CN111555198B - 一种高空电缆在线剥皮机 - Google Patents

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Abstract

一种高空电缆在线剥皮机,包括轴向进给机构(10)和回转切割机构(20)，所述轴向进给机构(10)将其绕电缆轴线的旋转运动(R)转换为其沿电缆轴线的轴向移动(L)；回转切割机构(20)包括太阳齿轮(21)、转动齿圈(22)和至少1个行星齿轮(23),行星转轴(27)一端固设有辊刀(40)，另一端固定连接轴向进给机构(10)；所述回转切割机构(20)将外界输入的旋转运动转换为辊刀及行星转轴(27)绕行星转轴的转动(C)以切割电缆绝缘层，同时，所述回转切割机构(20)将所述外界输入的旋转运动转换为轴向进给机构(10)绕电缆轴线的旋转转动(R)。高空电缆在线剥皮机,真正实现了剥皮的同时自走式移动，同时绝缘层切面为锥面，无撕裂漏电风险。

Description

一种高空电缆在线剥皮机
技术领域
本发明涉及高空电缆切割剥皮的技术领域，具体涉及一种全自动高空电缆在线剥皮机。
背景技术
目前的高空电缆剥皮作业，电力人员基本上都是依靠手动剥皮工具和人力进行剥皮，在剥皮时，会出现劳动强度大、效率低、精度差、操作不方便等诸多情况，又因在高空中进行作业，环境相对复杂，所以危险性高。电缆绝缘皮去除质量，取决于操作者的技术水平，且通常出现诸如损坏缆芯线表皮的情况。根据现在时代发展的要求，手动电缆剥皮及需要人力旋转施力的半自动剥皮机已经不适应社会的发展。
对于高空在线剥皮机械，存在两个必须解决的问题，1)线缆不能穿入机械，剥皮机械要卡入到电缆周围，同时满足进刀要求，即进刀量要调整到正好到金属芯表面，但刀具螺旋前进不能划伤金属芯；2)行走动作与螺旋切割动作协同完成，即整个机械沿电缆轴线前进的行走动作的同时完成刀绕电缆表面螺旋切割绝缘层的动作。
对于问题1，现有技术通常刚性刀尖部位抵接到金属芯表面，而且刀为被动切割，当刀绕电缆轴线螺旋旋转时，刀尖部位在金属芯表面划出螺旋细槽，影响金属芯的导电性能；另外，割刀并未考虑电缆中有金属铠甲的情形，导致带金属铠甲的电缆不能使用，如武汉立世达电力科技有限公司的一种高压电缆剥皮装置(公开号CN110011227A，公开日：20190712)，当电缆夹在上下夹块中时，剥皮刀1.7斜向对准电缆，该剥皮刀1.7及上下夹块被回转器2转动带动绕电缆轴线转动，剥皮刀1.7会刮到金属芯表面形成刮痕。
对于问题2，现有技术通常是依靠被动滚动的刀面切割线与电缆轴线的倾斜角来带动整个剥皮机械沿电缆轴线行进，当电缆绝缘层较厚时，会给切削刀具施加沿电缆轴线的力导致刀具提前损坏，比如国网陕西省电力公司延安供电公司的一种电缆剥皮装置(公开号CN209994003U，公开日：20200124)，电缆从缺口进入旋转切刀8和两个托辊6之间，旋转切刀8和两个托辊6相对设置且弹性伸缩地固定在旋转架5中，旋转架5是由圆管5-1和管外一体连接的外齿圈9构成，动力齿轮带动外齿圈9转动，外齿圈9带动旋转架5和旋转切刀8绕电缆轴线旋转，旋转切刀8在弹簧压力下旋转切切入绝缘层。但是，其前进动力却来自切刀8端面与所述电缆7横断面交角为1-3°,该交角优选2.5°。旋转切刀8围绕电缆旋转切削的轨迹为螺旋线，因电缆7固定不动，故旋转切刀8随旋转架5带动壳体1相对于电缆7纵向移动。这种依靠刀具与电缆横截面的角度施加轴向前移的力，该力带动整个剥皮机械前进就会带来刀具切割厚绝缘层时损坏严重的问题。另外，该装置的旋转切刀8本身不具有旋转动力，是靠与电缆摩擦力的被动转动，因此该旋转切刀根本切不动带金属铠甲的电缆。
因此，业界急需要设计一种既能主动沿电缆轴线运动,同时切刀带有主动旋转动力的电缆切割工具。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种高空电缆在线剥皮机，解决现有切割刀无旋转动力，无主动轴向进给的问题。
本发明的目的是这样实现的，一种高空电缆在线剥皮机,包括机架筒，还包括
轴向进给机构，所述轴向进给机构可旋转地设于机架筒内，所述轴向进给机构与机架筒构成螺旋副，所述轴向进给机构将其绕电缆轴线的旋转运动转换为其沿电缆轴线的轴向移动；
回转切割机构，所述回转切割机构可旋转地设于机架筒内，回转切割机构包括太阳齿轮、转动齿圈和至少1个行星齿轮,行星齿轮固定连接在行星转轴上，行星转轴一端固设有辊刀，另一端固定连接轴向进给机构；
所述回转切割机构将外界输入的旋转运动转换为辊刀及行星转轴绕行星转轴的转动以切割电缆绝缘层，同时，所述回转切割机构将所述外界输入的旋转运动转换为轴向进给机构绕电缆轴线的旋转转动。
进一步地，所述轴向进给机构包括转盘螺母，所述转盘螺母螺旋连接于机架筒内与机架筒构成螺旋副，行星转轴另一端固定连接转盘螺母。
进一步地，机架筒轴向一端开口，另一端一体设有筒底，太阳齿轮同轴线地设置于机架筒内，且一端与筒底一体连接。
进一步地，所述行星齿轮为3个，行星转轴可旋转地设于行星架上，该行星架于两个行星转轴之间形成供电缆穿入的缺口。
进一步地，转动齿圈包括内圈齿轮和外圈齿轮，所述回转切割机构还包括动力齿轮，内圈齿轮与行星齿轮啮合，外圈齿轮与所述动力齿轮啮合。
进一步地，回转切割机构设置在外壳内，外壳内可旋转地固定设有动力转轴，动力齿轮固定连接动力转轴，外壳可转动地连接转盘螺母。
进一步地，机架筒、太阳齿轮、转动齿圈、外壳均设有供电缆穿入的缺口。
进一步地，还包括至少2个定心机构，所述定心机构左右对称地固定连接于机架筒两侧且水平延伸；当电缆穿入所述缺口时，所述定心机构使得机架筒、太阳齿轮与电缆同轴线定位夹持。
进一步地，所述转动齿圈在缺口设有可旋转对接该缺口的补位齿圈。
进一步地，所述定心机构包括定心外壳、伸缩活塞和定心滚轮，伸缩活塞(可伸缩地滑动配合于定心外壳中，伸缩活塞一端一体连接弧形叉臂，弧形叉臂两端分别可旋转地设有定心滚轮。
本发明的高空电缆在线剥皮机，通过回转切割机构20与轴向进给机构10协同配合同时完成切割动作与轴移动作，真正实现了剥皮的同时自走式移动，同时绝缘层切面为锥面，无撕裂漏电风险，方便电缆接头的连接安装。
附图说明
图1为本发明一种高空电缆在线剥皮机的实施例一的主剖视图；
图2为本发明一种高空电缆在线剥皮机的实施例一的图1的A-A剖视图；
图3为本发明一种高空电缆在线剥皮机的实施例一俯视图；
图4为本发明一种高空电缆在线剥皮机的实施例一的图3的B-B剖视图(最大直径电缆)；
图5为本发明一种高空电缆在线剥皮机的实施例一的图3的B-B剖视图(最小直径电缆)；
图6为本发明一种高空电缆在线剥皮机的实施例一的放入电缆时的图1的A-A剖视图；
图7为本发明一种高空电缆在线剥皮机的实施例二的主剖视图。
上述图中的附图标记：
1机架筒，2缺口,3筒底,4把手
10轴向进给机构，11转盘螺母
20回转切割机构，21太阳齿轮，22转动齿圈，23行星齿轮，24行星架，25动力齿轮，26外壳，27行星转轴，28动力转轴，29转接头
30定心机构，31定心外壳，32伸缩活塞，33定心滚轮，34弧形叉臂,35压缩弹簧,36滑槽，37圆弧弹簧，38紧绳
40辊刀，41伸缩弹簧
22.1内圈齿轮，22.2外圈齿轮，22.3补位齿圈
32.1滑动部，32.2分叉部
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作详细说明，但不用来限制本发明的范围。
实施例一
一种高空电缆在线剥皮机,包括机架筒1，机架筒1螺旋连接轴向进给机构10，轴向进给机构10连接回转切割机构20。还包括定心机构30，定心机构30固定连接机架筒，定心机构30支撑在电缆上使得机架筒1与电缆同轴线。
回转切割机构20包括太阳齿轮21、转动齿圈22和3个固定在行星架24上的行星齿轮23,转动齿圈22包括内圈齿轮22.1和外圈齿轮22.2。机架筒1轴向一端开口，另一端一体设有筒底3，太阳齿轮21与机架筒1同轴线地设置于机架筒1内，且太阳齿轮21一端与筒底3一体连接。行星齿轮23啮合在转动齿圈22的内圈齿轮22.1和太阳齿轮21之间，行星齿轮23固定连接在行星转轴27上，行星转轴27与太阳齿轮21可旋转地设于行星架24上，行星转轴27一端固设有辊刀40，另一端可转动地连接轴向进给机构10。行星转轴27的轴线平行于太阳齿轮21的轴线，所述辊刀40为锥形可伸缩形式。所述回转切割机构20的动作为：太阳齿轮21不转动，转动齿圈22转动，带动行星架24绕太阳齿轮轴线转动的同时，行星齿轮23及其固定连接的行星转轴27自转，行星转轴27带动可伸缩辊刀40转动，切割电缆绝缘层。
回转切割机构20还包括动力齿轮25和外壳26，外圈齿轮22.2啮合动力齿轮25，动力齿轮25的轮轴可连接转动工具获得旋转动力，转动工具比如电钻枪等。回转切割机构20设置在外壳26内，外壳26内可旋转地设有动力转轴28，动力齿轮25固定连接动力转轴28。
轴向进给机构10包括转盘螺母11，机架筒1内孔设有内螺纹，转盘螺母11螺纹连接机架筒1内，行星转轴27固定连接转盘螺母11。外壳26设有转接头29，转接头29可旋转地连接于转盘螺母11。
轴向进给机构10、回转切割机构20分别设有供电缆穿过的缺口2。具体地，机架筒1、太阳齿轮21、转动齿圈22、外壳26均设有供电缆穿过的缺口2。转动齿圈22在缺口2设有可旋转对接该缺口2的补位齿圈22.3。行星架24为环形架，行星架24设有供电缆穿入的缺口，该缺口位于其中两个行星转轴27之间。
还包括机架筒1轴线方向前后设置的至少2个定心机构30，所述定心机构30左右对称地固定连接于机架筒1两侧水平延伸，所述定心机构30包括定心外壳31、伸缩活塞32和定心滚轮33，伸缩活塞32可伸缩地滑动配合于定心外壳31中，伸缩活塞32包括一体连接的滑动部32.1和分叉部32.2，分叉部32.2一端一体连接弧形叉臂34，弧形叉臂34两端分别可旋转地设有定心滚轮33，滑动部32.1滑动配合于定心外壳31中，在滑动部和定心外壳之间设有压缩弹簧35。当线缆从缺口2进入机架筒1时，定心机构30使得机架筒1、太阳齿轮21与电缆同轴线定位夹持。具体地，电缆迫使定心滚轮33和伸缩活塞32向两侧缩回，当电缆进入到正对分叉部时，压缩弹簧35迫使伸缩活塞和定心滚轮33伸出，相对的4个定心滚轮33夹住电缆外壁而定心。前后两组定心滚轮的定心作用使得机架筒1、太阳齿轮21与电缆同轴线定位夹持。
机架筒1正对缺口位置设有把手4，用以使用手使得机架筒相对于电缆轴向固定不动。
定心机构30可适应最小直径电缆到最大直径电缆，具体在弧形叉臂34中设有滑槽36，定心滚轮33之间设有圆弧弹簧37，定心滚轮33分别通过紧绳38与定心外壳31拉紧。当夹持最大直径电缆时，定心滚轮33位于滑槽远端，当夹持最小直径电缆时，定心滚轮33位于滑槽近端。
所述高空电缆在线剥皮机的使用动作过程如下：
1)定心夹持
手握把手4，电缆从缺口2进入，直到定心机构30将机架筒1、太阳齿轮21与电缆同轴线定位夹持，旋转固定补位齿圈22.3；
2)正移旋切绝缘层
手握把手4，另一只手握持动力工具转动动力转轴28，行星架和行星齿轮以及转盘螺母11共同电缆轴线旋转同时正向轴移，同时行星转轴带动辊刀对绝缘层主动切削，直到转盘螺母11轴向前移到接近机架筒1的筒底截止销处；
3)前移定心夹持
手握把手4，将机架筒1前移一段距离，同时定心机构将机架筒1、太阳齿轮21与电缆同轴线定位夹持，旋转固定补位齿圈22.3；
4)反移旋切绝缘层
手握把手4，另一只手握持动力工具反向转动动力转轴28，回转切割机构20反向轴移到机架筒1的筒口截止销处，此过程中，行星架和行星齿轮以及转盘螺母11共同电缆轴线旋转同时反向轴移，同时行星转轴带动辊刀对绝缘层主动切削，直到转盘螺母11轴向反向轴移到接近机架筒1的筒口截止销处。
如此反复，进行电缆剥皮操作。
实施例二
改进了辊刀及行星转轴的固定连接方式，其他特征与实施例一相同。
一种高空电缆在线剥皮机,行星转轴27的轴线与太阳齿轮21的轴线具有倾斜夹角α，辊刀40为圆柱形辊刀，辊刀40键连接于行星转轴27上，行星转轴27设有伸缩弹簧41，伸缩弹簧41抵接辊刀40使得辊刀40沿行星转轴27在键槽内可滑动。
本发明的工作原理如下：
本发明通过以下技术手段解决“提供一种既能主动沿电缆轴线运动,同时切刀带有主动旋转动力的切割工具”的问题，
(1)回转切割机构20与轴向进给机构10协同配合同时完成切割动作与轴移动作
回转切割机构20将外界输入的旋转动力转换为行星转轴及辊刀的旋转切削动力，同时将外界输入的旋转动力通过行星架及与转盘螺母11绕电缆轴线转动转换为沿电缆轴线的轴线位移；正是回转切割机构20与轴向进给机构10的协同配合，使得高空电缆在线剥皮机同时主动旋转切割且主动轴向位移。
(2)辊刀旋切量与轴移量的步调协同
假设有3把辊刀，机架筒内螺旋的螺距为Lmm。通过3把辊刀对电缆横截面的每120度夹角对应的3段不同弧段进行主动旋转切削，当行星架及转盘螺母11每旋转一周，对同一弧段切削了3次，这3次切削，每一次切削都有
Figure BDA0002525455580000061
的轴向进给，所以每次切削都有一定厚度的绝缘层被辊刀切削掉，这样足以减轻辊刀的切削压力，说的是，相对于只有一把辊刀时，随着转动角度接近360°，切削量也达到最大而增加辊刀的切削压力。所以，最优的是，辊刀个数大于等于3。只要满足缺口能够进入最大直径的电缆，则辊刀个数越多越好。
同时，辊刀的切削刃是分布于其外周的多个切削刃，连续增加的轴向位移，正好协同了不断切削的多个切削刃，使得每个切削刃都不会空转。
正是以上两个方面的改进，使得高空电缆在线剥皮机既能切削普通电缆，也能切削有金属铠甲的屏蔽型电缆，同时电缆绝缘层切削为锥形，绝缘层没有线状切口，不存在撕裂风险，大大方便电缆接头的连接安装。
本发明的高空电缆在线剥皮机，通过回转切割机构20与轴向进给机构10协同配合同时完成切割动作与轴移动作，真正实现了剥皮的同时自走式移动，同时绝缘层切面为锥面，无撕裂漏电风险，方便电缆接头的连接安装。

Claims (10)

1.一种高空电缆在线剥皮机,包括机架筒(1)，其特征在于，还包括
轴向进给机构(10)，所述轴向进给机构(10)可旋转地设于机架筒(1)内，所述轴向进给机构(10)与机架筒(1)构成螺旋副，所述轴向进给机构(10)将其绕电缆轴线的旋转运动(R)转换为其沿电缆轴线的轴向移动(L)；
回转切割机构(20)，所述回转切割机构(20)可旋转地设于机架筒(1)内，回转切割机构(20)包括太阳齿轮(21)、转动齿圈(22)和至少1个行星齿轮(23),行星齿轮(23)固定连接在行星转轴(27)上，行星转轴(27)一端固设有辊刀(40)，另一端固定连接轴向进给机构(10)；
所述回转切割机构(20)将外界输入的旋转运动转换为辊刀及行星齿轮(23)绕行星转轴(27)的转动(C)以切割电缆绝缘层，同时，所述回转切割机构(20)将所述外界输入的旋转运动转换为轴向进给机构(10)绕电缆轴线的旋转转动(R)。
2.如权利要求1所述高空电缆在线剥皮机，其特征在于，所述轴向进给机构(10)包括转盘螺母(11)，所述转盘螺母(11)螺旋连接于机架筒(1)内与机架筒(1)构成螺旋副，行星转轴(27)另一端固定连接转盘螺母(11)。
3.如权利要求1所述高空电缆在线剥皮机，其特征在于，机架筒(1)轴向一端开口，另一端一体设有筒底(3)，太阳齿轮(21)同轴线地设置于机架筒(1)内，且一端与筒底(3)一体连接。
4.如权利要求1所述高空电缆在线剥皮机，其特征在于，所述行星齿轮(23)为3个，行星转轴(27)可旋转地设于行星架(24)上，该行星架(24)于两个行星转轴之间形成供电缆穿入的缺口(2)。
5.如权利要求2所述高空电缆在线剥皮机，其特征在于，转动齿圈(22)包括内圈齿轮(22.1)和外圈齿轮(22.2)，所述回转切割机构(20)还包括动力齿轮(25)，内圈齿轮(22.1)与行星齿轮(23)啮合，外圈齿轮(22.2)与所述动力齿轮(25)啮合。
6.如权利要求5所述高空电缆在线剥皮机，其特征在于，回转切割机构(20)设置在外壳(26)内，外壳(26)内可旋转地固定设有动力转轴(28)，动力齿轮(25)固定连接动力转轴(28)，外壳(26)可转动地连接转盘螺母(11)。
7.如权利要求5所述高空电缆在线剥皮机，其特征在于，机架筒(1)、太阳齿轮(21)、转动齿圈(22)、外壳(26)均设有供电缆穿入的缺口(2)。
8.如权利要求4所述高空电缆在线剥皮机，其特征在于，还包括至少2个定心机构(30)，所述定心机构左右对称地固定连接于机架筒(1)两侧且水平延伸；当电缆穿入所述缺口(2)时，所述定心机构(30)使得机架筒(1)、太阳齿轮(21)与电缆同轴线定位夹持。
9.如权利要求7所述高空电缆在线剥皮机，其特征在于，所述转动齿圈(22)在缺口(2)设有可旋转对接该缺口的补位齿圈(22.3)。
10.如权利要求8所述高空电缆在线剥皮机，其特征在于，所述定心机构(30)包括定心外壳(31)、伸缩活塞(32)和定心滚轮(33)，伸缩活塞(32)可伸缩地滑动配合于定心外壳(31)中，伸缩活塞(32)一端一体连接弧形叉臂(34)，弧形叉臂(34)两端分别可旋转地设有定心滚轮(33)。
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