大芯数拖链式高柔型控制电缆及加工方法与流程

本发明涉及一种电缆，尤其涉及的是一种大芯数电缆及加工方法。

背景技术：

目前，一种大芯数的电缆用于连接控制装备，使用过程中，该装备需上下或左右连续不停运动。如图1所示，在控制装备由a处与b处之间段的来回运动，电缆c段区域不停的做弯曲、伸展运动。如图2所示，控制电缆(内部的铜芯绝缘导体单元)一般采用多层一次绞合，当电缆采用大芯数(>12芯，为大芯数)时，直径较大，由外至内依次为：护套、包带、编织屏蔽层、包带、铜芯绝缘导体单元，铜芯绝缘导体单元为24根单股线芯组成三层结构，最外侧为14股，中间层为8股，最内层为2股。如图3所示，当电缆弯曲时，处于弯曲外沿的多根绝缘芯线被拉伸，直径越大，拉伸变形越大，经多次反复弯曲运动，使该区域单股绝缘线芯拉断，导致电缆使用寿命缩短，一般为2-5年，也增加了更换电缆的时间成本、经济成本。

现有技术中，有通过增加加强丝来增加电缆的强度，如申请号：202020208372.4.，一种耐弯曲频繁运动抗电磁干扰伺服电缆，包括对绞线芯(1)、加强尼龙丝(2)、导电线芯(3)、乳胶层(4)、屏蔽层(5)、外保护层(6)，其特征在于：多条所述对绞线芯(1)等角度分布在电缆内部中心处，多条所述加强尼龙丝(2)以多条对绞线芯(1)中心处为中心点等角度分布，多条所述导电线芯(3)等角度分布在多条加强尼龙丝(2)四周，所述乳胶层(4)环绕在对绞线芯(1)、加强尼龙丝(2)、导电线芯(3)外围，所述屏蔽层(5)环绕在乳胶层(4)外围，所述外保护层(6)环绕在乳胶层(4)外围。通过增加加强尼龙丝来增加强度，虽然能够在一定程度上加强电缆的强度，但对于上述工作场合的电缆，一侧常被拉伸，一侧常被挤压的情况下，有可能会导致一侧加强丝断裂，仍然会影响整体寿命，效果不够理想。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于：如何解决现有大芯数的电缆在长期多次弯曲过程中易被拉断，导致寿命缩短的问题。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一种大芯数拖链式高柔型控制电缆，包括外部保护层、缆芯部，所述外部保护层包裹在所述缆芯部外部；所述缆芯部包括多个绞合单元，每个所述绞合单元至少包括两根单股线芯，至少两根单股线芯通过绞合的方式拧在一起，所述缆芯部为层层包裹的结构，每一层至少具有一个绞合单元，当位于同一层的绞合单元大于等于两个时，位于同一层的所有的绞合单元通过绞合的方式拧在一起，相邻层的绞合方向相反。

本发明中绞合单元通过单股线芯绞合的方式拧在一起，使得每个绞合单元的外径变小，绞合单元内的每根单股线芯的绞合节距大大减小，其允许弯曲半径也相应减小，提高了抗弯曲性能。中间层的绞合单元又通过绞合的方式拧在一起，并反向绕在最内层的外部，使得两次绞合同样提高了抗弯曲性能，层数大于两层时，则依次包裹形成缆芯部，该方式的缆芯部抗弯曲性能强、寿命长。

优选的，还包括非金属材质制得的加强丝，所述加强丝位于每个绞合单元的中心位置，加强丝为沿直线布置。

优选的，所述加强丝为芳纶丝、聚酯丝、尼龙丝中的一种。

加强丝采用平放方式而非绞合方式，当电缆伸长时首先受力的是加强丝，可以进一步降低整个单元的伸长量；该结构解决了处于外沿的单股线芯在弯曲时有较大幅度的伸长量的问题，保证了电缆的使用寿命达到标准要求。

优选的，所述外部保护层包括依次包裹在缆芯部外部的第一包带层、编织屏蔽层、第二包带层、护套。

优选的，相邻所述绞合单元之间、以及位于同一绞合单元内的单股缆芯之间的空隙填充聚丙烯填充纱。

本发明还提供大芯数拖链式高柔型控制电缆的加工方法，包括以下步骤：

步骤s01：加工绞合单元，通过成缆机将至少两个单股线芯绞合在一起形成一个绞合单元，按照该方法，加工多个绞合单元；

步骤s02：加工缆芯部的最内层，若最内层为一个绞合单元，则按照步骤s01的加工完成；

步骤s03：加工缆芯部的中间层，通过成缆机将多个绞合单元绞合在步骤so2中加工出的最内层的外部；

若缆芯部大于等于三层，则继续加工缆芯部的最外层，将最外层的多个绞合单元反向绞合在中间层的外部；至此，完成缆芯部的加工；

步骤s04：加工外部保护层，将外部保护层包裹在加工完成的缆芯部。

优选的，还包括非金属材质制得的加强丝，所述加强丝位于每个绞合单元的中心位置，加强丝为沿直线布置，相邻所述绞合单元之间、以及位于同一绞合单元内的单股缆芯之间的空隙填充聚丙烯填充纱；在步骤s01中，将加强丝置于所有单股线芯的中心处，并填充聚丙烯填充纱通过成缆机一起绞合，形成绞合单元；在步骤s02中，若最内层为聚丙烯填充纱，则在步骤s03中，通过成缆机将多个绞合单元绞合在聚丙烯填充纱的外部。

优选的，在步骤s01中的单股线芯的加工方式为：通过拉丝机将铜杆拉成细铜丝；通过束丝机将多根细铜丝绞成标准截面的绞合软丝；通过绝缘挤出机在绞合软丝外面挤制绝缘层。

优选的，所述外部保护层包括依次包裹在缆芯部外部的第一包带层、编织屏蔽层、第二包带层、护套。

优选的，步骤s04中加工外部保护层方式为：在成缆机完成缆芯最外层绞合的同时绕包第一包带层后，通过编织机在第一包带层外交叉编织细铜丝，形成编织屏蔽层；通过绕包机在编织屏蔽层外绕包第二包带层；最后通过护套挤出机在第二包带层外部挤制护套。

本发明的优点在于：

(1)发明中绞合单元通过单股线芯绞合的方式拧在一起，使得每个绞合单元的外径变小，绞合单元内的每根单股线芯的绞合节距大大减小，其允许弯曲半径也相应减小，提高了抗弯曲性能。中间层的绞合单元又通过绞合的方式拧在一起最内层的外部，使得两次绞合同样提高了抗弯曲性能，层数大于两层时，则依次包裹形成缆芯部，该方式的缆芯部抗弯曲性能强、寿命长；

(2)加强丝采用平放方式而非绞合方式，当电缆伸长时首先受力的是加强丝，可以进一步降低整个单元的伸长量；该结构解决了处于外沿的单股线芯在弯曲时有较大幅度的伸长量的问题，保证了电缆的使用寿命达到标准要求。

附图说明

图1是本发明背景技术中电缆的使用场合示意图；

图2是现有技术中电缆结构；

图3是弯曲段的线缆受力情况；

图4是本发明实施例一中大芯数拖链式高柔型控制电缆的截面示意图；

图5是本发明实施例二中大芯数拖链式高柔型控制电缆的截面示意图；

图6是本发明实施例三中大芯数拖链式高柔型控制电缆的截面示意图；

图7是本发明实施例四中大芯数拖链式高柔型控制电缆的截面示意图；

图8单个绞合单元(三根单股线芯，图中未示出聚丙烯填充纱)的示意图；

图9是单个绞合单元(四根单股线芯，图中未示出聚丙烯填充纱)的示意图；

图10是单个绞合单元(五根单股线芯，图中未示出聚丙烯填充纱)的示意图；

图11是单个绞合单元(六根单股线芯，图中未示出聚丙烯填充纱)的示意图；

图中标号：1、外部保护层；11、第一包带层；12、编织屏蔽层；13、第二包带层；14、护套；2、缆芯部；21、绞合单元；211、单股线芯；212、加强丝；3、聚丙烯填充纱；

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

如图4所示，一种大芯数拖链式高柔型控制电缆，包括外部保护层1、缆芯部2，所述外部保护层1包裹在所述缆芯部2外部；所述缆芯部2包括多个绞合单元21，每个所述绞合单元21至少包括两根单股线芯211，至少两根单股线芯211通过绞合的方式拧在一起，所述缆芯部2为层层包裹的结构，每一层至少具有一个绞合单元21，当位于同一层的绞合单元21大于等于两个时，该层所有的绞合单元21通过绞合的方式拧在一起，相邻层的绞合方向相反，是指比如最内层顺时针绞合，包裹在最内层的中间层采用逆时针绞合，包裹在中间层外的最外层采用顺时针绞合。

一种大芯数拖链式高柔型控制电缆还包括非金属材质制得的加强丝212，所述加强丝212位于每个绞合单元21的中心位置，加强丝212为沿直线布置。所述加强丝212为芳纶丝、聚酯丝、尼龙丝中的一种，或其他非金属材质。

加强丝212采用平放方式而非绞合方式，当电缆伸长时首先受力的是加强丝212，可以进一步降低整个单元的伸长量；该结构解决了处于外沿的单股线芯在弯曲时有较大幅度的伸长量的问题，保证了电缆的使用寿命达到标准要求。相邻所述绞合单元21之间、以及位于同一绞合单元21内的单股缆芯211之间的空隙填充聚丙烯填充纱3，一方面充实整个电缆，保证结构稳定圆整，另一方面减小相邻单股缆芯211以及相邻所述绞合单元21之间的摩擦。除本实施例中的聚丙烯填充纱3，还可以是其他非吸湿性非金属填充物。

所述外部保护层1包括依次包裹在缆芯部2外部的第一包带层11、编织屏蔽层12、第二包带层13、护套14。外部保护层1可以根据实际需求增加或减少某一层，以及根据需要设定每一层的厚度。

如图4所示，本实施例中，缆芯部2为24芯电缆，包括六个绞合单元21，缆芯部2呈两层，最内层为一个绞合单元21，最外层为五个绞合单元21，同时参照图8所示，每个绞合单元21包括四根单股线芯211，中心位置为加强丝212；图中虚线仅为参考线。

本实施例中绞合单元21通过单股线芯211绞合的方式拧在一起，使得每个绞合单元21的外径变小，绞合单元21内的每根单股线芯211的绞合节距大大减小，其允许弯曲半径也相应减小，提高了抗弯曲性能。中间层的绞合单元21又通过绞合的方式拧在一起最内层的外部，使得两次绞合同样提高了抗弯曲性能，层数大于两层时，则依次包裹形成缆芯部2，该方式的缆芯部2抗弯曲性能强、寿命长。

实施例二：

如图5所示，本实施例与实施例一不同在于：缆芯部2中绞合单元21的个数与布置方式不同；

本实施例中，缆芯部2为37芯电缆，包括9个绞合单元21，缆芯部2呈两层，最内层为一个绞合单元21，最内层的绞合单元21包括五根单股线芯211，最外层为五个绞合单元21，最外层的绞合单元21包括四根单股线芯211；

同时参照图9所示，每个绞合单元21包括四根单股线芯211，中心位置为加强丝212；同时参照图10所示，每个绞合单元21包括五根单股线芯211，中心位置为加强丝212。

实施例三：

如图6所示，本实施例与实施例一不同在于：缆芯部2中绞合单元21的个数与布置方式不同；

本实施例中，缆芯部2为48芯电缆，包括12个绞合单元21，缆芯部2呈三层，最内层为聚丙烯填充纱3填充，中间层为三个绞合单元21，中间层的绞合单元21包括四根单股线芯211，最外层为九个绞合单元21，最外层的绞合单元21包括四根单股线芯211；

同时参照图9所示，每个绞合单元21包括四根单股线芯211，中心位置为加强丝212；同时参照图10所示，每个绞合单元21包括五根单股线芯211，中心位置为加强丝212。

实施例四：

如图7所示，本实施例与实施例一不同在于：缆芯部2的个数与布置方式不同；

本实施例中，缆芯部2为61芯电缆，包括12个绞合单元21，缆芯部2呈三层，最内层为一个绞合单元21，最内层绞合单元21包括三根单股线芯211；中间层为四个绞合单元21，中间层的绞合单元21包括四根单股线芯211；最外层为七个绞合单元21，最外层的绞合单元21包括六根单股线芯211；

同时参照图9所示，每个绞合单元21包括四根单股线芯211，中心位置为加强丝212；同时参照图11所示，每个绞合单元21包括六根单股线芯211，中心位置为加强丝212。

如下，给出14股-61股，常规芯数的现有结构与本申请结构的对比表：

解释说明：以序号为9，总芯数为52的电缆为例，其具有3层，最内层为聚丙烯填充纱填充；中间层为3个绞合单元21，每个绞合单元21包括4个单股线芯；最外层为8个绞合单元21，每个绞合单元21包括5个单股线芯。

本发明还提供加工上述实施例中大芯数拖链式高柔型控制电缆的加工方法，包括加工单股线芯211、加工缆芯部2、加工外部保护层1，具体包括以下步骤：

加工单股线芯211：

通过拉丝机将铜杆拉成细铜丝；通过束丝机将多根细铜丝绞成标准截面的绞合软丝；通过绝缘挤出机在绞合软丝外面挤制绝缘层。

加工缆芯部2，以实施例一中24股缆芯为例：

步骤s01，加工缆芯部2的绞合单元21，将加强丝212置于四根单股线芯211的中心处，并填充聚丙烯填充纱3通过成缆机一起绞合，形成一个绞合单元21，按照该方法，加工五个绞合单元21；

步骤s02：加工缆芯部2的最内层，因24股缆芯的最内层只有一个绞合单元21，只需要将最内层的绞合单元21在步骤s01中一同加工即可；比如16股、48股、52股的缆芯最内层为聚丙烯填充纱3，也无需加工最内层，在步骤s03中与中间层绞合即可；

步骤s03：加工缆芯部2的中间层，通过成缆机将多个绞合单元21反向绞合在步骤so2后加工出的最内层的外部，若存在多个中间层，则依次反向绞合在上一次绞合后的外部；

因24股缆芯只有两层，以及其他只有两层的缆芯部，至此缆芯部2加工完成；

若缆芯部2大于等于三层，如44股电缆、61股电缆，则继续加工缆芯部2的最外层，最后将最外层的多个绞合单元21反向绞合在中间层的外部；至此，完成缆芯部2的加工；

加工外部保护层1：

步骤s04：将外部保护层1包裹在加工完成的缆芯部2；

所述外部保护层1包括依次包裹在缆芯部2外部的第一包带层11、编织屏蔽层12、第二包带层13、护套14。

加工外部保护层方式为：在成缆机完成缆芯最外层绞合，即完成缆芯部2的同时绕包第一包带层11；后通过编织机在第一包带层11外交叉编织细铜丝，形成编织屏蔽层12；通过绕包机在编织屏蔽层12外绕包第二包带层13；最后通过护套挤出机在第二包带层13外部挤制护套14。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。