CN211479754U - 镶嵌辊轮式自动对中缩径装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种镶嵌辊轮式自动对中缩径装置，用于对套设在电缆外的平滑铝护套进行缩径，包括数量不少于三个的压辊，所述压辊包括依次连接的第一斜面、弧形挤压面和第二斜面，所述第一斜面上设有镶嵌槽，所述第二斜面上设有与所述镶嵌槽相配合的镶嵌齿，且所述第一斜面和第二斜面的角度均为180°/n，其中n为所述压辊的数量；将所有压辊呈环形组装时，相邻两个压辊之间通过所述第一斜面和第二斜面无缝连接，所有弧形挤压面依次首尾相连，在自动对中缩径装置的中心处形成一个完整的圆形孔。本实用新型的有益之处在于：实现无相对摩擦、刮痕、飞边、压痕的平滑铝护套的缩径，满足了平滑铝护套的圆整度、几何尺寸与公差要求。

Description

镶嵌辊轮式自动对中缩径装置

技术领域

本实用新型属于电线电缆生产设备技术领域，尤其涉及一种镶嵌辊轮式自动对中缩径装置。

背景技术

当今电力传输系统广泛使用一种皱纹铝护套高压电力电缆，其中皱纹铝护套指的是被轧制成正弦波纹形状的电缆缓冲层外的铝护套。然而，随着XLPE交联聚乙烯高压电缆产品的技术更新，以及在电网的长期运行中不断发生的皱纹铝护套电缆的电气腐蚀和击穿放电事故，促使电缆缓冲涂层外的保护套悄然地从皱纹铝护套变成平滑铝护套。同时，平衡高压电网护套与导体间电容的要求和减小悬浮电位放电等因素也激起了电线电缆生产企业的技术创新势头。

就XLPE交联聚乙烯高压电缆产品而言，金属护套的生产不论是选择由“氩弧焊”铝带变成管状护套层，还是利用Conform挤压机直接生产无缝铝护套管，都必须使用“缩径”设备将平滑铝护套紧密包裹在交联聚乙烯绝缘层外，不得存在任何间隙，否则就会存在局部放电的缺陷。当然，允许在绝缘层和平滑铝护套之间进行填充，但这会使得高压电缆的质量控制变得很艰难，所以不断在电网中出现的局部击穿的事故已成为当今世界上的难题。到底在该平滑铝护套高压电缆的生产过程中选择怎样的“缩径”设备和方法才合适？

目前已公开的现有技术中，多在金属加工行业的管材生产线上才会使用“辊式”缩径设备，如辊式模具(Roller Die)，其大多应用在坯料加工上，在电线电缆行业却很少见。扩大范围检索得知：

在美国专利申请US2565780A所公开的技术方案中，采取多辊轧制的方式减径使得装置结构变得复杂，几乎无法严格控制产品的几何尺寸，仅可以作为坯料初步加工手段，在电线电缆行业生产线上不可行。

在美国专利申请US4314470A所公开的技术方案中，其装置的安装空间太紧凑，在生产中几乎没有做适当调整的操作空间，不适合电线电缆生产线的状况。

在SU845926A1、SU908464A1、SU8999191A1、SU984549A1、SU908464A1、SU8999191A1、SU984549A1等专利申请所公开的技术方案中，利用轧辊的摆动(轧制方向)和楔块定位的方式进行缩径，其方法很难控制精确的缩径尺寸，在电线电缆行业也不可行。

在捷克专利CS236295B1所公开的技术方案中，利用圆弧面(球面)调整压辊拟合生产线中心线的方法虽然可行，但这仅仅弥补了相对于中心线的偏转，解决不了偏离和对心难题。

在中国实用新型专利CN201020170443.2所公开的技术方案中，一方面，钢瓶拔伸机的压辊选择重型轴承的配置对于电线电缆行业的生产设备来说是没有必要的，而且轴的安装方式很难适应简单的支撑座结构，电缆产品几乎不需要重型轴承来承担重载；另一方面，电线电缆生产线上电缆偏移的调整很重要，而该实用新型专利的压辊结构无法实现轴向自身调节。

不论是两辊、三辊还是四辊(多辊)，其目的都是要维持所生产的产品圆整度，因此，CN201320069338.3、CN201420012672.X、CN201420154468.1、CN201420606532.5、CN201520255791.2、CN201621188623.7、CN201710883327.1等中国专利申请所涉及的压辊布置都无法满足：保证平滑铝护套表面无压痕(压痕便是集中放电的因素)、自动对心满足电线电缆生产线的需求、不需要主动驱动(驱动自身会使得平滑铝护套表面由于摩擦产生划痕)、需要压辊的弹性变形以实现平滑铝护套上的平滑过渡等一系列要求。为了避免在平滑铝护套表面造成划痕，CN2017000113632、CN201711228730.7、WO2018/099493A1等专利申请所公开的旋转压辊机构也不合适，因为旋转的压辊会在平滑铝护套表面形成螺旋纹，产生和皱纹护套几乎相同的技术效果。

结合中国实用新型专利CN201820695534.4所涉及的技术内容，考虑是否可以利用调心的复合拉拔模，但是经过工艺试验证实：在平滑铝护套交联聚乙烯高压电缆的生产过程是不允许使用润滑液的，因此技术适用性存在疑问。

综合上述技术背景介绍和相关公开文献，目前的既有技术还无法直接应用在XLPE交联聚乙烯高压电缆产品的生产中。平滑铝护套交联聚乙烯高压电缆的护套层“缩径”工艺的核心技术问题是：

1)解决高压电缆的平滑铝护套外表面产生划痕、压痕、飞边等任何会导致集中放电缺陷的技术问题；

2)寻找到合适的无润滑剂的“缩径”生产工艺与设备，避免清洗润滑剂时对平滑铝护套表面的化学腐蚀；

3)解决压辊自动调整对心，使平滑铝护套保持圆整度及所要求的的几何尺寸与公差，维持平滑铝护套的壁厚均匀不变；

4)解决高压电缆的平滑铝护套与绝缘层(交联聚乙烯层)紧密压合的技术问题。

如何解决上述工艺技术问题是电线电缆行业的重大任务，既要考虑电线电缆产品生产的特殊要求，还要针对特殊产品做出合适的技术路线的选择，其核心内容是要在“缩径”设备的设计和研制上做工作。

实用新型内容

针对上述缺陷，本实用新型要解决的问题是提供一种镶嵌辊轮式自动对中缩径装置，在满足电线电缆产品生产要求的基础上实现平滑铝护套的缩径。

本实用新型提供了一种镶嵌辊轮式自动对中缩径装置，用于对高压电缆的平滑铝护套进行缩径，包括数量不少于三个的压辊，所述压辊包括依次连接的第一斜面、弧形挤压面和第二斜面，所述第一斜面上设有镶嵌槽，所述第二斜面上设有与所述镶嵌槽相配合的镶嵌齿，且所述第一斜面和第二斜面的角度均为180°/n，其中n为所述压辊的数量；将所有压辊呈环形组装时，相邻两个压辊之间通过所述第一斜面和第二斜面无缝连接，所有弧形挤压面依次首尾相连，在自动对中缩径装置的中心处形成一个完整的圆形孔。

优选地，所述压辊的数量为三个，所述第一斜面和第二斜面的角度均为60°。

优选地，所述镶嵌槽和镶嵌齿的形状为梯形，所述梯形的两斜边之间的夹角不小于20°。

优选地，所述压辊的数量为四个，所述第一斜面和第二斜面的角度均为45°。

优选地，所述镶嵌槽和镶嵌齿的形状为梯形，所述梯形的两斜边之间的夹角不小于30°。

优选地，所述镶嵌槽和镶嵌齿的形状为半圆形、三角形、椭圆形、斜四边形或梯形。

优选地，所述压辊的材质为非金属材料。

优选地，所述压辊的材质为尼龙或聚四氟乙烯。

优选地，所述压辊包括辊体和辊轴，所述辊体包括所述第一斜面、弧形挤压面和第二斜面，所述辊轴固定安装，两者之间通过轴向滑动轴承相连接。

本实用新型的有益之处在于：

1)实现无相对摩擦、刮痕、飞边、压痕的平滑铝护套的缩径；

2)实现无润滑剂的平滑铝护套缩径；

3)满足了平滑铝护套的圆整度、几何尺寸与公差要求；

4)可实现平滑铝护套交联聚乙烯高压电缆在不停机的情况下连续生产；

5)装置结构简单，造价低，有利于节约生产成本。

附图说明

图1是压辊的截面图；

图2是本实用新型自动对中缩径装置的工作状态示意图；

图3是本实用新型实施例一的立体图；

图4是实施例一的截面图；

图5是本实用新型实施例二的立体图；

图6是实施例二的截面图；

元件标号说明：

1 平滑铝护套

2 压辊

21 第一斜面

211 镶嵌槽

22 第二斜面

221 镶嵌齿

23 弧形挤压面

24 辊轴

25 辊体

3 轴向滑动轴承

31 轴承套

311 润滑油脂槽

32 螺母和弹簧垫圈

33 螺母和垫片

34 螺柱

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1和图2所示，本实用新型提供了一种镶嵌辊轮式自动对中缩径装置，用于对套设在高压电缆外的平滑铝护套1进行缩径，该装置包括数量不少于三个的压辊2，压辊2包括依次连接的第一斜面21、弧形挤压面23和第二斜面22，其中，第一斜面21上设有镶嵌槽211，第二斜面22上设有与镶嵌槽211相配合的镶嵌齿221，且第一斜面21和第二斜面22的角度相同，为180°/n，其中n为压辊2的数量。两个斜面相对设置，而非平行设置。这样可以保证将所有压辊2呈环形组装时，相邻两个压辊2可以通过其中一个压辊2的第一斜面21与另一个压辊2的第二斜面22无缝嵌合连接，同时所有弧形挤压面23依次首尾相连，在本实用新型自动对中缩径装置的中心处形成一个光滑、完整的圆形孔，该圆形孔即为平滑铝护套1最终的圆整外形。当平滑铝护套交联聚乙烯高压电缆在生产线上按照电缆拉拔方向穿过所有弧形挤压面23组成的圆形孔时，不再会产生飞边、划痕、不圆整变形等缺陷。在此过程中，电缆内包裹了防水层的导体基本上无任何变化，仅仅是平滑铝护套1与交联聚乙烯绝缘层之间的紧密压合，两者之间不会存在任何间隙。

如图1和图2所示，压辊2包括辊体25和辊轴24，辊体25包括第一斜面21、弧形挤压面23和第二斜面22，辊轴24固定安装，两者之间通过两个轴向滑动轴承3相连接。辊轴24既可以保持位置固定不变，使得辊体25处于静止状态，如图2所示由外力拉动平滑铝护套1直接穿过圆形孔实现缩径；也可以将辊轴24固定安装在驱动装置上，带动辊体25沿圆形孔的径向运动并与其他辊体25互相咬合形成圆形孔，实现对平滑铝护套1的缩径。

当辊体25在其他动力驱动下缓慢向中心处压下时，轴向滑动轴承3可以使得辊体25在相互咬合的过程中自适应调整对心，满足平滑铝护套缩径工艺过程所要求的圆整、无缝隙的形状和尺寸要求。组装时，先从辊体25的两侧分别套入轴承套31，保证两个轴承套31的螺栓孔对准。然后，利用垫片和螺母33、弹簧垫圈和螺母32以及螺柱34将辊体25与轴承套31固定在一起，允许使用乐泰螺栓紧固胶进行固定，组成一个压辊2。然后在轴承套31的润滑油脂槽311中涂上润滑油脂，在螺栓孔中穿入辊轴24，接着将辊轴24固定安装在所需处。

辊体25的材质为硬度与平滑铝护套1外表面硬度相当的非金属材料，如尼龙或聚四氟乙烯等，同时也不限于其他热固型塑料。

镶嵌槽211和镶嵌齿221的形状主要用于维持辊体25自动对心，在压辊2的压合过程中，对保持圆形孔的圆整形状起到导向和定位的作用，并可以在压辊2弹性变形时维持无间隙咬合。具体地可采用半圆形、三角形、椭圆形、斜四边形或梯形等，也不限于其他具有相同功能的形状。在对镶嵌槽211和镶嵌齿221进行机加工时，应注意非金属材料的压辊2的耐热性能，不得以很高的机床转速进行切割。

以下为本实用新型的两个具体实施例：

实施例一

如图1、图3和图4所示，压辊2的数量为四个，第一斜面21和第二斜面22的角度均为45°。其中镶嵌槽211和镶嵌齿221的形状为梯形，梯形的两斜边之间的夹角不小于30°，避免出现压辊2之间相互卡死的情况。此外镶嵌槽211和镶嵌齿221的边角应设置成可以防止在咬合过程中出现碰撞的圆角。

实施例二

如图1、图5和图6所示，压辊2的数量为三个，第一斜面21和第二斜面22的角度均为60°。镶嵌槽211和镶嵌齿221的形状为梯形，梯形的两斜边之间的夹角不小于20°，避免出现压辊2之间相互卡死的情况。此外镶嵌槽211和镶嵌齿221的边角应设置成可以防止在咬合过程中出现碰撞的圆角。

综上所述，本实用新型的有益之处在于：

1)实现无相对摩擦、刮痕、飞边、压痕的平滑铝护套的缩径；

2)实现无润滑剂的平滑铝护套缩径；

3)满足了平滑铝护套的圆整度、几何尺寸与公差要求；

4)可实现平滑铝护套交联聚乙烯高压电缆在不停机的情况下连续生产；

5)装置结构简单，造价低，有利于节约生产成本。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种镶嵌辊轮式自动对中缩径装置，用于对高压电缆的平滑铝护套(1)进行缩径，其特征在于，包括数量不少于三个的压辊(2)，所述压辊(2)包括依次连接的第一斜面(21)、弧形挤压面(23)和第二斜面(22)，所述第一斜面(21)上设有镶嵌槽(211)，所述第二斜面(22)上设有与所述镶嵌槽(211)相配合的镶嵌齿(221)，且所述第一斜面(21)和第二斜面(22)的角度均为180°/n，其中n为所述压辊(2)的数量；将所有压辊(2)呈环形组装时，相邻两个压辊(2)之间通过所述第一斜面(21)和第二斜面(22)无缝连接，所有弧形挤压面(23)依次首尾相连，在自动对中缩径装置的中心处形成一个完整的圆形孔。

2.根据权利要求1所述的自动对中缩径装置，其特征在于，所述压辊(2)的数量为三个，所述第一斜面(21)和第二斜面(22)的角度均为60°。

3.根据权利要求2所述的自动对中缩径装置，其特征在于，所述镶嵌槽(211)和镶嵌齿(221)的形状为梯形，所述梯形的两斜边之间的夹角不小于20°。

4.根据权利要求1所述的自动对中缩径装置，其特征在于，所述压辊(2)的数量为四个，所述第一斜面(21)和第二斜面(22)的角度均为45°。

5.根据权利要求4所述的自动对中缩径装置，其特征在于，所述镶嵌槽(211)和镶嵌齿(221)的形状为梯形，所述梯形的两斜边之间的夹角不小于30°。

6.根据权利要求1所述的自动对中缩径装置，其特征在于，所述镶嵌槽(211)和镶嵌齿(221)的形状为半圆形、三角形、椭圆形、斜四边形或梯形。

7.根据权利要求1所述的自动对中缩径装置，其特征在于，所述压辊(2)的材质为非金属材料。

8.根据权利要求7所述的自动对中缩径装置，其特征在于，所述压辊(2)的材质为尼龙或聚四氟乙烯。

9.根据权利要求1所述的自动对中缩径装置，其特征在于，所述压辊(2)包括辊体(25)和辊轴(24)，所述辊体(25)包括所述第一斜面(21)、弧形挤压面(23)和第二斜面(22)，所述辊轴(24)固定安装，两者之间通过轴向滑动轴承(3)相连接。

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