一种带有退扭控制的立式成缆的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种带有退扭控制的立式成缆机，包括底座（18），在底座上分别设有转盘支架（17）和托轮装置（16），在转盘支架和托轮装置上连接绞合转盘（2），在转盘支撑架还连接立柱（4），在立柱的上端配合连接分线盘（10），其特征在于：在绞合转盘上均布一组绕线托盘底座（15），在绕线托盘底座上连接绕线转盘（14），在绕线转盘上分别连接绕线托盘（3）和绕线托盘驱动装置（13），在立柱上连接支撑架（5），支撑架的前侧连接退扭装置（6）。本发明的优点：本装置增加了绕线盘缆芯装载容量，实现缆芯100%退扭绞合，避免出现欠退扭或过退扭现象，保证了海底电缆生产质量。
【专利说明】一种带有退扭控制的立式成缆机
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种成缆机，特别涉及一种带有退扭控制的立式成缆机。
【背景技术】
[0002]传统的电缆成缆设备采用电缆盘装载电缆，由于受到电缆盘规格的限制，电缆的截面及长度受到限制，电缆直径为80_时最大装盘长度不超过3.5km。海底电缆一般要求单根无接头长度达到10km，采用传统的电缆盘已无法满足海底电缆生产的需要。因此，用于大截面大长度海底电缆生产的立式成缆机，均采用托盘装载电缆，使得装载单根无接头电缆直径为80mm时最大装盘长度可超过10km。
[0003]海底电缆成缆时要求缆芯必须是有退扭绞合，采用电缆盘装载电缆时，在海底电缆成缆绞合过程中，电缆盘与缆芯同步扭转，电缆盘转动360°带动电缆在绞合前实现自扭转360°，从而实现缆芯有退扭绞合；采用托盘装载电缆时，托盘的转动与缆芯的自扭转不同步，需要控制托盘的转速，使得缆芯在放出一个节距长度时，缆芯自身扭转角度得到精确保证为360°。经过广泛检索，尚未发现较为理想的技术方案。
【发明内容】
[0004]本发明是为了实现提供一种能够装载较长的电缆线芯，承载性能好，运行平稳，且在成缆时具有退扭绞合功能的装置，而提出的一种带有退扭控制的立式成缆机。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案:
一种带有退扭控制的立式成缆机，包括底座，在底座上设有转盘支架，在底座上还设有一组托轮装置，在转盘支架和托轮装置上配合连接绞合转盘，在转盘支撑架上还连接立柱，在立柱的上端配合连接分线盘，在分线盘的上方对应设置平台支架，在平台支架上设有双列线模座，在底座上还设有驱动装置，驱动装置与绞合转盘对应配合，其特征在于:
a、在绞合转盘上均布一组绕线托盘底座，在每个绕线托盘底座上都配合连接一个绕线转盘，在每个绕线转盘上都连接一个绕线托盘，在绞合转盘上还连接一个绕线托盘驱动装置，绕线托盘驱动装置与转盘配合连接。
[0006]b、在立柱上连接一组支撑架，每个支撑架都与相应的绕线托盘对应配合，在每个支撑架的前侧都连接一个退扭装置。
[0007]在上述技术方案的基础上，可以有以下进一步的技术方案:
在所述的立柱上还连接一组固定架，每个固定架均与对应的支撑架对应配合，在每个固定架的前端都连接一个导轮组。
[0008]所述的退扭装置包括连接在支撑架上的支座，在支座上旋转配合一个空心的回转轴，在回转轴的下端连接配合连接架、上端套接一个大齿轮，在支撑架上连接退扭驱动装置，在退扭驱动装置上连接小齿轮，小齿轮与大齿轮相啮合，在连接架上还连接一个退扭检测装置。
[0009]所述的退扭检测装置包括转轴，转轴连接在连接架上，在转轴上配合连接回转座，在回转座上连接压盖，压盖通过固定轴连接主齿轮，在连接架上还连接支杆，在支杆的顶端通过固定板连接电位器，在电位器的输出轴上连接副齿轮，主齿轮与副齿轮相啮合，电位器还与绕线托盘驱动装置相连接，在回转座上还对称连接两个摆杆。
[0010]在连接架上连接一组交叉成回形排列的导辊，导辊设置在退扭检测装置的上方。
[0011]在每个支撑架的前端还分别连接一个导轮支架，在导轮支架上并列设置一组导轮，所述的导轮对应设置在退扭装置的上方。在每个绕线托盘上都缠绕一根缆芯，缆芯穿过扭检测装置，缆芯设置在两个摆杆之间，缆芯又依次从退扭装置的导辊中间和回转轴中心穿过，缆芯与导轮相配合，缆芯又经过导轮组从分线盘中穿过后连接在双列线模座上。
[0012]在回转轴上还分别连接导电环和感应器，导电环与感应器相导通，所述的感应器与缆芯对应，当有断缆等现象发生时，感应器将采集的信号通过导电环传递给控制器，控制器将会发出相应的命令。
[0013]所述的摆杆通过锁紧螺母固定连接在回转座上，当缆芯带动摆杆偏移时，摆杆随回转座绕转轴转动，当摆杆摆动时，摆杆带动回转座转动，回转座通过固定轴带动主齿轮转动，主齿轮带动副齿轮转动，副齿轮带动电位器，电位器向设备的控制器发出偏转信号，控制器通过偏转信号调节绕线托盘驱动装置，通过绕线托盘驱动装置调节绕线托盘的转速，从而实现缆芯100%退扭绞合的目的。
[0014]本发明的优点在于:本装置增加了绕线盘缆芯装载容量，单根无接头电缆直径为80mm时最大装盘长度可超过10km，实现缆芯100%退扭绞合，避免出现欠退扭或过退扭现象，确保了海底电缆绞合满足生产工艺需要，保证了海底电缆生产质量，本装置机械结构简单可靠，电气控制稳定方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明的基本结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是图1的A部放大图；
图4是图3的B部放大图；
图5是图4的俯视图；
图6是图1的C部放大图；
图7是图1的D部放大图。
【具体实施方式】
[0016]如图1、图2和图3所示，本发明提供的一种带有退扭控制的立式成缆机，包括底座18，在底座18上设有转盘支架17，在底座18上还设有一组托轮装置16，所述的托轮装置16包括托轮座16a，托轮座16a通过螺栓16b固定在底座18上，在托轮座16a通过轴承连接托辊16c，在托辊16c上配合连接支撑座2a，支撑座2a通过螺钉连接在绞合转盘2的下面，在转盘支架17和托轮装置16上配合连接绞合转盘2，在转盘支撑架17上还连接立柱4，在立柱4的上端配合连接分线盘10，在分线盘10的上方对应设置平台支架12，在平台支架12上设有双列线模座11，在底座18上还设有驱动装置I，驱动装置I与绞合转盘2对应配合，其特征在于: a、结合图7所示，在绞合转盘2上均布三个绕线托盘底座15，在每个绕线托盘底座15上都配合连接一个绕线转盘14，在每个绕线转盘14上都连接一个绕线托盘3，在绞合转盘2上还连接一个绕线托盘驱动装置13，所述的绕线托盘驱动装置13包括电机13a，电机13a连接在绞合转盘2上，电机13a连接减速器13b，在减速器13b的输出轴上连接主传动齿轮13c，在绕线转盘14的外面通过键连接从传动齿轮，主传动齿轮13c与从传动齿轮相啮合，绕线转盘14还通过轴承与绕线托盘底座15上的轴连接，所述的绕线托盘3随着绕线转盘14的主传动齿轮13c绕绕线托盘底座15上的转轴自由转动。
[0017]b、在立柱4上通过螺栓连接三个支撑架5，三个支撑架5设置在同一平面，任意相邻两个支撑架5之间的夹角相等，每个支撑架5都与相应的绕线托盘3对应配合，在每个支撑架5的前侧都连接一个退扭装置6，在每个支撑架5的前端还分别连接一个导轮支架，在导轮支架上并列设置四个导轮7，所述的导轮对应设置在退扭装置6的上方。
[0018]C、在所述的立柱4上还通过螺栓连接三个固定架9，每个固定架9均与对应的支撑架5对应配合，在每个固定架9的前端都连接一个导轮组8，所述的导轮组8分成两列设置，两列的导轮组8相互错位排列。
[0019]d、结合图4、图5和图6所示，所述的退扭装置6包括支座47，支座47通过螺栓连接在支撑架5上，在支座47上通过轴承配合连接一个空心的回转轴29，在回转轴29的下端通过螺栓连接配合连接架32，在回转轴29的上端通过键连接一个大齿轮22，在回转轴29的下侧还分别连接导电环30和感应器，导电环与感应器相导通，所述的感应器与缆芯19对应。在支撑架5上连接退扭驱动装置20，在退扭驱动装置20上连接小齿轮21，小齿轮21与大齿轮22相啮合，所述的退扭驱动装置20包括电机，电机通过传动机构连接小齿轮21。在连接架32上连接八个交叉成回形排列的导辊31，八个导辊31分成四层设置，同层的导辊31平行设置，相邻两层的导辊31垂直设置。在连接架32的下侧还连接一个退扭检测装置33。
[0020]所述的退扭检测装置33包括转轴40，转轴40连接在连接架32上，在转轴40上通过螺栓连接回转座34，在回转座34上通过螺栓连接压盖39，压盖39通过固定轴连接主齿轮36，在连接架32上还连接支杆38，在支杆38的顶端通过固定板连接电位器46，在电位器46的输出轴上连接副齿轮37，主齿轮36与副齿轮37相啮合，电位器46还通过导线与绕线托盘驱动装置13的电机13a相连接，在回转座34的两侧还对称连接两个摆杆35，摆杆35通过锁紧螺母固定连接在回转座34上，在回转座34上海连接一个导辊48，导辊48设置在两个摆杆35之间的上面。
[0021]在每个绕线托盘3上都缠绕一根缆芯19，缆芯穿过扭检测装置33，缆芯设置在两个摆杆35之间，缆芯与导辊48相对应，缆芯19又依次从退扭装置6的导辊31中间和回转轴29中心穿过，缆芯19与导轮7相配合，缆芯19又经过导轮组8中间后，从分线盘10中穿过再连接在双列线模座11上。
[0022]工作原理
以下所述“顺时针方向”或“逆时针方向”指在图2俯视图中所视方向。
[0023]a、缆芯收卷
在海底电缆成缆绞合前，缆芯19从上道工序输送至绕线托盘3上。绕线托盘3在绕线托盘驱动装置13驱动下旋转，缆芯19被收卷堆放于绕线托盘3上。绕线托盘3在缆芯收卷时的旋转方向取决于成缆绞合时的方向，设定成缆绞合为右向，则绞合转盘2作顺时针方向旋转，此时要求绕线托盘3在缆芯收卷时的旋转方向为逆时针方向；在图1中，缆芯19形如左旋弹簧堆放于绕线托盘3上。
[0024]b、成缆方向及成缆节距
在海底电缆成缆绞合时，缆芯19在牵引力的作用下，以速度V (米/分钟)向上行进进入双列线模座11 ;绞合转盘2在驱动装置I的驱动下，以转速η (转/分钟)绕中心线旋转，带动中心立柱4、支撑架5、固定架9及分线盘10—起旋转，从而实现缆芯绞合。在成缆绞合方向设定为右向时，绞合转盘2作顺时针方向旋转。
[0025]按照海底电缆生产工艺要求，缆芯在成缆绞合时须保证稳定一致的节距，成缆节距t与V、η的关系为:t=V/n (米)。
[0026]C、退扭绞合
缆芯在成缆绞合前，自身需扭转一定角度，可以使得绞合后的缆芯不易松散。一般要求缆芯绕绞合中心线回转360°的同时，缆芯绕自身中心线反方向扭转360°，即形成100%退扭绞合。
[0027]在缆芯行进过程中，当缆芯19在绕线托盘3上被拎起一圈时，缆芯会绕自身中心线逆时针扭转360 °。设定此时缆芯19在绕线托盘3上堆放的直径为D (米)，则缆芯19堆放一圈的长度为nD (米)。则缆芯19被拎起长度为JiD (米)时，其绕自身中心线扭转角度为360 °。按照t与V、n的关系，当缆芯绕绞合中心线回转360°时，缆芯行进距离为t(米)，缆芯19在绕线托盘3上被拎起的长度为t (米)，亦即被拎起t+ (JiD)圈，此时缆芯会绕自身中心线扭转角度t+( D) X 360 °。通常情况下t小于D，则有:缆芯绕绞合中心线回转360°时，其绕自身中心线反方向扭转小于360°，其差值为:[1-t+ ( JiD)] X360°。此时需要绕线托盘3作逆时针旋转，带动缆芯19绕自身中心线作逆时针旋转，旋转角度为[1-t+ (JiD)] X 360 °，即可形成缆芯100%退扭绞合。
[0028]d、退扭控制
在绞合转盘2作顺时针方向旋转时，退扭装置6在退扭驱动装置20的作用下，绕回转轴29中心线作逆时针方向旋转，转速与绞合转盘相同。退扭检测装置33在无外力作用下，与退扭装置6同步绕回转轴29中心线作逆时针方向旋转。
[0029]在缆芯通过退扭检测装置33进入回转轴29中心孔时，缆芯中心线与回转轴29中心线形成一角度α，在缆芯被拎起一圈时，缆芯会以角度α绕转轴29中心线回转一周，SP缆芯被拎起时绕转轴29中心线回转速度与缆芯被拎起时自扭速度一致。
[0030]设定绞合转盘旋转速度为η,方向为顺时针；贝U退扭装置6旋转速度也为η,方向为逆时针；缆芯被拎起绕转轴29中心线回转速度为nl=t+ ( Ji D)Xn，方向为逆时针；给定绕线托盘3转速为n2= [1-t+ ( JiD)] Xn，方向为逆时针；此时缆芯绕其自身中心线扭转速度为n3=nl+n2= t+ (JiD)Xn+ [l_t+ ( π D)] Xn=n，方向为逆时针；因此可实现缆芯绕绞合中心线回转360°的同时，缆芯绕自身中心线反方向扭转360°，形成100%退扭绞合。
[0031]当绕线托盘3转速n2 > [Ι-t+ ( π D)] Xn时，如图6所示，缆芯会带动摆杆35逆时针旋转角度β 1，同时大齿轮36拨动小齿轮37旋转，从而带动电位器46出轴顺时针旋转，此时电位器46发送电信号，控制绕线托盘3降速；当绕线托盘3转速n2 < [l_t +(JiD)]Xn时，如图7所示，缆芯会带动摆杆35顺时针旋转角度β 2，同时大齿轮36拨动小齿轮37旋转，从而带动电位器46出轴逆时针旋转，此时电位器46发送电信号，控制绕线托盘3升速；通过绕线托盘3升、降速的自动反馈，最终使得托盘3转速n2 = [1-t-(JiD)] Xn并保持恒定，从而精确保证缆芯100%退扭绞合。
【权利要求】
1.一种带有退扭控制的立式成缆机，包括底座(18)，在底座(18)上设有转盘支架(17)，在底座(18)上还设有一组托轮装置(16)，在转盘支架(17)和托轮装置(16)上配合连接绞合转盘(2)，在转盘支撑架(17)上还连接立柱(4)，在立柱(4)的上端配合连接分线盘(10)，在分线盘(10)的上方对应设置平台支架(12)，在平台支架(12)上设有双列线模座(11)，在底座(18 )上还设有驱动装置(I)，驱动装置(I)与绞合转盘(2 )对应配合，其特征在于: a、在绞合转盘(2)上均布一组绕线托盘底座(15)，在每个绕线托盘底座(15)上都配合连接一个绕线转盘(14)，在每个绕线转盘(14)上都连接一个绕线托盘(3)，在绞合转盘(2)上还连接一个绕线托盘驱动装置(13)，绕线托盘驱动装置(13)与转盘(14)配合连接； b、在立柱(4)上连接一组支撑架(5 )，每个支撑架(5 )都与相应的绕线托盘(3 )对应配合，在每个支撑架(5)的前侧都连接一个退扭装置(6)。
2.根据权利要求1所述的一种带有退扭控制的立式成缆机，其特征在于:在所述的立柱(4)上还连接一组固定架(9)，每个固定架(9)均与对应的支撑架(5)对应配合，在每个固定架(9)的前端都连接一个导轮组(8)。
3.根据权利要求1所述的一种带有退扭控制的立式成缆机，其特征在于:所述的退扭装置(6)包括连接在支撑架(5)上的支座(47)，在支座(47)上旋转配合一个空心的回转轴(29)，在回转轴(29)的下端连接配合连接架(32)、上端套接一个大齿轮(22)，在支撑架(5)上连接退扭驱动装置(20)，在退扭驱动装置(20)上连接小齿轮(21)，小齿轮(21)与大齿轮(22)相啮合，在连接架(32)上还连接一个退扭检测装置(33)。
4.根据权利要求3所述的一种带有退扭控制的立式成缆机，其特征在于:所述的退扭检测装置(33)包括转轴(40)，转轴连接在连接架(32)上，在转轴(40)上配合连接回转座(34)，在回转座(34)上连接压盖(39)，压盖(39)通过固定轴连接主齿轮(36)，在连接架(32 )上还连接支杆(38 )，在支杆(38 )的顶端通过固定板连接电位器(46 )，在电位器(46 )的输出轴上连接副齿轮(37)，主齿轮(36)与副齿轮(37)相啮合，电位器(46)还与绕线托盘驱动装置(13)相连接，在回转座(34)上还对称连接两个摆杆(35)。
5.根据权利要求3所述的一种带有退扭控制的立式成缆机，其特征在于:在连接架(32)上连接一组交叉成回形排列的导辊(31)，导辊(31)设置在退扭检测装置(33)的上方。
【文档编号】H01B13/00GK103578652SQ201310494379
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年10月21日 优先权日:2013年10月21日
【发明者】赵二亮, 邵荣军, 李山 申请人:安徽长江精工电工机械制造有限公司