一种耐弯曲采煤机用电缆的制作方法

本实用新型涉及电缆领域，具体为一种耐弯曲采煤机用电缆。

背景技术：

目前，采煤机电缆用于煤矿井下采煤机的电源连接和信号控制，其使用环境非常苛刻，电缆固定的拖链内，弯曲部位随采煤机的来回作业而移动，实际弯曲半径约3倍电缆直径，远小于mt818规定的6倍，在弯曲半圆的外侧，电缆导体受到拉伸力，弯曲半圆的内侧，电缆导体受到挤压力，随着弯曲部位的移动，同一根导体反复受到动态的挤压和拉伸作用，因此采煤机电缆的导体尤其是控制线的导体常出现断裂的问题。现有技术多采用高强度低伸长率的钢丝或者纤维绳与控制线导体组合来抵抗这种有害的作用力，然而在实际的应用中效果并不明显，电缆往往因此变得坚硬，弯曲变得困难且需要较大的外力，外力作用在钢丝绳或者纤维绳上，在动态的挤压和拉伸作用力之下，钢丝或纤维对周围的部件如导体和绝缘层产生影响甚至是破坏，其有害影响包括电缆结构状态发生变化、绝缘层受损以致电性能下降、纤维绳分解而逐步断裂，甚者钢丝疲劳而断裂。电缆的使用寿命没有得到有效延长。

技术实现要素：

为解决现有技术的不足，本实用新型提供一种更加柔软、抗撕裂、耐弯曲的采煤机用电缆，电缆在长期、频繁、反复的弯曲和拉直的工况下，电缆导体不断裂，从而延长了采煤机用电缆的使用寿命，从而保证了井下采煤机的长期正常运行。

本实用新型的技术理念是耐弯曲而不是抵抗弯曲，在弯曲过程中内部结构保持稳定，电缆内部相互破坏的作用力得到消除，并尽可能的减小内部应力。具体如下：

一种耐弯曲采煤机用电缆，包括导线体和挤包在导线体外周的外护层，所述导线体包括一根地线导体以及绕地线导体周围分布的三根动力线芯和一根控制线组；所述控制线组包括至少3根相互绞合控制线单元，所述控制线单元包括依次由内向外的中间芯、设置中间芯外的内导体、包覆内导体的内绝缘层、内绝缘层外的外导体以及外绝缘层；所述内导体为金属丝且相对于径向以45°～55°的角度多层均匀布满在内绝缘层表面，所述外导体为金属丝且相对于径向以45°～55°的角度多层均匀布满在外绝缘层表面。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述内导体和外导体的沿径向绕向相同。

所述动力线芯包括铜绞线及包覆铜绞线的绝缘层和绝缘层外的屏蔽层。

所述导线体外周交叉捆束有高强度纤维绳，所述高强度纤维绳方向相反且股数相同。

所述中间芯由纤维束包覆橡胶缓冲层构成；所述纤维束由多股纤维丝绞合。

所述外护层内嵌入高强度纤维绳网。

所述导线体内各层导体朝向均为同向且绞合方向一致。

有益效果：

1、本实用新型所有金属导体包括动力线、地线、以及控制线导体相对与电缆轴心的方向与总体缆芯的绞合方向一致，全左或全右，有效地消除了电缆弯曲时的内部应力，电缆更加柔软。

2、控制线导体采用多层结构，其中心设置纤维绳是为了承受生产制造过程中生产设备的牵引力，以保证其外层的金属导体在生产制造过程中设计的角度不变。多层金属导体之间设置了绝缘层，每层金属导体可单独使用。

3、本实用新型电缆更加柔软，结构更加稳定，弯曲半径可小于3倍电缆直径，且弯曲次数30000次以上，高于标准mt818规定的9000次。电缆经受长期、频繁、反复的弯曲和拉直，导体不断裂，从而延长了采煤机用电缆的使用寿命，保证了井下采煤机的长期正常运行。

4、捆束在缆芯外的纤维绳同时嵌入外护层有利于防止在构成缆芯后出现退扭的现象，进一步的确保了结构的稳定性，其相对于电缆径向的角度为30°～45°，从而不影响电缆的柔软性；同理护套中层的纤维相对于电缆径向的角度为40°～50°，不影响电缆柔软性的同时提高护套层的强度和抗撕裂的性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型控制线单元结构示意图。

附图标记：1、动力线芯；3、高强度纤维绳；4、高强度纤维绳网；5、外护层；6、控制线单元；7、地线导体；61、纤维束；62、缓冲层；63、内导体；64、内绝缘层；65、外导体；66、外绝缘层。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

如图1所示，本实施例的耐弯曲采煤机用电缆，包括导线体和挤包在导线体外周的外护层5；外护层5内嵌入高强度纤维绳网4；高强度纤维绳网4起到很强的支撑和抗拉伸作用，同时由于高强度纤维绳网4材性柔软，对电缆的弯曲性能基本无影响，当电缆处于弯曲状态时，高强度纤维绳网4内部的相互作用，将作用力分散，相应的减少了外护层5局部所受作用力，避免因局部作用力过大而造成外护层5的磨损，同时也是对内部的导线体进行保护。导线体包括一根地线导体7，以及绕地线导体7周围分布的三根动力线芯1和一根控制线组；控制线组包括至少3根控制线单元6相互绞合而成，控制线组通过绞合而成，从内部结构上适应电缆的耐弯曲，绞合结构使电缆柔性更好。控制线单元6包括依次由内向外的中间芯、设置中间芯外的内导体63、包覆内导体63的内绝缘层64、内绝缘层64外的外导体65以及外绝缘层66；内导体63为金属丝且相对于径向以45°～55°的角度多层均匀布满在内绝缘层64表面，外导体65为金属丝且相对于径向以45°～55°的角度多层均匀布满在外绝缘层66表面。

进一步的；高强度纤维绳网4中各纤维绳相对于电缆径向的角度为40°～50°。

进一步的；内导体63和外导体65的沿径向绕向相同。

进一步的；内导体63和外导体65的沿径向绕向与动力线芯1绞合方向一致。

进一步的；如图2所示，设中间芯的直径为d；内导体63金属丝直径为d，第一层根数n，第二层根数n+6，金属丝方向与径向的角度为α，金属丝绕轴心一周的距离为l，其单线直径d、中间芯直径d、根数n和角度α符合关系式为：

外导体65的根数、单丝直径d以及内绝缘外径按同理设计。

进一步的；在控制线组外包覆一层热固性弹性体护套，使其外径与动力线芯外径相当，相应地减少控制线组和动力线芯受力的不平衡性。动力线芯1与控制线组外径相同，3根动力线芯1与1根控制线组外径相同，地线导体7位于动力线芯1与控制线组中间，这样设置，电缆的内部结构更加稳定，在电缆弯曲过程中，内部的应力更小，避免了因电缆结构不平衡造成局部磨损过快。

进一步的；中间芯由纤维束61包覆橡胶缓冲层62构成；所述纤维束61由多股纤维丝绞合。

进一步的；导线体内各层导体朝向均为同向且绞合方向一致。控制线导体采用多层结构，其中心设置纤维绳是为了承受生产制造过程中生产设备的牵引力，以保证其外层的金属导体在生产制造过程中设计的角度不变。多层金属导体之间设置了绝缘层，每层金属导体可单独使用，径向角度45°～55°确保控制线导体在弯曲过程中不受轴向拉力。

进一步的，在构成缆芯时有利于地线导体7充满缆芯中间的空隙，以达到较好支撑的作用，确保动力线芯1和控制线组在生产制造和后续安装使用的过程中相对位置稳定而不发生变化；其捆束在缆芯外的高强度纤维绳3同时嵌入外护层5有利于防止在构成缆芯后出现退扭的现象，进一步的确保了结构的稳定性，其相对于电缆径向的角度为30°～45°，从而不影响电缆的柔软性；同理护套中层的纤维相对于电缆径向的角度为40°～50°，不影响电缆柔软性的同时提高护套层的强度和抗撕裂的性能。

进一步的，地线导体7为裸线体。裸线体的地线可将内部产生的静电或电磁影响进一步消除，特别是在电缆使用过程中，电缆在不断的弯曲拉伸挤压，导线体内部各组件部分相互间微小的相对位移产生静电，地线导体7快速地将静电清除。

进一步的，动力线芯1包括铜绞线及包覆铜绞线的绝缘层和绝缘层外的屏蔽层，屏蔽层将内部的铜绞线与控制线组很好地隔离开，动力线芯1通电后产生电磁波，屏蔽层将电力线芯所产生的电磁波进行很好的屏蔽，防止对控制线组进行影响。导线体外周设置有方向相反且交叉的股数相同的高强度纤维绳3捆束，将导线体进行捆束，防止在使用的过程中，导线体内各组件相互摩擦或作用太大，拉大相互间的间隙，增加了相互间的作用，对各功能组件造成磨损。

进一步的，挤包外护层5时，外护层5为热固性弹性村质并将缝隙填充满，高强度纤维绳3最终同样起支撑作用和抗拉伸作用，当电缆处于弯曲状态时，高强度纤维绳3可以很大程度减少导线体内各有效金属组件的应力，大大提升了电缆的稳定性。

进一步的；捆束导线体的高强度纤维绳3相对于电缆径向的角度为30°～45°，以减少电缆在弯曲过程中受较小的轴向拉力。

中间芯由纤维束61包覆橡胶缓冲层62构成；纤维束61由多股纤维丝绞合。

进一步的，导线体内各层导体朝向均为同向且绞合方向一致。绞合方向一致，使电缆更容易弯曲，减少电缆内部的弯曲阻力。在实际使用过程中，避免了电缆反复弯曲磨损过快。

本实用新型中各实施例的技术方案可进行组合，实施例中的技术特征亦可进行组合形成新的技术方案本实用新型中各实施例的技术方案可进行组合，实施例中的技术特征亦可进行组合形成新的技术方案。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。