，而波纹铝护套由于其优良特性而被广泛使用。在电缆附件制作过程中，按照工艺图纸要求，需要在电缆指定径向位置水平环切外护套及波纹铝护套约厚度2/3并手工扳断转出。实际制作过程中因为附件制作人员技术水平差异、附件制作环境空间限制、铝护套波纹起伏影响等因素影响，附件制作人员目前靠经验环锯的形式，常常耗费时间较长，手工锯也较麻烦，且施工情况大多无法满足工艺标准，容易产生以下影响：

1.环切外护套时由于经验不足，锯破、锯伤铝护套，使附件结构破坏，甚至水分沿破损的铝护套进入绝缘，影响电缆电气性能；

2.外护套环切不整齐，起伏较大，存在毛刺，加热祛除沥青时，沥青祛除不干净，使外护套边缘变形严重，影响附件制作美观性，另外变形处易积水影响电缆电气性能；

3.环切铝护套时，由于铝护套波纹影响，切割无法保持统一水平面，使切割断面高低不平；

4.环切铝护套时，由于附件人员用锯熟练不足，附件制作空间限制等原因，环锯铝护套深度不均匀，造成断口不平整，存在毛刺现象，易损伤电缆绝缘，且毛刺处空间电场集中，影响电缆电气性能；

5.环切铝护套时，由于附件制作人员操作水平不足，使铝护套环切力度不均匀将铝护套锯穿伤及阻水层及绝缘外半导电屏蔽层，电缆运行后存在纵向阻水受影响，绝缘不足而击穿的风险。

现在市面上的切割刀具大多采用单一方向贯穿性切割、均匀圆周径向切割以及板材棍材压割三种形式，此三种工具形式均无法满足高压电力电缆波纹铝护套沿面切割的要求。公开日为2013年2月27日，公开号为CN 202752875U的中国专利文件公开了一种电力电缆金属护套切割器，包括用于夹在护套表面并可绕护套旋转的旋转夹具、用于安装电动切割机的安装机构，安装机构设于滑动机构的滑动部件上，滑动机构的固定部件设于旋转夹具上，滑动机构的滑动部件上设有可伸缩的、可相对所述滑动部件在水平方向上活动的可伸缩支棒。该装置实现了电缆波纹铝护套采用电动切割机进行机械切割，结束了采用钢锯进行手工切割的制作工艺，操作方便快捷，大幅度提高了工作效率。但由于电缆护套的外周面通常为螺旋形的波纹状，其表面高低不平，同一径向横截面的外周并非圆形，因此刀具沿电缆外周切割金属护套时容易将铝护套割穿并伤及阻水层及绝缘外半导电屏蔽层，电缆运行后存在纵向阻水受影响，绝缘不足而击穿的风险。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的电缆铝护套切割工艺中容易出现的沿面锯深不均衡或存在较多金属毛刺而导致电缆内部绝缘损坏、影响电缆运行电气安全的问题，提供一种三抓卡盘式电缆铝护套切割装置及其切割方法，可以有效地解决上述问题，确保高压电缆健康稳定运行；同时大大缩短了附件制作的时间，提高了生产效率。

本发明为解决上述技术问题采用的具体技术方案是，一种三抓卡盘式电缆铝护套切割装置，包括用于间隔地固定在电缆铝护套外周面的两个三抓卡盘，所述的三抓卡盘为自定心卡盘，三抓卡盘的上设有可绕三抓卡盘中心转动的转盘，两个三抓卡盘的转盘上轴向连接有同步杆，所述的同步杆相对于转盘为可转动结构，同步杆上设有切割机构，所述的切割结构包括切割锯轮及设置在切割锯轮一侧的参考滚轮，切割锯轮的直径大于参考滚轮的直径，所述切割锯轮和参考滚轮的轴心线在同一直线上且与同步杆的轴心线平行，三抓卡盘式电缆铝护套切割装置工作时，参考滚轮与电缆铝护套的外周面抵接，切割锯轮与参考滚轮之间的距离是电缆铝护套外周面波纹间距的整数倍。本发明利用两个三抓自定心卡盘将切割装置固定在电缆的铝护套上，确保了切割装置的转动中心与电缆中心重合；另一方面，本发明在切割锯轮的一侧设置了参考滚轮，且参考滚轮与切割锯轮之间的距离是电缆铝护套外周面波纹间距的整数倍，这样就确保了参考滚轮沿电缆铝护套波纹表面的移动轨迹与切割锯轮沿电缆铝护套波纹表面的移动轨迹完全一致，即当切割锯轮位于电缆铝护套外周面波纹的波峰位置时，参考滚轮也位于电缆铝护套外周面波纹的波峰位置；而当切割锯轮位于电缆铝护套外周面波纹的波谷位置时，参考滚轮也位于电缆铝护套外周面波纹的波谷位置。这样，由于切割锯轮和参考滚轮的轴心线在同一直线上，本发明切割锯轮的切割深度受到参考滚轮的限制，其最大切割深度为切割锯轮与参考滚轮的半径差，且该深度为实际电缆铝护套的切入深度，无论其切割点是电缆铝护套外周面波纹的波峰位置还是波谷位置，本发明的切入深度均相同。这样，本发明解决了现有技术的电缆铝护套切割工艺中容易出现的沿面锯深不均衡或存在较多金属毛刺而导致电缆内部绝缘损坏、影响电缆运行电气安全的问题，同时大大缩短了附件制作的时间，提高了生产效率。同时，本发明的切割装置也可以用于其他金属材质的电缆护套或电缆外绝缘层的切割。

作为优选，切割锯轮设置在同步杆的中部，所述的参考滚轮为两个，分别设置在切割锯轮的两侧，两个参考滚轮的直径相同。在切割锯轮的两侧分别设置一个参考滚轮，切两个参考滚轮在电缆铝护套外周面波纹上的移动轨迹始终与切割锯轮在电缆铝护套外周面波纹上的移动轨迹相对应，这样可以提高参考滚轮对切割锯轮切割深度的控制精度。

作为优选，切割锯轮及参考滚轮均通过与同步杆垂直的连杆设置在同步杆上，所述的连杆包括安装切割锯轮的锯轮连杆及安装参考滚轮的滚轮连杆，所述的锯轮连杆与滚轮连杆相互平行。切割锯轮及参考滚轮也可以通过其他方式与同步杆连接。

作为优选，切割锯轮由电机驱动，所述的电机固定在锯轮连杆上，电机通过传动机构与切割锯轮连接。

作为优选，滚轮连杆在远离同步杆的一端设有与滚轮连杆垂直的转轴，所述的转轴上设有螺纹，所述的参考滚轮套设在转轴上，参考滚轮的两侧设有调节螺母，参考滚轮通过调节螺母定位在转轴上。在转轴上设置螺纹，这样参考滚轮在转轴上的位置就可以轻易调节，以便根据不同电缆的铝护套波纹间距调节参考滚轮与切割锯轮之间的距离，满足参考滚轮与切割锯轮之间的距离是电缆铝护套外周面波纹间距整数倍的要求。

作为优选，同步杆内设有芯轴，同步杆可转动地套设在芯轴上，芯轴的一端与一转盘垂直固定连接，芯轴的另一端与另一转盘铰接，其铰接轴的中心线在该转盘的切线方向上，两个三抓卡盘上的转盘之间还轴向连接有校直杆，所述的校直杆一端与一转盘垂直固定连接，校直杆的另一端与另一转盘可松开连接。本方案在电缆不完全呈直线状时，可以通过调节校直杆与转盘的位置关系，将不完全呈直线状电缆尽可能地校直后再切割，确保电缆铝护套的切割面与电缆垂直。

作为优选，校直杆为两根，与同步杆一起在转盘的外周均匀布置，所述校直杆上设有螺纹，转盘的外周设有固定耳，固定耳上设有U形缺口，U形缺口两侧的校直杆上设有校直螺母，校直杆通过U形缺口与转盘可松开连接。当电缆不完全呈直线状时，两个三抓卡盘将切割装置固定在电缆的铝护套上后（先松开U形缺口两侧的校直杆上的校直螺母），两个转盘之间出现不平行状态，校直杆在U形缺口处也会出现一定的偏斜，但U形缺口的一侧为开放结构，且U形缺口的宽度与校直杆外径之间有一定的余量，因此校直杆仍可处于U形缺口内，但此时切割装置无法绕电缆外周转动，此时通过调节U形缺口两侧校直杆上的校直螺母，改变转盘在校直杆上的位置即校直电缆，使两个转盘相互平行，这样切割装置就可以绕电缆外周转动而完成切割工作，同时确保电缆铝护套的切割面与电缆垂直。

作为优选，切割锯轮与参考滚轮均为薄片轮，参考滚轮的直径为20-30mm，切割锯轮与参考滚轮的直径差是电缆铝护套切割深度的两倍，电缆铝护套的切割深度是电缆铝护套标称厚度的70%-85%。留下一定厚度的铝护套不切割，这样可以确保电缆内部绝缘的完整，确保电缆的电气性能良好。

三抓卡盘式电缆铝护套切割装置的切割方法，包括以下步骤：

a.除去电缆的外绝缘层，测量电缆铝护套外周面连续N个波纹的波峰或波谷之间的距离，除以N后即为电缆铝护套外周面的波纹间距；这里的N通常可选用10或20等便于计算的数值，N的数值越大，计算后得出的波纹间距精度越高。

b.按不同电缆铝护套所需的切割深度选择切割锯轮及参考滚轮的直径，使切割锯轮与参考滚轮的直径差是电缆铝护套切割深度的两倍，电缆铝护套的切割深度是电缆铝护套标称厚度的70%-85%。

c. 向外转动切割机构，调节参考滚轮在轮轴上的位置，使参考滚轮与切割锯轮之间的距离是电缆铝护套外周面波纹间距的整数倍。

d. 将两个三抓卡盘固定到电缆的铝护套上，并使切割锯轮位于电缆的待切割位置。

e．向内转动切割机构，开启切割锯轮切割电缆铝护套，将切割锯轮沿电缆转动一周，在电缆铝护套上形成深度为电缆铝护套标称厚度70%-85%的切槽。

f.松开两个三抓卡盘，取下切割装置，扳断电缆铝护套并旋转出电缆，完成电缆铝护套的切割。

当本发明的电缆切割装置带有电缆校直杆时，在执行步骤d时，先将校直杆的一端与转盘松开，将两个三抓卡盘固定到电缆的铝护套上，再将校直杆的松开端与转盘连接，调节转盘在校直杆上的位置，使两个转盘相互平行（即将电缆校直）。

本发明的有益效果是：采用本发明的三抓卡盘式电缆铝护套沿面切割装置，不仅解决了施工空间狭小不易操作的问题，而且大幅提高施工效率，彻底解决了对附件制作人员技能水平的依赖，有效保证高压电缆附件制作后绝缘的完好，确保高压电缆健康投运，稳定运行。另外，本发明可用以但不限于用于波纹铝护套的切割，可以通过更换切割刀片的形式完成不同介质、不同表面的切割，亦可切割电缆外护套，具有较强的通用性。本发明的切割装置不仅切割过程简单方便，还具有灵活、轻便等优点，具有很高的实用价值。

附图说明

图1是本发明三抓卡盘式电缆铝护套切割装置的一种结构示意图；

图2是本发明三抓卡盘式电缆铝护套切割装置的另一种结构示意图；

图3是图2的俯视图；

图4是本发明三抓卡盘式电缆铝护套切割装置切割时的一种结构示意图。

图中：1.三抓卡盘，2.转盘，3.同步杆，4.切割锯轮，5.参考滚轮，6.锯轮连杆，7.滚轮连杆，8.电机，9.转轴，10.调节螺母，11.芯轴，12.铰接轴，13.校直杆，14.固定耳，15.校直螺母，16.电缆，17.电缆铝护套。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

实施例1

在如图1所示的实施例1中，一种三抓卡盘式电缆铝护套切割装置，包括用于间隔地固定在电缆铝护套外周面的两个三抓卡盘1，所述的三抓卡盘为自定心卡盘，三抓卡盘的上设有可绕三抓卡盘中心转动的转盘2，两个三抓卡盘的转盘上轴向连接有同步杆3，所述的同步杆相对于转盘为可转动结构，同步杆上设有切割机构，所述的切割结构包括切割锯轮4及设置在切割锯轮一侧的参考滚轮5，切割锯轮的直径大于参考滚轮的直径，所述切割锯轮和参考滚轮的轴心线在同一直线上且与同步杆的轴心线平行。所述的切割锯轮及参考滚轮均通过与同步杆垂直的连杆设置在同步杆上，所述的连杆包括安装切割锯轮的锯轮连杆6及安装参考滚轮的滚轮连杆7，所述的锯轮连杆与滚轮连杆相互平行。所述的切割锯轮设置在同步杆的中部，所述的参考滚轮为两个，分别设置在切割锯轮的两侧，两个参考滚轮的直径相同。所述的切割锯轮由电机8驱动，所述的电机固定在锯轮连杆上，电机通过一伞形齿轮传动机构与切割锯轮连接。滚轮连杆在远离同步杆的一端设有与滚轮连杆垂直的转轴9，所述的转轴上设有螺纹，所述的参考滚轮套设在转轴上，参考滚轮的两侧设有调节螺母10，参考滚轮通过调节螺母定位在转轴上。三抓卡盘式电缆铝护套切割装置工作时，参考滚轮与电缆铝护套的外周面抵接，切割锯轮与参考滚轮之间的距离是电缆铝护套外周面波纹间距的整数倍。

本实施例的切割锯轮与参考滚轮均为薄片轮，参考滚轮的直径为20-30mm，切割锯轮与参考滚轮的直径差是电缆铝护套切割深度的两倍，电缆铝护套的切割深度是电缆铝护套标称厚度的70%-85%。

本实施例三抓卡盘式电缆铝护套切割装置的切割方法，包括以下步骤：

a.除去电缆的外绝缘层，测量电缆铝护套外周面连续10个波纹的波峰或波谷之间的距离，除以10后即为电缆铝护套外周面的波纹间距。

b. 按不同电缆铝护套所需的切割深度选择切割锯轮及参考滚轮的直径，使切割锯轮与参考滚轮的直径差是电缆铝护套切割深度的两倍，电缆铝护套的切割深度是电缆铝护套标称厚度的70%-85%；本实施例对630mm² 的电缆铝护套进行切割，电缆铝护套标称厚度为2.4mm，选择参考滚轮的直径为20mm，切割锯轮的直径为24mm。

c.向外（远离转盘中心方向）转动切割机构，调节参考滚轮在轮轴上的位置，使参考滚轮与切割锯轮之间的距离是电缆铝护套外周面波纹间距的整数倍（本实施例为4倍）。

d. 将两个三抓卡盘固定到电缆的铝护套上，并使切割锯轮位于电缆的待切割位置。

e．向内（靠近转盘中心方向）转动切割机构，开启切割锯轮切割电缆铝护套，将切割锯轮沿电缆转动一周，在电缆铝护套上形成深度2mm的切槽。

f.松开两个三抓卡盘，取下切割装置，扳断电缆铝护套并旋转出电缆，完成电缆铝护套的切割。

实施例2

在图2图3所示的实施例2中，同步杆内设有芯轴11，同步杆可转动地套设在芯轴上，芯轴的一端与一转盘垂直固定连接，芯轴的另一端与另一转盘铰接，其铰接轴12的中心线在该转盘的切线方向上，两个三抓卡盘上的转盘之间还轴向连接有校直杆13，所述的校直杆一端与一转盘垂直固定连接，校直杆的另一端与另一转盘可松开连接。校直杆为两根，与同步杆一起在转盘的外周均匀布置，所述校直杆上设有螺纹，转盘的外周设有固定耳14，固定耳上设有U形缺口，U形缺口两侧的校直杆上设有校直螺母15，校直杆通过U形缺口与转盘可松开连接，其余和实施例1相同。

实施例2三抓卡盘式电缆铝护套切割装置的切割方法，在实施例1切割方法的基础上，在执行步骤d时，先将校直杆的一端与转盘松开，将两个三抓卡盘固定到电缆的铝护套上，再将校直杆的松开端与转盘连接，调节转盘在校直杆上的位置，使两个转盘相互平行（即将电缆校直），其余和实施例1的方法相同。

本发明利用两个三抓自定心卡盘将切割装置固定在电缆的铝护套上，确保了切割装置的转动中心与电缆中心重合；另一方面，本发明在切割锯轮的一侧设置了参考滚轮，且参考滚轮与切割锯轮之间的距离是电缆铝护套外周面波纹间距的整数倍，这样就确保了参考滚轮沿电缆铝护套波纹表面的移动轨迹与切割锯轮沿电缆铝护套波纹表面的移动轨迹完全一致，即当切割锯轮位于电缆铝护套外周面波纹的波峰位置时，参考滚轮也位于电缆铝护套外周面波纹的波峰位置；而当切割锯轮位于电缆铝护套外周面波纹的波谷位置时，参考滚轮也位于电缆铝护套外周面波纹的波谷位置。这样，由于切割锯轮和参考滚轮的轴心线在同一直线上，本发明切割锯轮的切割深度受到参考滚轮的限制，其最大切割深度为切割锯轮与参考滚轮的半径差，且该深度为实际电缆铝护套的切入深度，无论其切割点是电缆铝护套外周面波纹的波峰位置还是波谷位置，本发明的切入深度均相同。这样，本发明解决了现有技术的电缆铝护套切割工艺中容易出现的沿面锯深不均衡或存在较多金属毛刺而导致电缆内部绝缘损坏、影响电缆运行电气安全的问题，同时大大缩短了附件制作的时间，提高了生产效率。

除上述实施例外，在本发明的权利要求书及说明书所公开的范围内，本发明的技术特征或技术数据可以进行重新选择及组合，从而构成新的实施方式，这些本发明没有详细描述的实施方式是本领域技术人员无需创造性劳动就可以轻易实现的，因此这些未详细描述的实施方式也应视为本发明的具体实施例而在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种三抓卡盘式电缆铝护套切割装置，其特征在于，包括用于间隔地固定在电缆铝护套外周面的两个三抓卡盘（1），所述的三抓卡盘为自定心卡盘，三抓卡盘的上设有可绕三抓卡盘中心转动的转盘（2），两个三抓卡盘的转盘上轴向连接有同步杆（3），所述的同步杆相对于转盘为可转动结构，同步杆上设有切割机构，所述的切割机构包括切割锯轮（4）及设置在切割锯轮一侧的参考滚轮（5），切割锯轮的直径大于参考滚轮的直径，所述切割锯轮和参考滚轮的轴心线在同一直线上且与同步杆的轴心线平行，三抓卡盘式电缆铝护套切割装置工作时，参考滚轮与电缆铝护套的外周面抵接，切割锯轮与参考滚轮之间的距离是电缆铝护套外周面波纹间距的整数倍。

2.根据权利要求1所述的三抓卡盘式电缆铝护套切割装置，其特征在于，所述的切割锯轮设置在同步杆的中部，所述的参考滚轮为两个，分别设置在切割锯轮的两侧，两个参考滚轮的直径相同。

3.根据权利要求1所述的三抓卡盘式电缆铝护套切割装置，其特征在于，所述的切割锯轮及参考滚轮均通过与同步杆垂直的连杆设置在同步杆上，所述的连杆包括安装切割锯轮的锯轮连杆（6）及安装参考滚轮的滚轮连杆（7），所述的锯轮连杆与滚轮连杆相互平行。

4.根据权利要求3所述的三抓卡盘式电缆铝护套切割装置，其特征在于，所述的切割锯轮由电机（8）驱动，所述的电机固定在锯轮连杆上，电机通过传动机构与切割锯轮连接。

5.根据权利要求3所述的三抓卡盘式电缆铝护套切割装置，其特征在于，所述的滚轮连杆在远离同步杆的一端设有与滚轮连杆垂直的转轴（9），所述的转轴上设有螺纹，所述的参考滚轮套设在转轴上，参考滚轮的两侧设有调节螺母（10），参考滚轮通过调节螺母定位在转轴上。

6.根据权利要求1所述的三抓卡盘式电缆铝护套切割装置，其特征在于，所述同步杆内设有芯轴（11），同步杆可转动地套设在芯轴上，芯轴的一端与一转盘垂直固定连接，芯轴的另一端与另一转盘铰接，其铰接轴（12）的中心线在该转盘的切线方向上，两个三抓卡盘上的转盘之间还轴向连接有校直杆（13），所述的校直杆一端与一转盘垂直固定连接，校直杆的另一端与另一转盘可松开连接。

7.根据权利要求6所述的三抓卡盘式电缆铝护套切割装置，其特征在于，所述的校直杆为两根，与同步杆一起在转盘的外周均匀布置，所述校直杆上设有螺纹，转盘的外周设有固定耳（14），固定耳上设有U形缺口，U形缺口两侧的校直杆上设有校直螺母（15），校直杆通过U形缺口与转盘可松开连接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的三抓卡盘式电缆铝护套切割装置，其特征在于，所述的切割锯轮与参考滚轮均为薄片轮，参考滚轮的直径为20-30mm，切割锯轮与参考滚轮的直径差是电缆铝护套切割深度的两倍，电缆铝护套的切割深度是电缆铝护套标称厚度的70%-85%。

9.一种权利要求1所述的三抓卡盘式电缆铝护套切割装置的切割方法，其特征在于包括以下步骤：

a.除去电缆的外绝缘层，测量电缆铝护套外周面连续N个波纹的波峰或波谷之间的距离，除以N后即为电缆铝护套外周面的波纹间距；

b. 按不同电缆铝护套所需的切割深度选择切割锯轮及参考滚轮的直径，使切割锯轮与参考滚轮的直径差是电缆铝护套切割深度的两倍，电缆铝护套的切割深度是电缆铝护套标称厚度的70%-85%；

c.向外（远离转盘中心方向）转动切割机构，调节参考滚轮在轮轴上的位置，使参考滚轮与切割锯轮之间的距离是电缆铝护套外周面波纹间距的整数倍；

d. 将两个三抓卡盘固定到电缆的铝护套上，并使切割锯轮位于电缆的待切割位置；

e．向内（转盘中心方向）转动切割机构，开启切割锯轮切割电缆铝护套，将切割锯轮沿电缆转动一周，在电缆铝护套上形成深度为电缆铝护套标称厚度70%-85%的切槽；

f.松开两个三抓卡盘，取下切割装置，扳断电缆铝护套并旋转出电缆，完成电缆铝护套的切割。

10.根据权利要求9所述的三抓卡盘式电缆铝护套切割装置的切割方法，其特征在于，同步杆的一端与一转盘垂直固定连接，同步杆的另一端与另一转盘铰接，其铰接轴的中心线在该转盘的切线方向上，两个三抓卡盘上的转盘之间还轴向连接有校直杆，所述的校直杆一端与一转盘垂直固定连接，校直杆的另一端与另一转盘可松开连接；包括以下步骤：

g.在执行步骤d时，先将校直杆的一端与转盘松开，将两个三抓卡盘固定到电缆的铝护套上，再将校直杆的松开端与转盘连接，调节转盘在校直杆上的位置，使两个转盘相互平行。

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