CN116130149B - 铠装型柔性电缆及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电缆技术领域，涉及铠装型柔性电缆及其制造方法。所述方法步骤：（1）将导体单线一次性束绞得到导体股线，将导体股线复绞得到导体，在导体上挤包绝缘层得到绝缘线芯，将绝缘线芯和填充缆绳成缆右向绞合得到成缆线芯，然后用包带层一将成缆线芯扎紧；（2）将不锈钢单线绞合制得不锈钢股线；将不锈钢股线和绞合的棉线绳绞合得到不锈钢绞线；在不锈钢绞线外部挤包不锈钢绞线防护层得到铠装单线；将铠装单线以左向绞合在所述包带层一上形成铠装层；（3）用包带层二将铠装层扎紧；在所述包带层二上编织钢丝编织层，然后挤包外护套，即得铠装型柔性电缆。所得电缆结构完全保持了电缆柔性，并解决了电缆的柔性金属铠装问题。
Description
技术领域
本发明属于电缆技术领域，具体涉及铠装型柔性电缆及其制造方法。
背景技术
柔性电缆主要应用于工业电子系统、自动生产线、仓储设备、机器人、冶金工业、机床等自动化领域。电缆使用过程中需要反复移动牵拉，因此电缆需要保持良好的柔性和抗拉性能。目前柔性电缆制造技术虽已成熟，但是仍存在因重物掉落在电缆上，造成电缆绝缘损伤而导致电缆绝缘击穿短路，从而引起安全或质量事故的问题。
为了使得电缆表面能够承受较大的机械外力冲击作用，现在市场电缆采用钢带、钢丝、铝带、铝丝等金属材料作为电缆铠装防护层，解决电缆表面在受到机械外力冲击下而导致绝缘损坏问题,但是众所周知这些工艺方法中所采用的防护层，使得电缆根本无法保持柔性，限制了其在自动化系统中的应用；采用金属丝编织电缆虽然可以满足电缆的柔性，但是此结构只能起到屏蔽或抗拉的作用，对于作用于电缆表面的外力冲击几乎没有防护作用；对于非金属物质起到的抗机械外力作用较为有限，无法作为铠装层使用，因此如何解决柔性移动电缆的铠装问题成为柔性电缆的一个技术难点。
发明内容
为了解决柔性电缆的铠装问题，本发明采用外层6股不锈钢股线和中心1股绞合的棉线绳绞合得到的不锈钢绞线外挤包绝缘层作为铠装单线，并将铠装单线以10~12倍的节径比左向绞合在缆芯上作为金属铠装层，铠装层外用0.10mm的304不锈钢单线编织固定，此结构完全保持了电缆柔性，并解决了电缆的金属铠装问题。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供铠装型柔性电缆的制造方法，包括以下步骤：
S1. 将导体单线一次性束绞得到导体股线，将导体股线进行复绞得到导体，在所述导体上挤包绝缘层得到绝缘线芯，将绝缘线芯和填充缆绳成缆右向绞合得到成缆线芯，然后用包带层一将成缆线芯扎紧；
S2. 将不锈钢单线绞合制得不锈钢股线；将所述不锈钢股线和绞合的棉线绳绞合得到不锈钢绞线；在所述不锈钢绞线外部挤包不锈钢绞线防护层得到铠装单线；将所述铠装单线以左向绞合在所述包带层一上形成铠装层；
S3. 用包带层二将所述铠装层扎紧；在所述包带层二上编织钢丝编织层，在所述钢丝编织层上挤包外护套，即得铠装型柔性电缆。
优选的，步骤S1所述导体股线的绞合方向和所述导体股线复绞的绞合方向相同；
进一步优选的，步骤S1所述导体股线的绞合节径比控制在30~35倍；所述导体股线复绞最外层绞合节径比控制在13~15倍，内层绞合节径比控制在16~25倍，且外层的节径比应小于相邻的内层；上述绞合方式得到的导体外径小、结构紧凑、表面平整、耐弯曲性好。
进一步优选的，步骤S1所述导体为第6种铜导体。
进一步优选的，步骤S1所述导体股线的股数选自7股、12股、19股或37股中的任意一种，但并不限于此。
优选的，步骤S1所述绝缘线芯与所述填充缆绳绞合成缆节径比控制在8~10倍。
进一步优选的，步骤S1所述填充缆绳为加捻PP绳或棉绳，作用为将电缆填充圆整，并因其为加捻结构，柔性会更好。
优选的，步骤S1所述包带层一采用厚度为0.10mm的无纺布重叠绕包层，作用为将成缆线芯扎紧，避免生产过程中电缆的填充或绝缘线芯跳线，造成电缆不良。
优选的，步骤S2中，将7根0.10 mm不锈钢单线按1+6排列绞合制得不锈钢股线；所述不锈钢股线的绞合外径为0.30mm，绞合节径比控制在14~16倍。
优选的，步骤S2中，将6股所述不锈钢股线和1股绞合的棉线绳按1+6结构排列绞合得到不锈钢绞线。
优选的，步骤S2所述不锈钢股线的绞合方向和不锈钢绞线的绞合方向均为左向绞合。因为不锈钢绞线采用的不锈钢丝细，绞合为同向绞合，节径比适中，且中间一股为绞合的棉线绳，所以钢绞线柔性好、结构紧凑。
优选的，步骤S2所述不锈钢绞线绞合外径为0.90mm；所述不锈钢绞线的绞合节径比控制在10~12倍，以保障钢绞线有足够的柔性和结构紧凑。
优选的，步骤S2所述不锈钢绞线防护层为厚度0.20mm的PP绝缘层。PP绝缘层作用为对钢绞线的内层和外层进行缓冲防护，避免钢绞线直接接触造成电缆的绝缘损伤，PP绝缘料强度高，硬度适中，耐弯折好，价格低廉，加工工艺简单，因此适合作为钢绞线防护层。
优选的，步骤S2所述铠装单线的绞合的节径比控制在10~12倍，以保障电缆的弯曲性能。所述铠装单线之间的总间隙小于一根单线的直径，使得铠装单线紧密绞合于包带层一上。
优选的，步骤S3所述包带层二采用厚度为0.10mm的无纺布重叠绕包层，作用为将铠装单线扎紧，避免生产过程中跳线，造成电缆不良。
优选的，步骤S3所述钢丝编织层采用直径为0.10mm的304不锈钢单线编织而成，编织密度为60~65%，编织角控制在43°~48°之间，钢丝编织层的作用为将铠装层牢牢包紧，避免电缆使用中因电缆弯曲造成铠装单线的翘起等问题。
优选的，步骤S3所述外护套为透明的TPU弹性体或透明的PVC弹性体通过挤压生产，挤包在所述钢丝编织层上而成，平均厚度不小于2.0mm。
本发明还提供由上述制造方法制得的铠装型柔性电缆。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
（1）本发明所述的绞合方式得到的导体外径小、结构紧凑、表面平整、耐弯曲性好。
（2）本发明采用多股绞合的304不锈钢绞线外挤包不锈钢绞线防护层作为铠装用单线，并将铠装单线以10~12倍的节径比左向绞合在缆芯上作为金属铠装层；铠装层既有了金属特性，达到了金属材料铠装的效果，又因为铠装单线采用了细钢丝绞合的结构，且所述不锈钢绞线中心为非金属的棉绳，使得不锈钢绞线、铠装单线更具柔性和耐弯特性；进而使得铠装层具有柔性，解决了金属弯曲性能差的问题。
（3）本发明的铠装层外用0.10mm的304不锈钢单线编织层固定，此结构完全保持了电缆柔性，又能防止因电缆反复弯曲而造成铠装单线发生隆起的问题，从而增强了电缆耐反复弯曲的能力。
附图说明
图1为本发明实施例1铠装型柔性电缆的横截面结构图；
其中：1、成缆线芯；11、绝缘线芯；111、导体；112、绝缘层；12、填充缆绳；2、包带层一；3、铠装层； 4、包带层二；5、钢丝编织层；6、外护套。
图2为本发明铠装型柔性电缆的铠装单线横截面结构图；
其中，31、铠装单线；311、不锈钢绞线；312、不锈钢绞线防护层；3111、不锈钢股线；3112、棉线绳。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
实施例1
铠装型柔性电缆的制造方法，包括以下步骤：
S1. 将导体单线一次性束绞得到导体股线，将导体股线复绞得到导体111，在所述导体111上挤包绝缘层112得到绝缘线芯11，将绝缘线芯11和填充缆绳12成缆右向绞合得到成缆线芯1，然后用包带层一2将成缆线芯1扎紧；
S2. 将不锈钢单线绞合制得不锈钢股线3111；将所述不锈钢股线3111和绞合的棉线绳3112绞合得到不锈钢绞线311；在所述不锈钢绞线311外部挤包不锈钢绞线防护层312得到铠装单线31；将所述铠装单线31以左向绞合在所述包带层一2上形成铠装层3；
S3. 用包带层二4将所述铠装层3扎紧；在所述包带层二4上设钢丝编织层5，在所述钢丝编织层5上挤包外护套6，即得铠装型柔性电缆。
步骤S1所述导体股线的绞合方向和所述导体股线复绞的绞合方向相同；所述导体股线的绞合节径比控制在30~35倍；所述导体股线复绞最外层绞合节径比控制在13~15倍，内层绞合节径比控制在16~25倍，且外层的节径比应小于相邻的内层；上述绞合方式得到的导体111外径小、结构紧凑、表面平整、耐弯曲性好。
步骤S1所述导体111为第6种铜导体。
步骤S1所述导体股线的股数选自7股、12股、19股或37股中的任意一种，但并不限于此。
步骤S1所述绝缘线芯11与所述填充缆绳12绞合成缆节径比控制在8~10倍。
步骤S1所述填充缆绳12为加捻PP绳或棉绳，作用为将电缆填充圆整，并因其为加捻结构，柔性会更好。
步骤S1所述包带层一2采用厚度为0.10mm的无纺布重叠绕包层，作用为将成缆线芯1扎紧，避免生产过程中电缆的填充或绝缘线芯11跳线，造成电缆不良。
步骤S2中，将7根0.10 mm不锈钢单线按1+6排列绞合制得不锈钢股线3111；所述不锈钢股线3111的绞合外径为0.30mm，绞合节径比控制在14~16倍。
步骤S2中，将6股所述不锈钢股线3111和1股绞合的棉线绳3112按1+6结构排列绞合得到不锈钢绞线311。1股绞合的棉线绳3112等效外径为0.30 mm。
步骤S2所述不锈钢股线3111的绞合方向和不锈钢绞线311的绞合方向均为左向绞合。因为不锈钢绞线311采用的不锈钢丝细，绞合为同向绞合，节径比适中，且中间一股为绞合的棉线绳3112，所以钢绞线柔性好、结构紧凑。
步骤S2所述不锈钢绞线311绞合外径为0.90mm；所述不锈钢绞线311的绞合节径比控制在10~12倍，以保障钢绞线有足够的柔性和结构紧凑。
步骤S2所述不锈钢绞线防护层312为厚度0.20mm的PP绝缘层。PP绝缘层作用为对钢绞线的内层和外层进行缓冲防护，避免钢绞线直接接触造成电缆的绝缘损伤，PP绝缘料强度高，硬度适中，耐弯折好，价格低廉，加工工艺简单，因此适合作为钢绞线防护层。
步骤S2所述铠装单线31的绞合的节径比控制在10~12倍，以保障电缆的弯曲性能。所述铠装单线31之间的总间隙小于一根单线的直径，使得铠装单线31紧密缠绕于包带层一2上。
步骤S3所述包带层二4采用厚度为0.10mm的无纺布重叠绕包层，作用为将铠装单线31扎紧，避免生产过程中跳线，造成电缆不良。
步骤S3所述钢丝编织层5采用直径为0.10mm的304不锈钢单线编织而成，编织密度为60~65%，编织角控制在43°~48°之间，钢丝编织层5的作用为将铠装层3牢牢包紧，避免电缆使用中因电缆弯曲造成铠装单线31的翘起等问题。
步骤S3所述外护套6为透明的TPU弹性体或透明的PVC弹性体通过挤压生产，挤包在所述钢丝编织层5上而成，平均厚度不小于2.0mm。
按照上述制造方法制得的铠装型柔性电缆，采用了不锈钢绞线311作为电缆的金属铠装层3，使得铠装层3具有一定的厚度，不影响电缆耐外力冲击的防护作用，并且不锈钢绞线311单丝为0.10mm的单线绞合而成，不锈钢绞线311中心为1股绞合的棉线绳3112，外层为6股不锈钢股线3111，这种结构使得钢绞线与其它形式的金属铠装相比柔性更好，绞合在缆芯上，不会影响电缆的柔性。
同时采用不锈钢丝编织层5对铠装层3进行二次固定，既能够保证电缆柔性又能防止因电缆反复弯曲而造成铠装单线31发生隆起的问题，从而增强了电缆耐反复弯曲的能力。
对比例1
为了使得电缆表面能够承受较大的机械外力冲击作用，现在市场电缆采用钢带、钢丝、铝丝、铝带等金属材料作为电缆铠装防护层。
本对比例提供一种采用钢丝编织层铠装的电缆：
根据电缆规格的大小，采用0.2mm~0.4mm的钢丝编织而成，此结构可以保持柔性电缆的柔性，但是由于单丝太细，铠装的厚度不足，且编织层为存在均匀的露洞，此结构主要作用为抗拉的作用，无法达到电缆径向防护外力冲击的作用。
对比例2
一种采用钢带铠装的电缆：
根据电缆规格的大小，采用0.2mm~0.8mm的钢带间隙绕包而成。此结构相当于在电缆上覆盖了一层0.2mm~0.8mm钢管，完全影响了柔性电缆的柔性，使得电缆弯曲移动使用困难，无法达到柔性效果。
对比例3
一种采用钢丝或铝丝铠装的电缆：
根据电缆规格的大小，采用0.8mm~4.0mm的实心钢丝或实心铝丝绞合在缆芯上，这些单股钢丝或铝丝很粗，自身弯曲十分困难，且单股钢丝或铝丝在反复弯曲下，会更加容易折断，难以使用在需要反复弯曲的柔性电缆上。而本发明是将原有的实心钢丝结构以细钢丝绞合结构代替，且不锈钢绞线的中间1股为非金属的棉绳，使得铠装单线更具柔性和耐弯的特性。
对比例4
一种铠装型电缆，与实施例1不同之处在于，1+6结构绞合的不锈钢绞线结构中，7股线均为不锈钢股线，即此结构中心1股线也是不锈钢绞合的股线。在7股线复绞中，中间1股为直拖的，没有外层的复绞节距，因此弯曲性能会较外层的6股差，弯曲中更容易断裂。
而本发明中，不锈钢绞线的中间1股为非金属的棉绳，较金属材料更耐弯曲，且柔性优于金属材料。
Claims (17)
1.铠装型柔性电缆的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1. 将导体单线一次性束绞得到导体股线，将导体股线进行复绞得到导体（111），在所述导体（111）上挤包绝缘层（112）得到绝缘线芯（11），将绝缘线芯（11）和填充缆绳（12）成缆右向绞合得到成缆线芯（1），然后用包带层一（2）将成缆线芯（1）扎紧；
S2. 将不锈钢单线绞合制得不锈钢股线（3111）；将所述不锈钢股线（3111）和绞合的棉线绳（3112）绞合得到不锈钢绞线（311）；在所述不锈钢绞线（311）外部挤包不锈钢绞线防护层（312）得到铠装单线（31）；将所述铠装单线（31）以左向绞合在所述包带层一（2）上形成铠装层（3）；
S3. 用包带层二（4）将所述铠装层（3）扎紧；在所述包带层二（4）上编织钢丝编织层（5），在所述钢丝编织层（5）上挤包外护套（6），即得铠装型柔性电缆。
2.根据权利要求1所述的铠装型柔性电缆的制造方法，其特征在于，步骤S1所述导体股线的绞合方向和所述导体股线复绞的绞合方向相同。
3.根据权利要求1所述的铠装型柔性电缆的制造方法，其特征在于，步骤S1所述导体股线的绞合节径比控制在30~35倍；所述导体股线复绞最外层绞合节径比控制在13~15倍，内层绞合节径比控制在16~25倍，且外层的节径比应小于相邻的内层。
4.根据权利要求1所述的铠装型柔性电缆的制造方法，其特征在于，步骤S1所述导体（111）为第6种铜导体。
5.根据权利要求1所述的铠装型柔性电缆的制造方法，其特征在于，步骤S1所述导体股线的股数选自7股、12股、19股或37股中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的铠装型柔性电缆的制造方法，其特征在于，步骤S1所述绝缘线芯（11）与所述填充缆绳（12）绞合成缆节径比控制在8~10倍。
7.根据权利要求1所述的铠装型柔性电缆的制造方法，其特征在于，步骤S1所述填充缆绳（12）为加捻PP绳或棉绳。
8.根据权利要求1所述的铠装型柔性电缆的制造方法，其特征在于，步骤S1所述包带层一（2）采用厚度为0.10mm的无纺布重叠绕包层。
9.根据权利要求1所述的铠装型柔性电缆的制造方法，其特征在于，步骤S2中，将7根0.10 mm不锈钢单线按1+6排列绞合制得不锈钢股线（3111）；所述不锈钢股线（3111）的绞合外径为0.30mm，绞合节径比控制在14~16倍。
10.根据权利要求1所述的铠装型柔性电缆的制造方法，其特征在于，步骤S2中，将6股所述不锈钢股线（3111）和1股绞合的棉线绳（3112）按1+6结构排列绞合得到不锈钢绞线（311）。
11.根据权利要求1所述的铠装型柔性电缆的制造方法，其特征在于，步骤S2所述不锈钢股线（3111）的绞合方向和不锈钢绞线（311）的绞合方向均为左向绞合。
12.根据权利要求1所述的铠装型柔性电缆的制造方法，其特征在于，步骤S2所述不锈钢绞线（311）绞合外径为0.90mm；步骤S2所述不锈钢绞线防护层（312）为厚度0.20mm的PP绝缘层。
13.根据权利要求1所述的铠装型柔性电缆的制造方法，其特征在于，步骤S2所述铠装单线（31）的绞合的节径比控制在10~12倍。
14.根据权利要求1所述的铠装型柔性电缆的制造方法，其特征在于，步骤S3所述包带层二（4）采用厚度为0.10mm的无纺布重叠绕包层。
15.根据权利要求1所述的铠装型柔性电缆的制造方法，其特征在于，步骤S3所述钢丝编织层（5）采用直径为0.10mm的304不锈钢单线编织而成，编织密度为60~65%，编织角控制在43°~48°之间。
16.根据权利要求1所述的铠装型柔性电缆的制造方法，其特征在于，步骤S3所述外护套（6）为透明的TPU弹性体或透明的PVC弹性体通过挤压生产，挤包在所述钢丝编织层（5）上而成，平均厚度不小于2.0mm。
17.如权利要求1-16任一项所述的制造方法制得的铠装型柔性电缆。
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