电缆导体的绞合装置
技术领域
本实用新型涉及电缆制造技术领域,具体涉及一种电缆导体的绞合装置。
背景技术
目前电缆在电力系统中充当不可或缺的位置,电缆施工情况较多,因此经常会在弯曲半径相对狭小的空间,因此会用到第五种导体和第六种导体。第五种导体为软导体;第六种导体为比第五种更柔软的导体。
相对于小截面的导体,如0.2mm2、0.35mm2、0.5mm2、0.75mm2为满足电缆的柔软性,常常采用第五类、第六类导体束丝生产小弯曲半径电缆(通常小弯曲电缆的弯曲半径为其直径的5倍),小弯曲半径电缆由若干个绝缘线芯以及包裹绝缘线芯的编织屏蔽层及护套组成,绝缘线芯包括若干导体绞合成的绞合单元以及包裹绞合单元的绝缘层组成。然而,小弯曲半径电缆中单根绝缘线芯中的绝缘厚度相对较薄,在常规生产过程中,经常会出现导体跳浜现象,使导体表面不圆整,将会影响产品质量。引起导体跳浜原因主要有以下四点:1、模具的设计不合理;2、绞线节距过大;3、放线涨力过松;4、模具与分线板的距离不合适。
另外,对于小截面的导体,电缆绝缘厚度相对较薄,但同心度要求很高,如在生产过程中,出现绝缘偏心现象,不能满足同心度要求,将会认定为不合格产品。
为了避免在绝缘挤出的过程中出现偏心,现有技术中采用了一种免调偏挤出机头,当导线的中心与机头的中心处于同一直线上时,该免调偏挤出机头在绝缘挤出的过程中,使绝缘层与导线保持同心。
虽然采用了免调偏挤出机头来确保绝缘层和导体的同心度,为确保该同心度的前提条件下,导体在进入免调偏挤出机头时,导体的中心与免调偏挤出机头的中心位于同一直线上。在实际生产过程中,导体是卷绕在卷筒上,导体的一端先穿过免调偏挤出机头,在牵引机的作用下使导体移动。在免调偏挤出机头与卷筒之间设有支架,支架包括支架本体以及导线轮,导线轮旋转地支撑在支架本体上,通过导线轮对导线的支撑,使导线处于张紧的状态。
然而,随着免调偏机头和导线轮的长时间使用,两者均会出现不同程度的磨损,从而导致导线进入到免调偏挤出机头时,导线的中心与免调偏挤出机头的中心不在同一直线上,造成挤出绝缘后,绝缘层与导线的中心不能同心。
发明内容
本实用新型的旨在于提供一种电缆导体的绞合装置,本实用新型在生产过程中可避免造成导体跳浜。
解决上述技术问题的技术方案如下:
电缆导体的绞合装置,包括绞合机构,还包括位于绞合机构上游的分线聚合机构,该分线聚合机构包括:
分线板,分线板上设有中心孔以及多层过线通道,每层过线通道包括多个离散的过线孔,每层过线通道中的过线孔的中心位于同一圆周上,籍此每个过线通道中的过线孔位于中心孔的周围,任意一个过线通道中的过线孔的圆心所处的圆周与中心孔之间的间距,与其他过线通道中的过线孔的圆心所处的圆周与中心孔之间的间距不相等;
为从各个过线孔输出的导体提供第一入射夹角的聚晶模,分线板的下游均至少配置有一个聚晶模,每个聚晶模对来自于分线板输出的导体进行聚合。
本实用新型的优点为:由于聚晶模的结构以及各个聚晶模的与分线板之间的间距设计合理,当导体从聚晶模的输入端入射到各个聚晶模内部时,导体与聚晶模的入射孔段的内孔壁面不会发生干涉,这样,导体不会受到聚晶模入射孔段内壁的侧压力,导体顺利进入到成径孔段,在成径孔段内聚合,并使各层导体按照步骤S1的排列方式进行排列,从而使得各层导线按照设定的方式排列,进而使得各层导体在形成待绞合单元后不会出现跳浜的现象。
附图说明
图1为适用于小弯曲半径电缆的生产方法流转的方框图;
图2为本实用新型中的电缆导体的绞合装置的示意图;
图3为分线板的示意图;
图4为聚晶模的示意图;
图5为第一电缆牵引机构或第二电缆牵引机构的示意图;
图6为第一挤出机的结构示意图;
图7为图6中微调装置的剖面结构示意图;
图8为图7中支撑体的剖面结构示意图;
图9为图7中的导向组件的剖面结构示意图;
图10为图7中的驱动部件与导向组件配合的第一种实施例的示意图;
图11为图7中的驱动部件与导向组件配合的第二种实施例的示意图;
附图中的标记:
A为分线聚合机构,B为待绞合单元,C为绞合机构,D为绞合单元;
1为分线板,2为中心孔,3为第一层过线通道,4为第二层过线通道,5为第三层过线通道,6为过线孔;
7为第一聚晶模,8为第二聚晶模,9为第三聚晶模;
10为聚晶模本体,10a为入射孔段、10b为成径孔段,10c为出线孔段,10d为直线,10e为第一弧形过渡段,10f为第二弧形过渡段;10g为中间过渡段,11为聚晶层,12为圆角;
13为皮带轮,14为皮带,15为直线驱动器,16为摆动座,17为导向轮,18为弹性部件,19为传感器;
100为免调偏挤出机头;
200为微调装置:
210为支撑体,211为第一安装孔,212为第二安装孔;
220为导向组件,221为第一导管,222为第二导管,223为凸缘,224为凹部,225为轴承;
230为驱动部件;
300为导线轮。
具体实施方式
如图1所示,为小弯曲半径电缆的生产方法,包括以下步骤:
S1,若干离散的导体穿过分线聚合机构A聚合后形成待绞合单元B,待绞合单元按照以下方式排列:由第一导体形成的第一导体层;由多个位于第一圆周上的第二导体形成的第二导体层,这些第二导体环绕在第一导体的周围,第一导体层沿着第二导体层的中心方向延伸;
本实施例中,还包含第三导体导和第四导体层,第三导体层由多个位于第二圆周上的第三导体形成,第四导体层由多个位于第三圆周上的第四导体形成,第三导体层环绕在第二导体的周围,第四导体层环绕在第三导体的周围。
本实施例中,优选地,第一导体层的数量为1根,第二导体层中的导体数量为6根,第三导体层中的导体数量为12根,第四导体层中的导体数量为18根。
S2,将待绞合单元送入到绞合机构C进行绞合得到绞合单元D,绞合机构C优先采用500型丝束机。绞合机构C与分线聚合机构A构成绞合装置。
S3,绞合单元在第一牵引机构的牵引下穿过第一挤塑机的第一挤出机,绞合单元在通过第一挤出机的过程中,第一挤出机将绝缘材料挤出后结合在绞合单元的表面,以此在绞合单元的表面形成绝缘层而得到单根绝缘线芯。
S4,将多根绝缘线芯采用成缆机进行绞合得到缆芯;
S5,将步骤S4得到的缆芯通过编织机编织后在缆芯的表面形成屏蔽层;
S6,编织有屏蔽层的缆芯在第二牵引机构的牵引下穿过第二挤塑机的第二挤出机,编织有屏蔽层的缆芯在通过挤出第二挤出机的过程中,第二挤出机将绝缘材料挤出后结合在屏蔽层的表面,以此在屏蔽层的表面形成护套而得到小弯曲半径电缆。
本实施例中,还包括将步骤S4得到的缆芯通过编织机编织后在缆芯的表面形成屏蔽层的步骤,通过形成屏蔽层,使小弯曲半径电缆具有良好的抗干扰性能。
步骤S1中使用的分线聚合机构包括:
如图2和图3所示,分线板1、聚晶模,分线板1上设有中心孔2以及多层过线通道,本实施例中,优选地,所述过线通道包括第一层过线通道3、第二层过线通道4、第三层过线通道5,每层过线通道包括多个离散的过线孔6,每层过线通道中的过线孔6的中心位于同一圆周上,籍此每个过线通道中的过线孔6位于中心孔2的周围,由于本实施例中设置了三层过线通道,它们的排布方式为:第二层过线通道4位于第一层过线通道3的周围,第三层过线通道5位于第二层过线通道4的周围。任意一个过线通道中的过线孔6的圆心所处的圆周与中心孔2之间的间距,与其他过线通道中的过线孔的圆心所处的圆周与中心孔之间的间距不相等;
如图2和图3所示,聚晶模为从各个过线孔输出的导体提供第一入射夹角α,分线板的下游均至少配置有一个聚晶模,每个聚晶模对来自于分线板输出的导体进行聚合。优选地,所述聚晶模包括第一聚晶模7、第二聚晶模8、第三聚晶模9,分线板1与各个聚晶模之间的间距,采用以下计算式确定:
X1为分线板1与第一聚晶模7之间的间距,a为分线板1上的中心孔2至第一层过线通道3中的过线孔6的中心距离;
X2为分线板1与第二聚晶模8之间的间距,b为分线板1上的中心孔2至第二层过线通道4中的过线孔6的中心距离;
X3为分线板1与第三聚晶模9之间的间距,c为分线板1上的中心孔2至第三层过线通道5中的过线孔6的中心距离;
α为第一入射夹角。
如图4所示,各个聚晶模包括:聚晶模本体10;设置于聚晶模本体10上的聚线孔,该聚线孔包括:入射孔段10a、成径孔段10b、出线孔段10c,入射孔段10a的半径从输入端向输出端逐渐收缩,使得第一入射夹角α为入射孔段10a输入端与输出端连成的直线10d与聚晶模轴向形的夹角,第一入射夹角α的大小为30-40°,本实施例中,优选地,第一入射夹角α为37.5°。成径孔段10b使从入射孔段10a输出的导体聚合后形成待绞合单元,成径孔段10b位于入射孔段10a的下游;出线孔段10c位于成径孔段10b的下游。入射孔段10a的输入端设置成圆角12,该圆角12对应的半径为1.5mm,通过圆角12,可避免输入端对导体产生刮伤,同时防止了输入端对导体产生侧压作用力。
由于聚晶模的结构以及各个聚晶模的与分线板1之间的间距设计合理,当导体从聚晶模的输入端入射到各个聚晶模内部时,导体与聚晶模的入射孔段10a的内孔壁面不会发生干涉,这样,导体不会受到聚晶模入射孔段10a内壁的侧压力,导体顺利进入到成径孔段10b,在成径孔段10b内聚合,并使各层导体按照步骤S1的排列方式进行排列,从而使得各层导线按照设定的方式排列,进而使得各层导体在形成待绞合单元后不会出现跳浜的现象。
如图4所示,所述成径孔段10b的截面包括:连接入射孔段10a输出端的第一弧形过渡段10e;连接出线孔段10c的第二弧形过渡段10f;以及位于第一弧形过渡段10e和第二弧形过渡段10f之间的中间过渡段10g,其中第一弧形过渡段10e的切线与聚线孔的轴向形成9-10°的第二夹角β。第一弧形过渡段的半径为1.3-1.7mm,优选地,第一弧形过渡段的半径为1.5mm。
如图4所示,通过设计成径孔段10b的结构,使导体从入射孔段10a平滑地过渡并进入到成径孔段10b内,这样减小了导体在进入成径孔段10b内的入模角度,因此减小了导体在形成待绞合单元过程中的阻力,进而避免了导体的跳浜。
如图4所示,中间过渡段10g与第二弧形过渡段10f沿聚线孔轴向的长度为1.8-2.2mm,优选地,中间过渡段10g与第二弧形过渡段10f沿聚线孔轴向的长度为2mm。当导体通过第一弧形过渡段10e后,导体在中间过渡段10g与第二弧形过渡段10f中进行聚合,设计中间过渡段10g与第二弧形过渡段10f的长度之和为2mm,相对现有技术中的成径区而言,本实施例中的成径区的长度获得缩短,使导体在成径孔段10b中的成径区内所受的阻力减小,这样进一步地防止了导体跳浜。
如图4所示,所述成径孔段10b的表面设有聚晶层11,聚晶层11的表面光滑,使得导体在移动的过程中受到阻力减小。
如图4所示,出线孔段10c的半径从输入端到输出端逐渐扩大,出线孔段的输出端与输入端连成的直线与聚线孔的轴向形成第三夹角γ,该第三夹角γ为20-30°。
如图5所示,本实施例中,第一牵引机构和第二牵引机构的结构相同,本实施例中的第一牵引机构和第二牵引机构包括:呈对称布置的一对使绝缘线芯或小弯曲半径电缆平移的牵引机构,牵引机构包括:至少两个皮带轮13、闭合设置在皮带轮上的皮带14、至少两个根据绝缘层或护套外径驱使皮带移动到牵引位置牵引导向机构,该牵引导向机构包括:直线驱动器15、在牵引过程中根据使绝缘线芯或小弯曲半径电缆产生反向作用力的方向进行摆动的摆动座16、导向轮17,摆动座16与直线驱动器15的动力输出端活动连接,导向轮17活动连接在摆动座16上。直线驱动器15可以采用气缸、液压缸或者电动丝杆等机构,本实施例中,直线驱动器15优先采用气缸。
如图5所示,使绝缘线芯或小弯曲半径电缆穿过牵引机构,在上下两个皮带14夹持以及随着皮带14工作的情况下,使绝缘线芯或小弯曲半径电缆随皮带14移动从而被牵引。
如图5所示,然而,使绝缘线芯或小弯曲半径电缆在被牵引机构牵引时,卷绕机对绝缘线芯或小弯曲半径电缆进行卷绕,随着卷绕机对绝缘线芯或小弯曲半径电缆卷绕后,卷绕机上的缆卷的直径时时发生变化,这样,绝缘线芯或小弯曲半径电缆在出牵引机时和卷绕机之间形成一个夹角,因此,绝缘线芯或小弯曲半径电缆在被牵引机构牵引时会产生不同程度的波动,即并非是持续地直线运动,而是时时向上或向下地起伏,这样,绝缘线芯或小弯曲半径电缆对牵引机构产生波动的作用力。而由于被牵引机构牵引的绝缘线芯或小弯曲半径电缆的绝缘层或护套刚经高温挤塑成型,虽然经过冷却机构冷却,但仍然保留有一定温度而处于易变形的状态,如果皮带14的夹持作用力恒定不变,虽然波动的弧度很小,但仍然在牵引过程中容易导致绝缘线芯或小弯曲半径电缆变形。
因此,在本实用新型中,如图5所示,摆动座16与直线驱动器15的连接方式为活动连接,当绝缘线芯或小弯曲半径电缆波动时,绝缘线芯或小弯曲半径电缆产生的波动作用力作用于皮带14上,通过皮带14传递到摆动座16上使摆动座16发生摆动,以调整摆动座16通过皮带13产生的作用力,使得绝缘线芯或小弯曲半径电缆波动时,使摆动座16对绝缘线芯或小弯曲半径电缆产生的作用力获得微小的调整,以避免绝缘线芯或小弯曲半径电缆在被牵引机构牵引过程中变形。
如图5所示,另外,由于卷绕机与牵引机构之间的收线距离过小,上述形成的夹角影响相应较大,作用电缆上作用力较大,出位牵引机出线口处的摆动座16发生摆动后以微调减缓形变量,从而降低对电缆作用力影响,并且根据电缆外径选择合适气压,防止履带压力过大将电缆压扁,保证电缆圆整度。
如图5所示,所述牵引机构还包括限制摆动座摆动弧度的弹性部件18,该弹性部件18的一端与直线驱动器15配合,弹性部件18的另一端与摆动座配合。虽然摆动座16可以发生摆动,但摆动的弧度不能过大,否则会影响到牵引的速度受到影响,因此,在本实用新型中通过弹性部件18限制摆动座16的摆动弧度,促使摆动座16、导向轮17对皮带14形成张紧的状态,以保证皮带14与绝缘线芯或小弯曲半径电缆之间的摩擦力,进而使绝缘线芯或小弯曲半径电缆的牵引效率获得保证。
如图5所示,所述弹性部件18优选采用弹簧,所述弹簧优先采用圆锥螺旋弹簧,圆锥螺旋弹簧的小径端与直线驱动器配合,圆锥螺旋弹簧的大径端与摆动座配合。圆锥螺旋弹簧的大径端与摆动座可以增加圆锥螺旋弹簧与摆动座的接触面积,从而将摆动座的摆幅限制在需要的范围内。
如图5所示,牵引机构还包括位检测摆动座16位移量的传感器19,该传感器19的一端与摆动座16连接。当摆动座16在直线驱动器15的驱动作用下进行升降,传感器19随着摆动座16的升降而工作,从而时时检测出摆动座16的位移量,将该位移量反馈到控制器(图中未示出),从而控制直线驱动器15工作,进而精确控制摆动座16的位置,使皮带14精确移动到需要牵引绝缘线芯或小弯曲半径电缆的位置,也可以防止压力过大影响电缆圆整度。传感器19优选采用电阻式位移量传感器。
如图5所示,由于在电缆H的上下两侧均有传感器19,因此,通过位于绝缘线芯或小弯曲半径电缆的上下两侧的传感器19之间的间距,当直线驱动器15驱动摆动座16使皮带14作用在绝缘线芯或小弯曲半径电缆上后,控制器可以计算出绝缘线芯或小弯曲半径电缆的直径两个皮带14之间的间距,控制器根据绝缘线芯或小弯曲半径电缆直径的大小以及皮带14的间距,控制直线驱动器15对皮带14的作用力进行微调,从而使得绝缘线芯或小弯曲半径电缆在被牵引过程中圆整度不会受到影响。
如图6所示,第一挤出机包括免调偏挤出机头100、对绞合单元D位置进行调整后以使该绞合单元D的中心与免调偏挤出机头的中心位于同一直线上的微调机构200,微调装置200位于免调偏挤出机头的上游。
如图7和图8所示,微调机构200包括:支撑体210、对绞合单元D进行导向的导向组件220、多个驱动部件230,支撑体210上设有贯穿轴向端面的第一安装孔211,支撑体210的周面上设有沿支撑体210径向延伸的多个第二安装孔212,第二安装孔212与第一安装孔211连通;每个第二安装孔212中装配一个驱动部件230,多个驱动部件230与导向组件配合后,这些驱动部件230对导向组件220形成夹持以使导向组件220间隙配合在第一安装孔211中。驱动部件230优先采用四个,四个驱动部件230位于支撑体210的同一圆周上,且间隔90度布置。
如图7和图8所示,本实施例中,所述第二安装孔212优先设置为螺纹孔,所述驱动部件230优先采用螺钉,螺钉与螺纹孔螺纹连接后,螺钉的端部与导向组件配合。
通过调节驱动部件230,驱动部件230驱动支导向组件220径向位移(例如沿支撑体210的上下左右方向移动),从而使穿过导向组件220的导线的中心与免调偏挤出机头100的中心位于同一直线上,以弥补免调偏挤出机头100和导线轮300因不同程序磨损导致的位置误差,并且,微调机构200设置在导线轮300与免调偏挤出机头100之间设置后,微调机构200对导线形成了支撑作用,进而使导线从导线轮向免调偏挤出机头100移动的过程中能更加平直,且有助于减小抖动幅度。
如图7和图8所示,导向组件220包括与所述驱动部件配合的第一导管221、第二导管222,第二导管222装配在第一导管221的内孔中。优先地,所述第一导管221的内孔中设有内螺纹,第二导管222的周面上设有外螺纹,第二导管222与第一导管221通过螺纹连接。通过第一导管221与第二导管222的结合,当第二导管222受到磨损时,能方便地更换第二导管222,以确保导向的精度。
如图7和图8所示,第二导管222的一端设有凸缘223,该凸缘223暴露在支撑体221的外部。通过凸缘223,能方便地旋转第二导管222,使第二导管222与第一导管221配合或分离。
如图9和图10所示,导向组件220的周面上设有凹部224,所述驱动部件230的一端与凹部配合。凹部224为凹槽,凹部224的数量与驱动部件230的数量等同,即为4个,凹部224分布在导向组件220的周面上且沿同一圆周间隔90度布置。例如,当驱动部件230为螺栓时,螺栓的端部与凹部224间隙配合,这样可以避免导向组件220相对驱动部件230滑动,从而限制导向组件220沿第一安装孔211的轴向移动,确保调整精度。
如图11所示,所述导向组件的周面上设有凹部224,所述导向组件220还包括轴承225,该轴承225安装在凹部内,所述驱动部件的一端与轴承225连接。例如,当驱动部件230采用螺栓时,旋转驱动部件230,通过与轴承225的配合,驱动部件230与导向组件220没有摩擦作用力,避免了导向组件220相对驱动部件230滑动,从而限制导向组件220沿第一安装孔211的轴向移动,确保调整精度。
使用时,首先将待挤出绞合单元D穿过微调装置200,然后在将绞合单元D穿过免调偏挤出机头100,在导体上正常挤出绝缘,通过测量同心度观察绝缘厚度是否均匀,如绝缘出现偏心现象,由于免调偏挤出机头100是无法调整绝缘同心度,通过调节微调装置200上的驱动部件200,并且根据绞合单元D外径选择合理导体入线口尺寸大小,调整绞合单元D位置,从而解决绝缘偏心现象,并且驱动部件(螺钉)上标注刻度尺,能更精确的确定调整数值。
本实用新型不限于采用上述实施例,例如,所述驱动部件230还可以采用气缸,气缸的缸体过盈配合在第二安装孔212内,气缸的活塞杆与导向组件220配合。例如气缸的活塞杆与凹部224配合。气缸活塞杆的伸缩量可通过控制器(图中未示出)进行控制,以便于精确地进行调整。
第二挤出机为免调偏挤出机头或者可调挤出机头。