CN217847538U - 防止螺旋电缆交叉错乱的自动退扭装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及到一种防止螺旋电缆交叉错乱的自动退扭装置，包括机架、相互连接的退绕机头和退绕轴、位于退绕轴一侧机架上的退扭机头、连接在退扭机头上的夹头以及设置在机架上的可驱动退扭机头来回移动的平移驱动机构，退扭机头包括一个底座、一个转动连接在底座上且平行于退绕轴的转盘，一个固定连接在转盘上用于驱动夹头转动的退扭驱动器。本实用新型通过转动连接在底座上的转盘来支撑退扭驱动器，使夹头能够沿平行于转盘所在的平面转动，从而使夹头随着正旋电缆退绕端的移动而逐渐转动，使夹头的轴向始终与刚退绕出来的电缆的轴向保持同轴，这样就可有效避免电缆退扭过程中的整体大幅度翻身扭转以及电缆弯曲造成的交叉错乱现象。

Description

防止螺旋电缆交叉错乱的自动退扭装置

技术领域

本实用新型属于螺旋电缆技术领域，具体涉及一种防止螺旋电缆交叉错乱的自动退扭装置。

背景技术

螺旋电缆因具有极强的延展能力和良好的收缩能力而获得广泛应用，如同弹簧一般，螺旋电缆在使用中，可根据需要被拉伸，消除拉力后会自动回缩，有效避免了电缆堆叠缠绕的问题。

螺旋电缆的生产过程比较复杂，其中，使电缆形成螺旋形的主要工艺包括卷绕-热烘-冷却-退扭，退扭之前，电缆经卷绕-热烘-冷却之后，基本已经可以保持螺旋形态，这个状态的螺旋电缆我们称之为“正旋电缆”，由于电缆是经卷绕受力而成型的，因此每一圈之间都会有正向旋转的内应力存在，为了克服正旋电缆每一圈之间反向松弛的问题，就需采用退扭工艺对正旋电缆进一步处理，所谓退扭是指牵引正旋电缆的一端并使之沿正旋电缆旋向的相反方向旋转，并使之形成反旋电缆，这样就能够释放内应力，使成品螺旋电缆拉伸回缩时不会交叉错位，乱成一团。

退扭工艺通常采用人工操作，但也存在少量机械化退扭的设备，专利号ZL2013103994974、专利名称“一种螺旋电缆退扭机”就公开了一种机械化退扭设备，经试用，该退扭机基本可实现螺旋电缆的自动退扭，但使用中存在诸多问题，由于用于牵引和带动螺旋电缆的一端反转的夹紧头与正旋电缆的中心轴角度不可变，导致夹紧头的中心轴与刚被退绕的电缆不同轴，造成反旋部分的电缆弯曲、反旋部分的电缆整体大幅度的翻身扭转，进而导致刚被反向扭转的反旋电缆绕到已经扭转的反旋电缆上，形成错乱现象。正常的螺旋电缆，其从前往后一圈挨着一圈整齐排列，而产生交叉错乱时，位于后方的一圈会错位绕到前方，此时螺旋电缆无法自行消除这一问题，必须由操作人员停止设备运行后，手动恢复螺旋电缆每一圈的排列顺序，然后再开机继续退扭，这就要求操作人员时刻盯着设备，这虽然减少了操作人员的劳动强度，但并没有降低生产成本，而且还无法确保生产效率的提升。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种防止螺旋电缆交叉错乱的自动退扭装置，以克服传统的退绕机在对螺旋电缆进行退扭时容易产生交叉错乱的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：防止螺旋电缆交叉错乱的自动退扭装置，包括机架，所述机架上设置有一台退绕机头，退绕机头上连接有一根退绕轴，退绕机头可驱动退绕轴转动，退绕轴用于绕设正旋电缆，退绕轴接近退绕机头的一端连接有一个定位机构，该定位机构用于定位绕设在退绕轴上的正旋电缆接近退绕机头的一端端部，位于退绕轴一侧的机架上设置有一台退扭机头，退扭机头上连接有一个夹头，退扭机头可驱动该夹头转动，所述退扭机头活动连接在机架上，机架上设置有驱动退扭机头来回移动的平移驱动机构，所述退扭机头的运动方向与退绕轴的轴向相交且夹角为60~120°，所述退扭机头包括一个底座、一个转动连接在底座上且平行于退绕轴的转盘，一个固定连接在转盘上用于驱动夹头转动的退扭驱动器。

作为一种优选方案，所述定位机构包括一根与退绕轴垂直固定连接的限位钉，一个套接在正旋电缆接近退绕机头一端直段上的限位管、一个固定连接在限位管外壁上且可拆卸地套接在限位钉上的限位套。

作为一种优选方案，所述退绕机头包括一台退绕电机、一套固定连接在机架上的第一轴座、一根转动连接在第一轴座上的退绕传动轴，所述退绕电机与退绕传动轴传动连接，所述退绕传动轴与退绕轴同轴连接。

作为一种优选方案，所述平移驱动机构包括至少一条沿退扭机头的运动方向设置的轨道、一个与轨道滑动连接的退扭滑块、一套固定连接在机架上用于驱动退扭滑块沿轨道来回滑动的平移驱动器，所述退扭机头的底座与退扭滑块固定连接。

作为一种优选方案，所述平移驱动器为一台固定连接在机架上的步进电机，所述退扭滑块上螺纹连接有一根平行于轨道设置的丝杆，丝杆的两端分别转动连接在机架上，所述步进电机与丝杆传动连接，驱动丝杆转动。

作为一种优选方案，所述退扭驱动器包括一固定连接在转盘上的第二轴座，第二轴座上转动连接有退扭转轴，退扭转轴朝向退绕轴的一端伸出第二轴座并与夹头固定连接，第二轴座一侧的转盘上固定连接有退扭电机，退扭电机与退扭转轴传动连接，驱动退扭转轴转动。

作为一种优选方案，所述退扭转轴为空心轴，所述夹头为三爪卡盘，三爪卡盘的盘座中心开设有与退扭转轴配合的通孔，盘座固定套接在退扭转轴的端部。

作为一种优选方案，所述机架上还固定设置有一条平行于退绕轴的副轨，副轨上滑动连接有分离滑块，分离滑块上连接有一垂直于退绕轴设置的分离叉，该分离叉位于退绕轴偏向退扭机头的一侧，分离叉的顶端开设有U形槽，U形槽介于退绕轴和夹头之间，U形槽一端正对退绕轴的侧面，U形槽与退绕轴上绕设的正旋电缆之间的间距仅可容纳半圈反旋电缆。

作为一种优选方案，所述分离叉顶端固定连接有两根向上延伸的导向轴，两导向轴沿退绕轴的轴向排列，任一导向轴上转动连接有一个导向套，两导向套与分离叉顶端共同构成了U形槽。

作为一种优选方案，两导向轴成“八”字形设置，两导向轴自由端之间的距离为电缆外径的1~1.5倍。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过转动连接在底座上的转盘来支撑退扭驱动器，使夹头能够沿平行于转盘所在的平面转动，从而使夹头随着正旋电缆退绕端的移动而逐渐转动，使夹头的轴向始终与刚退绕出来的电缆的轴向保持同轴，这样就可有效避免电缆退扭过程中的整体大幅度翻身扭转以及电缆弯曲造成的交叉错乱现象。

本实用新型还进一步利用分离叉分离已经被扭转的反旋电缆与刚被扭转的半圈反旋电缆，物理隔离两者可有效避免刚被扭转的反旋电缆与前圈交叉，从而进一步消除了螺旋电缆退扭过程中的交叉错乱现象。

附图说明

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，其中：

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中的A-A剖视图；

图3是图1中的B-B剖视图；

图4是图1中的C部放大图；

图5是本实用新型所述分离叉的具体连接结构示意图；

图6是本实用新型所述分离叉头部的一种具体结构示意图；

图1~图6中：1、机架，2、退绕机头，201、退绕电机，202、第一轴座，203、退绕传动轴，3、退绕轴，4、定位机构，401、限位钉，402、限位管，403、限位套，5、退扭机头，501、底座，502、转盘，503、退扭驱动器，503a、第二轴座，503b、退扭转轴，6、夹头，601、盘座，7、平移驱动机构，701、轨道，702、退扭滑块，703、平移驱动器，704、丝杆，8、通孔，9、副轨，10、分离滑块，11、分离叉，12.U形槽，13、导向轴，14、导向套。

具体实施方式

下面结合附图，详细描述本实用新型的具体实施方案。

为便于理解，本实施例中所述螺旋电缆是指整根电缆，正旋电缆是指绕设在退绕轴3上待退扭的部分电缆，反旋电缆是指已经脱离退绕轴3并经退扭机头反向扭转后所形成的旋向与正旋电缆相反的部分电缆。

如图1和图2所示，防止螺旋电缆交叉错乱的自动退扭装置包括机架1，所述机架1上设置有一台退绕机头2，退绕机头2上连接有一根退绕轴3，退绕机头2可驱动退绕轴3转动，退绕轴3用于绕设正旋电缆，退绕轴3接近退绕机头2的一端连接有一个定位机构4，该定位机构4用于定位绕设在退绕轴3上的正旋电缆接近退绕机头2的一端端部，位于退绕轴3一侧的机架1上设置有一台退扭机头5，退扭机头5上连接有一个夹头6，退扭机头5可驱动该夹头转动，所述退扭机头5活动连接在机架1上，机架1上设置有驱动退扭机头5来回移动的平移驱动机构7，退扭机头5的运动方向与退绕轴3的轴向相交且夹角为60~120°，本实施例优选90°。如图2所示，本实施例中的退扭机头5包括一个底座501、一个转动连接在底座501上且平行于退绕轴3的转盘502，一个固定连接在转盘502上用于驱动夹头6转动的退扭驱动器503。

实际生产中，转盘502的转动可以是自由的，也可以是受限的。当转盘502不设置驱动其转动的驱动设备时，此时转盘502的转动是自由的，转盘502在受到电缆倾斜方向的拉力时，就会转动，以保持已经退绕的螺旋电缆的中心轴与退扭驱动器503的轴向同轴。当转盘502的外缘与一个驱动设备传动连接时，此时转盘502的转动是受限的，转盘502自由在驱动设备驱动下转动，驱动设备可以根据模拟的螺旋电缆退绕进度以及退绕机头5后退的距离，计算出大致的以退绕螺旋电缆的中心轴方向，并驱动转盘502转动一定的角度，使退扭驱动器503的轴向与以退绕的螺旋电缆中心轴同轴。

如图4所示，在本实施例中，定位机构4包括一根与退绕轴3垂直固定连接的限位钉401，一个套接在正旋电缆接近退绕机头2一端直段上的限位管402、一个固定连接在限位管402外壁上且可拆卸地套接在限位钉401上的限位套403。限位钉401优选可拆卸地与退绕轴3连接，以实现限位钉401在退绕轴3上的位置调节。该定位机构4在应用时，将限位管402套接在正旋电缆接近退绕机头2一端的直段上，将正旋电缆接近退绕机头2一端的直段旋转至与限位钉401平行，转动正旋电缆直段上的限位管402以使其外壁上的限位套403与限位钉401正对，将限位管402沿电缆轴向滑动直至限位套403套接到限位钉401上。

限位管402具有一定的长度，其与电缆外壁之间的摩擦力较大，结合退绕机头2带动退绕轴3转动时，限位管402实际对正旋电缆的直段施加有一径向力，所以限位管402不会轻易从电缆上脱落，从而实现对正旋电缆一端的定位作用。

如图3所示，本实施例中的退绕机头2包括一台退绕电机201、一套固定连接在机架1上的第一轴座202、一根转动连接在第一轴座202上的退绕传动轴203，所述退绕电机201与退绕传动轴203传动连接，传动连接方式包括且不限于同步带传动、链条传动、齿轮传动、涡轮蜗杆传动、皮带传动等，所述退绕传动轴203与退绕轴3同轴连接。

实际生产中，退绕传动轴203与退绕轴3可采用卡接的形式实现快速可拆卸连接，退绕传动轴203与退绕轴3相向端可分别同轴设置多边形孔和多边形柱，利用多边形柱插入多边形孔的形式实现两者的快速连接。

如图1和图2所示，本实施例中的平移驱动机构7包括两条沿退扭机头5的运动方向设置的轨道701、一个与轨道701滑动连接的退扭滑块702、一套固定连接在机架1上用于驱动退扭滑块702沿轨道701来回滑动的平移驱动器703，平移驱动器703可以是活塞缸、直线电机、步进电机等。所述退扭机头5的底座501与退扭滑块702固定连接或一体成型。

如图2所示，本实施例中的平移驱动器703优选为一台固定连接在机架1上的步进电机，所述退扭滑块702上螺纹连接有一根平行于轨道701设置的丝杆704，丝杆704的两端分别转动连接在机架1上，所述步进电机与丝杆704传动连接，驱动丝杆704转动，丝杆704转动带动退扭滑块702沿轨道701来回移动。

如图1所示，本实施例中的退扭驱动器503包括一固定连接在转盘502上的第二轴座503a，第二轴座503a上转动连接有退扭转轴503b，退扭转轴503b朝向退绕轴3的一端伸出第二轴座503a并与夹头6固定连接，第二轴座503a一侧的转盘502上固定连接有退扭电机503c，退扭电机503c与退扭转轴503b传动连接，驱动退扭转轴503b转动。

实际生产中，退扭驱动器503也可以直接使用低转速的步进电机或伺服电机。

如图2所示，本实施例中，退扭转轴503b为空心轴，夹头6为三爪卡盘，三爪卡盘的盘座601中心开设有与退扭转轴503b配合的通孔8，盘座601固定套接在退扭转轴503b的端部。

有些螺旋电缆的头部直段比较长，因此，空心的退扭转轴503b可供螺旋电缆头部较长的直段插入，以使夹头6能够接近螺旋电缆的螺旋部位对电缆进行夹紧，以缩短夹头6与退绕轴3之间的电缆长度，降低反旋后的电缆的整体扭转幅度，避免交叉错乱。

结合图1和图5，在本实施例中，机架1上还固定设置有一条平行于退绕轴3的副轨9，副轨9上滑动连接有分离滑块10，分离滑块10上连接有一垂直于退绕轴3设置的分离叉11，该分离叉11位于退绕轴3偏向退扭机头5的一侧，分离叉11的顶端开设有U形槽12，U形槽12介于退绕轴3和夹头6之间，U形槽12一端正对退绕轴3的侧面，U形槽12的宽度小于螺旋电缆的螺旋线外径、大于电缆本体的外径，U形槽12与退绕轴3上绕设的正旋电缆之间的间距仅可容纳半圈反旋电缆。

分离叉11的顶部将刚退绕下来的第一圈反旋电缆与其他圈反旋电缆分隔开来，从而有效避免第一圈反旋电缆向前反绕到前圈电缆前方的技术问题。

本实施例中，分离叉11顶端固定连接有两根向上延伸的导向轴13，两导向轴13沿退绕轴3的轴向排列，任一导向轴13上转动连接有一个导向套14，两导向套14与分离叉11顶端共同构成了U形槽12。导向套14可转动，有效降低了螺旋电缆经过U形槽12时与分离叉11的摩擦，减少电缆表面损伤。

如图6所示，在本实施例中，还进一步的将两导向轴13设置成“八”字形，两导向轴13自由端之间的距离为电缆外径的1~1.5倍。

成“八”字形设置的两根导向轴13及其上的导向套14可有效避免电缆在退扭过程中从U形槽12上口脱出的问题。

本实用新型工作过程是：如图1~图6所示，首先将卷绕有正旋电缆的退绕轴3连接到退绕机头2上，然后单独控制退扭机头5接近退绕机头2，将正旋电缆远离退绕机头2的一端穿过分离叉11顶部U形槽12后插入夹头6，夹紧夹头6后，同步启动退绕机头2、退扭机头5以及平移驱动机构7，三者以预设的转速协同作业，退绕机头2转动时主动将正旋电缆进行退绕，以消除正旋电缆被动拉扯退绕造成塑性形变而被拉直，失去弹性，也可避免电缆被动退绕时与退绕轴3刮擦造成外皮损伤。退扭机头5带动退绕下来的电缆反向旋转，使电缆形成反向螺旋。在退扭过程中，反旋电缆逐渐增长，平移驱动机构7驱动退扭机头5逐渐远离退绕机头2，以维持反旋电缆的张力基本保持不变，避免甩大绳现象和交叉错乱现象的发生，在退绕过程中，当夹头6的轴向与退绕轴3上刚退绕下来的电缆轴向发生偏移时，反旋电缆会发生弯曲，进而对夹头6形成径向分力，该径向分力驱使夹头6、退扭驱动器503以及转盘502相对于底座501转动，直至夹头6的轴向与退绕轴3上刚退绕下来的电缆同轴为止。从而进一步地消除电缆退绕过程中甩大绳和交叉错乱的现象。

退绕电机2和退扭电机5的转动总圈数是根据螺旋电缆的螺旋数而预设好的，当正旋电缆全部退绕并被反旋后，退绕电机2、退扭电机5以及平移驱动机构7自动停机。

电缆在退绕过程中，分离叉11分离了刚退绕的一圈或半圈反旋电缆，也可有效避免了电缆退扭过程中的交叉错乱问题。在螺旋电缆退绕过程中，受退绕的电缆沿退绕轴3的轴向逐渐向退绕机头2移动，分离叉11也会跟随退绕的电缆沿副轨9逐渐移动，确保刚形成反旋的电缆始终先经过分离叉11分离后再与前方反旋电缆合并。

上述实施例仅例示性说明本发明创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本发明；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.防止螺旋电缆交叉错乱的自动退扭装置，包括机架（1），其特征在于，所述机架（1）上设置有一台退绕机头（2），退绕机头（2）上连接有一根退绕轴（3），退绕机头（2）可驱动退绕轴（3）转动，退绕轴（3）用于绕设正旋电缆，退绕轴（3）接近退绕机头（2）的一端连接有一个定位机构（4），该定位机构（4）用于定位绕设在退绕轴（3）上的正旋电缆接近退绕机头（2）的一端端部，位于退绕轴（3）一侧的机架（1）上设置有一台退扭机头（5），退扭机头（5）上连接有一个夹头（6），退扭机头（5）可驱动该夹头转动，所述退扭机头（5）活动连接在机架（1）上，机架（1）上设置有驱动退扭机头（5）来回移动的平移驱动机构（7），所述退扭机头（5）的运动方向与退绕轴（3）的轴向相交且夹角为60~120°，所述退扭机头（5）包括一个底座（501）、一个转动连接在底座（501）上且平行于退绕轴（3）的转盘（502），一个固定连接在转盘（502）上用于驱动夹头（6）转动的退扭驱动器（503）。

2.根据权利要求1所述的自动退扭装置，其特征在于，所述定位机构（4）包括一根与退绕轴（3）垂直固定连接的限位钉（401），一个套接在正旋电缆接近退绕机头（2）一端直段上的限位管（402）、一个固定连接在限位管（402）外壁上且可拆卸地套接在限位钉（401）上的限位套（403）。

3.根据权利要求1所述的自动退扭装置，其特征在于，所述退绕机头（2）包括一台退绕电机（201）、一套固定连接在机架（1）上的第一轴座（202）、一根转动连接在第一轴座（202）上的退绕传动轴（203），所述退绕电机（201）与退绕传动轴（203）传动连接，所述退绕传动轴（203）与退绕轴（3）同轴连接。

4.根据权利要求1所述的自动退扭装置，其特征在于，所述平移驱动机构（7）包括至少一条沿退扭机头（5）的运动方向设置的轨道（701）、一个与轨道（701）滑动连接的退扭滑块（702）、一套固定连接在机架（1）上用于驱动退扭滑块（702）沿轨道（701）来回滑动的平移驱动器（703），所述退扭机头（5）的底座（501）与退扭滑块（702）固定连接。

5.根据权利要求4所述的自动退扭装置，其特征在于，所述平移驱动器（703）为一台固定连接在机架（1）上的步进电机，所述退扭滑块（702）上螺纹连接有一根平行于轨道（701）设置的丝杆（704），丝杆（704）的两端分别转动连接在机架（1）上，所述步进电机与丝杆（704）传动连接，驱动丝杆转动。

6.根据权利要求1所述的自动退扭装置，其特征在于，所述退扭驱动器（503）包括一固定连接在转盘（502）上的第二轴座（503a），第二轴座（503a）上转动连接有退扭转轴（503b），退扭转轴（503b）朝向退绕轴（3）的一端伸出第二轴座（503a）并与夹头（6）固定连接，第二轴座（503a）一侧的转盘（502）上固定连接有退扭电机（503c），退扭电机（503c）与退扭转轴（503b）传动连接，驱动退扭转轴（503b）转动。

7.根据权利要求6所述的自动退扭装置，其特征在于，所述退扭转轴（503b）为空心轴，所述夹头（6）为三爪卡盘，三爪卡盘的盘座（601）中心开设有与退扭转轴（503b）配合的通孔（8），盘座（601）固定套接在退扭转轴（503b）的端部。

8.根据权利要求1~7任一所述的自动退扭装置，其特征在于，所述机架（1）上还固定设置有一条平行于退绕轴（3）的副轨（9），副轨（9）上滑动连接有分离滑块（10），分离滑块（10）上连接有一垂直于退绕轴（3）设置的分离叉（11），该分离叉（11）位于退绕轴（3）偏向退扭机头（5）的一侧，分离叉（11）的顶端开设有U形槽（12），U形槽（12）介于退绕轴（3）和夹头（6）之间，U形槽（12）一端正对退绕轴（3）的侧面，U形槽（12）与退绕轴（3）上绕设的正旋电缆之间的间距仅可容纳半圈反旋电缆。

9.根据权利要求8所述的自动退扭装置，其特征在于，所述分离叉（11）顶端固定连接有两根向上延伸的导向轴（13），两导向轴（13）沿退绕轴（3）的轴向排列，任一导向轴（13）上转动连接有一个导向套（14），两导向套（14）与分离叉（11）顶端共同构成了U形槽（12）。

10.根据权利要求9所述的自动退扭装置，其特征在于，两导向轴（13）成“八”字形设置，两导向轴（13）自由端之间的距离为电缆外径的1~1.5倍。

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